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一、10KV開(kāi)關(guān)拒手車觸頭發(fā)熱的危害
    10KV手車式開(kāi)關(guān)柜是傳統(tǒng)固定式開(kāi)關(guān)柜的改進(jìn)產(chǎn)品，在變配電所中作為聯(lián)絡(luò)電能用戶和高等級(jí)電網(wǎng)間的直接樞紐。是電能轉(zhuǎn)換和優(yōu)化分配的主要中間控制電氣設(shè)備，其內(nèi)部開(kāi)關(guān)元件安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行是電能高效轉(zhuǎn)換的基本保障。為了檢驗(yàn)載流部分是否合理，可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的溫升試驗(yàn)校核開(kāi)關(guān)元件的電氣和機(jī)械性能，10KV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)一次回路開(kāi)關(guān)觸頭部位與可動(dòng)聯(lián)接處各點(diǎn)的最大允許溫升如表1所示：表110KV開(kāi)關(guān)柜各部件最大允許溫升（單位：℃）的溫升，應(yīng)以開(kāi)關(guān)設(shè)備外殼運(yùn)行環(huán)境為基準(zhǔn)，通常選取外殼運(yùn)行環(huán)境溫度為35℃，則對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)柜觸頭部分溫升最大不能超過(guò)環(huán)境溫度的30℃，聯(lián)接部分溫升不能超過(guò)40℃。但由于手車式開(kāi)關(guān)柜所采用的移開(kāi)式結(jié)構(gòu)容易造成開(kāi)關(guān)設(shè)備發(fā)生觸頭發(fā)熱故障，不僅影響到開(kāi)關(guān)元件的電氣性能，同時(shí)還可能造成開(kāi)關(guān)設(shè)備燒毀等事故，導(dǎo)致供配電網(wǎng)發(fā)生停電事故。
    10KV手車式開(kāi)關(guān)柜在日常運(yùn)行過(guò)程中，容易出現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭松動(dòng)、操作彈簧電氣性能下降等現(xiàn)象，導(dǎo)致觸頭或聯(lián)接部位溫升超過(guò)環(huán)境溫度40℃以上，特別在重負(fù)荷或高溫季節(jié)，造成開(kāi)關(guān)觸頭出現(xiàn)嚴(yán)重發(fā)熱現(xiàn)象。降低了開(kāi)關(guān)柜的整體電氣性能．同時(shí)外部運(yùn)行環(huán)境條件的變差，外來(lái)塵雜的干擾，也會(huì)降低開(kāi)關(guān)柜的電氣性能，造成觸頭溫升效應(yīng)加快，開(kāi)關(guān)設(shè)備發(fā)熱量增多等不利因素。
    開(kāi)關(guān)柜觸頭發(fā)熱是一個(gè)逐步演變的過(guò)程，剛開(kāi)始觸頭發(fā)熱異常可能預(yù)示著開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)安全隱患，觸頭發(fā)熱產(chǎn)生的熱量只能通過(guò)封閉的電桿傳向真空滅弧室，隨著運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，伴隨觸頭發(fā)熱量的積累增多，溫升的最高點(diǎn)多集中于觸頭、導(dǎo)電桿與真空滅弧室。開(kāi)關(guān)整體絕緣性能下降，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜絕緣套管發(fā)生擊穿事故。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電流互感器等元件在大量熱量的趨勢(shì)下，其運(yùn)行環(huán)境將會(huì)逐步惡化，甚至可能出現(xiàn)電流互感器爆炸等嚴(yán)重后果，造成事故，導(dǎo)致大面積停電，也直接威脅到運(yùn)行人員的安全。開(kāi)關(guān)柜觸頭發(fā)熱量可以沿著銅排母線轉(zhuǎn)移到其它開(kāi)關(guān)元件上，造成其它元件電氣性能下降，降低系統(tǒng)的供電可靠性。
二、10KV開(kāi)關(guān)柜觸頭發(fā)熱的原因
    2.1系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和檢修維護(hù)制度不完善
    系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是10KV變配電系統(tǒng)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本保障。在開(kāi)關(guān)柜容量選擇時(shí)沒(méi)有進(jìn)行充分的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、負(fù)荷增長(zhǎng)預(yù)測(cè)分析，造成開(kāi)關(guān)設(shè)備在投運(yùn)時(shí)或投運(yùn)時(shí)間不長(zhǎng)，就出現(xiàn)其額定容量小于負(fù)荷實(shí)時(shí)需求容量，造成開(kāi)關(guān)柜長(zhǎng)期工作在過(guò)負(fù)荷運(yùn)行工況下，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜觸頭發(fā)熱量超過(guò)設(shè)計(jì)需求。在變配電所規(guī)劃時(shí)，沒(méi)有考慮到工程擴(kuò)建的需求，同時(shí)工程在擴(kuò)建時(shí)沒(méi)有對(duì)原開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行容量校驗(yàn)。依然采用原開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行供電，使得開(kāi)關(guān)觸頭單位發(fā)熱量劇烈增加，超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，造成其它開(kāi)關(guān)元件電氣性能下降，大大影響供電可靠性。變配電所內(nèi)的開(kāi)關(guān)設(shè)備在安裝調(diào)試過(guò)程中，由于各方面的原因，沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)和施工要求進(jìn)行施工，造成開(kāi)關(guān)柜內(nèi)各元件問(wèn)連接不規(guī)范，形成一些通電間隙，有的開(kāi)關(guān)元件進(jìn)出線與開(kāi)關(guān)柜連接觸頭間沒(méi)有進(jìn)行良好的聯(lián)接處理，導(dǎo)致電流過(guò)流面積降低，在觸頭部分發(fā)生劇烈溫升現(xiàn)象，影響開(kāi)關(guān)柜的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在開(kāi)關(guān)設(shè)備交接驗(yàn)收時(shí)，沒(méi)有嚴(yán)格按照《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》、《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》、產(chǎn)品技術(shù)條件及有關(guān)檢修工藝的要求進(jìn)行試驗(yàn)與檢查，在日常檢修維護(hù)過(guò)程中，沒(méi)有按照相關(guān)規(guī)范嚴(yán)格進(jìn)行操作和檢查，在開(kāi)關(guān)手車機(jī)構(gòu)推入時(shí)，沒(méi)有推到開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)位置時(shí)。導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜動(dòng)靜觸頭間形成一些接觸縫隙，電流就會(huì)在這里產(chǎn)生劇烈的電弧效應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量，降低開(kāi)關(guān)設(shè)備的綜合電氣性能。
    2.2誤操作及工作環(huán)境差
    工作人員的不良操作習(xí)慣以及開(kāi)關(guān)柜工作環(huán)境條件較差也能造成開(kāi)關(guān)柜觸頭發(fā)熱。在進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜檢修或定期預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，檢修維護(hù)人員必須嚴(yán)格按照檢修工藝流程的要求進(jìn)行操作。有的工作人員覺(jué)得檢修工藝流程太繁雜，喜歡憑借個(gè)人想法和意愿進(jìn)行操作，導(dǎo)致檢修維護(hù)水平降低，給開(kāi)關(guān)柜留下巨大的安全隱患。有的工作人員在檢修完畢后，沒(méi)有根據(jù)檢修工藝流程逐一檢查檢修項(xiàng)目，使開(kāi)關(guān)柜的一些緊固件少裝或漏裝，造成開(kāi)關(guān)柜帶病重新投入運(yùn)行，嚴(yán)重影響開(kāi)關(guān)柜穩(wěn)定運(yùn)行。在導(dǎo)電部位形成劇烈的發(fā)熱電流，加速了開(kāi)關(guān)柜觸頭、接頭接觸面處的氧化速率，大大降低了開(kāi)關(guān)柜的電氣性能。由于日常維護(hù)措施不完善，開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境逐步變惡劣，灰塵等外界雜質(zhì)進(jìn)入開(kāi)關(guān)柜后，就會(huì)在觸頭接觸面形成一個(gè)污染層，不僅降低了開(kāi)關(guān)觸頭的接觸性能，同時(shí)污染層會(huì)阻礙開(kāi)關(guān)柜電氣元件的正常散熱，使得開(kāi)關(guān)柜內(nèi)熱量積累速度加快，影響開(kāi)關(guān)設(shè)備的動(dòng)作性能。
    2.3開(kāi)關(guān)柜觸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
    當(dāng)開(kāi)關(guān)柜的動(dòng)靜觸頭接觸面發(fā)生接觸不良時(shí)，就會(huì)在接觸面形成一個(gè)接觸電阻，如果該電阻阻值過(guò)大時(shí)，觸頭發(fā)熱量就會(huì)劇增，開(kāi)關(guān)柜溫升就會(huì)超過(guò)金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備材料允許的最大溫度，加速動(dòng)靜觸頭接觸面發(fā)生氧化反應(yīng)，造成觸頭接觸電阻繼續(xù)上升。導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜進(jìn)入接觸電阻增大一發(fā)熱一氧化一接觸電阻再增大一發(fā)熱一氧化的惡性循環(huán)。
   2009年7月21日22：00分，環(huán)境溫度：40度，有功41MW，
    電流2.39kA。表1  某站#602真空開(kāi)關(guān)紅外測(cè)溫結(jié)果報(bào)告
    原因分析：斷路器觸頭接觸電阻偏大，在重負(fù)荷電流下發(fā)熱；斷路器引出線接觸電阻超標(biāo)引起發(fā)熱；手車觸頭接觸不良引起發(fā)熱；負(fù)荷電流過(guò)大。
    圖2是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中10KV開(kāi)關(guān)柜由于觸頭接觸不良而造成的開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭燒毀事故。圖1某站開(kāi)關(guān)柜觸頭設(shè)計(jì)不合理的發(fā)熱燒毀現(xiàn)象
    從圖1可知，由于動(dòng)靜觸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。造成開(kāi)關(guān)柜觸頭接觸面電阻劇烈增加，發(fā)熱燃燒造成觸頭燒毀事故。
    三、開(kāi)關(guān)手車觸頭發(fā)熱的預(yù)防和綜合處理措施
    3.1加強(qiáng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和設(shè)備選型
    3.1.1系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行充分的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、負(fù)荷增長(zhǎng)預(yù)測(cè)分析，容量滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求。加強(qiáng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整規(guī)劃，分離調(diào)整負(fù)荷。
    3.1.2所選用的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備除應(yīng)滿足相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)符合國(guó)家電網(wǎng)公司《交流高壓斷路器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，凡已明令停止生產(chǎn)、使用的各種型號(hào)的開(kāi)關(guān)設(shè)備，一律不得選用。
    3.1.3手車觸頭的選擇
    在定制10KV開(kāi)關(guān)柜時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際運(yùn)行外部條件和設(shè)計(jì)單位提供的開(kāi)關(guān)柜接線圈，向廠家提出滿足工程需求的特殊功能和要求。為了給開(kāi)關(guān)柜預(yù)留足夠的過(guò)流容量，通常在開(kāi)關(guān)手車觸頭選擇過(guò)程中應(yīng)選取高一等級(jí)的產(chǎn)品，以盡量減小開(kāi)關(guān)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的觸頭發(fā)熱量。
    3.2建立規(guī)范的驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)和檢修制度
    3.2.1完善的驗(yàn)收制度是開(kāi)關(guān)柜高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有力保證。
    新裝和檢修后開(kāi)關(guān)設(shè)備的交接驗(yàn)收必須嚴(yán)格按照國(guó)家和電力行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，必須產(chǎn)格按照《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》、《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》、產(chǎn)品技術(shù)條件及有關(guān)檢修工藝的要求進(jìn)行試驗(yàn)與檢查，不合格者不得投運(yùn)。
    在交接試驗(yàn)中，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法檢查接觸電阻。由于在投運(yùn)后的開(kāi)關(guān)母線側(cè)觸頭長(zhǎng)期帶電，在交接試驗(yàn)時(shí)應(yīng)積極開(kāi)展接觸電阻檢查和觸指壓力測(cè)試。
    3.2.2加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)。
    運(yùn)行人員在日常工作中，應(yīng)按照相關(guān)要求實(shí)時(shí)查看開(kāi)關(guān)設(shè)備各元件的動(dòng)作性能，通過(guò)觀察和嗅的方法查看觸頭接觸面有無(wú)變色或氧化現(xiàn)象。積極采用新技術(shù)、新設(shè)備，當(dāng)開(kāi)關(guān)柜處于供電運(yùn)行工況時(shí)，可以通過(guò)紅外溫度測(cè)試儀動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)各開(kāi)關(guān)元件的實(shí)時(shí)溫度，定期用紅外線測(cè)溫設(shè)備檢查開(kāi)關(guān)設(shè)備的接頭部、隔離開(kāi)關(guān)的導(dǎo)電部分（重點(diǎn)部位：觸頭、出線座等），特別在重負(fù)荷或高溫季節(jié)，要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備溫升的監(jiān)視，認(rèn)真對(duì)待異常數(shù)據(jù)，對(duì)異常的元件或設(shè)備及時(shí)采取檢修或全面更換措施，防止安全隱患擴(kuò)大成事故，嚴(yán)重危害供配電系統(tǒng)的運(yùn)行安全。
  3.2.3開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，規(guī)范檢修工藝流程
  開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，規(guī)范檢修工藝流程，嚴(yán)格按照檢修工藝的要求進(jìn)行作業(yè)，有效提高檢修質(zhì)量，保證設(shè)備以優(yōu)良的性能投入運(yùn)行。
    檢修人員進(jìn)行停電檢修時(shí)，必須仔細(xì)檢查斷路器回路接觸情況。久未停電檢修的開(kāi)關(guān)母線側(cè)觸頭應(yīng)積極申請(qǐng)停電檢修，并開(kāi)展觸頭接觸電阻檢查和觸指壓力測(cè)試。防止和減少因發(fā)熱引起惡性事故的發(fā)生。
    預(yù)防性試驗(yàn)。定期對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，按照試驗(yàn)步驟逐一進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)發(fā)現(xiàn)有異常的數(shù)據(jù)應(yīng)該結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，不能只靠一次數(shù)據(jù)就判斷故障類型，要全方位的進(jìn)行分析。在試驗(yàn)結(jié)束后，認(rèn)真檢查試驗(yàn)儀器和開(kāi)關(guān)柜內(nèi)連接點(diǎn)是否復(fù)原，防止人為失誤給開(kāi)關(guān)設(shè)備帶來(lái)巨大的安全隱患。
    3.3配備變配電設(shè)備自動(dòng)管理系統(tǒng)
    為了提高變配變電系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化水平，應(yīng)該為變配電所控制中心配備微機(jī)變配電設(shè)備在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理系統(tǒng)。由于開(kāi)關(guān)柜設(shè)備發(fā)熱故障大多是由觸頭接觸不良造成的，因此可以在開(kāi)關(guān)柜動(dòng)靜觸頭處按照熱敏電阻傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)觸頭的溫升效應(yīng)，其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示：
     從圖2可知，利用安裝在動(dòng)靜觸頭附近的溫度和濕度傳感器實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的溫濕度信號(hào)，并通過(guò)對(duì)應(yīng)的控制線路傳輸給信號(hào)處理模塊。信號(hào)處理模塊將分析結(jié)果實(shí)時(shí)通過(guò)RS485端口傳輸給中控室計(jì)算機(jī)供運(yùn)行人員進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控分析用，同時(shí)信號(hào)處理模塊還具備發(fā)射、接收、多路顯示、報(bào)警等功能，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)存在的安全隱患和故障，不僅可以減少檢修維護(hù)人員的工作量，同時(shí)可以提高開(kāi)關(guān)設(shè)備故障處理效率，保障開(kāi)關(guān)設(shè)備高效經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
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