電氣開關(guān)柜發(fā)熱問題探究

王婷 張勐

摘 要：作為一種常見的電氣設(shè)備，開關(guān)柜廣泛應(yīng)用與電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換過程當中，在一定程度上，開關(guān)柜的穩(wěn)定性直接關(guān)系著供配網(wǎng)工程的運行質(zhì)量。但結(jié)合電力工程實踐可知，開關(guān)柜在實際應(yīng)用中容易出現(xiàn)發(fā)熱問題，尤其是刀閘發(fā)熱的表現(xiàn)尤為明顯。基于此，在電氣工程建設(shè)管理中，應(yīng)注重開關(guān)柜發(fā)熱問題的有效防控。

關(guān)鍵詞：電氣工程;開關(guān)柜;發(fā)熱;刀閘

電氣開關(guān)柜在供配網(wǎng)工程建設(shè)中起到至關(guān)重要的作用，其能通過斷路器、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)等部件的作用，實現(xiàn)電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電過程的開合、控制和保護。本文在闡述電氣開關(guān)柜發(fā)熱原因的基礎(chǔ)上，就其發(fā)熱問題預(yù)防對策展開分析，并著重分析非小車式開關(guān)柜刀閘發(fā)熱問題，期望能有效消除開關(guān)柜發(fā)熱問題，提升開關(guān)柜的運作性能，滿足電氣工程控制需要。

一、電氣開關(guān)柜發(fā)熱原因分析

1、開關(guān)柜設(shè)計問題

開關(guān)柜在設(shè)計階段存在諸多問題：一方面，開關(guān)柜內(nèi)的銅排及其連接方式設(shè)計不合理，銅排截面積選擇不合理、線排之間搭接面積不夠，導(dǎo)體的載流量下降，容易造成導(dǎo)體發(fā)熱問題。。另一方面，開關(guān)柜本身設(shè)計不合理時，會導(dǎo)致自身系統(tǒng)散熱效果受限，引起開關(guān)柜發(fā)熱。此外，刀閘動靜觸頭的設(shè)計是開關(guān)柜設(shè)計的重要內(nèi)容，當開關(guān)柜觸頭接觸面積不合理時，觸頭部位的電阻值會增大，此時電流的損耗會引起開關(guān)柜溫度上升。除此之外，當?shù)堕l合閘角度不正確時，導(dǎo)電的接觸面積減少，此時接觸部位的載流量不足亦會引起發(fā)熱，導(dǎo)致開關(guān)柜的發(fā)熱問題。

2、開關(guān)柜部件安裝應(yīng)用不當

在開關(guān)柜試用前，需規(guī)范開展開關(guān)柜的安裝。通常當開關(guān)柜設(shè)備安裝不規(guī)范時，容易引起設(shè)備發(fā)熱問題。譬如在線排搭接處的安裝中，當連接導(dǎo)體的螺栓力矩不正確，導(dǎo)體接觸面的大小會不滿足相關(guān)標準要求，引起導(dǎo)體搭接處載流量下降，會引起發(fā)熱問題。同時在開關(guān)柜使用中，觸頭氧化、觸頭污染、觸頭接觸不良、電力負荷異常變化等，均有可能造成線路電流增大，引起溫度超過允許范圍。此外在開關(guān)柜使用中，還應(yīng)規(guī)范開展柜內(nèi)設(shè)備的定期維護并更換老化元件，當開關(guān)柜內(nèi)導(dǎo)體連接松動，或刀閘動靜氧化或鍍銀層磨損時，容易造成局部結(jié)構(gòu)發(fā)熱問題。

二、電器開關(guān)柜發(fā)熱問題控制策略

1、規(guī)范開展電氣開關(guān)柜設(shè)計

科學合理地開展電氣開關(guān)柜設(shè)計，能為開關(guān)柜的運行和功能控制創(chuàng)造良好條件。一方面，在電氣工程建設(shè)初期階段，要求在考慮工程建設(shè)需要的基礎(chǔ)上，嚴格按照相關(guān)標準，合理設(shè)計開關(guān)柜接線圖。同時應(yīng)盡可能的選擇高品質(zhì)元器件，為開關(guān)柜設(shè)內(nèi)導(dǎo)體提供足夠的載流量。另一方面，應(yīng)為開關(guān)柜具備負荷監(jiān)測系統(tǒng)，然后在考慮監(jiān)測數(shù)據(jù)和調(diào)研分析信息基礎(chǔ)上，進行開關(guān)柜規(guī)劃方案調(diào)整，以此來避免過流風險。此外，在開關(guān)柜高壓開關(guān)設(shè)備選擇中，要求按照《交流高壓斷路器技術(shù)標準》進行設(shè)計，從源頭上減少設(shè)備發(fā)熱問題。

2、做好開關(guān)柜安裝驗收

開關(guān)柜電氣設(shè)備安裝階段，應(yīng)注重開關(guān)柜安裝質(zhì)量的系統(tǒng)驗收。首先在開關(guān)柜安裝初期階段，要求在考慮本工程項目實際的基礎(chǔ)上，參考國標規(guī)范，制定完整的驗收規(guī)劃機制。隨后應(yīng)在該機制的指導(dǎo)下，對新裝和檢修后的開關(guān)設(shè)備進行驗收交接。這樣能從檢修工藝、試驗流程等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)開關(guān)柜發(fā)熱等故障問題的有效控制。其次在開關(guān)柜驗收過程中，應(yīng)重視接觸電阻測定工作的開展，在實際測試中，要求接觸電阻測試不僅要滿足接觸電阻檢查標準，而且要符合觸指壓力測試規(guī)范。最后在開關(guān)柜應(yīng)用中，應(yīng)落實周期性管理機制，階段性、長期實行的對相關(guān)的開關(guān)設(shè)備元件進行檢查，以此來避免設(shè)備發(fā)熱問題造成的經(jīng)濟損失。

3、重視開關(guān)柜設(shè)備的檢修

開關(guān)柜的控制與運作具有較強的專業(yè)性，在開關(guān)柜使用階段，任何一個故障都可能多系統(tǒng)整體的應(yīng)用效果造成影響。對此應(yīng)做好開關(guān)柜的系統(tǒng)檢查。其一，電力工作者應(yīng)定期開展開關(guān)柜的停電檢查，在實際檢查中，應(yīng)重點關(guān)注導(dǎo)體的接觸情況、觸頭接觸電阻、觸指壓力的檢查，確保所有設(shè)備部件的狀態(tài)參數(shù)處于標準范圍之內(nèi)。其二，在開關(guān)柜檢修中，應(yīng)重視預(yù)防性實驗檢查工作的開展，通過預(yù)防性檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并進行全方位檢修。其三，開關(guān)柜中的一些設(shè)備容易因氧化問題而發(fā)熱，故而在檢查中發(fā)現(xiàn)氧化問題時，應(yīng)重視接觸面的合理打磨，規(guī)范使用絕緣漆，并清理雜質(zhì);這樣能有效避免因接觸不良而引起的開關(guān)柜發(fā)熱問題。其四，開關(guān)柜設(shè)備檢查中，除了要從管理層面提升電氣開關(guān)柜控制工作效果外，還需要對開關(guān)柜相關(guān)線路、設(shè)備元件的負荷進行科學檢查和處理。在實際檢查中，應(yīng)將電流變化參數(shù)作為重點，保證相應(yīng)的負荷都能被控制在設(shè)備允許范圍內(nèi)。值得注意的是，應(yīng)結(jié)合配電柜內(nèi)設(shè)備特定的應(yīng)用條件，進行電流參數(shù)的整合處理，以此來提高保護效果和應(yīng)用水平。

4、及時更新老化設(shè)備

電氣開關(guān)柜長期使用中會出現(xiàn)設(shè)備老化問題，在一定程度上，設(shè)備老化會使得開光柜發(fā)熱故障的發(fā)生率大大增加。故而在考慮開關(guān)柜實際應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上，還應(yīng)重視設(shè)備元件的及時更新，要求盡早替換老化元件，在保證設(shè)備、線路運行穩(wěn)定性的同時，避免開關(guān)柜發(fā)熱帶來的損失。此外應(yīng)值得注意的是，要提升開關(guān)柜運作的穩(wěn)定性，在開關(guān)柜控制之余，可應(yīng)對負荷進行控制，維持負荷輸送穩(wěn)定性，這樣也能起到保護開關(guān)柜，防止開關(guān)柜發(fā)熱的作用。

三、基于開關(guān)柜發(fā)熱防控的刀閘發(fā)熱問題處理

1、刀閘發(fā)熱問題分析

刀閘是電氣開關(guān)柜中的重要設(shè)備，其多用于低壓電系統(tǒng);在實際應(yīng)用中，刀閘容易出現(xiàn)發(fā)熱問題。究其原因在于：其一，從運行環(huán)境來看，除刀閘接線端外，動靜觸頭也長期性地暴露在惡劣環(huán)境如高濕度高污穢環(huán)境中，觸面的氧化容易引起刀閘發(fā)熱。其二，受機械閉合力沖擊影響，刀閘會因機械磨損而老化，加之連接處螺絲松動等問題的影響，會造成接觸點電阻增大，這也是刀閘發(fā)熱的重要原因。其四，外界環(huán)節(jié)對導(dǎo)體材料造成影響時，導(dǎo)體材料的載流能力會發(fā)生變化，引起刀閘發(fā)熱問題。

2、刀閘發(fā)熱問題處理

要正確解決刀閘發(fā)熱問題，實現(xiàn)開關(guān)柜運行狀態(tài)進行有效把控。首先應(yīng)重視開關(guān)柜刀閘設(shè)計的合理性，在開關(guān)柜刀閘設(shè)計中，要求系統(tǒng)考慮變電站的負荷情況及運行環(huán)境，對刀閘的具體參數(shù)進行規(guī)范設(shè)計。在刀閘接觸面控制中，要求刀閘動靜觸頭接觸面應(yīng)受力均勻，表面沒有劃傷或毛刺。在刀閘的安裝中，應(yīng)保證動靜觸頭相對位置、角度的正確性。在刀閘投入運行期間，操作刀閘時應(yīng)保證刀閘合閘的操作質(zhì)量，譬如，當對刀閘進行合閘時，要求注意刀閘傳動機構(gòu)運動，同時控制導(dǎo)電桿運動狀態(tài)。在開合閘過程中，動作應(yīng)迅速但應(yīng)避免用力過猛損壞相關(guān)機構(gòu)，減少動靜觸頭的電弧燒損。同時應(yīng)落實開關(guān)柜的定期紅外測溫，及時發(fā)現(xiàn)刀閘發(fā)熱問題。在刀閘測溫中，可推廣溫度在線監(jiān)測裝置的應(yīng)用，實現(xiàn)刀閘超溫情況的有效預(yù)警和處理，避免刀閘溫度過高引起開關(guān)柜發(fā)熱等問題。

四、結(jié)語

電氣開關(guān)柜的使用對于整個電力系統(tǒng)運行具有深刻影響。隨著經(jīng)濟發(fā)展，對供電能力提出了更高的要求，必須充分重視開關(guān)柜發(fā)熱問題，并針對性地進行預(yù)防處理，并重視刀閘等關(guān)鍵部件發(fā)熱問題的處置，才能提供足夠的供電可靠性以滿足社會發(fā)展的需求。

參考文獻

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