開關(guān)柜主回路電阻及溫升解決方法

朱曉明

摘 要：本文首先針對開關(guān)柜溫度上升過快、溫度過高的原因開展了逐一的分析，并在此基礎(chǔ)上，建設(shè)性地提出了對應(yīng)故障的處理辦法，希望通過此次經(jīng)驗的交流，本文能夠為從事該行業(yè)的相關(guān)工作人員帶來一定有價值的參考，同時也希望本文能夠發(fā)揮出舉一反三的作用。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜；溫度升高；原因；解決辦法

中圖分類號：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在配電系統(tǒng)當(dāng)中，開關(guān)柜是相當(dāng)關(guān)鍵的電力控制和分配調(diào)控的電氣設(shè)備，開關(guān)柜在運行過程中的整體安全與問題將會在很大程度上對供電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量造成影響。伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們在生產(chǎn)和生活過程當(dāng)中，對電能質(zhì)量也會有更高的要求，所以針對開關(guān)柜的溫度上升過快、溫度過高現(xiàn)象問題的解決效果，將會成為相關(guān)工作人員所必須要思考的一個重要問題。

一、開關(guān)柜溫度上升過快、溫度過高的原因解析

相關(guān)工作人員在針對開關(guān)柜進(jìn)行設(shè)計選型時，都會按照電網(wǎng)系統(tǒng)的實際容量和電網(wǎng)系統(tǒng)中開關(guān)設(shè)備在使用過程當(dāng)中所涉及的對應(yīng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)開展仔細(xì)的動穩(wěn)定計算與熱穩(wěn)定檢驗，盡管如此，在電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程當(dāng)中，依舊會出現(xiàn)很多狀況，導(dǎo)致開關(guān)柜在使用過程中溫度上升過快、溫度過高。

（一）開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏合理性

筆者發(fā)現(xiàn)，很多開關(guān)柜產(chǎn)品主變柜后面的架空部分都存在較為嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象，分析造成這一現(xiàn)象的原因，認(rèn)為是大截面通流排自柜頂部套管一直到達(dá)柜體底部流變，在這一段長母排安置在細(xì)長的后背空間當(dāng)中，并且開關(guān)柜頂部與底部都是密封狀態(tài)，構(gòu)成的一個相對獨立的封閉環(huán)境，在這種環(huán)境當(dāng)中，開關(guān)柜在運行過程當(dāng)中產(chǎn)生的熱量不能夠迅速有效地排出，若使用絕緣母線或者電纜來朝著開關(guān)柜柜體下部進(jìn)行導(dǎo)線的接入，開關(guān)柜內(nèi)部能夠產(chǎn)生熱量的電子元件數(shù)量便會大幅度降低，并且開關(guān)柜的法裝情況也會得到明顯的好轉(zhuǎn)。

而氣體絕緣柜，主要是因為產(chǎn)生熱量的高壓元件都儲存在密閉環(huán)境的不銹鋼氣體箱當(dāng)中，盡管這種做法提升了開關(guān)柜的環(huán)境適應(yīng)能力和運行過程當(dāng)中的穩(wěn)定性，但是也導(dǎo)致了開關(guān)柜在使用過程中溫度嚴(yán)重上升的問題，熱氣在不銹鋼氣體箱當(dāng)中不能夠進(jìn)行有效的排出。解決這一問題的有效辦法是在氣體箱的外部進(jìn)行大型散熱片的安裝，同時在氣體箱外部表面進(jìn)行黑漆的涂抹，以求達(dá)到散熱的效果。

（二）開關(guān)柜的制作材料問題

通流回路銅制排線材料的質(zhì)量沒有達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，同樣是開關(guān)柜在使用過程當(dāng)中出現(xiàn)溫度上升過快、溫度過高的一大重要原因；當(dāng)前我國有些銅材質(zhì)排線的制作技術(shù)存在有缺陷，銅質(zhì)純度不高，材料當(dāng)中含有大量的雜質(zhì)，排線實際電阻很大，致使排線在運行過程當(dāng)中產(chǎn)生了極為嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象。有些排線表面粗糙度低，導(dǎo)致排線搭接處連接不緊密，造成接觸電阻過大，發(fā)熱現(xiàn)象嚴(yán)重。

（三）電流互感器的型號選擇問題

在中國早期所生產(chǎn)的開關(guān)柜當(dāng)中，其內(nèi)部配置的大變比電流互感器使用的是矩形電流互感器，例如常見的主母排雙拼電流互感器，而這種電流互感器只可以完成單面的連接，承載電流的界面面積降低了50%，并且因為它的固定螺栓的力矩考量帶了電流互感器環(huán)氧材料的承受能力，所以力矩同樣也無法達(dá)到正常的水平。

（四）電纜的搭接面出現(xiàn)問題

饋線柜發(fā)熱嚴(yán)重的問題主要體現(xiàn)在電纜搭接面之上，因為電纜頭部的連接螺栓基本上都是使用單螺栓進(jìn)行固定，并且他們的搭接面面積也相對較小，通常400mm2電纜的連接面面積不會超過30*3mm2，所以當(dāng)出現(xiàn)電荷負(fù)擔(dān)較高的情況，技術(shù)人員針對接觸面又進(jìn)行了不正確的處理時，便會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象。

二、針對開關(guān)柜溫度上升過快、溫度過高的處理辦法

第一，開關(guān)設(shè)備需要依照電氣工程實際狀況開展裝配，并且在環(huán)境最為惡劣的地點開展實驗，因為在這樣的環(huán)境當(dāng)中所得到的數(shù)據(jù)結(jié)論才可以最為清晰的表現(xiàn)出開關(guān)設(shè)備在長期運行過程中的實際發(fā)熱情況。

第二，增加散熱面積，增強(qiáng)開關(guān)柜內(nèi)部和外部之間所產(chǎn)生的熱交換，簡單地說，有以下的辦法：（a）將開關(guān)柜電纜室的體積進(jìn)行增加，進(jìn)行在柜體當(dāng)中容易積蓄熱量的位置在防護(hù)條件達(dá)到對應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下進(jìn)行散熱孔的鑿取，讓電纜室、母線室等熱能產(chǎn)生的主要源頭和外部環(huán)境之間能夠產(chǎn)生有效的接觸，幫助這些位置當(dāng)中所產(chǎn)生的熱量與外界冷氣進(jìn)行交換；（b）開關(guān)柜當(dāng)中電纜室泄壓通道、母線室的泄壓通道與斷路器室當(dāng)中的泄壓通道當(dāng)中頂部位置所使用的蓋板應(yīng)選擇使用波浪形網(wǎng)絡(luò)隔板，這樣做的目的是能夠有效增加散熱接觸面面積，實驗顯示，采用波浪形蓋板以后，散熱面接觸面積增加了70%左右，并且在此基礎(chǔ)上，使用發(fā)黑技術(shù)進(jìn)行處理，提升隔板的熱輻射能力；（c）把大電流開關(guān)柜觸頭盒改變成擁有散熱通道的觸頭盒產(chǎn)品，憑借溫度上升實驗進(jìn)行的測試，一樣的實驗環(huán)境之中，擁有散熱通道的觸頭盒觸頭的溫度提升速度將明顯低于沒有散熱通道的觸頭盒，并且其效果相當(dāng)顯著。

第三，降低和削弱渦流所造成的影響，渦流同樣是導(dǎo)致柜體產(chǎn)生熱量的重要原因，使用針對性的措施削弱或者降低渦流所造成的影響，同樣能夠顯著針對開關(guān)柜的溫升變化進(jìn)行有效控制。例如容易引起渦流處的零件材料采用不銹鋼板或鋁合金；或者增加槽口切斷形成渦流的回路，以避免渦流的產(chǎn)生。

第四，針對開關(guān)柜運行環(huán)境進(jìn)行改良。使用發(fā)黑技術(shù)能夠有效加強(qiáng)開關(guān)柜的熱輻射，充分使用光照環(huán)境當(dāng)中黑色物質(zhì)擁有較強(qiáng)熱吸收能力、在無光環(huán)境當(dāng)中，黑色物質(zhì)擁有較強(qiáng)熱散發(fā)能力的特點，針對容易引起發(fā)熱現(xiàn)象的開關(guān)柜零件例如：波浪形頂部蓋板、母線室彎曲板、動靜觸頭外部和斷路器室隔斷板進(jìn)行黑化處理，能夠顯著提升這些不穩(wěn)的熱輻射能力，這種辦法在當(dāng)前我國開關(guān)柜的充氣柜和密閉母線橋當(dāng)中使用頻率相對較高，能夠有效針對溫升問題進(jìn)行處理。

第五，使用風(fēng)機(jī)開展強(qiáng)制冷卻，在開關(guān)柜的每一個散熱通道的出風(fēng)口或者進(jìn)風(fēng)口當(dāng)中進(jìn)行風(fēng)機(jī)的架設(shè)，讓空氣在柜內(nèi)外形成對流，能夠有效提升開關(guān)柜當(dāng)中內(nèi)部與外部的冷熱空氣交換，在完全相同的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行實驗，開關(guān)柜在打開風(fēng)機(jī)的情況下溫度比不打開風(fēng)機(jī)情況下溫度低7℃左右。

第六，配置溫度檢測設(shè)備，溫度檢測設(shè)備在開關(guān)柜當(dāng)中進(jìn)行安裝，其目的是實時監(jiān)測開關(guān)柜的溫度上升情況，使得開關(guān)設(shè)備可以正常運行，杜絕安全隱患的發(fā)生。

第七，處理電纜線和母排線的連接問題。首先，工作人員需要增強(qiáng)針對電纜線制作和連接工作的質(zhì)量驗收工作，保障連接面的緊密程度，滿足相關(guān)的技術(shù)要求；再有就是電纜頭的型號選擇應(yīng)使用兩個螺栓進(jìn)行固定的類型，提升連接面的面積和壓接力；最后施工人員應(yīng)針對連接方式進(jìn)行優(yōu)化，嚴(yán)格遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計母排搭線連接形式和所連接螺栓的數(shù)量和型號，同時使用專業(yè)的力矩扳手，防止脫絲、形變等不正確操作出現(xiàn)。

結(jié)語

因為考慮到安全方面的要求，所以在開關(guān)柜設(shè)計的過程中，必須要存在一定程度的封閉性，這就導(dǎo)致了開關(guān)柜在使用過程中出現(xiàn)了溫度上升速度過快，溫度過高的現(xiàn)象。當(dāng)下，針對這一問題所開展的處理工作，已經(jīng)得到我國相關(guān)技術(shù)人員和工作人員的高度重視，并且在這一課題的研究過程中已經(jīng)取得了諸多的科研成果，在實踐過程中取得了較為明顯的效果。相信在不遠(yuǎn)的將來，開關(guān)柜的設(shè)計將更加趨于合理化，針對其發(fā)熱現(xiàn)象的處理，也將會變得更加成熟。

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