变电站开关柜触头温升故障原因分析及处理

郭庆和

摘 要：对抽屉式开关柜触头发热的危害进行简单阐述后，对开关柜触头发热的常见原因进行了归纳总结。最后，结合自我多年工作经验，对提高变电站抽屉式开关柜电气和机械性能的异常温升处理措施进行了简单探讨。

关键词：变电站 开关柜 触头温升 发热

中图分类号：TM95 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0080-01

供配电系统的安全可靠调度运行，对国民经济可持续发展和用户的稳定经济用电起着非常重要的保障作用。供配电企业工作人员必须采取各种技术措施，提高电网系统运行安全性、稳定性和节能经济性。开关柜是变电站系统中重要的电能资源分配调度载体，尤其KYN28A-12、GCS、MNS等抽屉式开关柜在变电站中的成果应用，一方面大大提高了操作便捷性和检修的方便性，但同时由于开关柜的动静触头日常动作过程中，受到复杂的热磁环境影响，可能出现触头松动接触不良、开关弹簧性能老化降低、检修维护措施不到位导致灰尘进入形成导电闪络间隙等，引起开关触头温度不断上升，运行环境恶化，由缺陷逐渐恶化演变成故障或事故，严重影响到变电站供电的安全可靠性。因此，对变电站开关柜实际温升及发热的原因进行分析，并有针对性的形成对应预防和处理措施，确保开关柜安全可靠、节能经济的高效稳定运行，对提高企业供电可靠性和用电安全用电方面具有非常重要的工程实践应用研究意义。

1 变电站抽屉式开关柜触头发热的危害

变电站抽屉式开关柜是在常规GGD型规定式开关柜的基础上，通过开关触头结构的改进而获得的优良产品，在变电站中作为联络供配电系统与电力用户间的直接枢纽，是电能转换和分配的核心电气控制开关，其内部开关元件是否具有较高的质量水平和能否安全可靠运行是电能转换分配的重要保障。在变电站检修维护过程中，主要通过温升试验以校核开关柜内部相关开关设备的电气和机械性能。抽屉式开关柜的动触头属于可动接触部分，其最大允许温升不应超过40 ℃。当超过40 ℃以上，则会导致开关柜进入发热死循环，严重降低了开关柜整体的电气和机械性能。

1.1 发热损害开关设备

变电站开关柜触头发热温升故障并不是一个瞬时故障，而是一个发热→老化→进一步发热→进一步老化的恶性循环。触头表面的温度不断上升，当表面温度超过开关柜内设备绝缘套管或电流（电压）互感器的额定耐热水平时，则会引起绝缘套管或互感器的绝缘发生损害，甚至可能出现互感器爆裂等事故发生。

1.2 触头发热故障处理时间较长

触头发热故障会影响这个开关设备运行的安全可靠性，当发生断路器开光或大面积附属设备烧损事故后，通常需要返厂进行全面更换处理。在返厂维修过程中，所需时间较长，进而大大加长了开关设备的故障处理时间，严重影响到变电站供电的安全可靠性。

1.3 给供用电企业带来经济损失

变电站抽屉式开关柜由于温升故障或事故，就会引起停电事故，一方面会影响供电企业的正常供电和供电服务水平；另一方面，会影响到用电企业的正常用电，尤其对于一些精密加工或生产企业，电能的突然中断会严重影响到正常生产，出现次品、残品等，给供电企业和用电企业带来较大的经济损失。

2 变电站抽屉式开关柜触头发热的常见原因

2.1 开关容量设计与日常运行不匹配

在开关柜优化选型设计过程中，由于没有充分考虑供配电系统的负荷特性和能量的供需平衡，造成所选择的开关设备与实际运行间存在不匹配特性，一些开关设备容量富裕太多造成大量浪费；而一些开关设备其容量与实际供电容量不匹配，导致其在运行过程中在强大的热电流的作用下，触头温升不断加强，局部出现严重的温升问题。

2.2 安装调试质量存在隐患

由于一些原因，一些开关设备在安装调试过程中没有严格按照设计或相关规范要求进行质量控制，导致开关设备存在安装质量隐患，造成开关柜内一些电气元件间的联接性能较差，形成一些导电间隙等，在后期运行过程中，隐患不断演变成故障或事故，温升效应不断加强，严重影响到开关柜的安全稳定、节能经济运行。

2.3 检修维护措施不到位或误操作

变电站日常检修维护措施不到位，导致一些开关紧固件在检修后回装过程中出现少装、漏装等问题；另外，日常运行维护不到位，大量灰尘或一些杂质进入到开关柜内部，在触头表面形成了一层污染面，严重影响到触头开关的导电性能和散热性能，使得触头表面不断发热老化和热量大量聚积，直接影响到开关柜的动作性能，严重时还会发生设备烧损和大面积停电事故发生。

3 变电站抽屉式开关柜触头发热处理措施

3.1 加强变电站抽屉式开关柜日常检修维护力度

在日常维护过程中，要加强对开关设备卫生的管理，通过改善运行环境提高开关设备运行的安全可靠性。要加强日常巡检力度，要从开关柜的可视门处查看开关设备的动、静触头的动作性能。要观察开关设备外表是否存在变色、触头结构变形等问题。在开关设备检修维护完成后，应认真清点开关设备附件是否回装完全，要在开关动、静触头部位涂抹合适的导电膏，以增加开关柜内部触头的导电性能。定期按照规范或运行规程要求，对开关设备进行预防性试验，及时发现开关设备内部可能存在的安全隐患，并及时进行隐患处理，避免其演变成故障或事故，确保开关设备具有良好的动作性能。

3.2 合理采用全密封式接线座

对于一些运行环境较复杂、环境质量较差的场所，外部灰尘或杂物容易通过开关接线座进入到开关设备内如，进而在触头表面形成一定隔离污染层，导致触头接触不良引起温升问题。在开关柜结构设计过程中，可以采用全密封式结构的开关接线座，这样可以有效防止灰尘、杂物等通过接线座进入到开关柜内部，进而为开关柜营造一个良好的工作环境，确保其安全可靠、节能经济的高效稳定运行。

3.3 在开关柜内部电气连接点处装设在线温升监测装置

在开关柜内部装置在线温升监测装置，对隔离开关、负荷开关、断路器等开关设备的温度、机械特性、局部放电、电流、电压等特征参数进行在线采集、分析，便于变电站运行人员及时了解开关设备的运行工况状态。当出头实际温度大于系统预先设定的限值时，这监测装置可以通过声、光等形式，提示运行人员及时对相关部件运行工况进行现地查看和试验，及时排除可能存在的安全隐患，避免隐患进一步扩大成故障或事故。

4 结语

变电站开关设备的安全稳定运行，是供配电系统中电能资源可靠有效分配调度的重要保障。通过合理的日常检修维护手段、预防性试验、配置在线温升监测系统等，可以大大提高开关柜动作的可靠性、稳定性和准确性，确保供用电企业供电和用电具有较高的安全可靠性和节能经济性。

参考文献

[1] 邢锡恩，崔庆宇.小车式开关拒内接头过热故障与预防[J].安全，2009（6）：15-17.