劉合祥

摘 要：開關(guān)柜是電能在生產(chǎn)、運(yùn)輸以及使用中最為關(guān)鍵的電氣設(shè)備，特別是高壓開關(guān)柜的穩(wěn)定性更是重中之重，如果高壓開關(guān)柜發(fā)熱而出現(xiàn)故障甚至?xí)绊懝╇姺€(wěn)定可靠性。文章首先對(duì)10kV常用電開關(guān)柜發(fā)熱故障原因進(jìn)行分析，結(jié)合工程實(shí)例對(duì)有關(guān)開關(guān)柜發(fā)熱故障進(jìn)行探討，以期對(duì)于10kV廠用電開關(guān)柜運(yùn)作質(zhì)量的提升，起到一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜；發(fā)熱故障；斷路器；處理措施

引言

開關(guān)柜是廠用電系統(tǒng)中特別重要的電氣設(shè)備，開關(guān)柜的安全穩(wěn)定性會(huì)對(duì)工程整體安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。文章對(duì)10kV常用電開關(guān)柜發(fā)熱故障進(jìn)行研究和探討，不足之處，敬請(qǐng)指正。

1 10kV常用電開關(guān)柜發(fā)熱故障原因

1.1 開關(guān)柜

開關(guān)柜實(shí)際上屬于一種電氣設(shè)備，其外線和柜內(nèi)主控開關(guān)相互連接，其次是分控開關(guān)，各個(gè)分路根據(jù)具體的需要進(jìn)行設(shè)置。包括儀表、自控、電動(dòng)機(jī)磁力開關(guān)以及不同的交流接觸器等，一些還專門配備了高壓室與低壓室開關(guān)柜。

開關(guān)柜的主要作用是在電能轉(zhuǎn)換過程中對(duì)用電裝置設(shè)備進(jìn)行開合、控制以及保護(hù)，其內(nèi)部部件包括斷路器、開關(guān)、互感器以及保護(hù)設(shè)備等。一般來說，開關(guān)柜主要應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站、輕工紡織、廠礦單位以及高層住宅等場(chǎng)合。

1.2 發(fā)熱故障原因

1.2.1 安裝工藝問題

假如開關(guān)柜安裝調(diào)試時(shí)，工作人員在對(duì)安裝工藝進(jìn)行選擇方面出現(xiàn)差錯(cuò)，而造成為10kV開關(guān)柜留下安全隱患。比如說，10kV開關(guān)柜內(nèi)固定式插頭安裝時(shí)，位置的選擇有誤，和設(shè)計(jì)圖紙相差甚遠(yuǎn)，而導(dǎo)致虛接問題，接觸不良繼而造成開關(guān)發(fā)熱故障。

1.2.2 檢修維護(hù)制度有待完善

10kV開關(guān)柜因?yàn)榛瑒?dòng)接觸構(gòu)造比較特殊，盡管方便進(jìn)行維修保養(yǎng)工作，但是也因?yàn)槠錁?gòu)造問題而對(duì)日常檢修維護(hù)提出更高的要求。假如在維護(hù)時(shí)出現(xiàn)和既定規(guī)范步驟相矛盾的情況，沒有對(duì)內(nèi)部電氣設(shè)備的性能進(jìn)行準(zhǔn)確核查，而造成開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)動(dòng)、靜觸頭因?yàn)榻佑|不良而出現(xiàn)過熱效應(yīng)。

1.2.3 誤操作、運(yùn)行環(huán)境問題

相關(guān)工作人員欠缺一定的安全意識(shí)，日常維護(hù)中一些操作存在不良習(xí)慣，而且運(yùn)行環(huán)境的確差強(qiáng)人意，這是導(dǎo)致10kV開關(guān)柜觸頭升溫的重要因素。開關(guān)柜在較長(zhǎng)一段時(shí)間里處于較濕的狀態(tài)，維護(hù)保養(yǎng)力度不足，造成觸頭表面有雜質(zhì)，從而導(dǎo)致動(dòng)、靜觸頭接觸不良。

1.2.4 技術(shù)設(shè)備更新升級(jí)較慢

一些開關(guān)裝置在配電系統(tǒng)中已服役很長(zhǎng)時(shí)間，存在元件絕緣老化、機(jī)械結(jié)構(gòu)變形等情況，因此而逐漸暴露出技術(shù)設(shè)備更新升級(jí)較慢的情況，盡管配電網(wǎng)系統(tǒng)中如斷路器、互感器等裝置已經(jīng)進(jìn)行改造，然而配套工程卻遲遲沒有升級(jí)改造，因此整體性能沒有改變。

1.2.5 供電負(fù)荷驟升

由于供電負(fù)荷急劇增加而導(dǎo)致10kV開關(guān)柜內(nèi)部相對(duì)薄弱的地方溫度也隨之增加，以此導(dǎo)致其絕緣性能繼續(xù)老化，如果溫度增加的速度過快還會(huì)導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)連接點(diǎn)、觸頭等位置的機(jī)械材料變形、老化等情況，因此而埋下安全隱患。假如工作人員未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取解決對(duì)策，一旦情況惡化會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)等安全事故。

2 工程實(shí)例

蘭州市龍?jiān)锤邏号潆娛夜こ讨袘?yīng)用10kv高壓柜，高壓配電室為10kV環(huán)網(wǎng)柜-負(fù)荷開關(guān)柜，其型號(hào)為，這種型號(hào)環(huán)網(wǎng)柜-負(fù)荷開關(guān)柜一般應(yīng)用于低壓配電室，或者是變壓器容量不大于1250kVA的高壓配電室。（如圖1所示）

正常來說，針對(duì)于單臺(tái)變壓器而言，熔斷器電流計(jì)算公式為：

I=Q/（1.732*10）A（1）

其中：Q為千乏（kvar）

那么，針對(duì)于高壓配電室10kV，干式變壓器為630kVA，承載負(fù)荷為600kW。10kV高壓電容每相2臺(tái)并聯(lián)，總?cè)萘渴?30kvar，則電容器工作電流：

I=Q/（1.732*10）=630/（1.732*10）=36.37A

熔斷器取1.5-2倍額定電流，即可選用63A。

熔斷器的選擇后，有關(guān)導(dǎo)線電纜選取方面，需要同時(shí)滿足發(fā)熱條件、電壓損耗、經(jīng)濟(jì)電流密度以及機(jī)械強(qiáng)度等方面。按照公式（2）選取導(dǎo)線及電纜截面：

KθIal≥I30（2）

其中，I30是母線在電路中的計(jì)算電流，確保通過導(dǎo)線中的正常最大負(fù)荷電流也就是線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，要低于正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度，除此之外還需要進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)。

3 故障處理措施

所以，針對(duì)于以上故障分析，及案例中反映出的問題，開關(guān)柜日常運(yùn)行檢查調(diào)試及維護(hù)中過程，需要采取一定的預(yù)防對(duì)策，以此降低開關(guān)柜故障發(fā)生的概率，防止開關(guān)柜因?yàn)殚L(zhǎng)期發(fā)熱升溫而進(jìn)入惡性尋淮而產(chǎn)生安全事故。

3.1 加強(qiáng)日常檢修維護(hù)力度

10kV廠用開關(guān)柜在進(jìn)行日常檢修和維護(hù)中，要對(duì)開關(guān)柜內(nèi)動(dòng)、靜觸頭進(jìn)行認(rèn)真檢查，包括其穩(wěn)定可靠性等，對(duì)其外表變色情況進(jìn)行觀察，還要做好預(yù)防性試驗(yàn)，對(duì)開關(guān)的觸頭、出頭片的彈性進(jìn)行檢查，是不是符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 采用全密封式接線座

溫升效應(yīng)和開關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境有著直接關(guān)系，外部灰塵及雜物等利用接線座等位置處進(jìn)入到內(nèi)部，在觸頭處聚集，從而導(dǎo)致聯(lián)結(jié)位置發(fā)生接觸不良的情況。這種情況下適合采用全密封結(jié)構(gòu)的開關(guān)接線座，能夠在一定程度上提升開關(guān)柜的密封性能，避免雨水、雜志等進(jìn)入到內(nèi)部，從而讓運(yùn)行環(huán)境更加符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 溫升在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

10kV廠用開關(guān)柜因?yàn)檫^熱故障而導(dǎo)致開關(guān)柜電氣安全故障，一方面要強(qiáng)化日常運(yùn)行維護(hù)的力度，盡量選擇和應(yīng)用新材料、新技術(shù)。除此之外，要結(jié)合電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，在10kV開關(guān)柜中應(yīng)用溫升在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一旦有異常溫升情況則及時(shí)報(bào)警，以此防止出現(xiàn)溫升過熱而引發(fā)安全事故。

4 結(jié)束語

總而言之，開關(guān)柜在10kV配電系統(tǒng)中的發(fā)揮重要性，其運(yùn)行安全性對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，所以在變電過程中要不斷加強(qiáng)日常檢查和維護(hù)力度，盡量選擇和應(yīng)用新材料新技術(shù)，加強(qiáng)溫升在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠在一定程度上防止安全事故的產(chǎn)生，保證10kV配電系統(tǒng)既安全穩(wěn)定，而且節(jié)能省耗。

參考文獻(xiàn)

[1]王立成.初探UR4-12/T4000-50型開關(guān)柜的研發(fā)[J].科技資訊，2009（27）.

[2]潘忠凱，趙海，劉廷華.關(guān)于10kV開關(guān)柜運(yùn)行中存在問題的探討[J].廣東科技，2012（23）.