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一、10KV開關拒手車觸頭發(fā)熱的危害
    10KV手車式開關柜是傳統(tǒng)固定式開關柜的改進產(chǎn)品，在變配電所中作為聯(lián)絡電能用戶和高等級電網(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備，其內(nèi)部開關元件安全經(jīng)濟的運行是電能高效轉(zhuǎn)換的基本保障。為了檢驗載流部分是否合理，可以通過對應的溫升試驗校核開關元件的電氣和機械性能，10KV開關柜內(nèi)一次回路開關觸頭部位與可動聯(lián)接處各點的最大允許溫升如表1所示：表110KV開關柜各部件最大允許溫升（單位：℃）的溫升，應以開關設備外殼運行環(huán)境為基準，通常選取外殼運行環(huán)境溫度為35℃，則對應的開關柜觸頭部分溫升最大不能超過環(huán)境溫度的30℃，聯(lián)接部分溫升不能超過40℃。但由于手車式開關柜所采用的移開式結(jié)構容易造成開關設備發(fā)生觸頭發(fā)熱故障，不僅影響到開關元件的電氣性能，同時還可能造成開關設備燒毀等事故，導致供配電網(wǎng)發(fā)生停電事故。
    10KV手車式開關柜在日常運行過程中，容易出現(xiàn)開關動、靜觸頭松動、操作彈簧電氣性能下降等現(xiàn)象，導致觸頭或聯(lián)接部位溫升超過環(huán)境溫度40℃以上，特別在重負荷或高溫季節(jié)，造成開關觸頭出現(xiàn)嚴重發(fā)熱現(xiàn)象。降低了開關柜的整體電氣性能．同時外部運行環(huán)境條件的變差，外來塵雜的干擾，也會降低開關柜的電氣性能，造成觸頭溫升效應加快，開關設備發(fā)熱量增多等不利因素。
    開關柜觸頭發(fā)熱是一個逐步演變的過程，剛開始觸頭發(fā)熱異�？赡茴A示著開關柜出現(xiàn)安全隱患，觸頭發(fā)熱產(chǎn)生的熱量只能通過封閉的電桿傳向真空滅弧室，隨著運行時間的加長，伴隨觸頭發(fā)熱量的積累增多，溫升的最高點多集中于觸頭、導電桿與真空滅弧室。開關整體絕緣性能下降，導致開關柜絕緣套管發(fā)生擊穿事故。開關柜內(nèi)電流互感器等元件在大量熱量的趨勢下，其運行環(huán)境將會逐步惡化，甚至可能出現(xiàn)電流互感器爆炸等嚴重后果，造成事故，導致大面積停電，也直接威脅到運行人員的安全。開關柜觸頭發(fā)熱量可以沿著銅排母線轉(zhuǎn)移到其它開關元件上，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開關柜觸頭發(fā)熱的原因
    2.1系統(tǒng)規(guī)劃設計和檢修維護制度不完善
    系統(tǒng)規(guī)劃設計是10KV變配電系統(tǒng)高效經(jīng)濟運行的基本保障。在開關柜容量選擇時沒有進行充分的負荷統(tǒng)計、負荷增長預測分析，造成開關設備在投運時或投運時間不長，就出現(xiàn)其額定容量小于負荷實時需求容量，造成開關柜長期工作在過負荷運行工況下，導致開關柜觸頭發(fā)熱量超過設計需求。在變配電所規(guī)劃時，沒有考慮到工程擴建的需求，同時工程在擴建時沒有對原開關設備進行容量校驗。依然采用原開關設備進行供電，使得開關觸頭單位發(fā)熱量劇烈增加，超過設計標準，造成其它開關元件電氣性能下降，大大影響供電可靠性。變配電所內(nèi)的開關設備在安裝調(diào)試過程中，由于各方面的原因，沒有嚴格按照相關設計和施工要求進行施工，造成開關柜內(nèi)各元件問連接不規(guī)范，形成一些通電間隙，有的開關元件進出線與開關柜連接觸頭間沒有進行良好的聯(lián)接處理，導致電流過流面積降低，在觸頭部分發(fā)生劇烈溫升現(xiàn)象，影響開關柜的高效經(jīng)濟運行。在開關設備交接驗收時，沒有嚴格按照《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》、《電力設備預防性試驗規(guī)程》、產(chǎn)品技術條件及有關檢修工藝的要求進行試驗與檢查，在日常檢修維護過程中，沒有按照相關規(guī)范嚴格進行操作和檢查，在開關手車機構推入時，沒有推到開關柜的設計位置時。導致開關柜動靜觸頭間形成一些接觸縫隙，電流就會在這里產(chǎn)生劇烈的電弧效應，產(chǎn)生大量的熱量，降低開關設備的綜合電氣性能。
    2.2誤操作及工作環(huán)境差
    工作人員的不良操作習慣以及開關柜工作環(huán)境條件較差也能造成開關柜觸頭發(fā)熱。在進行開關柜檢修或定期預防性試驗時，檢修維護人員必須嚴格按照檢修工藝流程的要求進行操作。有的工作人員覺得檢修工藝流程太繁雜，喜歡憑借個人想法和意愿進行操作，導致檢修維護水平降低，給開關柜留下巨大的安全隱患。有的工作人員在檢修完畢后，沒有根據(jù)檢修工藝流程逐一檢查檢修項目，使開關柜的一些緊固件少裝或漏裝，造成開關柜帶病重新投入運行，嚴重影響開關柜穩(wěn)定運行。在導電部位形成劇烈的發(fā)熱電流，加速了開關柜觸頭、接頭接觸面處的氧化速率，大大降低了開關柜的電氣性能。由于日常維護措施不完善，開關柜運行環(huán)境逐步變惡劣，灰塵等外界雜質(zhì)進入開關柜后，就會在觸頭接觸面形成一個污染層，不僅降低了開關觸頭的接觸性能，同時污染層會阻礙開關柜電氣元件的正常散熱，使得開關柜內(nèi)熱量積累速度加快，影響開關設備的動作性能。
    2.3開關柜觸頭結(jié)構設計不合理
    當開關柜的動靜觸頭接觸面發(fā)生接觸不良時，就會在接觸面形成一個接觸電阻，如果該電阻阻值過大時，觸頭發(fā)熱量就會劇增，開關柜溫升就會超過金屬封閉開關設備材料允許的最大溫度，加速動靜觸頭接觸面發(fā)生氧化反應，造成觸頭接觸電阻繼續(xù)上升。導致開關柜進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真空開關紅外測溫結(jié)果報告
    原因分析：斷路器觸頭接觸電阻偏大，在重負荷電流下發(fā)熱；斷路器引出線接觸電阻超標引起發(fā)熱；手車觸頭接觸不良引起發(fā)熱；負荷電流過大。
    圖2是在實際運行過程中10KV開關柜由于觸頭接觸不良而造成的開關動、靜觸頭燒毀事故。圖1某站開關柜觸頭設計不合理的發(fā)熱燒毀現(xiàn)象
    從圖1可知，由于動靜觸頭結(jié)構設計不合理。造成開關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、開關手車觸頭發(fā)熱的預防和綜合處理措施
    3.1加強系統(tǒng)規(guī)劃設計和設備選型
    3.1.1系統(tǒng)規(guī)劃設計時進行充分的負荷統(tǒng)計、負荷增長預測分析，容量滿足負荷增長需求。加強負荷監(jiān)測，及時調(diào)整規(guī)劃，分離調(diào)整負荷。
    3.1.2所選用的高壓開關設備除應滿足相關國家標準外，還應符合國家電網(wǎng)公司《交流高壓斷路器技術標準》，凡已明令停止生產(chǎn)、使用的各種型號的開關設備，一律不得選用。
    3.1.3手車觸頭的選擇
    在定制10KV開關柜時，首先應根據(jù)工程實際運行外部條件和設計單位提供的開關柜接線圈，向廠家提出滿足工程需求的特殊功能和要求。為了給開關柜預留足夠的過流容量，通常在開關手車觸頭選擇過程中應選取高一等級的產(chǎn)品，以盡量減小開關設備在運行過程中的觸頭發(fā)熱量。
    3.2建立規(guī)范的驗收、運行維護和檢修制度
    3.2.1完善的驗收制度是開關柜高效經(jīng)濟運行的有力保證。
    新裝和檢修后開關設備的交接驗收必須嚴格按照國家和電力行業(yè)有關標準要求進行，必須產(chǎn)格按照《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》、《電力設備預防性試驗規(guī)程》、產(chǎn)品技術條件及有關檢修工藝的要求進行試驗與檢查，不合格者不得投運。
    在交接試驗中，應嚴格按照有關標準和測量方法檢查接觸電阻。由于在投運后的開關母線側(cè)觸頭長期帶電，在交接試驗時應積極開展接觸電阻檢查和觸指壓力測試。
    3.2.2加強運行維護。
    運行人員在日常工作中，應按照相關要求實時查看開關設備各元件的動作性能，通過觀察和嗅的方法查看觸頭接觸面有無變色或氧化現(xiàn)象。積極采用新技術、新設備，當開關柜處于供電運行工況時，可以通過紅外溫度測試儀動態(tài)監(jiān)測各開關元件的實時溫度，定期用紅外線測溫設備檢查開關設備的接頭部、隔離開關的導電部分（重點部位：觸頭、出線座等），特別在重負荷或高溫季節(jié)，要加強對運行設備溫升的監(jiān)視，認真對待異常數(shù)據(jù)，對異常的元件或設備及時采取檢修或全面更換措施，防止安全隱患擴大成事故，嚴重危害供配電系統(tǒng)的運行安全。
  3.2.3開展標準化作業(yè)，規(guī)范檢修工藝流程
  開展標準化作業(yè)，規(guī)范檢修工藝流程，嚴格按照檢修工藝的要求進行作業(yè)，有效提高檢修質(zhì)量，保證設備以優(yōu)良的性能投入運行。
    檢修人員進行停電檢修時，必須仔細檢查斷路器回路接觸情況。久未停電檢修的開關母線側(cè)觸頭應積極申請停電檢修，并開展觸頭接觸電阻檢查和觸指壓力測試。防止和減少因發(fā)熱引起惡性事故的發(fā)生。
    預防性試驗。定期對高壓開關柜內(nèi)設備進行預防性試驗，按照試驗步驟逐一進行驗證。對發(fā)現(xiàn)有異常的數(shù)據(jù)應該結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進行分析研究，不能只靠一次數(shù)據(jù)就判斷故障類型，要全方位的進行分析。在試驗結(jié)束后，認真檢查試驗儀器和開關柜內(nèi)連接點是否復原，防止人為失誤給開關設備帶來巨大的安全隱患。
    3.3配備變配電設備自動管理系統(tǒng)
    為了提高變配變電系統(tǒng)的綜合自動化水平，應該為變配電所控制中心配備微機變配電設備在線自動監(jiān)測監(jiān)控管理系統(tǒng)。由于開關柜設備發(fā)熱故障大多是由觸頭接觸不良造成的，因此可以在開關柜動靜觸頭處按照熱敏電阻傳感器，實時監(jiān)測觸頭的溫升效應，其具體結(jié)構如圖2所示：
     從圖2可知，利用安裝在動靜觸頭附近的溫度和濕度傳感器實時動態(tài)采集開關柜內(nèi)的溫濕度信號，并通過對應的控制線路傳輸給信號處理模塊。信號處理模塊將分析結(jié)果實時通過RS485端口傳輸給中控室計算機供運行人員進行實時調(diào)控分析用，同時信號處理模塊還具備發(fā)射、接收、多路顯示、報警等功能，通過計算機實時動態(tài)的檢測系統(tǒng)開關設備運行的參數(shù)，及時發(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人員的工作量，同時可以提高開關設備故障處理效率，保障開關設備高效經(jīng)濟的運行。
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