电气开关柜发热问题分析

高钰 宗营营

摘 要：开关柜的手车触头出现发热问题会影响到电流传输，对电力基础设施的使用安全也会造成影响。文章针对造成电气开关柜发热问题的常见原因进行探讨，整理出有效的解决方案，加强设计方案审核以及基础设施维护，能够避免发热问题出现。

关键词：电气开关柜；开关柜发热；发热问题防御

1 开关柜手车触头发热的危害

该种类型的开关柜在日常使用中容易出现出头松动的现象，接触不良系统运行也会受到影响，在触头位置的温度会逐渐升高，最终会超出40℃的安全标准，这种现象也受环境影响因素的影响。电气开关柜温度升高受环境因素影响也十分严重，热量在开关处堆积并且散发速度慢，周边环境温度也有所升高，最终热量堆积到达一定的程度后会引发发热问题。手车式的开关在使用阶段最容易出现接触不良的现象，原因在于闭合的力度不确定，开关处如果长时间没有清理，也会有大量的粉尘垃圾堆积，也会影响到开关的闭合，电力传输会因此而受到阻碍，最终出现触头温度升高的现象。接触不良产生的电弧会初盘管到绝缘层，绝缘层温度升高，从而引发发热问题出现，手车式的触头很容易发热，如果不及时处理会造成严重的电击事故。

2 电气开关柜发热的原因

2.1 系统规划不合理

设计期间导通形式中存在不合理现象，并没有对方案进行优化处理，而是继续进行接下来的线路连接，使用期间开关柜的荷载会增大，超出承受范围，最终引发严重的发热故障问题，虽然在初期并不会影响到使用安全性，但如果温度继续升高并且得不到控制，必然会造成严重的安全事故。开关柜负责线路的导通控制，闭合后会有电流流经，导线与开关处流经电流出产生热量，在正常荷载范围内不会对使用安全性带来影响，各线路设计不合理所造成的发热则会威胁到运行安全性，也增大了电能的损耗。

2.2 开关柜及触头结构设计不合理

2.2.1 开关柜设计存在缺陷

开关柜自身设计形式不合理也是造成发热现象的常见原因，所设计的结构形式并不利于系统散热，或者是散热速度比较慢，使用一段时间后，温度升高对影响到电流的传输。突发现象造成的开关柜温度升高是可以控制的，但如果因设计不合理，温度升高是持续不断的，很难解决。

2.2.2 开关触头设计存在缺陷

触头部分的设计要结合使用过程中的输电量来进行，但在设计时并没有充分考虑这一因素。开关触头的接触面积不合理会导致电阻阻值过大，电流传输期间的损耗增大，导致开关柜的温度升高。这种发热现象可以通过局部调整来进行解决。

2.3 检修维护制度不完善

开关柜检修时间设定不合理，间隔时间过长，发热问题初期出现可以通过技术手段来解决。但由于管理人员并没有认识到这一重要性，仅仅是开展表面的维护工作，线路以及开关存在的问题得不到及时解决，最终造成开关柜内部零件损坏，发热问题也更加严重。

2.4 设备的安装工艺差

开关柜安装施工人员专业技能不达标，存在违规操作现象，设备导通形式不合理，发热问题也因此而出现。例如需要密封的接线端口细节处理不达标，开关使用期间也会出现严重的隐患问题，增大了短路或者线路损坏现象发生的几率。变配电所内的开关设各在安装调试过程中，由于各方面的原因，在设备在施工中使用安装工艺不当，没有严格按照相关设计和施工要求进行施工，造成开关柜内各元件间连接不规范，使得封闭式高压柜小车的插嘴与插头有偏差，形成一些间隙，开关推入后插头部分可能会接触不牢固，造成电流过流面积降低，引起触头发热，影响开关柜的高效经济运行。

2.5 环境温度

环境温度升高造成散热不畅也是开关柜发热的主要原因。为防止人体接触高压开关带电部分，并防止小动物进入高压柜，生产厂家一般都根据国家行业标准DL/T404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》规定进行设计。当夏季气温在32-38℃时，如果设备通风不良，柜内热量无法散出，就会导致触头严重发热而损坏。

3 开关手车触头发热的预防和综合处理措施

3.1 加强系统规划设计和设备选型

系统规划设计时进行充分的负荷统计、负荷增长预测分析，容量满足负荷增长需求。加强负荷监测，及时调整规划，分离调整负荷。所选用的高压开关设备除应满足相关国家标准外，还应符合国家电网公司《交流高压断路器技术标准》，凡已明令停止生产、使用的各种型号的开关设备，一律不得选用。手车触头的选择在定制10kV开关柜时，首先应根据工程实际运行外部条件和设计单位提供的开关柜接线图，向厂家提出满足工程需求的特殊功能和要求。为了给开关柜预留足够的过流容量，通常在开关手车触头选择过程中应选取高一等级的产品，以尽量减小开关设备在运行过程中的触头发热量。

3.2 建立规范的验收、运行维护和检修制度

完善的验收制度是开关柜高效经济运行的有力保证。新装和检修后开关设备的交接验收必须严格按照国家和电力行业有关标准要求进行，必须严格按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、《电力设备预防性试验规程》、产品技术条件及有关检修工艺的要求进行试验与检查，不合格者不得投运。在交接试验中，应严格按照有关标准和测量方法检查接触电阻。由于在投运后的开关母线侧触头长期带电，在交接试验时应积极开展接触电阻检查和触指压力测试。加强运行维护。运行人员在日常工作中，应按照相关要求实时查看开关设备各元件的动作性能，通过观察和嗅的方法查看触头接触面有无变色或氧化现象。

3.3 开展标准化作业，规范检修工艺流程

开展标准化作业，规范检修工艺流程，严格按照检修工艺的要求进行作业，有效提高检修质量，保证设备以优良的性能投入运行。检修人员进行停电检修时，必须仔细检查断路器回路接触情况。久未停电检修的开关母线侧触头应积极申请停电检修，并开展触头接触电阻检查和触指压力测试。防止和减少因发热引起恶性事故的发生。定期对高压开关柜内设备进行预防性试验，按照试验步骤逐一进行验证。对发现有异常的数据应该结合历史数据进行分析研究，不能只靠一次数据就判断故障类型，要全方位的进行分析。在试验结束后，认真检查试验仪器和开关柜内连接点是否复原，防止人为失误给开关设备带来巨大的安全隐患。

结束语

开关柜发热是当今电力系统运行的一大难题，时刻威胁着企业的正常生产。从上述分析我们可以看出，开关柜发热问题涉及变配电设计、运行方式、开关柜本体的生产制造，运行维护等各个方面，根据“木桶效应”，各个方面都需要做到最好，才能保证开关柜发热问题的最终解决。■

参考文献

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[2]巩娜，赵志刚，杨志辉.大电流开关柜发热问题分析与研究[J].大众用电，2011（8）.

[3]陈云冲.高压开关柜发热故障形成原因及应对措施分析[J].机电信息，2012（4）.