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摘要:本文总结了开关柜发热的原因、类型,并试图从多个方面提出解决发热问题的方法,其中包括制造工艺改进,触头结构改造,在线测温,加强运行监测等。在日常检修运行过程中,分析總结开关柜发生过熟故障的危害及原因,制定高效经济的检修维护措施和方案,对提高1OKV供配电网可靠性及供电电能质量有相当大的工程实际意义。
关键词:开关柜发热;刍议; 加强运行;
中图分类号: C35 文献标识码: A
一、1OKV开关拒手车触头发热的危害
1OKV手车式开关柜在日常运行过程中,容易出现开关动、静触头松动、操作弹簧电气性能下降等现象,导致触头或联接部位温升超过环境温度40℃以上,特别在重负荷或高温季节,造成开关触头出现严重发热现象。降低了开关柜的整体电气性能.同时外部运行环境条件的变差,外来尘杂的干扰,也会降低开关柜的电气性能,造成触头温升效应加快,开关设备发热量增多等不利因素。
开关柜触头发热是一个逐步演变的过程,刚开始触头发热异常可能预示着开关柜出现安全隐患,触头发热产生的热量只能通过封闭的电杆传向真空灭弧室,随着运行时间的加长,伴随触头发热量的积累增多,温升的最高点多集中于触头、导电杆与真空灭弧室。开关整体绝缘性能下降,导致开关柜绝缘套管发生击穿事故。开关柜内电流互感器等元件在大量热量的趋势下,其运行环境将会逐步恶化,甚至可能出现电流互感器爆炸等严重后果,造成事故,导致大面积停电,也直接威胁到运行人员的安全。开关柜触头发热量可以沿着铜排母线转移到其它开关元件上,造成其它元件电气性能下降,降低系统的供电可靠性。
二、电气开关柜发热的原因
2.1系统规划不合理
首先,系统规划统计是变配电系统高效经济运行的基本保障,在开关柜容量选择时如果没有进行充分的负荷统计,会造成开关设备在实际运行过程中的额定容量小于负荷实际需求容量,造成开关柜长期工作在过负荷运行工况下,导致开关柜触头发热量超过设计需求。其次,在变配电所扩建时没有对原开关设备进行容量校验,依然采用原开关设备进行供电,就会使开关触头发热量剧烈增加,大大影响供电可靠性。
2.2开关柜及触头结构设计不合理
2.2.1开关柜设计存在缺陷
开关柜在结构设计没有做好防磁隔热措施,通过对现场运行的了解,大电流开关柜的主进线柜发热最为严重。大电流作用下开关柜内部会产生较强的交变磁场,且磁场强度呈非线性递增,造成柜体发热现象严重。若温度超过限值,便会烧毁元器件,酿成事故。
2.2.2开关触头设计存在缺陷
当触头的载流面积不足,开关柜触头接触面接触不良、触头的压力不足时,触头接触电阻会增大,造成触头发热量剧增并引起动静触头接触面氧化从而增加接触电阻,使开关柜进入接触电阻增大-发热-氧化-接触电阻增大-氧化的恶性循环。
2.3检修维护制度不完善
工作人员的不良操作习惯会使开关发热,比如在开关手车机构推入时,没有推到开关柜的设计位置,导致开关柜动静触头间形成一些接触缝隙,电流就会在这里产生剧烈的电弧效应,产生大量的热量,降低开关设备的综合电气性能。
2.4设备的安装工艺差
变配电所内的开关设各在安装调试过程中,由于各方面的原因,在设备在施工中使用安装工艺不当,没有严格按照相关设计和施工要求进行施工,造成开关柜内各元件间连接不规范,使得封闭式高压柜小车的插嘴与插头有偏差,形成一些间隙,开关推入后插头部分可能会接触不牢固,造成电流过流面积降低,引起触头发热,影响开关柜的高效经济运行。
2.5环境温度
环境温度升高造成散热不畅也是开关柜发热的主要原因。为防止人体接触高压开关带电部分,并防止小动物进入高压柜,生产厂家一般都根据国家行业标准 DL/T 404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》规定进行设计。当夏季气温在32-38℃时,如果设备通风不良,柜内热量无法散出,就会导致触头严重发热而损坏。
三、开关手车触头发热的预防和综合处理措施
3.1 加强系统规划设计和设备选型
3.1.1系统规划设计时进行充分的负荷统计、负荷增长预测分析,容量满足负荷增长需求。加强负荷监测,及时调整规划,分离调整负荷。
3.1.2所选用的高压开关设备除应满足相关国家标准外,还应符合国家电网公司《交流高压断路器技术标准》,凡已明令停止生产、使用的各种型号的开关设备,一律不得选用。
3.1.3手车触头的选择
在定制10KV开关柜时,首先应根据工程实际运行外部条件和设计单位提供的开关柜接线图,向厂家提出满足工程需求的特殊功能和要求。为了给开关柜预留足够的过流容量,通常在开关手车触头选择过程中应选取高一等级的产品,以尽量减小开关设备在运行过程中的触头发热量。
3.2 建立规范的验收、运行维护和检修制度
3.2.1完善的验收制度是开关柜高效经济运行的有力保证。
新装和检修后开关设备的交接验收必须严格按照国家和电力行业有关标准要求进行,必须严格按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、《电力设备预防性试验规程》、产品技术条件及有关检修工艺的要求进行试验与检查,不合格者不得投运。
在交接试验中,应严格按照有关标准和测量方法检查接触电阻。由于在投运后的开关母线侧触头长期带电,在交接试验时应积极开展接触电阻检查和触指压力测试。
3.2.2加强运行维护。
运行人员在日常工作中,应按照相关要求实时查看开关设备各元件的动作性能,通过观察和嗅的方法查看触头接触面有无变色或氧化现象。积极采用新技术、新设备,当开关柜处于供电运行工况时,可以通过红外温度测试仪动态监测各开关元件的实时温度,定期用红外线测温设备检查开关设备的接头部、隔离开关的导电部分(重点部位:触头、出线座等),特别在重负荷或高温季节,要加强对运行设备温升的监视,认真对待异常数据,对异常的元件或设备及时采取检修或全面更换措施,防止安全隐患扩大成事故,严重危害供配电系统的运行安全。
3.2.2开展标准化作业,规范检修工艺流程
开展标准化作业,规范检修工艺流程,严格按照检修工艺的要求进行作业,有效提高检修质量,保证设备以优良的性能投入运行。
检修人员进行停电检修时,必须仔细检查断路器回路接触情况。久未停电检修的开关母线侧触头应积极申请停电检修,并开展触头接触电阻检查和触指压力测试。防止和减少因发热引起恶性事故的发生。定期对高压开关柜内设备进行预防性试验,按照试验步骤逐一进行验证。对发现有异常的数据应该结合历史数据进行分析研究,不能只靠一次数据就判断故障类型,要全方位的进行分析。在试验结束后,认真检查试验仪器和开关柜内连接点是否复原,防止人为失误给开关设备带来巨大的安全隐患。
四、结语
综上所述,开关柜发热是当今电力系统运行的一大难题,时刻威胁着企业的正常生产。从上述分析我们可以看出,开关柜发热问题涉及变配电设计、运行方式、开关柜本体的生产制造,运行维护等各个方面,根据“木桶效应”,各个方面都需要做到最好,才能保证开关柜发热问题的最终解决。
参考文献:
[1]巩江.浅析如何解决小车开关触头过热监测问题[J].科技资讯,2009,(30):82-83.
[2]李忠.浅析电气设备触头发热及其处理[J].电子科技,2011,(12):309.
[3] 李帅.电力系统中10kV高压开关柜设计体会及安装方法[J].中国科技纵横,2010(22).
[4]李毅,周飞,汤峻等.一起10kV开关柜起火故障分析[J].江苏电机工程,2011,(1).
关键词:开关柜发热;刍议; 加强运行;
中图分类号: C35 文献标识码: A
一、1OKV开关拒手车触头发热的危害
1OKV手车式开关柜在日常运行过程中,容易出现开关动、静触头松动、操作弹簧电气性能下降等现象,导致触头或联接部位温升超过环境温度40℃以上,特别在重负荷或高温季节,造成开关触头出现严重发热现象。降低了开关柜的整体电气性能.同时外部运行环境条件的变差,外来尘杂的干扰,也会降低开关柜的电气性能,造成触头温升效应加快,开关设备发热量增多等不利因素。
开关柜触头发热是一个逐步演变的过程,刚开始触头发热异常可能预示着开关柜出现安全隐患,触头发热产生的热量只能通过封闭的电杆传向真空灭弧室,随着运行时间的加长,伴随触头发热量的积累增多,温升的最高点多集中于触头、导电杆与真空灭弧室。开关整体绝缘性能下降,导致开关柜绝缘套管发生击穿事故。开关柜内电流互感器等元件在大量热量的趋势下,其运行环境将会逐步恶化,甚至可能出现电流互感器爆炸等严重后果,造成事故,导致大面积停电,也直接威胁到运行人员的安全。开关柜触头发热量可以沿着铜排母线转移到其它开关元件上,造成其它元件电气性能下降,降低系统的供电可靠性。
二、电气开关柜发热的原因
2.1系统规划不合理
首先,系统规划统计是变配电系统高效经济运行的基本保障,在开关柜容量选择时如果没有进行充分的负荷统计,会造成开关设备在实际运行过程中的额定容量小于负荷实际需求容量,造成开关柜长期工作在过负荷运行工况下,导致开关柜触头发热量超过设计需求。其次,在变配电所扩建时没有对原开关设备进行容量校验,依然采用原开关设备进行供电,就会使开关触头发热量剧烈增加,大大影响供电可靠性。
2.2开关柜及触头结构设计不合理
2.2.1开关柜设计存在缺陷
开关柜在结构设计没有做好防磁隔热措施,通过对现场运行的了解,大电流开关柜的主进线柜发热最为严重。大电流作用下开关柜内部会产生较强的交变磁场,且磁场强度呈非线性递增,造成柜体发热现象严重。若温度超过限值,便会烧毁元器件,酿成事故。
2.2.2开关触头设计存在缺陷
当触头的载流面积不足,开关柜触头接触面接触不良、触头的压力不足时,触头接触电阻会增大,造成触头发热量剧增并引起动静触头接触面氧化从而增加接触电阻,使开关柜进入接触电阻增大-发热-氧化-接触电阻增大-氧化的恶性循环。
2.3检修维护制度不完善
工作人员的不良操作习惯会使开关发热,比如在开关手车机构推入时,没有推到开关柜的设计位置,导致开关柜动静触头间形成一些接触缝隙,电流就会在这里产生剧烈的电弧效应,产生大量的热量,降低开关设备的综合电气性能。
2.4设备的安装工艺差
变配电所内的开关设各在安装调试过程中,由于各方面的原因,在设备在施工中使用安装工艺不当,没有严格按照相关设计和施工要求进行施工,造成开关柜内各元件间连接不规范,使得封闭式高压柜小车的插嘴与插头有偏差,形成一些间隙,开关推入后插头部分可能会接触不牢固,造成电流过流面积降低,引起触头发热,影响开关柜的高效经济运行。
2.5环境温度
环境温度升高造成散热不畅也是开关柜发热的主要原因。为防止人体接触高压开关带电部分,并防止小动物进入高压柜,生产厂家一般都根据国家行业标准 DL/T 404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》规定进行设计。当夏季气温在32-38℃时,如果设备通风不良,柜内热量无法散出,就会导致触头严重发热而损坏。
三、开关手车触头发热的预防和综合处理措施
3.1 加强系统规划设计和设备选型
3.1.1系统规划设计时进行充分的负荷统计、负荷增长预测分析,容量满足负荷增长需求。加强负荷监测,及时调整规划,分离调整负荷。
3.1.2所选用的高压开关设备除应满足相关国家标准外,还应符合国家电网公司《交流高压断路器技术标准》,凡已明令停止生产、使用的各种型号的开关设备,一律不得选用。
3.1.3手车触头的选择
在定制10KV开关柜时,首先应根据工程实际运行外部条件和设计单位提供的开关柜接线图,向厂家提出满足工程需求的特殊功能和要求。为了给开关柜预留足够的过流容量,通常在开关手车触头选择过程中应选取高一等级的产品,以尽量减小开关设备在运行过程中的触头发热量。
3.2 建立规范的验收、运行维护和检修制度
3.2.1完善的验收制度是开关柜高效经济运行的有力保证。
新装和检修后开关设备的交接验收必须严格按照国家和电力行业有关标准要求进行,必须严格按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、《电力设备预防性试验规程》、产品技术条件及有关检修工艺的要求进行试验与检查,不合格者不得投运。
在交接试验中,应严格按照有关标准和测量方法检查接触电阻。由于在投运后的开关母线侧触头长期带电,在交接试验时应积极开展接触电阻检查和触指压力测试。
3.2.2加强运行维护。
运行人员在日常工作中,应按照相关要求实时查看开关设备各元件的动作性能,通过观察和嗅的方法查看触头接触面有无变色或氧化现象。积极采用新技术、新设备,当开关柜处于供电运行工况时,可以通过红外温度测试仪动态监测各开关元件的实时温度,定期用红外线测温设备检查开关设备的接头部、隔离开关的导电部分(重点部位:触头、出线座等),特别在重负荷或高温季节,要加强对运行设备温升的监视,认真对待异常数据,对异常的元件或设备及时采取检修或全面更换措施,防止安全隐患扩大成事故,严重危害供配电系统的运行安全。
3.2.2开展标准化作业,规范检修工艺流程
开展标准化作业,规范检修工艺流程,严格按照检修工艺的要求进行作业,有效提高检修质量,保证设备以优良的性能投入运行。
检修人员进行停电检修时,必须仔细检查断路器回路接触情况。久未停电检修的开关母线侧触头应积极申请停电检修,并开展触头接触电阻检查和触指压力测试。防止和减少因发热引起恶性事故的发生。定期对高压开关柜内设备进行预防性试验,按照试验步骤逐一进行验证。对发现有异常的数据应该结合历史数据进行分析研究,不能只靠一次数据就判断故障类型,要全方位的进行分析。在试验结束后,认真检查试验仪器和开关柜内连接点是否复原,防止人为失误给开关设备带来巨大的安全隐患。
四、结语
综上所述,开关柜发热是当今电力系统运行的一大难题,时刻威胁着企业的正常生产。从上述分析我们可以看出,开关柜发热问题涉及变配电设计、运行方式、开关柜本体的生产制造,运行维护等各个方面,根据“木桶效应”,各个方面都需要做到最好,才能保证开关柜发热问题的最终解决。
参考文献:
[1]巩江.浅析如何解决小车开关触头过热监测问题[J].科技资讯,2009,(30):82-83.
[2]李忠.浅析电气设备触头发热及其处理[J].电子科技,2011,(12):309.
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[4]李毅,周飞,汤峻等.一起10kV开关柜起火故障分析[J].江苏电机工程,2011,(1).