低压成套开关设备的可靠性分析

杨全兵

摘 要：主要阐述和分析了常见低压成套开关设备的优缺点，然后深入研究了影响低压成套开关设备可靠性的因素，以期能够在诸多环节中加强监督管理，确保低压成套开关设备的可靠性和安全性。

关键词：低压成套开关设备；低压配电网；回路过热；断路器

中图分类号：TM564 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.155

作为能够对低压配电网的运行安全性和终端用户的用电可靠性、节能性、经济性造成相当大影响的重要设备之一，低压成套开关是低压配电网络内的核心设备，应用广泛。正是由于其在低压配电系统中不可或缺的核心地位，因此，必须高度重视低压成套开关设备在设计、生产、制造、选型、使用等过程中的影响因素，避免安全隐患，提升运行可靠性，这对其后续的优化、升级、改造等都具有很大的意义。

1 常见低压成套开关的优缺点

1.1 固定式成套开关设备

优点：结构简单、综合造价较低、性价比相对更高、连线清晰、散热通风性能强，且电缆接头较少。

缺点：柜内的开关设备一般选用紧固件进行固定，这也就导致了断路器与柜门之间并不存在闭锁机构，因此操作的安全性必须靠相应的规程来确保；结构之间的影响较大，某回路或者设备发生故障时，往往会对其他回路的正常运行造成影响；在某个特定回路需维修或实验时，必须停掉整个柜子的供电，这势必对其他设备和回路的正常运行造成影响。

1.2 抽屉式成套开关设备

优点：成套开关柜内的断路器与柜门之间设有联锁结构，只要断路器处于运行状态，柜门就无法打开，这也就保证了操作的安全性；柜内的各个回路之间不存在直接的联系，在某个回路出现故障或者需要检修时，只需要将该回路间隔抽出即可，不会对其他设备和回路的正常运行造成影响；同样规格的抽屉柜具备互换性和兼容性，方便进行检修，如果某个特定的抽屉回路发生故障，可以迅速使用备用抽屉间隔替换，确保停电时间不会太长，具有可靠的连续供电能力。

缺点：散热和通风能力较差，柜内的温度一般都较高，会对柜内的开关元件和导电体通流能力的发挥造成影响；成本相对更高；内部的接线结构相当复杂，在安装的过程中，常出现插不到位、接装位置错位等问题；对操作簧片的性能要求更高，常见接触不良和断裂等问题；由于结构密封，断路器和母排等设备和导体在运行过程中的温度监测较难进行。

2 低压成套开关设备的影响因素分析

低压成套开关设备在运行过程中的可靠性和安全性与其设计、选材、生产、加工、装配、调试等各个环节都有很密切的关系。在这些环节中，能够减少或避免影响开关柜的因素，从而对低压配电网络电能输送的成本、供电的可靠性、提供的优质服务、终端用户的经济效益等指标产生积极影响，具有非常高的应用价值和研究意义。

2.1 选材不当造成的回路过热

在低压配电网络系统中，有相当一部分大电流成套开关设备都选用铜导体作为连接回路，但是笔者在实际生产中发现，部分冶铜企业的铜排与制品并不具备足够高的纯度，质量也较差，对导电体的导电性能影响较大。一般情况下，开关设备的生产厂商都不具有检测电导率的专门设备，往往造成劣质铜产品流入生产环节，制得的触头或者母线往往因电阻较大而难以承受额定载流量，造成实际投入运行之后开关设备存在严重的发热升温效应，轻则会导致发热量的提升，浪费电能资源，重则可能导致母排或开关触头的烧损，甚至引起火灾，造成极为严重的损失。

2.2 装配不当造成的回路过热

一般情况下，如果移开式开关柜的一次断路器的手车动、静插头的插入深度不够和触头的接触压力不够，就比较容易造成动、静触头的接触不良，进而引发烧损、发热、拉弧等一些问题。但是，部分厂家在产品器材出厂的过程中，仅凭动、静触头的中心线是否一致等指标粗略检测和判断，并没有对触头的接触压力和插入深度进行精密测量，且很少在产品的检验文件或图纸之中标注插入深度。只测量开关回路直流电阻，必然会埋下成套开关设备的质量隐患。在断路器回路中，动、静触头之间的接触性能越差，接触处的电阻值就会越高，就越容易造成运行过程中的发热温度超过运行温度的最高指标。

在实际生产过程中，能够引起触头温度升高的因素还有以下几点：①断路器的触头片的压紧弹簧不具备足够的压力，在运行过程中有磨损、老化、氧化、损坏等问题出现，降低了动、静触头接触面所具备的接触性能，减少了有效的接触面积；②低压成套开关设备内部支撑设备的结构综合强度不高，进而导致抽屉柜内部的断路器在运行过程中受磁、热、重力等的影响发生座架的变形，使一次插入触头不具备足够的深度，难以与导电板之间发生有效接触；③运行维护措施不到位，开关柜外部的尘埃、污秽等进入内部，造成触头的接触面不干净，有较多的灰尘和油腻物质，降低了断路器内触头的有效接触面积，导电灰尘还会造成闪络，使触头的表面乃至整个触头都发生烧损。

2.3 绝缘材料不合格引发事故

从笔者的工作经验来看，在实际生产过程当中，因绝缘材料的性能不合格造成的开关设备事故不在少数，例如在实际生产过程中的绝缘处理不符合工艺要求，造成开关柜的绝缘性能较差；因潮湿空气和柜内较强的热、磁、电作用，导致绝缘性能不断恶化。这对开关设备的供电可靠性造成了严重威胁。

3 结束语

低压成套开关设备的设计、生产、选型、检修、保养等流程的技术水平会对开关设备的正常功能和可靠性造成极大的影响，所以厂家和企业必须在以上各个环节中强化监督潜在的隐患，进而有效提升低压成套开关设备供电的可靠性和安全性，使其具有更高的供电服务水准，为低压供电网络及其所处的区域经济发展作出更多贡献，进而为我国综合国力的提升和社会主义市场经济的发展添砖加瓦。

参考文献

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〔编辑：王霞〕