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在電能的生產(chǎn)、輸送、供配以及使用的過程中均離不開高壓開關(guān)柜，它是對電能進行調(diào)度與輸送的關(guān)鍵電氣設(shè)備之一，尤其是高壓開關(guān)柜內(nèi)部的電磁交融環(huán)境的穩(wěn)定性更是直接決定了自身功能發(fā)揮的有效性。因此，一旦高壓開關(guān)柜出現(xiàn)發(fā)熱故障，并且沒有能夠得到及時有效的處理和解決時，便會大幅度增加高壓開關(guān)柜的故障發(fā)生率，同時對供電可靠性產(chǎn)生影響。多年的工作經(jīng)驗顯示：高壓開關(guān)柜最容易出現(xiàn)發(fā)熱故障的部位是其手車觸頭。一旦發(fā)生發(fā)熱故障，不僅會嚴重損害設(shè)備自身的性能，而且需要比較長的檢修周期，由此導(dǎo)致的經(jīng)濟損失也比較巨大。導(dǎo)致高壓開關(guān)柜發(fā)熱故障形成的過程不是一蹴而就的，而是一個“循序漸進”的過程。即處于不良工作環(huán)境當(dāng)中或者自身出現(xiàn)異常情況時的高壓開關(guān)柜接觸面溫度升高，同時電流發(fā)熱效應(yīng)的持續(xù)作用會促使觸頭溫度逐漸提高。一旦這種溫度升高趨勢過快，致使觸頭溫度高于高壓開關(guān)柜內(nèi)部電流互感器的額定耐熱標準或者高于絕緣套管的耐熱標準，便會導(dǎo)致電流互感器和絕緣套管的損壞，造成單相或兩相問短路，最終使得該發(fā)熱故障的破壞力被放大，波及到其他附屬設(shè)備，最終供配電系統(tǒng)或者電力變壓器的穩(wěn)定性受到影響，甚至出現(xiàn)火災(zāi)，乃至爆炸。
幾乎所有的高壓開關(guān)柜手車觸頭的連接均利用銅排，但是金屬銅不僅具有良好的導(dǎo)電性能，更具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性能。高壓開關(guān)柜在工作狀態(tài)中形成的熱量會使銅排快速加熱，導(dǎo)致高壓開關(guān)柜內(nèi)部對應(yīng)觸頭的開閉性能受到嚴重影響。一旦高壓開關(guān)柜手車觸頭出現(xiàn)發(fā)熱事故，如果要對高壓開關(guān)柜進行全面系統(tǒng)地檢修和修護時不僅過程麻煩，而且比較困難。即便經(jīng)過檢修維護處理，開關(guān)的電氣性能也基本上得不到完全的恢復(fù)。
1 高壓開關(guān)柜發(fā)熱故障的形成原因
導(dǎo)致高壓開關(guān)柜發(fā)熱故障的原因比較多，但是綜合起來主要有以下幾個方面：
(1)高壓開關(guān)柜的安裝工藝存在問題。在安裝高壓開關(guān)柜時需要嚴格依照設(shè)備的安裝說明以及相關(guān)的技術(shù)標準。如果安裝工藝出現(xiàn)了問題，便為高壓開關(guān)柜埋下了故障隱患。例如，高壓開關(guān)柜內(nèi)部的小車式開關(guān)插嘴和固定式插頭的位置不符合設(shè)計要求則導(dǎo)致小車式開關(guān)插嘴和固定式插頭的“虛接”，兩者的接觸不可靠導(dǎo)致發(fā)熱的問題。因此，需要專業(yè)人員監(jiān)督設(shè)備的施工安裝，并在設(shè)備安裝完畢的測試驗收環(huán)節(jié)認真把關(guān)，不為設(shè)備發(fā)熱故障留下隱患。除此之外，在母線的加工、連接以及安裝環(huán)節(jié)當(dāng)中，徹底杜絕母線表面不光滑、不平整、未使用專用電力脂等等加工處理紕漏，避免因為這些失誤和紕漏在無形當(dāng)中增加了母線的接觸電阻值，導(dǎo)致發(fā)熱問題的出現(xiàn)。
(2)設(shè)備的試驗和檢修人員未能認真履行工作職責(zé)。對高壓開關(guān)柜的試驗和檢修需要相關(guān)的工作人員具備高度的責(zé)任心和認真履行工作職責(zé)的能力。通常情況下，試驗人員和檢修人員需要拆開高壓開關(guān)柜的某些連接點進行連接，以便能夠?qū)υO(shè)備進行準確的試驗和檢修。待試驗和檢修工作結(jié)束之后，則應(yīng)該依照原樣對高壓開關(guān)柜設(shè)備進行連接。但是某些試驗人員和檢修人員責(zé)任心不夠、工作態(tài)度不端正，直接忽視了某些細節(jié)問題。例如，緊固螺栓的接頭一共有四個，但是在工作結(jié)束之后往往只安裝其中的三個，甚至是只安裝一個；或者是螺栓緊固程度不夠，導(dǎo)致接觸面的壓力過小。如果線路負荷比較小，一般不會出現(xiàn)問題，但是一旦線路負荷突然增大，則過小的接觸面積壓力會直接導(dǎo)致接頭出現(xiàn)過熱問題，特別是電流互感器的連接點。如果接觸面的壓力過小，則出現(xiàn)接頭過熱問題的幾率非常高。推行工作責(zé)任制之后，該問題得到了一定程度的緩解。
(3)設(shè)備更新?lián)Q代速度較慢，許多設(shè)備超期服役、元件老化變形問題突出。雖然我國在電網(wǎng)當(dāng)中大力推行應(yīng)用了眾多的新工藝、新材料和新設(shè)備，促進了電網(wǎng)的優(yōu)化改革，但是許多陳舊落后的高壓開關(guān)柜設(shè)備仍然堅守在工作崗位。此舉雖然表面上是降低了運行成本，但是電網(wǎng)運行的可靠性被無限地降低，出現(xiàn)故障和事故的可能性被大幅度提升。這些陳舊落后的高壓開關(guān)柜設(shè)備內(nèi)部的導(dǎo)體原材料純度不夠，降低了該導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率。盡管斷路器的工作條件正常，但是導(dǎo)流仍然能夠發(fā)出很高的熱量，使高壓開關(guān)柜內(nèi)部的溫度處于不斷升高的過程中。 (4)運行操作人員沒有掌握高壓開關(guān)柜的操作要領(lǐng)。運行操作人員操作刀閘與斷路器的時候，導(dǎo)電觸頭會進入到母線室當(dāng)中，使小車處于工作位置，行程開關(guān)會閉合，并且綠色指示燈亮起。在這個時候，運行操作人員應(yīng)對小車進行輕輕地搖晃，確保小車完全合上，讓動觸頭和靜觸頭能夠全面的接觸，此時接觸面的電阻值最低，發(fā)熱問題也就得到了有效解決。
(5)電力負荷的突然變化產(chǎn)生的不利影響。電力負荷是影響高壓開關(guān)柜設(shè)備內(nèi)部溫度的重要因素，如果電力負荷能夠持續(xù)保持在正常的范圍之內(nèi)，那么它所導(dǎo)致的高壓開關(guān)柜設(shè)備溫度上升一般不會超過75℃ 。但是因為短路或者其他原因?qū)е碌碾娏骷眲≡黾訒@著提升電力負荷，高負荷沖擊會加速高壓開關(guān)柜設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)的溫度上升。一旦溫度過高，則容易導(dǎo)致連接點材料氧化、變形、老化加劇等問題。如果這種問題沒有被及時發(fā)現(xiàn)并得到有效處理，則下一次的高負荷沖擊所造成的損害會在上一次損害的基礎(chǔ)之上進行累計。一旦進入惡性循環(huán)，則接頭的連接狀況便會持續(xù)地惡化下去，最終導(dǎo)致接頭熔斷。
- 高壓開關(guān)柜發(fā)熱故障的應(yīng)對措施
（1） 目前經(jīng)常使用柜內(nèi)接頭溫度監(jiān)視方法。通過觸頭測溫監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)觸點溫度的運行情況（簡稱開關(guān)柜溫度監(jiān)測），可及時有效地防止開關(guān)柜的火災(zāi)發(fā)生。但由于開關(guān)柜全封閉運行，內(nèi)部空間狹小且具有裸露高壓，無法進行人工巡查測溫，因此實現(xiàn)開關(guān)柜無源無線測溫系統(tǒng)是保證高壓開關(guān)柜安全運行的重要手段。DCT-6G無線通信式高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)采用無線傳輸信號，隔離開關(guān)柜內(nèi)的高壓。從根本上解決了高壓開關(guān)柜內(nèi)觸點運行溫度不易監(jiān)測的難題。
(2)通過監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)空氣溫度的方法來判斷有無接頭發(fā)熱故障。總體方案是在每臺開關(guān)柜頂?shù)呐艢饪咨习惭b一個溫度傳感器。如果空氣溫度達到規(guī)定值即發(fā)出報警信號；或是柜內(nèi)空氣溫度與環(huán)境溫度差值達到規(guī)定值時即報警，具體報警溫度定值要通過試驗的方法確定。我們先將傳感器的溫度信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入計算機作記錄，然后將開關(guān)的負荷數(shù)據(jù)也存入同一臺計算機，通過對比分析確定開關(guān)負荷與溫度的關(guān)系曲線，根據(jù)溫度曲線確定其報警溫度值。報警信號由計算機發(fā)出，直接送到控制室。控制室內(nèi)的值班員也可以通過計算機隨時查詢開關(guān)柜內(nèi)的實時溫度值。對于無人值班變電站，可以將過熱信號作為一個遙測量，通過RTU直接送到監(jiān)控中心。這一測溫方法溫度傳感器安裝方便簡單、運行可靠、投入較小，技術(shù)成熟后可在變電站內(nèi)大量應(yīng)用。
(3)銅管型母線的運用。10 kV開關(guān)柜的母線系統(tǒng)目前普遍采用矩形銅母線。這種銅母線在變電站開關(guān)10 kV的開關(guān)柜中受到尺寸的限制不能過大，但因為電流過大，必須采用多片銅排，這樣自然會極大增加銅的消耗量。如果使用銅管形母線則會帶來這樣一些益處：A:銅管形母線在局部放電、集膚效應(yīng)、電場均勻度、散熱能力(其表面積大，線管內(nèi)有足夠的空間進行空氣流通)、動熱穩(wěn)定等都強于矩形銅母線。B:減少銅材使用，節(jié)約成本。C:安裝和使用更為方便。D:10kV開關(guān)柜母線系統(tǒng)如若應(yīng)用銅管母線，其絕緣成本會很高。由于開關(guān)柜是～ 個密封的環(huán)境，可以沿用外套熱縮形式。這樣能使價格降低，再結(jié)合招標時對技術(shù)革新節(jié)約型產(chǎn)品的指導(dǎo)意見，則使單位成本能進一步降低。E:絕緣型銅線管母線在戶外10 kV母線橋及戶內(nèi)列柜之間的母線橋上有很多年的使用經(jīng)驗，安全可靠。
總之，高壓開關(guān)柜作為供配電企業(yè)非常重要的變電站設(shè)備，需要對其發(fā)熱故障進行及時處理，提供電網(wǎng)系統(tǒng)的供電可靠性與供電經(jīng)濟性。對于高壓開關(guān)柜發(fā)熱故障，需要在明確發(fā)熱原因的基礎(chǔ)之上進行有效的處理。
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