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在電能的生產(chǎn)、輸送、供配以及使用的過(guò)程中均離不開(kāi)高壓開(kāi)關(guān)柜，它是對(duì)電能進(jìn)行調(diào)度與輸送的關(guān)鍵電氣設(shè)備之一，尤其是高壓開(kāi)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(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)發(fā)熱故障，并且沒(méi)有能夠得到及時(shí)有效的處理和解決時(shí)，便會(huì)大幅度增加高壓開(kāi)關(guān)柜的故障發(fā)生率，同時(shí)對(duì)供電可靠性產(chǎn)生影響。多年的工作經(jīng)驗(yàn)顯示：高壓開(kāi)關(guān)柜最容易出現(xiàn)發(fā)熱故障的部位是其手車(chē)觸頭。一旦發(fā)生發(fā)熱故障，不僅會(huì)嚴(yán)重?fù)p害設(shè)備自身的性能，而且需要比較長(zhǎng)的檢修周期，由此導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失也比較巨大。導(dǎo)致高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱故障形成的過(guò)程不是一蹴而就的，而是一個(gè)“循序漸進(jìn)”的過(guò)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(shí)的高壓開(kāi)關(guān)柜接觸面溫度升高，同時(shí)電流發(fā)熱效應(yīng)的持續(xù)作用會(huì)促使觸頭溫度逐漸提高。一旦這種溫度升高趨勢(shì)過(guò)快，致使觸頭溫度高于高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部電流互感器的額定耐熱標(biāo)準(zhǔn)或者高于絕緣套管的耐熱標(biāo)準(zhǔn)，便會(huì)導(dǎo)致電流互感器和絕緣套管的損壞，造成單相或兩相問(wèn)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(kāi)關(guān)柜手車(chē)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(kāi)關(guān)柜在工作狀態(tài)中形成的熱量會(huì)使銅排快速加熱，導(dǎo)致高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部對(duì)應(yīng)觸頭的開(kāi)閉性能受到嚴(yán)重影響。一旦高壓開(kāi)關(guān)柜手車(chē)觸頭出現(xiàn)發(fā)熱事故，如果要對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行全面系統(tǒng)地檢修和修護(hù)時(shí)不僅過(guò)程麻煩，而且比較困難。即便經(jīng)過(guò)檢修維護(hù)處理，開(kāi)關(guān)的電氣性能也基本上得不到完全的恢復(fù)。
1 高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱故障的形成原因
導(dǎo)致高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱故障的原因比較多，但是綜合起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：
(1)高壓開(kāi)關(guān)柜的安裝工藝存在問(wèn)題。在安裝高壓開(kāi)關(guān)柜時(shí)需要嚴(yán)格依照設(shè)備的安裝說(shuō)明以及相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如果安裝工藝出現(xiàn)了問(wèn)題，便為高壓開(kāi)關(guān)柜埋下了故障隱患。例如，高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的小車(chē)式開(kāi)關(guān)插嘴和固定式插頭的位置不符合設(shè)計(jì)要求則導(dǎo)致小車(chē)式開(kāi)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(wèn)題。因此，需要專(zhuān)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(cè)試驗(yàn)收環(huán)節(jié)認(rèn)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(xiàn)的加工、連接以及安裝環(huán)節(jié)當(dāng)中，徹底杜絕母線(xiàn)表面不光滑、不平整、未使用專(zhuān)用電力脂等等加工處理紕漏，避免因?yàn)檫@些失誤和紕漏在無(wú)形當(dāng)中增加了母線(xiàn)的接觸電阻值，導(dǎo)致發(fā)熱問(wèn)題的出現(xiàn)。
(2)設(shè)備的試驗(yàn)和檢修人員未能認(rèn)真履行工作職責(zé)。對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的試驗(yàn)和檢修需要相關(guān)的工作人員具備高度的責(zé)任心和認(rèn)真履行工作職責(zé)的能力。通常情況下，試驗(yàn)人員和檢修人員需要拆開(kāi)高壓開(kāi)關(guān)柜的某些連接點(diǎn)進(jìn)行連接，以便能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的試驗(yàn)和檢修。待試驗(yàn)和檢修工作結(jié)束之后，則應(yīng)該依照原樣對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備進(jìn)行連接。但是某些試驗(yàn)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(xì)節(jié)問(wèn)題。例如，緊固螺栓的接頭一共有四個(gè)，但是在工作結(jié)束之后往往只安裝其中的三個(gè)，甚至是只安裝一個(gè)；或者是螺栓緊固程度不夠，導(dǎo)致接觸面的壓力過(guò)小。如果線(xiàn)路負(fù)荷比較小，一般不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，但是一旦線(xiàn)路負(fù)荷突然增大，則過(guò)小的接觸面積壓力會(huì)直接導(dǎo)致接頭出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題，特別是電流互感器的連接點(diǎn)。如果接觸面的壓力過(guò)小，則出現(xiàn)接頭過(guò)熱問(wèn)題的幾率非常高。推行工作責(zé)任制之后，該問(wèn)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(wèn)題突出。雖然我國(guó)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(jìn)了電網(wǎng)的優(yōu)化改革，但是許多陳舊落后的高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備仍然堅(jiān)守在工作崗位。此舉雖然表面上是降低了運(yùn)行成本，但是電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性被無(wú)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(kāi)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(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的溫度處于不斷升高的過(guò)程中。 (4)運(yùn)行操作人員沒(méi)有掌握高壓開(kāi)關(guān)柜的操作要領(lǐng)。運(yùn)行操作人員操作刀閘與斷路器的時(shí)候，導(dǎo)電觸頭會(huì)進(jìn)入到母線(xiàn)室當(dāng)中，使小車(chē)處于工作位置，行程開(kāi)關(guān)會(huì)閉合，并且綠色指示燈亮起。在這個(gè)時(shí)候，運(yùn)行操作人員應(yīng)對(duì)小車(chē)進(jìn)行輕輕地?fù)u晃，確保小車(chē)完全合上，讓動(dòng)觸頭和靜觸頭能夠全面的接觸，此時(shí)接觸面的電阻值最低，發(fā)熱問(wèn)題也就得到了有效解決。
(5)電力負(fù)荷的突然變化產(chǎn)生的不利影響。電力負(fù)荷是影響高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備內(nèi)部溫度的重要因素，如果電力負(fù)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(kāi)關(guān)柜設(shè)備溫度上升一般不會(huì)超過(guò)75℃ 。但是因?yàn)槎搪坊蛘咂渌驅(qū)е碌碾娏骷眲≡黾訒?huì)顯著提升電力負(fù)荷，高負(fù)荷沖擊會(huì)加速高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)的溫度上升。一旦溫度過(guò)高，則容易導(dǎo)致連接點(diǎn)材料氧化、變形、老化加劇等問(wèn)題。如果這種問(wèn)題沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并得到有效處理，則下一次的高負(fù)荷沖擊所造成的損害會(huì)在上一次損害的基礎(chǔ)之上進(jìn)行累計(jì)。一旦進(jìn)入惡性循環(huán)，則接頭的連接狀況便會(huì)持續(xù)地惡化下去，最終導(dǎo)致接頭熔斷。
- 高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱故障的應(yīng)對(duì)措施
（1） 目前經(jīng)常使用柜內(nèi)接頭溫度監(jiān)視方法。通過(guò)觸頭測(cè)溫監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)觸點(diǎn)溫度的運(yùn)行情況（簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)），可及時(shí)有效地防止開(kāi)關(guān)柜的火災(zāi)發(fā)生。但由于開(kāi)關(guān)柜全封閉運(yùn)行，內(nèi)部空間狹小且具有裸露高壓，無(wú)法進(jìn)行人工巡查測(cè)溫，因此實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜無(wú)源無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)是保證高壓開(kāi)關(guān)柜安全運(yùn)行的重要手段。DCT-6G無(wú)線(xiàn)通信式高壓開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)傳輸信號(hào)，隔離開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的高壓。從根本上解決了高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)觸點(diǎn)運(yùn)行溫度不易監(jiān)測(cè)的難題。
(2)通過(guò)監(jiān)視開(kāi)關(guān)柜內(nèi)空氣溫度的方法來(lái)判斷有無(wú)接頭發(fā)熱故障�？傮w方案是在每臺(tái)開(kāi)關(guān)柜頂?shù)呐艢饪咨习惭b一個(gè)溫度傳感器。如果空氣溫度達(dá)到規(guī)定值即發(fā)出報(bào)警信號(hào)；或是柜內(nèi)空氣溫度與環(huán)境溫度差值達(dá)到規(guī)定值時(shí)即報(bào)警，具體報(bào)警溫度定值要通過(guò)試驗(yàn)的方法確定。我們先將傳感器的溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入計(jì)算機(jī)作記錄，然后將開(kāi)關(guān)的負(fù)荷數(shù)據(jù)也存入同一臺(tái)計(jì)算機(jī)，通過(guò)對(duì)比分析確定開(kāi)關(guān)負(fù)荷與溫度的關(guān)系曲線(xiàn)，根據(jù)溫度曲線(xiàn)確定其報(bào)警溫度值。報(bào)警信號(hào)由計(jì)算機(jī)發(fā)出，直接送到控制室�？刂剖覂�(nèi)的值班員也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)隨時(shí)查詢(xún)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度值。對(duì)于無(wú)人值班變電站，可以將過(guò)熱信號(hào)作為一個(gè)遙測(cè)量，通過(guò)RTU直接送到監(jiān)控中心。這一測(cè)溫方法溫度傳感器安裝方便簡(jiǎn)單、運(yùn)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(xiàn)的運(yùn)用。10 kV開(kāi)關(guān)柜的母線(xiàn)系統(tǒng)目前普遍采用矩形銅母線(xiàn)。這種銅母線(xiàn)在變電站開(kāi)關(guān)10 kV的開(kāi)關(guān)柜中受到尺寸的限制不能過(guò)大，但因?yàn)殡娏鬟^(guò)大，必須采用多片銅排，這樣自然會(huì)極大增加銅的消耗量。如果使用銅管形母線(xiàn)則會(huì)帶來(lái)這樣一些益處：A:銅管形母線(xiàn)在局部放電、集膚效應(yīng)、電場(chǎng)均勻度、散熱能力(其表面積大，線(xiàn)管內(nèi)有足夠的空間進(jìn)行空氣流通)、動(dòng)熱穩(wěn)定等都強(qiáng)于矩形銅母線(xiàn)。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(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)系統(tǒng)如若應(yīng)用銅管母線(xiàn)，其絕緣成本會(huì)很高。由于開(kāi)關(guān)柜是～ 個(gè)密封的環(huán)境，可以沿用外套熱縮形式。這樣能使價(jià)格降低，再結(jié)合招標(biāo)時(shí)對(duì)技術(shù)革新節(jié)約型產(chǎn)品的指導(dǎo)意見(jiàn)，則使單位成本能進(jìn)一步降低。E:絕緣型銅線(xiàn)管母線(xiàn)在戶(hù)外10 kV母線(xiàn)橋及戶(hù)內(nèi)列柜之間的母線(xiàn)橋上有很多年的使用經(jīng)驗(yàn)，安全可靠。
總之，高壓開(kāi)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(duì)其發(fā)熱故障進(jìn)行及時(shí)處理，提供電網(wǎng)系統(tǒng)的供電可靠性與供電經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于高壓開(kāi)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(jìn)行有效的處理。
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