劉月嬋

摘要：當(dāng)前，低壓成套開關(guān)設(shè)備在各個(gè)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(gè)生產(chǎn)流程的安全性影響巨大。在電氣設(shè)備正常運(yùn)行當(dāng)中，一旦遇到突發(fā)電氣事故，將會影響整個(gè)裝置的使用性能，甚至?xí)韲?yán)重的安全事故。因此，需要有低壓成套設(shè)計(jì)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(jì)

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(dú)特之處，因?yàn)樗且惶淄暾脑O(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(gè)有機(jī)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(fù)荷優(yōu)化

（1）負(fù)荷的確定

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

（2）材料優(yōu)化設(shè)計(jì)

材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)也很關(guān)鍵，需要高度關(guān)注。在實(shí)際運(yùn)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(dǎo)線選擇是銅母線電弧導(dǎo)線。在調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)具體的施工標(biāo)準(zhǔn)和用戶的實(shí)際需要進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和布置。在實(shí)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(yùn)行環(huán)境

電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行離不開一定的外部環(huán)境。但在實(shí)踐中，環(huán)境因素具有不確定性和多樣性的特點(diǎn)，直接影響電力設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。因此，在低壓開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)滿足要求。

1.2元器件的布置和排列方面進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在低壓開關(guān)設(shè)備的運(yùn)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(yùn)行中，對整套開關(guān)柜進(jìn)行改進(jìn)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(qiáng)度，盡可能提高使用壽命。

（2）對低壓開關(guān)柜的性能進(jìn)行了優(yōu)化。在實(shí)際優(yōu)化過程中，應(yīng)科學(xué)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(dǎo)電性能，降低導(dǎo)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(jiān)固螺栓采用力矩扳手，堅(jiān)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(dǎo)致螺栓周圍的金屬上翹，使接觸面積減少。

2.2動觸頭堅(jiān)固彈簧張力不足或選材不當(dāng)

斷路器在工作狀態(tài)時(shí)，觸指與靜觸頭和導(dǎo)電臂的接觸電阻由堅(jiān)固彈簧張力決定。堅(jiān)固彈簧張力不足時(shí)，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(jìn)一步下降，則會加劇觸頭的發(fā)熱。

1.3斷路器導(dǎo)電臂連接過松

斷路器導(dǎo)電臂與斷路器本體觸座使用螺栓進(jìn)行連接，若連接螺栓緊固力偏小，在電動力作用下，導(dǎo)電臂與觸座接觸電阻將增大，發(fā)熱可導(dǎo)致真空斷路器損壞，因此需定期對固定螺栓進(jìn)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(hù)檢修時(shí)對斷路器直流接觸電阻進(jìn)行定期測量。因彈簧通過大電流會發(fā)熱退火，易導(dǎo)致彈簧斷裂，故在測量真空斷路器的回路接觸電阻時(shí)，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(shí)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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)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(fēng)機(jī)

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

3.4負(fù)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(diǎn)上，可準(zhǔn)確測量監(jiān)測位置的運(yùn)行溫度，實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜運(yùn)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(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患和缺陷。同時(shí)，RFID無線無源電力在線測溫技術(shù)在可靠性、擴(kuò)展性、成本和安裝維護(hù)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(jì)算機(jī)和手機(jī)App。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡曉瑋.智能型低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備檢測方法解讀[C].國家新聞出版廣電總局中國新聞文化促進(jìn)會學(xué)術(shù)期刊專業(yè)委員會.2020年第四屆國際科技創(chuàng)新與教育發(fā)展學(xué)術(shù)會議論文集（卷一）.國家新聞出版廣電總局中國新聞文化促進(jìn)會學(xué)術(shù)期刊專業(yè)委員會：香港新世紀(jì)文化出版社有限公司，2020：54-55.

[2]王蒙，王景芹，徐書雨，田思.低壓成套開關(guān)設(shè)備可靠性評估中確定先驗(yàn)分布的最大熵法研究[C].中國電工技術(shù)學(xué)會電工產(chǎn)品可靠性研究會.第五屆電工產(chǎn)品可靠性與電接觸國際會議論文集.中國電工技術(shù)學(xué)會電工產(chǎn)品可靠性研究會：中國電工技術(shù)學(xué)會，2014：326-329.

[3]白祖國，范從軍，張建嵩，彭文博.陶瓷膜組件實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[C].《環(huán)境工程》編委會、工業(yè)建筑雜志社有限公司.《環(huán)境工程》2018年全國學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）.《環(huán)境工程》編委會、工業(yè)建筑雜志社有限公司：《環(huán)境工程》編輯部，2018：214-217+225.

[4].以匠心承載數(shù)字化推動中低壓配電成套行業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展2017施耐德電氣中低壓成套生態(tài)日暨Blokset全球20周年慶成功舉辦[C]..《高速鐵路與軌道交通》智能版2017年10月.：國鐵科創(chuàng)新軌道交通科技股份有限公司，2017：19-21.

[5].施耐德電氣：打造低壓成套系統(tǒng)創(chuàng)新生態(tài)施耐德電氣低壓成套生態(tài)日暨Blokset全球20周年巡展正式啟航[C]..《高速鐵路與軌道交通》領(lǐng)航版2017年4月.：國鐵科創(chuàng)新軌道交通科技股份有限公司，2017：14-16.

[6]華盟.低壓電氣成套產(chǎn)品的質(zhì)量控制[C].全國冶金自動化信息網(wǎng)、《冶金自動化》雜志社.全國冶金自動化信息網(wǎng)2015年會論文集.全國冶金自動化信息網(wǎng)、《冶金自動化》雜志社：《冶金自動化》雜志社，2015：619-620.

[7]李亞星.我國低壓成套開關(guān)設(shè)備的發(fā)展動向初探[C].中國武漢決策信息研究開發(fā)中心、決策與信息雜志社、北京大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院.軟科學(xué)論壇——企業(yè)信息與工程技術(shù)應(yīng)用研討會論文集.中國武漢決策信息研究開發(fā)中心、決策與信息雜志社、北京大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院：中國軟科學(xué)研究會，2015：50.

[8]王麗，趙偉，王景芹，夏浩瑄，馬東娟.基于條件分布的低壓成套開關(guān)設(shè)備可靠性預(yù)測[C].中國電工技術(shù)學(xué)會電工產(chǎn)品可靠性研究會.第五屆電工產(chǎn)品可靠性與電接觸國際會議論文集.中國電工技術(shù)學(xué)會電工產(chǎn)品可靠性研究會：中國電工技術(shù)學(xué)會，2014：285-289.