高壓開關(guān)柜作為輸電、變電和配電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，能控制電路的通斷，對電路起著保護和控制的作用，而35kV開關(guān)柜是當(dāng)前應(yīng)用比較廣的一種開關(guān)柜，溫升故障是影響開關(guān)柜安全運行的不利因素之一，下面針對這一問題作一個分享。
1、35kV高壓開關(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，而高壓開關(guān)柜中通過的電流較大，由焦耳定律可知，電路接通后導(dǎo)線和接頭會發(fā)熱，當(dāng)發(fā)熱量超過材料本身的承受能力時開關(guān)柜就會由于溫度過高而發(fā)生故障?？偟膩砜矗斐筛邏洪_關(guān)柜溫升故障的原因主要有以下幾個方面。
1.1開關(guān)柜的生產(chǎn)工藝不完善。對于35kV高壓開關(guān)柜而言，其內(nèi)部回路的電阻主要由兩部分組成，即導(dǎo)線電阻和動靜觸頭接觸時產(chǎn)生的電阻，而后者遠遠大于前者，可以將開關(guān)柜中的總電阻值近似等于動靜觸頭間的電阻值大小。如果開關(guān)柜的生產(chǎn)工藝落后，就會使動靜觸頭相接處的光滑度和平坦度不夠，當(dāng)動靜觸頭相接觸后就不會形成平面接觸，而是一些點之間的接觸，電路通電以后，如果電流值過大，就會使相接處由于熱效應(yīng)而收縮，接觸面積變小，電阻值變大，進而產(chǎn)生溫升故障。
1.2開關(guān)柜的安裝過程存在問題。開關(guān)柜屬于比較精密的電力設(shè)備，對它的安裝要求比較高。如果采用的安裝工藝存在問題，會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，就會使動靜觸頭接觸不緊密，產(chǎn)生“虛接”現(xiàn)象，這樣就導(dǎo)致動靜觸頭處的電阻值大于正常接觸時的電阻值，當(dāng)通入電流時就會發(fā)生溫升故障。
1.3操作人員的技術(shù)水平較低。開關(guān)柜作為變電和配電的重要設(shè)備之一，對操作人員的技術(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淡薄、操作不熟練，就極有可能在運行和維護過程中發(fā)生誤操作現(xiàn)象，使動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、維護條件跟不上，就會使開關(guān)柜中布滿灰塵，灰塵積聚過多會對導(dǎo)電過程產(chǎn)生不利影響，尤其是在動靜觸頭接觸部位，隨著觸頭處灰塵量的增多，動靜觸頭的電阻也逐漸增大，很容易發(fā)生溫升故障。
1.5開關(guān)柜技術(shù)更新速度慢。盡管這幾年通過政府投資對我國的輸電線路進行了大規(guī)模的改造，淘汰了大量老化的輸電線路，也更換了大量輸電設(shè)備，但由于改造過程中沒有對整個改造工程進行科學(xué)的整體規(guī)劃，導(dǎo)致自動化設(shè)備的更新速度較慢，許多開關(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)]有配置備用開關(guān)柜，使超期服役的開關(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230kv變電站35kv開關(guān)柜使用過程中出現(xiàn)溫升過快問題，實際檢測數(shù)據(jù)表明，35kV側(cè)的ZN85-40.5型斷路器其接觸電阻遠超過規(guī)范要求的100μΩ，而該型斷路器的某些相主回路電阻高達198μΩ，其超標(biāo)率達98%，溫升效應(yīng)大大超過相應(yīng)國標(biāo)中觸頭最大運行溫度75℃，高達90℃。后來經(jīng)詳細測試得知，斷路器觸頭表面存在生產(chǎn)質(zhì)量水平問題，運行時斷路器動觸頭灼燒，使觸頭表面發(fā)黑，導(dǎo)致主回路電阻超標(biāo)。
1.6供電負(fù)荷不穩(wěn)定。開關(guān)柜的設(shè)計都是對應(yīng)一定的供電負(fù)荷的，如果供電負(fù)荷的波動太大會在很大程度上降低開關(guān)柜的使用壽命。特別是在供電負(fù)荷過高的情況下，會使開關(guān)柜內(nèi)零部件的絕緣性能降低，使動靜觸頭處的部件發(fā)生老化、變形量增大，如果這種現(xiàn)象持續(xù)時間過長而沒有被發(fā)現(xiàn)，最終會由于溫升過高而引發(fā)火災(zāi)，造成重大的經(jīng)濟損失。
 
2、減少35kV開關(guān)柜溫升故障發(fā)生的一些措施
通過前面的分析可知，開關(guān)柜中動靜觸頭處的電阻值變大是引發(fā)35kV開關(guān)柜溫升故障的源頭，動靜觸頭處的發(fā)熱在開關(guān)柜運行過程中不可避免，但我們可以采取必要的措施來將這方面的影響降到最低程度。根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗，認(rèn)為應(yīng)該從下面幾個方面努力。
2.1重視開關(guān)柜的日常檢查和維修工作。對于溫升故障應(yīng)該堅持預(yù)防為主的原則，盡量避免事故的發(fā)生，當(dāng)事故不可避免時應(yīng)及時維修。管理部門必須重視開關(guān)柜的日常檢查工作，需要重點檢查動靜觸頭的接觸情況，觀察接觸部位的零部件有沒有發(fā)生變色、變形現(xiàn)象，接觸是否良好等，當(dāng)發(fā)現(xiàn)動靜觸頭的導(dǎo)電性能不好時，可以采用涂導(dǎo)電膏的方式降低動靜觸頭處的接觸電阻，降低溫升效應(yīng)。檢修時還要利用先進的溫度檢測手段對開關(guān)柜重要部位的溫度進行測試，根據(jù)測試結(jié)果決定是否需要對開關(guān)柜進行維修，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度變化異常時應(yīng)及時采用必要的應(yīng)對措施，避免更大事故的發(fā)生
2.2完善開關(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關(guān)柜的長期安全運行，降低溫升故障發(fā)生的可能性，因此管理部門必須制定出完善的管理和運營制度及相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。在制度中應(yīng)規(guī)定可進行開關(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)、檢測和維修人員進行開關(guān)柜維修時的注意事項等。同時還應(yīng)對相關(guān)人員因沒有按照管理制度和技術(shù)規(guī)范進行操作而造成事故后的處理措施，保證開關(guān)柜的檢查和維修工作嚴(yán)格按制度進行。
2.3加快開關(guān)柜的技術(shù)更新。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，重要設(shè)備的更新速度也有逐漸加快的趨勢，管理部門必須意識到設(shè)備及時更新的重要性。具體到35kV開關(guān)柜來說，隨著自動控制技術(shù)、檢測技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展，開關(guān)柜產(chǎn)品更新的速度也大大加快。比如，隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，可以實現(xiàn)對溫度的不間斷自動檢測；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關(guān)柜的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用等。管理部門應(yīng)重視開關(guān)柜的更新?lián)Q代工作，拋棄陳舊的觀念，雖然新型開關(guān)柜的一次投資較大，但卻能保證變電和配電系統(tǒng)的長期安全運行
2.4重視開關(guān)柜溫度的在線監(jiān)測和應(yīng)急工作。開關(guān)柜的溫升既然是引起電力系統(tǒng)故障的主要原因之一，在實際的工作中必須重視對開關(guān)柜溫升的檢測工作。自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代電工電子技術(shù)的發(fā)展為全面實現(xiàn)開關(guān)柜的在線溫升檢測提供了可能，應(yīng)給開關(guān)柜配備在線檢測系統(tǒng)，并將檢測結(jié)果實時記錄并存儲在計算機內(nèi)。在溫度出現(xiàn)異常的情況下迅速啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，及時派維修人員趕赴現(xiàn)場，解決問題。
 
3、結(jié)論
35kV開關(guān)柜作為目前我國電力系統(tǒng)的常用重要設(shè)備之一，對它的管理和維護工作關(guān)乎著整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。溫升故障是35kV開關(guān)柜中最常見的故障之一，如何加強溫升故障的預(yù)防措施是我國電力工作者面臨的一項長期任務(wù)。
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