低壓成套設(shè)計與應(yīng)用中隔離開關(guān)散熱技術(shù)研究

劉月嬋

摘要：當前，低壓成套開關(guān)設(shè)備在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，開關(guān)設(shè)備性能是否優(yōu)良對整個生產(chǎn)流程的安全性影響巨大。在電氣設(shè)備正常運行當中，一旦遇到突發(fā)電氣事故，將會影響整個裝置的使用性能，甚至會帶來嚴重的安全事故。因此，需要有低壓成套設(shè)計加以輔助，隨后，文章還針對開關(guān)應(yīng)用中的散熱性展開了相關(guān)技術(shù)研究。

關(guān)鍵詞：低壓成套;隔離開關(guān)散熱;應(yīng)用分析

1低壓成套開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計

電氣設(shè)備中，開關(guān)、接觸器、斷路器、變壓器屬于同一類。但它有其獨特之處，因為它是一套完整的設(shè)備，即一系列的設(shè)備通過一定的規(guī)格結(jié)合起來形成一個有機的整體，這樣的設(shè)備稱為電氣成套設(shè)備。通常我們做的開關(guān)柜、箱式變電站等都視為電氣設(shè)備。

1.1電路負荷優(yōu)化

（1）負荷的確定

在低壓開關(guān)柜主電路的優(yōu)化設(shè)計過程中，負荷特性和屬性的確定是非常重要的，也是優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)。只有明確這一點，才能更好地滿足低壓開關(guān)柜系統(tǒng)運行的實際要求。

（2）材料優(yōu)化設(shè)計

材料的優(yōu)化設(shè)計也很關(guān)鍵，需要高度關(guān)注。在實際運行過程中，設(shè)備的載流性能受外殼、電纜、母線等因素的影響。最常用的導線選擇是銅母線電弧導線。在調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計過程中，需要根據(jù)具體的施工標準和用戶的實際需要進行具體的設(shè)計和布置。在實際工作中，為了充分發(fā)揮設(shè)備的應(yīng)用性能，應(yīng)注意用戶的超載，減少資源的消耗。

（3）運行環(huán)境

電力系統(tǒng)的實際運行離不開一定的外部環(huán)境。但在實踐中，環(huán)境因素具有不確定性和多樣性的特點，直接影響電力設(shè)備的運行質(zhì)量。因此，在低壓開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計過程中，必須考慮環(huán)境因素，以確保低壓開關(guān)設(shè)備的元器件選擇和設(shè)計滿足要求。

1.2元器件的布置和排列方面進行的優(yōu)化設(shè)計

在低壓開關(guān)設(shè)備的運行過程中，元器件的布局和布置是非常重要的。合理布置設(shè)備，可以降低設(shè)備成本，減小設(shè)備規(guī)模，減少占地面積，提高設(shè)備安全性能。

1.3設(shè)備性能方面的優(yōu)化

（1）在電力系統(tǒng)運行中，對整套開關(guān)柜進行改進和優(yōu)化，主要是為了充分發(fā)揮最佳性能，保證柜體的結(jié)構(gòu)強度，盡可能提高使用壽命。

（2）對低壓開關(guān)柜的性能進行了優(yōu)化。在實際優(yōu)化過程中，應(yīng)科學設(shè)定設(shè)備參數(shù)，確保電流承載能力設(shè)定在合理的范圍內(nèi)，從根本上提高設(shè)備的綜合性能。

2開關(guān)發(fā)熱的主要原因

2.1靜觸頭跟母排連接面接觸不良或固定螺栓松動

若靜觸頭及母排截流偏小，就可引起開關(guān)觸頭溫度異常。母排與靜觸頭連接面鍍銀或鍍錫，可提高導電性能，降低導電熱效應(yīng)。與靜觸頭連接的母排一般選用銅排，避免銅鋁過渡而產(chǎn)生熱量。堅固螺栓采用力矩扳手，堅固力矩不能過松也不能過緊，過松會造成接觸不良，而過緊會使金屬面發(fā)生蠕變，導致螺栓周圍的金屬上翹，使接觸面積減少。

2.2動觸頭堅固彈簧張力不足或選材不當

斷路器在工作狀態(tài)時，觸指與靜觸頭和導電臂的接觸電阻由堅固彈簧張力決定。堅固彈簧張力不足時，動靜觸頭接觸電阻會增大，根據(jù)電流的熱效應(yīng)公式可知發(fā)熱會增大，而觸頭熱量傳給彈簧，使得彈簧螺旋體的彈性變大。若張力進一步下降，則會加劇觸頭的發(fā)熱。

1.3斷路器導電臂連接過松

斷路器導電臂與斷路器本體觸座使用螺栓進行連接，若連接螺栓緊固力偏小，在電動力作用下，導電臂與觸座接觸電阻將增大，發(fā)熱可導致真空斷路器損壞，因此需定期對固定螺栓進行緊固。

3開關(guān)散熱對策

3.1正確測量開關(guān)柜回路電阻

由于開關(guān)柜設(shè)備發(fā)熱故障大多由觸頭接觸不良造成，因此在維護檢修時對斷路器直流接觸電阻進行定期測量。因彈簧通過大電流會發(fā)熱退火，易導致彈簧斷裂，故在測量真空斷路器的回路接觸電阻時，不允許電流夾子夾在彈簧上。

3.2觸頭及彈簧的材質(zhì)要求

對彈簧用吸鐵石檢查，確保更換的彈簧為非磁性材料。檢測彈簧的張力是否滿足使用要求，及時更換老化變色的彈簧，對由彈簧緊固力引起的發(fā)熱可考慮更換彈簧彈力大一級的彈簧。若固定力矩達到標準，動觸頭不發(fā)熱而靜觸頭發(fā)熱，則最主要的原因是靜觸頭與母排接觸不良，母排和靜觸頭的銅質(zhì)達不到要求，母排、靜觸頭的通流能力偏小，需更換合格的母排及靜觸頭。

3.3對發(fā)熱量大的開關(guān)柜增加散熱風機

開關(guān)柜的密封性較好，熱量不易散發(fā)，而強制對流散熱的效果可達到自然散熱的3-8倍，因此一般在總進線柜、母聯(lián)柜負荷較大的斷路器室和母線室的頂部增加散熱風機，及時把產(chǎn)生的熱量疏散，減少開關(guān)柜熱堆效應(yīng)。

3.4負荷大的開關(guān)采用RFID無線無源電力在線測溫技術(shù)

無線測溫技術(shù)采用無線通信傳輸溫度信號，具有優(yōu)異的絕緣性能，能隔離開關(guān)柜的。測溫傳感器直接安裝在發(fā)熱點上，可準確測量監(jiān)測位置的運行溫度，實現(xiàn)開關(guān)柜運行溫度的在線監(jiān)測。

結(jié)語

發(fā)熱是一切設(shè)備故障的最終表現(xiàn)，溫度在線監(jiān)測能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患和缺陷。同時，RFID無線無源電力在線測溫技術(shù)在可靠性、擴展性、成本和安裝維護等方面均具有突出優(yōu)勢，已成功應(yīng)用到變電站各類開關(guān)柜中，且數(shù)據(jù)可傳輸?shù)皆破脚_、計算機和手機App。

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