高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱隱患的預(yù)防與處置

邢振

摘 要：在電力設(shè)備運(yùn)行過程中，高壓開關(guān)柜觸頭發(fā)熱問題會(huì)影響帶載能力，甚至?xí)?dǎo)致開關(guān)柜、斷路器燒毀的后果，給生產(chǎn)活動(dòng)帶來許多影響和危害，本文基于現(xiàn)狀，首先介紹了高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱的原因，并結(jié)合其原因，探討了高壓開關(guān)柜觸頭發(fā)熱隱患的預(yù)防處置策略，希望可以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提升生產(chǎn)穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜;異常發(fā)熱;預(yù)防策略

中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）06-0172-02

高壓輸電線路帶載能力與開關(guān)柜的額定工作水平密切相關(guān)。在正常生產(chǎn)過程中，一部分高壓開關(guān)柜存在觸頭異常發(fā)熱的情況，導(dǎo)致線路的整體穩(wěn)定性下降，不但影響了實(shí)際的生產(chǎn)效率，同時(shí)也會(huì)引發(fā)開關(guān)柜燒毀等事故，導(dǎo)致企業(yè)蒙受經(jīng)濟(jì)上的損失。為了進(jìn)一步探討高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱的防控策略，現(xiàn)就高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱的風(fēng)險(xiǎn)與危害分析如下。

1 高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱的危害

高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱會(huì)帶來諸多風(fēng)險(xiǎn)與危害，簡(jiǎn)單歸納如下幾個(gè)方面。

1.1 設(shè)備損壞

高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過程中配變電設(shè)備的不穩(wěn)定因素增加。作為整個(gè)生產(chǎn)過程中性能關(guān)鍵的分配調(diào)度設(shè)備，其在正常運(yùn)行過程中最常見的問題就是高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱。在發(fā)熱效應(yīng)出現(xiàn)的前期，并不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，但是如果不及時(shí)予以處理，可能會(huì)逐漸演變?yōu)閲?yán)重的故障甚至導(dǎo)致設(shè)備破損。另外，觸頭發(fā)熱后，熱量會(huì)逐漸積累，借助于銅排線路進(jìn)入到其他設(shè)備當(dāng)中，一旦出現(xiàn)絕緣層遭受破壞的情況，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部設(shè)備單相連接，進(jìn)而出現(xiàn)短路事故。除此之外，高壓絕緣套管也會(huì)引發(fā)絕緣損壞問題，出現(xiàn)連接母線扭曲變長(zhǎng)的情況，導(dǎo)致互感器出現(xiàn)燒毀炸裂等事故[1]。

1.2 工期延長(zhǎng)

高壓開關(guān)柜觸頭在整個(gè)生產(chǎn)過程中具有重要的作用，其不但是變配電的主要設(shè)備，同時(shí)也是供電的關(guān)鍵設(shè)備之一。一旦由于高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱導(dǎo)致停工搶修，不但會(huì)需要涉及到內(nèi)部檢查與零部件的更換，同時(shí)也可能會(huì)由于熱量的傳導(dǎo)出現(xiàn)其他元器件的損壞，這樣一來無論是生產(chǎn)過程還是穩(wěn)定性都會(huì)受到影響。從故障事故維修的角度上來看，高壓開關(guān)柜本身具有內(nèi)空間小、處理事故的時(shí)間較長(zhǎng)的問題，所以也容易引發(fā)工期延長(zhǎng)的問題，導(dǎo)致企業(yè)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)間接影響企業(yè)的品牌，不利于企業(yè)的長(zhǎng)線發(fā)展。

1.3 經(jīng)濟(jì)損失

高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱后，為了避免故障繼續(xù)發(fā)生，需要及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換，產(chǎn)生一筆不低的費(fèi)用。除此之外，出現(xiàn)意外停電后，企業(yè)的各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)都會(huì)受到影響，從而帶來負(fù)面的信譽(yù)影響，這也會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)方面的損失。從實(shí)際運(yùn)行角度上來看，突然停電會(huì)導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)中斷，一些機(jī)械設(shè)備可能需要面臨設(shè)備損害的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)產(chǎn)品無法繼續(xù)生產(chǎn)，會(huì)出現(xiàn)次序打亂、產(chǎn)品報(bào)廢等問題，這些因素都屬于經(jīng)濟(jì)損失的范疇，最終影響到企業(yè)的品牌效應(yīng)，導(dǎo)致企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力下滑[2]。

2 高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱的原因

高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱的發(fā)生原因很多，簡(jiǎn)單總結(jié)如下幾個(gè)方面。

2.1 彈簧彈性不足

一些高壓開關(guān)柜在使用過程中受到材質(zhì)、安裝等因素出現(xiàn)梅花觸頭外部的彈簧彈力不足的情況，進(jìn)而引發(fā)觸頭的電阻增加。長(zhǎng)期電阻較高，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)熱量累加的情況。在該情況下，高壓開關(guān)柜觸頭發(fā)熱又可以表征為彈簧加熱，隨著彈簧的溫度上升，其彈力也會(huì)相應(yīng)的下降，最終導(dǎo)致觸頭溫度過高，引發(fā)故障。針對(duì)該因素條件下的問題，必須要做好跟蹤檢修工作，同時(shí)對(duì)張緊力進(jìn)行測(cè)試，否則即使短期內(nèi)不發(fā)生問題，長(zhǎng)期來看依然會(huì)引發(fā)故障。

2.2 觸頭連接過松

在高壓開關(guān)柜使用過程中，斷路器的梅花觸頭多采用導(dǎo)電臂進(jìn)行連接，整個(gè)運(yùn)行過程中會(huì)受到各種點(diǎn)動(dòng)力因素的影響，出現(xiàn)螺栓松動(dòng)、電阻增加的問題，一部分會(huì)隨著溫度的增加而逐漸上升，進(jìn)一步引發(fā)彈簧發(fā)熱問題。在長(zhǎng)時(shí)間的溫度影響下，梅花觸頭發(fā)熱變黑。在現(xiàn)場(chǎng)檢修過程中我們發(fā)現(xiàn)，一些大容量的斷路器普遍存在彈簧、觸頭發(fā)黑的問題，這種情況基本都是由于連接處接觸不良所導(dǎo)致的結(jié)果。通過進(jìn)一步檢查、修正后，即可改善該問題帶來的影響，避免高壓開關(guān)柜觸頭發(fā)熱問題。

2.3 外側(cè)彈簧材料選擇不當(dāng)

一般條件下，緊固彈簧選擇非導(dǎo)磁材料可以顯著改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)條件，避免出現(xiàn)局部熱量積累的情況。這是由于一旦選擇了磁性材料，使用過程中很容易出現(xiàn)彈簧內(nèi)部渦流集中的情況，進(jìn)而出現(xiàn)接觸電阻增加、彈簧溫度累計(jì)，這來源于內(nèi)能的增加，最終會(huì)由于溫度較高導(dǎo)致觸頭燒毀。針對(duì)這種因素導(dǎo)致的觸頭發(fā)熱問題，需要在采購(gòu)過程中對(duì)材料進(jìn)行篩選，以此來避免材料選擇不當(dāng)帶來的高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱情況。

2.4 開關(guān)柜靜觸頭座與排點(diǎn)接觸不良

高壓開關(guān)柜觸頭座、排點(diǎn)接觸不良主要是由于加工、裝配不到位所引發(fā)的接觸問題。該類型的問題是由于接觸過程中裝配不到位，導(dǎo)致觸電的面積較小，電阻增加，進(jìn)而導(dǎo)致使用過程中溫度過高的問題。

2.5 靜觸頭與動(dòng)觸頭接觸不良

靜觸頭、動(dòng)觸頭接觸不到位也會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。根據(jù)現(xiàn)階段靜觸頭、動(dòng)觸頭的接觸情況來看，無論是由于加工精度問題還是由于匹配度、安裝工藝的問題，都會(huì)導(dǎo)致靜觸頭、動(dòng)觸頭接觸不良，進(jìn)而出現(xiàn)局部電阻增加的情況，最終出現(xiàn)高壓開關(guān)柜觸頭異常溫度結(jié)果。

2.6 鍍銀層厚度不達(dá)標(biāo)

鍍銀層的厚度也會(huì)影響到開關(guān)柜靜觸頭的溫度。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，受到加工精度等因素的影響，或者由于觸頭安裝的位置不佳，都可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)觸頭的接觸區(qū)域出現(xiàn)接觸不良的問題，如果選擇不同型號(hào)的備用斷路器，則可能會(huì)由于型號(hào)不匹配的問題導(dǎo)致后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)與原因。所以，除了根據(jù)廠家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行鍍銀層厚度的調(diào)整與設(shè)計(jì)，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中也要做好現(xiàn)場(chǎng)的過程控制與管理工作，替代原斷路器，確保靜觸頭的接觸效果，做好接觸電阻的測(cè)量管理工作，滿足鍍銀層的厚度控制要求。

2.7 供電系統(tǒng)存在諧波影響

供電系統(tǒng)供電過程中會(huì)受到電氣設(shè)備端部發(fā)熱的影響，長(zhǎng)期的諧波存在不但會(huì)導(dǎo)致開關(guān)柜靜觸頭發(fā)熱，還會(huì)引發(fā)各種故障，包括噪聲增加、振動(dòng)加大，出現(xiàn)開關(guān)設(shè)備不穩(wěn)定的問題。該問題主要采用發(fā)熱檢測(cè)設(shè)備配合諧波測(cè)試治理工作來解決。

3 高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱隱患的預(yù)防與處置

高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱的預(yù)防控制工作可以通過如下幾個(gè)方面的措施來實(shí)現(xiàn)。

3.1 全密封接線座

選擇全密封的接線座可以在一定程度上降低高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱的情況。從基本原理上來看，全密封的接線座不容易受到外部因素的影響，內(nèi)部的空氣流通簡(jiǎn)單，也不容易進(jìn)入灰塵，更可以借助于全密封的結(jié)構(gòu)將各種污染雜質(zhì)阻擋在外面，從而有效降低接觸面的臟污程度，從而滿足高壓開關(guān)柜觸頭穩(wěn)定性控制要求。

3.2 手車觸頭預(yù)防實(shí)驗(yàn)

隨著近些年來高壓開關(guān)柜電力負(fù)荷的增加，為了滿足開關(guān)柜的運(yùn)行要求，可以采取觸頭預(yù)防實(shí)驗(yàn)的方式來對(duì)運(yùn)行條件進(jìn)行分析。一般來說，可以通過最大負(fù)荷增加的方式來分析觸頭位置能夠承受的最大電流，從而實(shí)施科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免容量不足導(dǎo)致的局部觸頭發(fā)熱損壞問題。通過多次試驗(yàn)的方式能夠了解觸頭承受的極限，從而避免操作失誤帶來的風(fēng)險(xiǎn)與隱患問題。

3.3 開關(guān)柜在線升溫檢測(cè)

在線升溫檢測(cè)系統(tǒng)是一種綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠結(jié)合系統(tǒng)的配置要求來進(jìn)行智能分析測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建，根據(jù)柜內(nèi)的穩(wěn)定調(diào)整情況以及濕度傳感器來計(jì)算出柜內(nèi)一段時(shí)間內(nèi)的溫度變化，借助于溫度調(diào)整模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換的方式來將高壓開關(guān)柜觸頭發(fā)生的細(xì)微變化傳遞給運(yùn)行人員，不但有助于實(shí)施信息的分析與整理，也可以發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間內(nèi)觸頭出現(xiàn)的溫度異常表現(xiàn)，有助于提升高壓開關(guān)柜觸頭異常狀態(tài)的控制水平。除此之外，該技術(shù)的應(yīng)用也可以實(shí)現(xiàn)整體統(tǒng)籌規(guī)劃，避免設(shè)備故障，提升設(shè)備壽命。

3.4 大容量開關(guān)柜選擇散熱性能更好的風(fēng)扇

選擇大容量的開關(guān)柜時(shí)需要特別關(guān)注散熱性能問題。這是由于大容量的開關(guān)柜內(nèi)部溫度更高，所以一旦出現(xiàn)散熱不充分的問題，在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)溫度聚集上升的情況，相比于小容量的開關(guān)柜而言，其對(duì)于散熱性能要求較高。為了避免由于該特征導(dǎo)致的發(fā)熱，可以選擇結(jié)構(gòu)設(shè)置的方式來改善，比如說增設(shè)專門的隔板來對(duì)內(nèi)部的風(fēng)道進(jìn)行調(diào)整，以此來提升整體的散熱性能。除此之外，針對(duì)未加裝的排熱風(fēng)扇，可以選擇大容量的開關(guān)柜，在滿足開關(guān)柜散熱要求的基礎(chǔ)上，增設(shè)專用風(fēng)扇，解決溫度較高的問題。

3.5 增設(shè)無線測(cè)溫設(shè)備

大多數(shù)高壓開關(guān)柜觸頭的位置都十分隱蔽，如果不專門進(jìn)行查驗(yàn)，很容易忽視其發(fā)熱問題，這也是后期設(shè)備燒毀的重要原因。所以，要想及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)熱問題，避免開關(guān)燒毀后導(dǎo)致設(shè)備整體損壞，就必須要增設(shè)無線測(cè)溫設(shè)備。選擇在變電所房間當(dāng)中增設(shè)專門無線測(cè)溫設(shè)備，采用斷路器接頭連接無源線路線頭的方式來實(shí)現(xiàn)開關(guān)室信號(hào)的接受與溫度信息探查功能。運(yùn)行工作人員不需要在到開關(guān)室進(jìn)行各個(gè)觸頭的探查，就可以直接在總控臺(tái)當(dāng)中完成溫度的協(xié)調(diào)分析工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)高壓開關(guān)柜觸頭異常情況并做好發(fā)熱故障解除，提升設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性[3]。

在無線測(cè)溫設(shè)備的使用過程中，需要做好無源無線測(cè)溫探頭的安裝工作，安裝在開關(guān)室的關(guān)鍵位置，顯示開關(guān)柜的觸頭溫度，做好巡檢查看工作，隨時(shí)對(duì)溫度情況、發(fā)熱情況進(jìn)行跟進(jìn)處理，提前做好消除故障的準(zhǔn)備，也可以采取能源中心無人值守管理的模式開確保開關(guān)柜靜觸頭發(fā)熱問題得到妥善解決。

4 總結(jié)

綜上所述，隨著電力設(shè)備運(yùn)行水平的不斷提升，高壓開關(guān)柜觸頭發(fā)熱對(duì)帶載能力的負(fù)面影響也逐漸顯現(xiàn)出來，使得高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱防控工作逐漸成為業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)心的問題。為了避免出現(xiàn)觸頭異常發(fā)熱，除了選擇全密封接線座之外，還需要做好觸頭預(yù)防實(shí)驗(yàn)，選擇專用在線升溫檢測(cè)設(shè)備以及高性能散熱設(shè)備來降低高壓開關(guān)柜觸頭異常發(fā)熱的可能性。另外，根據(jù)企業(yè)的自身情況，增設(shè)一部分無線測(cè)溫設(shè)備也有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)高壓開關(guān)柜觸頭異常，從而實(shí)現(xiàn)快速處置，避免異常發(fā)熱帶來的設(shè)備損壞，維護(hù)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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