电气开关柜发热问题分析

邓顺雄

广东诚誉工程咨询监理有限公司 广东佛山 528000

电气开关柜发热问题分析

邓顺雄

广东诚誉工程咨询监理有限公司 广东佛山 528000

电气开关柜作为供配网工程中常用的主要电气设备之一，在长期的运行中，各个部位元件或设备难免会因各种不良因素影响而出现发热现象，不但严重影响了供配电的正常运行，还会因其发热、温度持续升高而引发重大安全事故，因此，必须对电气开关柜发热的问题高度重视，分析其产生发热的原因，对症下药，确保供配网安全、持续及稳定运行。

供配网；电气开关柜；发热；原因分析；解决措施

1、引言

由于电气开关柜为供配网中电能控制的主要设备，因此，其运行是否安全、持续、稳定运行是供配网工程一直以来重点关注的问题，同时也是难以得到很好解决的问题，当开关柜出现发热时，既影响了其自身正常运行，又给其他电气设备的运行带来故障，严重时还会引发安全事故，给社会稳定造成极大的负面影响时也制约了电网企业的发展，因此，在实际的日常工作中，应加强巡检力度，勤于总结发热原因，确保供网配正常运行。

2、电气开关柜发热实例分析

2.1 事件回顾

2014年7月份，某地区一35kV变电站安全警报响起，监控设备发出安全警告信号，并提示变电站内有母线异常接地现象出现，随即，接到当班值班人员情况汇报，35kV开关柜有冒烟迹象，调度科立即组织相关技术人员赶赴现场，经检查发现，为某一手车刀闸与母线接线的静触头绝缘筒烧损进而导致母线接地。考虑当时电流负荷较高，带电维修危险极大，为安全起见，调度科立即起动应急安全抢修方案，将负荷电流进行转移，进行断电抢修，抢修人员立即将静触头与母线连接板进行拆卸，更换接头后再对母线进行高压耐压试验，合格后，恢复了母线供电。

2.2 事件故障分析

2.2.1 潮气过重引起事故的可能性分析。经技术人员现场检查，并未发现开关柜主线电缆接头处存在绝缘胶层开裂，电缆线接头处干燥且封堵较为严密，开关柜内设置有相应的驱潮设备，除通风不够良好外，并无其他较为明显引起绝缘筒烧损的证据，因此，可以判定，发生绝缘筒烧损导致母线接地并非因开关柜潮气过重而引起。

2.2.2 静触头接触点发热引起绝缘筒烧损的可能性分析。通过对手车刀闸周围进行观察，发现闸刀面上有似燃烧过后的黑色粉尘，同时在一次接线及二次开关柜内壁面上均存在有大量黑色粉尘，通过经验判断，这些黑色粉尘是电气设备接触点发生短路时，接触器金属表面瞬间高温燃烧而氧化形成的一种特有的粉尘，因此，可以判定为，此静触头长期接触不良，绝缘筒老化，同时，当时电气设备正在正常运转，运行负荷较重，从而使得静触头接触点出现发热、升温，最终导致绝缘筒不堪负荷而造成烧损。

通过上述两点可能性分析，从该变电站出现开关柜内接触元件发热、烧毁现象来看，引起接头发热的诸多原因造成的，如接触不良、元件年久老化、安装质量较差、负载过高及连接工艺等，因此，必须对上述所提出的原因进行分析。

3、接头发热的原因简析及解决措施

3.1 电气设备质量存在缺陷，同时安装不规范。接头发热的原因从最根本上可归结到电气设备及元件的质量问题上，例如，静触头容量不达标，这种“硬件”式的问题在设备及元件的生产过程中质量未得到严格把控，同时，对设备进行安装时，未按正确的安装工艺进行安装或安装不规范，例如，开关柜里的小车式开关与固定插头的相对位置出现偏差，当小车开关进行合闸时，由于两者存在相对位置的偏差，容易造成接触面小、接触不全，当送电后，流经开关的电流相对于小车开关的插嘴与插头的接触点而言是成倍增加的，超出了其能承受的范围，进而引起发热。

解决措施：1、通过正规渠道购买符合安全质量要求的电气设备，条件允许时，可送至相关权威检测部门进行性能检测；2、严格按照标准安装流程进行设备安装，同时，加强安装后的复检工作，确保设备安装正确、合理。

3.2 连接不科学。科学的连接工艺是减少开关柜发热的有效途径之一，一般情况下，在开关引线时使用最多，以10kV电缆线与开关柜连接为例，根据设计要求，承受10kV电源输送的电缆线应采取线径较粗的电缆线进行连接，当采用单根螺栓来进行连接与固定，因受连接面积小的影响，电流的通量受到限制进而引起接触发热。而在具体的螺栓紧固时，安装人员未能清楚的认识到螺栓拧得过紧接对触面积的影响，尤其是采用材质较软的铝质母线进行连接时，若拧得过紧，则会对铝质母线造成部分接触面发生形变，接触面积减小而使得电流阻力增大，影响使用效果。

解决措施：电缆线与开关柜接触板的连接应采用多根螺栓进行固定，同时，螺栓不宜拧得太紧，避免造成母线接触面发生形变、面积减小、电流阻力增大而引起接触发热。

3.3 氧化引起接触不良。由于开关柜的动静接头接触不良、接触电阻升高，因此，在开关柜运行时，极易发生发热现象，而造成开关动静触头接触不良主要原因为接触头表面受到油污污染、覆盖或高温氧化作用。国内有关单位曾做过“在逐渐增大电流负荷的情况下，温度的升高对金属接头氧化影响”的实验，得到的结论是：随着电流增加，温度升高，接触头处的金属表面氧化程度随之增加，当温度大于80摄氏度时，接触头的金属表面受温过热而发生膨胀，造成接触面的表面发生细微位移，从而加速了金属表面氧化作用，当电流负荷减弱后，温度逐渐恢复到起始温度时，由于高温作用而产生的氧化薄膜覆盖了金属接触面，致使接触不良的情况出现，而在实际的设备运行中，时常会出现电流升高或降低的情况，如此反反复复的升高及降低循环会使接触面的氧化程度逐渐恶化，当进行大电流负荷输送时，必然会引起接触头的过热，最终导致整个电力输送处于不安全状态。

解决措施：1、对于新接入的电气设备及元件，应对接触面进行轻微打磨，彻底消除表面覆盖的绝缘漆、油污及氧化膜，安装结束后，可采用具绝缘漆或具有防氧化作用的其他涂料对连接处进行防氧化保护处理。

3.4 设备更新缓慢，元件老化严重。一般而言，安装调试好的配电设备，若没有非常特殊的情况，是不会轻易的进行更换的，但随着科技的进步，许多新型设备、电力材料及高科技的推广，许多供配网系统中的一些设备及元件经长期的负荷运行，已经逐渐老化，严重时会出现变形的现象，但由于资金及实际运行的条件限制，配网改造工程只能分阶段进行，因此，就会出现新老设备运行配置不合理、磨合不良等现象，从而导致接触头发热，尤其是旧、老设备的接触头，出现发热的情况非常普遍。

解决措施：在进行更换设备时，为避免新旧设备配置、接触不良，应尽可能的采取“配套”的更换模式进行更换，若无法实现时，应保证新旧设备连接处的接触良好。

3.5 电力负荷异常变化。通常情况下，设备运行的温度变化受于电力负荷的影响，而正常、有规律的负荷变化所引起的设备温度变化不会太大，理论上不会超过75摄氏度，因此，当线路的负荷增大或出现线路短路时，电流的突然增大会引起接触头的温度的急剧升高，使接触头的材质性能发生变化，如机械强度降低、弹性老化及材质变形，从而导致接触不良，若不及时采取相应措施妥善解决，将会严重影响设备正常运行。

解决措施：尽可能的确保电力负荷输送的稳定，最大限度的减少负荷变化的情况出现，当确实需要对负荷进行调整时，应做好相应的保护措施。

4、结语

综合上述，当电气开关柜出现发热时，应仔细分析其产生的原因，找到发热根源并采取相应措施进行处理，在日常工作中，加强对各个电气设备、元件接触头的巡检工作，确保开关柜正常运行。

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