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【摘 要】通过对新改造的铠装移开式金属封闭开关大电流柜过热现象的分析，进行了有针对性的改进，彻底消除了10kV大电流柜过热的异常，提高了一次设备安全稳定运行的可靠性。
【关键词】大电流柜;过热;分析;处理
1.改造后大电流柜过热情况
某水电厂1号机在机组增容改造中，将机组出口刀闸由原来的户内式隔离刀闸（GN10—10T/4000）改为铠装移开式金属封闭开关柜（KYN28-12/4000）。改造完成后，机组在长时间满负荷运行时，发现铠装移开式金属封闭开关柜柜体内整体过热的现象。通过红外成像测温手段，发现该大电流柜柜体之间隔板发热，柜顶与封母接口处隔板发热，超出规程规定值，而且在大电流柜体内部能够明显有电磁振动声响。
2.大电流柜过热原因的具体分析
通过对大电流柜的设计原理、制造材料、安装工艺、运行维护等多方面的分析，排除了因接触电阻增加引起过热的可能性，主要是该开关柜为新制造后出厂安装，投运前进行过触头调整试验，各项试验数据均符合国家标准要求，数据在合格范围内。而且经过对大电流柜的整体温度测量，动静触頭结合处的温度在75度左右，并没有明显超标现象。
初步判定造成过热的原因有以下几个方面：
一是载流体的截面积偏小，考虑裕度不足，导致在机组额定电流值（3234A）时发热严重。
二是在设计时，柜体内采用的镀锌钢板，并且钢板的开孔距离过小，在电流达到一定程度时，即使切断导磁环，仍然产生了较明显的涡流现象，防涡流措施欠缺，导致涡流发热。
三是柜顶与封母接口间开有大方孔，由于裸母线对柜间之间距离不足，柜体内部的母线段支撑不足，导致电磁振动声响较大。
四是柜体内部在设计时，没有安装强制通风设施，柜体仅靠后柜门的φ10散热孔散热，导致柜体内部热量散发路径过小，运行中的发热量不能及时从柜体散出，从而造成柜体整体发热现象严重。
3.改进方案实施
根据以上分析的过热原因，利用检修期实施了改进方案：
一是增大导线过流截面，将大电流柜中的三相100mm×10mm母线铜排更换为三相120mm×10mm铜排;以便载流母排能在设备额定运行工况下承受额定电流，减少发热量。
二是采用不锈钢材料重新制作套管安装隔板以替代原锌隔板。直接采用不锈钢材料制作两块柜顶隔板，用以替代原柜顶镀锌钢板及锌质隔板。将固定穿墙套管的原钢制螺栓更换为不锈钢螺栓。避免发生涡流发生。
三是将大电流柜侧面穿墙套管安装孔处改造，按最大可能的情况开长方孔，以扩大导磁体与主母线之间的距离。解决电磁振动引起的异音。
四是在大电流柜顶部出线箱检修门开φ10共计176个散热孔，加强柜体顶部出线箱散热;在下柜室隔板开孔加装2台轴流风机进行强迫风冷，柜体间隔底板、柜顶板，上部后柜门更换为带散热孔板。通过温控器根据柜内温度控制该轴流风机的启停。为了及时方便的发现设备过热情况，在大电流柜内小车动、静触头、母排连接部位均贴变色示温贴纸，温度为90℃、100℃、110℃。
在设备投入运行前，对柜内铜排、绝缘子、带电指示器、穿墙套管整体严格按照国家规范标准进行了交直流耐压试验，各项试验数据均符合国家标准要求，数据在合格范围内。
4.改造后效果
通过改造前后的大电流柜体温度数据比较，效果非常明显，为机组满负荷安全运行提供了保证。
一是在机组额定负荷的运行工况下，改造后的大电流柜上下部温度在机组满负荷运行中，最低温度51度，比改造前的基本在同时段的温度71度低20度。大电流柜两侧的柜体温度同时也明显的下降。
二是改造前最高点的温度93度，该处过热现象完全消除。改造后的母线整体温度约在78度左右，比起改造前下降效果明显。
三是经过全面对柜体进行红外成像测温，没有发现明显的过热点，原有的过热点温度明显下降，并且能够控制在规程要求的范围内，设备过热现象基本消除。
四是新增加的柜体内部通风风扇，能够根据温度控制仪的设置，实现自动启动，增加了柜体内部的热空气循环能力，对降低设备过热也起到良好的辅助作用。
5.成果运用
该厂1号机大电流过热处理之后，在后续两年的2、3号机的大电流柜的制作、安装过程中，充分吸取了1号机改造中出现的不足。改进方案中的很多做法，在大电流柜制作时就予以考虑，比如，增加了载流导体截面积，对连接螺栓全部采取不锈钢螺栓，对柜体的隔板有原来的镀锌钢板+不锈钢钢板改为全部采用不锈钢钢板，以防止涡流产生过热，改进柜体内的不锈钢板上的开孔方式，增加柜体内部的强制通风设备，这些措施均有效的降低了大电流柜体过热现象。
根据过热产生的根本原因，采取了设计优化、安装改进、加强维护等一系列的有效措施，对制造厂家的设计、制造、安装起到了良好的促进作用，为铠装移开式金属封闭开关柜在设计、制造、安装过程中有一定的启示作用。
（作者单位：大唐石泉水力发电厂）
【关键词】大电流柜;过热;分析;处理
1.改造后大电流柜过热情况
某水电厂1号机在机组增容改造中，将机组出口刀闸由原来的户内式隔离刀闸（GN10—10T/4000）改为铠装移开式金属封闭开关柜（KYN28-12/4000）。改造完成后，机组在长时间满负荷运行时，发现铠装移开式金属封闭开关柜柜体内整体过热的现象。通过红外成像测温手段，发现该大电流柜柜体之间隔板发热，柜顶与封母接口处隔板发热，超出规程规定值，而且在大电流柜体内部能够明显有电磁振动声响。
2.大电流柜过热原因的具体分析
通过对大电流柜的设计原理、制造材料、安装工艺、运行维护等多方面的分析，排除了因接触电阻增加引起过热的可能性，主要是该开关柜为新制造后出厂安装，投运前进行过触头调整试验，各项试验数据均符合国家标准要求，数据在合格范围内。而且经过对大电流柜的整体温度测量，动静触頭结合处的温度在75度左右，并没有明显超标现象。
初步判定造成过热的原因有以下几个方面：
一是载流体的截面积偏小，考虑裕度不足，导致在机组额定电流值（3234A）时发热严重。
二是在设计时，柜体内采用的镀锌钢板，并且钢板的开孔距离过小，在电流达到一定程度时，即使切断导磁环，仍然产生了较明显的涡流现象，防涡流措施欠缺，导致涡流发热。
三是柜顶与封母接口间开有大方孔，由于裸母线对柜间之间距离不足，柜体内部的母线段支撑不足，导致电磁振动声响较大。
四是柜体内部在设计时，没有安装强制通风设施，柜体仅靠后柜门的φ10散热孔散热，导致柜体内部热量散发路径过小，运行中的发热量不能及时从柜体散出，从而造成柜体整体发热现象严重。
3.改进方案实施
根据以上分析的过热原因，利用检修期实施了改进方案：
一是增大导线过流截面，将大电流柜中的三相100mm×10mm母线铜排更换为三相120mm×10mm铜排;以便载流母排能在设备额定运行工况下承受额定电流，减少发热量。
二是采用不锈钢材料重新制作套管安装隔板以替代原锌隔板。直接采用不锈钢材料制作两块柜顶隔板，用以替代原柜顶镀锌钢板及锌质隔板。将固定穿墙套管的原钢制螺栓更换为不锈钢螺栓。避免发生涡流发生。
三是将大电流柜侧面穿墙套管安装孔处改造，按最大可能的情况开长方孔，以扩大导磁体与主母线之间的距离。解决电磁振动引起的异音。
四是在大电流柜顶部出线箱检修门开φ10共计176个散热孔，加强柜体顶部出线箱散热;在下柜室隔板开孔加装2台轴流风机进行强迫风冷，柜体间隔底板、柜顶板，上部后柜门更换为带散热孔板。通过温控器根据柜内温度控制该轴流风机的启停。为了及时方便的发现设备过热情况，在大电流柜内小车动、静触头、母排连接部位均贴变色示温贴纸，温度为90℃、100℃、110℃。
在设备投入运行前，对柜内铜排、绝缘子、带电指示器、穿墙套管整体严格按照国家规范标准进行了交直流耐压试验，各项试验数据均符合国家标准要求，数据在合格范围内。
4.改造后效果
通过改造前后的大电流柜体温度数据比较，效果非常明显，为机组满负荷安全运行提供了保证。
一是在机组额定负荷的运行工况下，改造后的大电流柜上下部温度在机组满负荷运行中，最低温度51度，比改造前的基本在同时段的温度71度低20度。大电流柜两侧的柜体温度同时也明显的下降。
二是改造前最高点的温度93度，该处过热现象完全消除。改造后的母线整体温度约在78度左右，比起改造前下降效果明显。
三是经过全面对柜体进行红外成像测温，没有发现明显的过热点，原有的过热点温度明显下降，并且能够控制在规程要求的范围内，设备过热现象基本消除。
四是新增加的柜体内部通风风扇，能够根据温度控制仪的设置，实现自动启动，增加了柜体内部的热空气循环能力，对降低设备过热也起到良好的辅助作用。
5.成果运用
该厂1号机大电流过热处理之后，在后续两年的2、3号机的大电流柜的制作、安装过程中，充分吸取了1号机改造中出现的不足。改进方案中的很多做法，在大电流柜制作时就予以考虑，比如，增加了载流导体截面积，对连接螺栓全部采取不锈钢螺栓，对柜体的隔板有原来的镀锌钢板+不锈钢钢板改为全部采用不锈钢钢板，以防止涡流产生过热，改进柜体内的不锈钢板上的开孔方式，增加柜体内部的强制通风设备，这些措施均有效的降低了大电流柜体过热现象。
根据过热产生的根本原因，采取了设计优化、安装改进、加强维护等一系列的有效措施，对制造厂家的设计、制造、安装起到了良好的促进作用，为铠装移开式金属封闭开关柜在设计、制造、安装过程中有一定的启示作用。
（作者单位：大唐石泉水力发电厂）