高壓開(kāi)關(guān)柜是變配電系統(tǒng)中非常重要的電能調(diào)控與分配調(diào)度的核心電氣設(shè)備，其運(yùn)行安全可靠性直接影響到整個(gè)變配電系統(tǒng)能否具有較高的運(yùn)行安全可靠性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性。隨著電力用戶對(duì)供電電能質(zhì)量水平、供電可靠性、安全性要求的進(jìn)一步提高，尤其在占地面積日趨緊湊的建設(shè)背景下，10（6）KV、35kV等中高壓開(kāi)關(guān)柜在變配電系統(tǒng)中發(fā)揮非常良好的作用。實(shí)際電能供電過(guò)程中，無(wú)論采用何種導(dǎo)電材料進(jìn)行電能資源的傳輸，其均存在材料值阻，即在供電電流和電壓相互作用環(huán)境下，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的熱損耗，一旦開(kāi)關(guān)柜內(nèi)觸頭、聯(lián)接部位等處，由于各種原因造成其接觸電阻值增大，則會(huì)導(dǎo)致主回路電阻值增大，相應(yīng)運(yùn)行中的發(fā)熱量將會(huì)在這些部位積聚，正常散熱量無(wú)法有效排除，進(jìn)而使這些部位的溫度不斷升高，當(dāng)溫升超過(guò)開(kāi)關(guān)柜觸頭、接頭等材料的大允許溫度值時(shí)，就會(huì)引起發(fā)熱故障，輕者引起開(kāi)關(guān)柜動(dòng)作性能降低，重者將會(huì)引起設(shè)備嚴(yán)重?zé)龘p事故。運(yùn)行中的高壓開(kāi)關(guān)柜由于生產(chǎn)制造、原材料、檢修維護(hù)等原因會(huì)引起開(kāi)關(guān)設(shè)備發(fā)生溫升故障，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)措施進(jìn)行有效處理就會(huì)引發(fā)較為嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故。
1、35kV高壓開(kāi)關(guān)柜溫升故障原因分析
電力系統(tǒng)中的導(dǎo)線和接頭等處都存在著大小不同的電阻，而高壓開(kāi)關(guān)柜中通過(guò)的電流較大，由焦耳定律可知，電路接通后導(dǎo)線和接頭會(huì)發(fā)熱，當(dāng)發(fā)熱量超過(guò)材料本身的承受能力時(shí)開(kāi)關(guān)柜就會(huì)由于溫度過(guò)高而發(fā)生故障。總的來(lái)看，造成高壓開(kāi)關(guān)柜溫升故障的原因主要有以下幾個(gè)方面。
1.1開(kāi)關(guān)柜的生產(chǎn)工藝不完善。
對(duì)于35kV高壓開(kāi)關(guān)柜而言，其內(nèi)部回路的電阻主要由兩部分組成，即導(dǎo)線電阻和動(dòng)靜觸頭接觸時(shí)產(chǎn)生的電阻，而后者遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者，可以將開(kāi)關(guān)柜中的總電阻值近似等于動(dòng)靜觸頭間的電阻值大小。如果開(kāi)關(guān)柜的生產(chǎn)工藝落后，就會(huì)使動(dòng)靜觸頭相接處的光滑度和平坦度不夠，當(dāng)動(dòng)靜觸頭相接觸后就不會(huì)形成平面接觸，而是一些點(diǎn)之間的接觸，電路通電以后，如果電流值過(guò)大，就會(huì)使相接處由于熱效應(yīng)而收縮，接觸面積變小，電阻值變大，進(jìn)而產(chǎn)生溫升故障。
1.2開(kāi)關(guān)柜的安裝過(guò)程存在問(wèn)題。
開(kāi)關(guān)柜屬于比較精密的電力設(shè)備，對(duì)它的安裝要求比較高。如果采用的安裝工藝存在問(wèn)題，會(huì)在很大程度上提高溫升故障發(fā)生的可能性。如有些重要零部件的安裝就位不精確，就會(huì)使動(dòng)靜觸頭接觸不緊密，產(chǎn)生“虛接”現(xiàn)象，這樣就導(dǎo)致動(dòng)靜觸頭處的電阻值大于正常接觸時(shí)的電阻值，當(dāng)通入電流時(shí)就會(huì)發(fā)生溫升故障。
1.3操作人員的技術(shù)水平較低。
開(kāi)關(guān)柜作為變電和配電的重要設(shè)備之一，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求較高，要求操作人員熟悉設(shè)備的操作規(guī)程并且具有高度的責(zé)任心。如果操作人員的安全意識(shí)淡薄、操作不熟練，就極有可能在運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中發(fā)生誤操作現(xiàn)象，使動(dòng)靜觸頭的接觸電阻增大而產(chǎn)生溫升事故。
1.4環(huán)境因素的影響。
大量的35kV高壓開(kāi)關(guān)柜所處的環(huán)境條件比較差，這也是引發(fā)溫升故障的一個(gè)不可忽略的因素。在惡劣的環(huán)境條件下，如果灰塵量比較大、維護(hù)條件跟不上，就會(huì)使開(kāi)關(guān)柜中布滿灰塵，灰塵積聚過(guò)多會(huì)對(duì)導(dǎo)電過(guò)程產(chǎn)生不利影響，尤其是在動(dòng)靜觸頭接觸部位，隨著觸頭處灰塵量的增多，動(dòng)靜觸頭的電阻也逐漸增大，很容易發(fā)生溫升故障。
1.5開(kāi)關(guān)柜技術(shù)更新速度慢。
盡管這幾年通過(guò)政府投資對(duì)我國(guó)的輸電線路進(jìn)行了大規(guī)模的改造，淘汰了大量老化的線路，也更換了大量輸電設(shè)備，但由于改造過(guò)程中沒(méi)有對(duì)整個(gè)改造工程進(jìn)行科學(xué)的整體規(guī)劃，導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備的更新速度較慢，許多開(kāi)關(guān)柜存在著超期服役、重要零部件老化的現(xiàn)象。有的地方?jīng)]有配置備用開(kāi)關(guān)柜，使超期服役的開(kāi)關(guān)柜繼續(xù)使用，這都大大增大了溫升事故發(fā)生的概率。比如某變電站開(kāi)關(guān)柜使用過(guò)程中出現(xiàn)溫升過(guò)快問(wèn)題，實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，35kV側(cè)的ZN85-40.5型斷路器其接觸電阻遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)范要求的100μΩ，而該型斷路器的某些相主回路電阻高達(dá)198μΩ，其超標(biāo)率達(dá)98%，溫升效應(yīng)大大超過(guò)相應(yīng)國(guó)標(biāo)中觸頭大運(yùn)行溫度75℃，高達(dá)90℃。后來(lái)經(jīng)詳細(xì)測(cè)試得知，斷路器觸頭表面存在生產(chǎn)質(zhì)量水平問(wèn)題，運(yùn)行時(shí)斷路器動(dòng)觸頭灼燒，使觸頭表面發(fā)黑，導(dǎo)致主回路電阻超標(biāo)。
2、減少35kV開(kāi)關(guān)柜溫升故障發(fā)生的措施
通過(guò)前面的分析可知，開(kāi)關(guān)柜中動(dòng)靜觸頭處的電阻值變大是引發(fā)35kV開(kāi)關(guān)柜溫升故障的源頭，動(dòng)靜觸頭處的發(fā)熱在開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中不可避免，但可以采取必要的措施來(lái)將這方面的影響降到低程度。根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為應(yīng)該從以下幾個(gè)方面努力。
2.1重視開(kāi)關(guān)柜的日常檢查和維修工作。
對(duì)于溫升故障應(yīng)該堅(jiān)持預(yù)防為主的原則，盡量避免事故的發(fā)生，當(dāng)事故不可避免時(shí)應(yīng)及時(shí)維修。管理部門(mén)必須重視開(kāi)關(guān)柜的日常檢查工作，需要重點(diǎn)檢查動(dòng)靜觸頭的接觸情況，觀察接觸部位的零部件有沒(méi)有發(fā)生變色、變形現(xiàn)象，接觸是否良好等，當(dāng)發(fā)現(xiàn)動(dòng)靜觸頭的導(dǎo)電性能不好時(shí)，可以采用涂導(dǎo)電膏的方式降低動(dòng)靜觸頭處的接觸電阻，降低溫升效應(yīng)。檢修時(shí)還要利用*的溫度檢測(cè)手段對(duì)開(kāi)關(guān)柜重要部位的溫度進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果決定是否需要對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行維修，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度變化異常時(shí)應(yīng)及時(shí)采用必要的應(yīng)對(duì)措施，避免更大事故的發(fā)生。
2.2完善開(kāi)關(guān)柜管理的規(guī)章制度和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。
完善的管理制度有利于保障開(kāi)關(guān)柜的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，降低溫升故障發(fā)生的可能性，因此管理部門(mén)必須制定出完善的管理和運(yùn)營(yíng)制度及相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。在制度中應(yīng)規(guī)定可進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜操作的人員資質(zhì)和技能要求、相應(yīng)負(fù)責(zé)人的具體職責(zé)、檢測(cè)和維修人員進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜維修時(shí)的注意事項(xiàng)等。同時(shí)還應(yīng)對(duì)相關(guān)人員因沒(méi)有按照管理制度和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作而造成事故后的處理措施，保證開(kāi)關(guān)柜的檢查和維修工作嚴(yán)格按制度進(jìn)行。
2.3加快開(kāi)關(guān)柜的技術(shù)更新。
當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度越來(lái)越快，重要設(shè)備的更新速度也有逐漸加快的趨勢(shì)，管理部門(mén)必須意識(shí)到設(shè)備及時(shí)更新的重要性。具體到35kV開(kāi)關(guān)柜來(lái)說(shuō)，隨著自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品更新的速度也大大加快。比如，隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的不間斷自動(dòng)檢測(cè)；隨著新材料技術(shù)的發(fā)展，各種電阻率低的新型材料在開(kāi)關(guān)柜的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用等。管理部門(mén)應(yīng)重視開(kāi)關(guān)柜的更新?lián)Q代工作，拋棄陳舊的觀念，雖然新型開(kāi)關(guān)柜的一次投資較大，但卻能保證變電和配電系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
2.4重視開(kāi)關(guān)柜溫度的在線監(jiān)測(cè)和應(yīng)急工作。
開(kāi)關(guān)柜的溫升既然是引起電力系統(tǒng)故障的主要原因之一，在實(shí)際的工作中必須重視對(duì)開(kāi)關(guān)柜溫升的檢測(cè)工作。自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代電工電子技術(shù)的發(fā)展為全面實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜的在線溫升檢測(cè)提供了可能，應(yīng)給開(kāi)關(guān)柜配備在線檢測(cè)系統(tǒng)，并將檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)記錄并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)。在溫度出現(xiàn)異常的情況下迅速啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)派維修人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)，解決問(wèn)題。
3、結(jié)論
高壓開(kāi)關(guān)柜具有防護(hù)性能好、“五防”閉鎖功能安全可靠、維護(hù)檢修方便、運(yùn)行操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在10（6）KV、35kV等中高壓變配電系統(tǒng)中得到廣泛推廣應(yīng)用，在開(kāi)斷重要負(fù)荷和頻繁操作的場(chǎng)所中發(fā)揮非常重要的作用。但在實(shí)際運(yùn)行中，由于許多因素會(huì)造成開(kāi)關(guān)柜主回路電阻偏高，引起斷路器觸頭和母線溫升效應(yīng)增加，給變配電系統(tǒng)帶來(lái)一系列安全問(wèn)題。因此，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)采取有效技術(shù)措施和檢修維護(hù)制度及時(shí)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)存在的溫升安全隱患，避免和減少開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱故障的逐步擴(kuò)大和惡化，有效提高變配電系統(tǒng)的供電安全性、可靠性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性。
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