摘要：隨著我國經濟發展不斷加快，產業結構不斷優化，我主的經濟業已步入發展的快車道，綜合實力明顯增強。近年來供電量每年都保持著10%以上的增長，這是對城用電的安全可靠運行要求越來越高。本文對10kV大電流開關柜故障原因及防治措施分析。

　　關鍵詞：大電流,開關柜,發熱,狀態檢修

　　1開關柜發熱原因

　　1.1 結構問題

　　10 kV開關柜里面設備過熱，是由于本身的特點，體積小，結構緊湊，并要符合I P4X防護等級標準，各個隔板、面板的縫隙是在1 mm以下 ，導致開關柜里面的熱量無法很好的散發出去，影響了柜內設備的溫度。當設備在較高的溫度下長時間工作后，有可能會使材料變質，導致絕緣老化，更甚者還可能導致絕緣擊穿等故障。故障開關柜在設計的通風對流方面可能有所欠缺，在類似553開關柜等設備，用紅外熱成像儀測溫，能看出開關柜上部為57 ℃，已經屬于一個很高的溫度了。

　　還有開關柜的動靜觸頭情況，由于處于密封的柜內，無法直觀的看到接觸情況，只能通過間接的方式來檢查，如通過接觸電阻等試驗來判斷，當隔離開關分合時，也不知道動靜觸頭是否還能達到一個良好的接觸，如果接觸不良，那發熱放電也是有可能的。這些結構性的缺陷導致的發熱，都有可能是引起故障的原因。

　　1.2 材料質量

　　在10kV開關柜中，柜體和配件的材料也對熱量的產生有很大的影響，如紅蓮池變電站中554大電流開關柜和另一個220 kVKYN28A大電流開關柜的觸頭盒安裝板和穿墻電流互感器的固定面材料，原來的材料是A3的低碳鋼板，這種鋼板屬于導磁材料，根據電磁場的定義，當母排通過電流互感器產生交變磁力線的時候，會在固定鐵板上產生電磁感應，進而產生感應電流，也就是渦流，一般當電流不超過2000 A時，渦流的作用并不大，但是當電流超過2500 A時，渦流的熱效應就會很明顯了。

　　開關柜中，母排的截面積尺寸也決定了所能負載的電流大小，在這起事故中的開關柜，使用的母線母排是3×(LMY-120×10)的鋁排，開關到刀閘用的是2×(LMY-80×8)的鋁排，原來是用于120MVA的變壓器的變壓器低壓側開關，可后來變壓器換成180MVA，而母排卻沒有同時更換，那么當運行負荷沒有采取相應控制時，就有可能因為負荷電流過高導致發熱，引起事故。再有就是開關柜外部的因素及設備的工藝技術也會引起發熱現象。

　　2 針對發熱的防治措施

　　10kV開關柜中導致發熱的原因有很多，要怎么防治呢?其實也不外乎減少發熱源、增加散熱兩種措施，具體實施如下。

　　2.1 設備改造

　　由于設備本身的因素，需要從結構性的改造來改變這種發熱的現象。在處理紅蓮池變電站開關柜事故時，通過對開關柜有效散熱面積的計算后[3]，采用的是自然風冷的改造方式。自然風冷改造如圖1所示，其中將開關柜中B-1、B-2、D-2的隔板換成有孔的鋼板，并在其中夾著細密鐵絲過濾網，兩邊用鋼板固定，鐵絲過濾網和固定鋼板都在開關柜下面空間處，這樣做的好處是方便查看和維護，還有D-1的隔板換成沖孔的百葉鋼板。這樣改造后，當設備觸頭或者母排發熱時候，都能通過自然的空氣對流來散熱。

　　減少發熱源方面，對電流互感器固定板進行了改造和鋁母排的更換。電流互感器固定隔板改造或者整個更換或者將固定隔板的磁路割開，切斷磁力線，使磁通減少，損耗減少，這樣都能減少發熱源，而更換固定隔板為304不銹鋼板的工程量和費用較高，這里使用的是割開固定隔板的方式，這樣不但能達到切斷磁力線的好處，還能讓散熱更通暢。將原來的鋁母排3×(LMY-120×10)和2×(LMY-80×8)，換成了等尺寸的3×(TMY-120×10)和2×(TMY-80×8)銅母排，根據母排載流量經驗公式(40℃時銅排載流量 = 排寬×厚度系數)，120 mm的厚度系數為18.5，這樣三層的銅母排載流量能達到4440 A，這樣已經能滿足4000 A大電流柜的需求了，而且將鋁母排換成銅母排還能減少銅鋁過渡的發熱風險，對于減少發熱源非常有利。

　　由于無法通過直觀的方式來看到接頭的接觸情況，我們采用在開關觸頭盒上加裝了無線測溫裝置，在開關下觸頭母排處固定一個ZC800A-TT的探頭。能將觸頭盒的溫度狀況通過無線方式發送到開關柜前面板的接收裝置上，接受裝置再將這些信號顯示在就地和遠方光字牌上，達到能及時發現事故隱患的作用。

　　除了對設備的改造，對高壓室中開關柜環境的改造也是很有必要的，將原來的普通玻璃窗換成反光能力強的玻璃窗，或者在原來的玻璃窗上貼上折射率比較高的貼膜也是一個好的辦法，這樣能讓太陽光的熱效應有所降低。如果有條件的，還可以在高壓室中裝設空調，這樣能更好地保證高壓室內的溫度和濕度，為設備的可靠運行提供良好的條件。

　　2.2 運行檢修管理

　　運行檢修管理是針對開關柜熱故障的防治措施，首先須清楚原來的設備狀態，那么就要求運行和檢修人員，在安裝、驗收時要仔細，確保初始狀態是健康的，這樣也能掌握盡可能多的信息，包括各種銘牌數據、出廠試驗報告、施工記錄等。這樣在利用先進的各種在線、離線監測裝置，如溫濕度在線監測、紅外熱成像儀等時候，能有效的比對，分析出設備的狀態，保證設備和系統的安全順利。如有一個開關柜，通過在線測溫數據如表1所示。

　　該缺陷部位最高溫度是85℃，小于導則[4]所規定的緊急缺陷是表面溫度大于90 ℃這個標準，應該是重大缺陷，不過如果掌握了紅外測溫的方法，就能用相對溫差判斷法和相對溫差公式計算出相對溫差值95.2%。

　　而95.2%這個值大于相對溫差中緊急缺陷的95%，所以在填報MIS流程時候，就需要申報為緊急缺陷，24小時內就得完成，這樣流程就能及時的流轉，讓缺陷及時地消除。

　　還有要多利用平時難得的檢修機會，認真對待大小設備檢修，特別是要多注意開關觸頭和GN22、GN30型刀閘動觸頭的接觸情況和彈簧的壓力情況，確保無變形、過熱變色等現象的出現。在遇到又無法及時處理的缺陷時，一定要向運行人員交代，匯報調度控制負荷，以免讓熱缺陷繼續蔓延，導致事故的發生。

　　3 結束語

　　10kV戶內開關柜由于體積小、結構緊湊“五防”功能完善、操作簡易可靠等優點給生產、運行和檢修與維護帶來了極大的便利及安全保障，在現代電網建設中發揮著越來越重要的作用。但是，由于大電流開關柜有其自身的一些特點，在實際生產運行中，仍存在一些不安全的因素，只有正視這些問題，思考、分析并從中找出相應的改進措施，才能更好地保障電力的安全生產。

　　參考文獻

　　[1] DL/T404-1997. 戶內高壓開關柜訂貨技術條件[S].

　　[2] 劉愛華.高開斷大電流開關柜溫升的試驗研究[J]. 河北電力技術, 2001,3.

　　[3] DL/T664-1999. 中華人民共和國行業標準帶電設備紅外診斷技術應用導則[S].