10KV高压开关柜实际温升超标的原因及对策研究

发表时间:2021/6/29   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:徐丽芬
[导读] 摘要:现阶段,社会经济和科技均取得了极大的发展,电网事业也取得了巨大的发展,同时也加快了高压系统开关柜的应用数量和范围。
        现代重工(中国)电气有限公司  江苏省  212211
        摘要:现阶段,社会经济和科技均取得了极大的发展,电网事业也取得了巨大的发展,同时也加快了高压系统开关柜的应用数量和范围。由于开关柜具有良好的密闭性,一旦工作环境负荷过高就容易发生开关温升超标的问题,这也是阻碍高压开关柜的进一步应用和发展的重要难题。由此,论文先是对10KV高压开关柜故障及其成因展开了分析,再对其实际温升超标的原因做了深入地研究,进而提出了几点应对策略,以期更好地保障10KV高压开关柜得以安全、稳定地运作。
        关键词:高压开关柜;温升超标;原因;应对策略
        一、高压开关柜常见故障及其成因分析
        (一)拒动、误动故障
        对于高压开关柜来讲,其中较为常见的故障就是拒动和误动两种情况,其成因主要就是:1)因传统机构和操动机构因素而引发的故障问题,如构件变形、分合闸卡涩、脱扣失灵等情况的出现;2)因辅助回路和电气控制两个因素而导致的故障问题,如合闸接触器和操作电源等故障问题。
        (二)开断、关合故障
        一般来讲,开断、关合故障的产生大多都是因为断路器自身原因所引发的,而断路器种类的不同所引发的故障类型、现象等也存在较大的差异。对于少油断路器来讲,在发生关合问题时有可能会发生爆炸;而对于真空断路器来讲,则可能会发生陶瓷管破裂等情况,但与少油断路器相对比,真空断路器发生故障的可能更大一些,且威胁也更严重。
        (三)绝缘故障
        对于高压开关柜来讲,绝缘是其中十分关键的部分,与此同时,也是难以避免出现的一种故障问题,如常见的雷电过电压闪络击穿、内绝缘对地闪络击穿、外绝缘对地闪络击穿以及爆炸等现象,所以,应当对绝缘故障予以足够的重视。
        (四)载流故障
        载流故障通常是由于开关柜隔离插头接触不良而致使触头发生烧融而引发的一种故障问题。
        (五)外力及其他故障
        自然灾害、异物撞击等不可预估和抗拒的因素而导致的故障,我们称之为外力故障或其他故障。
        二、高压开关柜实际温升超标的原因分析
        (一)导体材料问题
        如果高压开关柜的中所使用的导体材料达不到相关电导率标准和要求时,其纯度不足或是电阻太大等,均有可能会引发较为严重的发热现象。
        (二)现场因素的影响
        在对高压开关柜进行安装和检修过程中,如果工艺不够精细或是安装不到位等均有可能会引发升温超标的问题。如就母线来讲,在对其进行加工焊接时,如果表面不够平整,又或是面积太小时,会因为其接触面积不够而发生接触不良的情况,进而导致电阻增大而加快温度的上升。
        (三)实际监测温升数值比型式实验数据大
        出现实际监测温升数值比型式实验数据大的原因主要是,由于型式实验需要在实验室内进行,实验时间比较短,不能完全体现温升累积的现象。然而,在实际的运行测试时,开关柜通常需要连续不间断地运作,这样一来就会产生一定的温升累积现象,进而导致二者温长数值出现偏差。
        (四)金属材料的不同其膨胀效应也各不相同
        对各种金属材料的螺栓展开分析可知,铝质和铜质母线要比钢质螺栓的膨胀系数要大许多,尤其是在螺栓设备的接头处更是突出。在具体的运行过程中,由于温度、负载会出现一定程度的变化,而铁铜和铝等金属材料同样也会发生相应的变化,也就是说,在应力的影响作用下,金属会发生一定的塑性变形。从金属蠕变来讲,其主要是由接头位置的实际温度来决定的。

有研究表明,当接头部位大于80℃时,该部位的金属会产生一定的热量并出现膨胀,进而引发接触面错位的问题,如出现小孔隙还分发生氧化反应,且这些变化会不断地积累,也就是说,每一欠温度循环变化均会导致其接触电阻增大,进而致使热量堆积并对接头产生相应的作用,最终致使接头温升过高,甚至螺栓紧固不良等情况的出现。
        (五)连接部位螺栓压力过大
        部分工作人员存在一定的误区,认为将连接部位的螺栓紧固力矩越大越好,这样可以使其连接效果更好一些,事实并非如此。如铜质和铝质材料来讲,二者在延展性上是不同的,且相差较大,当连接部位使用铝质材料时,如果螺栓压力太大,就分因铝质材料自身延展性不足而极易导致螺母下方连接部位出现向下凹陷,且螺母连接处会出现向上突起的问题,进而出现相应的弧面,严重的还可能会致使螺母连接部位受到破坏。而如果选用铜质材料且螺栓压力太大时,因铜质材料自身有着良好的延展性,可以吸收过多的压力,进而使其形变更加均匀。
        三、高压开关柜实际温升超标的应对策略
        (一)全面落实好预防性测试
        对于高压开关柜来讲,应当对其展开定期的设备预防性试验工作,以试验的方式来科学有效地对其实际情况作出准确的预判,同时还需严格按照相关要求和规范来展开试验作业。如在具体的试验时所取得的数据存在异常时,则需要对其展开科学有效的分析,并结合历史数据来作出合理的预判。特别需要注意的是,不可凭借试验中的一组数据就对其故障的类型作出最后的判断。当检修与试验全部完成以后,还需要对其展开及时有效的修复,以确保所有的试验设备、仪器和开关柜各个连接点得以全部复原,从而避免人为失误而造成不必要的损失和隐患。
        (二)强化日常的检修工作
        想要全面提升开关柜的运行效益,就需要不断强化好日常和检修工作,尽可能减少安全隐患的存在。而在具体的检修时,需特别注重于开关动静触头的检查,动静出头的爬距要在15~25mm,大了小了都不行。梅花触头的弹簧压片不变形,弹簧不失效。同时,还需对其外表进行查看,看其有无发生变色的问题.另外,还要检查触头和触头片的光滑度。当检修工作完成以后,还需要在开关柜中涂抹一定的导电膏,以使开关柜及其部件的工作效率与使用寿命得到保障,进一步提升导电性能,有效降低触头间的电阻值。此外,在对正常运作时的触头和铜排温度实施检验时,通常可以采用红外线温度测试仪来进行,一旦在检测时出现实际温度超高的,应当及时向上级汇报,进而及时对其负荷作出调试。现在无线测温技术也已经十分成熟,对铜排整体、铜排连接处、动静触头等都可以实现实时监测。
        (三)注重在线监测
        近几年逐渐兴起了一种新的监测技术——在线监测技术,其主要是通过计算机和监控两项技术的有效结合,从而实现对事物实施的在线监测。在对高压开关柜实际温升超标实施监测时应用现代在线监测技术,可以达到良好的监测效果。另外,还需进一步加大对在线监测系统的研究和开发,注重对开关柜内部开关接送、铜排、触头及其他元件等的实时监测工作,全面保证各元件设备得以保持良好的工作状态,以便更好地对高压开关柜的温升情况进行把握,不断提升高压开关柜的工作效率。此外,应用在线监测技术,还可以设置相应的预警数据,一旦设备温度达到预设值时,系统便会自动发出预警提示,以便相关作业人员及时有效地采取措施予以处理,尽可能减少事故的发生。
        四、结束语
        总体来讲,当前国内高压开关柜温升超标的影响因素主要有开关柜所处的环境、安装工艺技术、部件质量以及通风系统等多个方面的内容。实际工作中,不仅要确保高压开关柜的质量和安装工艺技术,而且在日常工作中还应当落实好预防性测试、检修以及在线监测等有关工作,以确保供电系统得以正常、安全和稳定地运作。
        参考文献:
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