玉田水电站10 kV室开关柜发热原因分析及处理

米宏昌

（中广核玉田能源发展有限公司，四川甘洛616850）

玉田水电站10 kV室开关柜发热原因分析及处理

米宏昌

（中广核玉田能源发展有限公司，四川甘洛616850）

开关柜在电力系统的输送和分配中起着至关重要的作用，而多数开关柜安装在封闭的室内，由于生产材料和安装工艺等因素，开关柜发热在所难免。本文针对玉田电站开关柜运行长期发热的现象，分析了开关柜发热的原因和实际运行中的处理措施及处理后的效果，对同类型开关柜发热处理具有借鉴意义。

开关柜；发热；原因

0 概述

随着科技的发展进步，很多户外式高压开关改为户内。户内高压开关具有维护简单，使用寿命延长，节约空间等多重优点，然而，多数户内高压开关建造在封闭的室内，由于生产工艺和安装工艺等多重因素，导致开关柜发热严重。长期处于高热环境的二次接线和包装绝缘老化速度加快，严重影响运行安全，存在较大的安全隐患。如何避免和消除高压开关柜严重发热成为必须攻克的难题。

1 电站10 kV室开关柜情况介绍

玉田水电站装机容量3×31 MW，机组出口采用两段封闭式共箱母线引至升压站。1F、2F由10 kVⅠ段母线引至1B主变，3F由10 kVⅡ段母线引至2B主变。自2013年1月18日投产以来，高负荷运行时发现10 kV室共箱母线振动声音异常，开关柜、机组出口PT柜、进线及励磁PT柜温度异常升高，最高柜体温度可达58℃。停运后开箱检查，发现多处绝缘撑杆处螺栓松动，经维护人员紧固后，共箱母线振动明显减小，但10 kV柜体温度还是较高。紧固后运行不到一周左右，共箱母线振动又加剧。

2 开关柜发热原因分析

可能的发热源有两个，①本身大电流的共箱母线，②开关柜体。由于共箱母线采用的是电导率差的铝质材料，热动力稳定性较差，再加上振动异常加剧，共箱母线外壳又是全封闭式的，不利于散热，导致温度升高。

待共箱母线振动消除后，温度异常较高的是进线及励磁PT柜、开关柜、机组出口PT柜，而共箱母线外壳温度趋近于室温，说明发热源不是共箱母线，而在进线及励磁PT柜、开关柜、机组出口PT柜内。据初步分析，柜内易形成过热故障的部位如下：①10 kV侧的母排、开关都是设置于开关柜狭小的空间内，母排为增加绝缘往往使用绝缘热缩套管，如母排铜质不过关或连接点不紧固会造成接触电阻增大；②开关柜隔离手车的静、动触头咬合不紧、接触不良形成相应的空隙，电流在此处形成局部放电，剧烈发热升温，运行中发生此类热故障的概率较高；③柜内电流互感器（CT）采用全密封环氧树脂浇注式结构，该结构一次绕组及铁心散热效果均较差，且在大电流回路中一般会增加两个连接接头发热源，导致大电流运行时内部CT发热问题严重。

再者，开关柜的柜门采用的是全金属封闭外壳，这大大约束了开关柜热量排出效率。这些易过热部位发出的热量得不到有效疏散，导致柜内温度升高。

还有可能原因为柜体涡流发热。高压开关柜内部结构设计及材料组合选择不当，大电流母排穿越开关柜挡板，若挡板采用圆形导磁钢质材料，则大电流会在钢质的挡板形成涡流，涡流损耗发热会导致严重的异常升温。

3 处理措施

（1）消除共箱母线的振动。经过与共箱母线厂家技术专家一致协商和同意，在共箱母线原有绝缘撑杆之间增加一组金属卡片，用来卡紧三条铝排。如图1所示。

图1 10 kV共箱母线

（2）增加局部风冷，在发热特别厉害的机组出口开关柜、机组出口PT柜、进线及励磁PT柜的下方柜门处增加排风扇，如图2所示。

图2 10 kV室开关柜体

（3）加强10 kV开关室通风。采用内墙3台2.2 kW的大功率风机向外抽风，外墙3台2.2 kW的大功率风机向内送风，这样形成空气对流，带走发热量。如图3所示。

（4）针对共箱母线温度自开关室至机组出口递减的情况，在开关室的下方至机组段共箱母线上盖板采用打成针孔网状形式，增大共箱母线的散热。

图3 风机

（5）切断涡流。在母线穿过开关柜的挡板处开一条缝，打破圆形以达到切断涡流，或者挡板换成导磁率低的材质。考虑到经济和工期等多方面原因，我站采用的是开缝切断圆形钢质挡板，切断涡流。

（6）最重要一点就是平时运行加强监视，特别是高负荷环境温度高的夏季。采取一天三轮班，每轮班测一次10 kV室柜体温度，遇到突然增加到高负荷运行时还需特别测量一次。

4 总结

自增加绝缘撑块后，消除了共箱母线振动异常，排除了发热源位于大电流共箱母线铝排的可能，证实了发热源处于开关柜内。通过以上对10 kV室通风和柜体的改造，10 kV室内开关柜、机组出口PT柜、进线及励磁PT柜温度得到了有效控制，温升在规定范围内。说明找对了发热源，改造措施具有明显成效，对同类型10 kV室内开关柜发热处理具有借鉴意义。

[1]童春祖，李继发.高压开关柜发热原因及措施分析[J].河南科技，2014（06）.

[2]刘立灿.大电流开关柜发热故障的原因分析和处理[J].电工技术，2013(11).

TM591

B

1672-5387（2017）02-0032-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.02.011

2015-07-24

米宏昌（1987-），男，技术员，从事水电站运营维护管理工作。