李岐

摘 要：6kV交流金屬封閉鎧裝移開式高壓開關(guān)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中，開關(guān)柜本身存在的一些不足也隨之出現(xiàn)，開關(guān)柜受各種因素的影響容易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時將大大降低設(shè)備絕緣危及設(shè)備安全運(yùn)行，以下就開關(guān)柜存在的問題和解決方案進(jìn)行分析論述。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜；刀閘；散熱不暢；發(fā)熱；環(huán)境溫度；保護(hù)

前言

隨著近年來國民經(jīng)濟(jì)的高速增長，電網(wǎng)發(fā)展也迎來新的歷史機(jī)遇，6kV交流金屬封閉鎧裝移開式高壓開關(guān)設(shè)備（以下簡稱開關(guān)柜）在當(dāng)前電力應(yīng)用較為廣泛，其不僅結(jié)構(gòu)具有較好的合理性，而且防護(hù)性能回頭好，更便于維護(hù)和操作，運(yùn)行可靠性較高。盡管開關(guān)柜自身具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中還是存在著一些不足之處，如主變低壓進(jìn)線開關(guān)柜在應(yīng)用過程中溫度過高，而且柜內(nèi)沒有設(shè)置溫度監(jiān)視系統(tǒng)等，這都使其在運(yùn)行過程中安全無法得以有效的保證，給電廠安全生產(chǎn)帶來較大的隱患。所以針對我廠開關(guān)柜使用過程中存在的問題進(jìn)行具體的分析，從而找出切實(shí)可行的解決措施。

1 刀閘過熱

近年來因開關(guān)柜斷路器手車的隔離觸頭接觸不良發(fā)熱引發(fā)的設(shè)備事故呈逐年遞增的態(tài)勢。限于開關(guān)柜自身結(jié)構(gòu)，無法觀察到斷路器手車運(yùn)行時其隔離觸頭與靜觸頭的咬合情況。所以在新設(shè)備入廠時需要做好驗(yàn)收工作，把好進(jìn)廠質(zhì)量關(guān)。對新設(shè)備柜只的刀閘螺絲的接觸性能進(jìn)行仔細(xì)的檢查，避免螺絲存在過松或是過緊的問題，確保刀閘銜接良好性。在檢查母線和斷路器手車時，則需要做好隔離觸頭的維護(hù)工作，仔細(xì)對隔離觸頭的螺絲和彈簧進(jìn)行認(rèn)真檢查，在使用過程中需要定期對彈簧進(jìn)行更換，從而有效的避免彈簧在多次合分過程中老化而導(dǎo)致觸頭銜接不好的問題，平時在維護(hù)上可以利用凡士林及導(dǎo)電膏等涂抹在隔離觸頭上，有便于能夠更好的降低接觸電阻。

2 由防護(hù)等級因素造成的散熱不暢

由于高壓開關(guān)柜內(nèi)部存在高壓帶電問題，而且開關(guān)柜內(nèi)容易進(jìn)入異物，從而導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生短路，所以當(dāng)前廠家在開關(guān)柜進(jìn)行設(shè)計(jì)時都會嚴(yán)格按照國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，通常都會采取防護(hù)等級為IP4X的全封閉式金屬外殼。但這種開關(guān)柜則存在著散熱不暢及溫度較高的問題，元件絕緣性能在長時間運(yùn)行過程中存在著絕緣弱化的問題，極易導(dǎo)致設(shè)備故障或是事故發(fā)生。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要對開關(guān)柜內(nèi)散熱不暢的問題給予充分的重視。一些單位和廠家通常將4000A以下的開關(guān)柜的觀察窗改成通風(fēng)窗，而較少采用貫流風(fēng)機(jī)（以下簡稱風(fēng)機(jī)）主動散熱的方式，一般來說原因有三點(diǎn)：（1）現(xiàn)在風(fēng)機(jī)一般只在大電流（4000A及以上）開關(guān)柜采用（如ABB公司在大電流開關(guān)柜（4000A）所采用的風(fēng)機(jī)）；（2）國內(nèi)生產(chǎn)這種風(fēng)機(jī)的廠家較少，質(zhì)量得不到保證，開關(guān)柜均裝設(shè)風(fēng)機(jī)，投資成本大；（3）風(fēng)機(jī)運(yùn)行所帶來的灰塵影響開關(guān)柜內(nèi)絕緣，且噪聲較大。然而作者認(rèn)為將觀察窗改成通風(fēng)窗的做法有其不安全因素，可以將風(fēng)機(jī)裝設(shè)在開關(guān)柜內(nèi)，室內(nèi)還要裝設(shè)空調(diào)，這樣二者共同作用，能夠有效的確保溫度的降低。但在采用這種方法來進(jìn)行散熱時，需要降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，及時對風(fēng)機(jī)所攜帶的灰塵進(jìn)行清理，避免其給設(shè)備絕緣帶來不利的影響，同時還要加強(qiáng)日常巡視工作。若一些單位將觀察窗改成通風(fēng)散熱窗，因盡量防范由于改造可能引起的不安全因素。

3 母排過熱

母排連接點(diǎn)過熱是較為常見的情況，由于母排間間距不合理，銅材質(zhì)量不合格及截面積較小等問題，同時母排自身連接點(diǎn)較多，所以極易存在接觸不良及氧化等情況。而且開關(guān)柜內(nèi)溫度較高時，母排的截流能力也會受到較大影響。應(yīng)特別指出的是現(xiàn)有10kV母排為增加絕緣往往使用絕緣熱縮套管，但當(dāng)母排發(fā)熱嚴(yán)重時，絕緣膠套會破裂，有可能導(dǎo)致相間短路。上述問題，作者認(rèn)為可從以下幾點(diǎn)解決：（1）選擇設(shè)計(jì)制造工藝較高的廠家；（2）增加母排間間距，必要時可對開關(guān)柜泄壓通道進(jìn)行一定的改造；（3）采用質(zhì)量較好的大尺寸銅材，增加母排載流量；（4）在電氣連接面上鍍錫、鍍銀在設(shè)備投入、母排清掃時用凡士林、導(dǎo)電膏涂抹，降低接觸電阻；（5）增加柜內(nèi)的散熱措施。

4 保護(hù)方面

6kV母線上的設(shè)備容易受到設(shè)備制造工藝、安裝質(zhì)量，小動物、人為誤操作等因素的影響，且饋線多，操作頻繁，其發(fā)生故障幾率遠(yuǎn)高于高壓、超高壓母線。2A1開關(guān)柜對保護(hù)的要求當(dāng)10kV設(shè)備發(fā)生弧光故障，在斷路器動作前，故障短路電弧是一直在燃燒的即保護(hù)動作時間與斷路器分閘時間之和，為電弧燃燒的持續(xù)時間?，F(xiàn)在市場上銷售的開關(guān)柜大部分上是按照國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60298《1kV以上52kV及以下交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》生產(chǎn)的，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的內(nèi)部燃弧時間是100ms。也就是說開關(guān)柜可以承受的電弧燃燒時間為100ms。所以，保護(hù)裝置應(yīng)在小于100ms時間內(nèi)切除故障，以防止弧光短路故障進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)大，造成更大的危害。在各種燃弧持續(xù)時間內(nèi)，設(shè)備的損壞程度不同，國外進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。

國外采用一種母線保護(hù)方式-電弧光保護(hù)值得我們借鑒。如在南非應(yīng)用的一種電弧光保護(hù)，該系統(tǒng)只在同時檢測到弧光和過流時才發(fā)出跳閘指令，其電弧光保護(hù)系統(tǒng)提供的動作時間為5～7ms，遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)母線保護(hù)方案，對開關(guān)柜各單元室的總故障清除時間可控制在100ms以內(nèi)。其基本原理是利用弧光傳感器作為光感應(yīng)元件分布安裝于開關(guān)間隔中，當(dāng)發(fā)生短路事故時，將檢測到的弧光故障時突然增加的強(qiáng)光信號，轉(zhuǎn)換成電流信號作用于電源斷路器。國內(nèi)相關(guān)廠家也對電弧光保護(hù)進(jìn)行相關(guān)的研究。

帶電顯示裝置方面目前推廣的全封閉型“五防”開關(guān)柜，主要以前面面板上裝設(shè)的固定式三相帶電顯示裝置的顯示情況作為合接地刀閘前判斷線路是否帶電的依據(jù)。該裝置確實(shí)起到了驗(yàn)電的作用，但其本身也存在一定的缺陷：

（1）運(yùn)行人員在合接地刀閘前都必須先通過待停線路在運(yùn)行狀態(tài)時現(xiàn)場的帶電顯示裝置的顯示情況，判斷帶電顯示裝置是否正常，繼而進(jìn)一步判斷線路是否帶電。但當(dāng)線路由冷、熱備用轉(zhuǎn)檢修時，運(yùn)行人員都不能正確判斷帶電顯示裝置指示是否正常，這時不排除由于帶電顯示裝置的功能障礙，線路帶電顯示元件卻不亮，從而產(chǎn)生誤合接地刀閘的惡性事故。一些單位在線路轉(zhuǎn)檢修無法判斷帶電顯示裝置是否正常時，由調(diào)度值班員負(fù)責(zé)電話詢問待停線路上的用戶，確認(rèn)用戶有無倒送電情況后，通知運(yùn)行操作人員合接地刀閘，然而這樣的做法值得商榷。所以，作者認(rèn)為應(yīng)盡量采用驗(yàn)電手車或拔插式驗(yàn)電器驗(yàn)電的方式同時加大城網(wǎng)自動化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測，將待停線路運(yùn)行狀態(tài)改變時的遙測、遙信信號以及帶電顯示裝置的相應(yīng)變化情況作為合接地刀閘的依據(jù)。

（2）目前帶電顯示裝置大部分使用氛燈作為顯示元件，長期使用后發(fā)現(xiàn)，氛燈大量損壞，裝置失明率高，達(dá)不到相應(yīng)的亮度，特別是在明亮環(huán)境下，顯示性更差，所以在這種情況下，可以利用閃動發(fā)光的超亮度發(fā)光管，從而達(dá)到醒目的效果。

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