高壓開關柜發(fā)熱原因分析

一、開關柜結構特點

高壓開關柜的一次設備分布在3個相互獨立的隔室內，分別是母線室、斷路器室和電纜室。按有關的規(guī)程要求，除了為實現(xiàn)電氣連接、控制、通風而必須在隔板上開孔外，所有隔室均呈封閉狀態(tài)，按GB/T11022-1999規(guī)定外殼防護等級至少應達到IP2X，隔室間防護等級也至少要達到IP2X。在電纜室有連接出線電纜的3（或更多）個主接頭與連接旁路刀閘的十幾個接點。在斷路器室內的斷路器手車上一般有6個主插頭，有18個流過負荷電流的連接點；以上所說連接點直接流過負荷電流，當負荷較大時存在隱患的連接點就會發(fā)熱。由于發(fā)熱點在密封柜內，運行中的開關柜柜門禁止打開，值班人員無法通過正常的監(jiān)視手段發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷。發(fā)熱嚴重時接頭會變紅甚至熔斷，直接造成生產(chǎn)事故。據(jù)有關資料顯示，高壓開關運行中，發(fā)生載流故障最多，存在的問題是:觸頭過熱,引線過熱,常擴大為絕緣故障。主要是由于開關柜的插頭接觸不良、插接偏心不正等原因導致過熱,以致起弧燒壞設備。高壓柜內接頭發(fā)熱事故在近幾年屢有發(fā)生。

二、事故原因分析

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生的主要原因有：檢修試驗人員工作失誤，設備安裝連接工藝不當，負荷變化，設備老化變形，運行人員操作開關不當?shù)取?/span>

1.檢修試驗人員工作失誤。檢修人員進行開關檢修或試驗時必須拆開部分連接點，工作結束時再恢復原樣。由于工作人員失誤，本來應該安裝4根緊固螺栓的接頭，只裝了3根甚至只裝了1根，或者是試驗人員緊固螺栓不到位造成接觸面壓力小。線路負荷較小時這樣的隱患不會被立即發(fā)現(xiàn)，當負荷突增時該接頭就會過熱。這樣的情況一般出現(xiàn)在電流互感器的連接點。事故的主要原因是檢修人員的工作態(tài)度與責任心的問題，近幾年隨著檢修工作責任制的推行，此類現(xiàn)象已經(jīng)大大減少。

2.設備的安裝、連接工藝不當。設備的安裝工藝不當主要是施工質量問題，高壓開關柜內小車式開關插嘴的位置與固定的插頭位置如有偏差，開關推入后插頭部分就可能接觸不實，造成發(fā)熱。這是施工安裝時的問題，需要運行人員在設備驗收時把好關。另一個連接工藝問題出在出線電纜與開關引出線的連接處。10kV連接開關的引線一般使用40mm寬鋁排，旁路刀閘一般安裝在鋁排上，出線電纜也在這一位置。10kV電纜較粗，通常只使用1根螺栓來連接2條電纜，連接的受力面較小，電流通過的有效截面減小，于是造成發(fā)熱，同時電纜頭制作工藝差，線夾壓接力度小，也易造成過熱。另外母線在加工、連接、安裝過程中，對母線接觸表面處理不到位、不平整、不光滑、沒有涂專用電力脂等，都會導致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發(fā)熱。

3.負荷突變的影響。電力負荷的變化會影響設備的溫度，正常的負荷變化引起的溫度升高不會超過75℃。如果負荷增加的較多時（如比平時增加了1倍或幾倍），或者線路受到短路電流沖擊后，設備的薄弱環(huán)節(jié)就會發(fā)熱，發(fā)熱后連接點的材料會發(fā)生變形、氧化等物理或化學變化。發(fā)熱后如不及時發(fā)現(xiàn)，再次受負荷沖擊后，又會過熱，經(jīng)過多次反復的惡性循環(huán)，接頭的連接狀況越來越差，最后便會造成接頭熔斷事故。

4.設備變形老化。隨著電網(wǎng)改造的進一步深入，新材料、新工藝、新設備大量在電網(wǎng)中推廣應用，設備的健康水平也有了明顯提高，但是仍有很多老舊設備還在運行。很多舊設備選用的導體材料的電導率不滿足要求，多數(shù)屬于導體原材料純度不夠，斷路器在正常運行條件下，其導流部分發(fā)熱量高，溫升大，造成開關柜內溫度持續(xù)升高。

5.運行人員操作開關不當。運行人員在進行斷路器和刀閘操作時，導電觸頭進入母線室，小車到工作位置時，行程開關閉合，綠燈亮，此時還應該輕搖小車，直到完全合上為止，使動、靜觸頭完全接觸，減小接觸電阻。

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