电气开关柜发热问题探究

王婷 张勐

摘 要：作为一种常见的电气设备，开关柜广泛应用与电力系统发电、输电、配电和电能转换过程当中，在一定程度上，开关柜的稳定性直接关系着供配网工程的运行质量。但结合电力工程实践可知，开关柜在实际应用中容易出现发热问题，尤其是刀闸发热的表现尤为明显。基于此，在电气工程建设管理中，应注重开关柜发热问题的有效防控。

关键词：电气工程;开关柜;发热;刀闸

电气开关柜在供配网工程建设中起到至关重要的作用，其能通过断路器、隔离开关、负荷开关等部件的作用，实现电力系统发电、输电和配电过程的开合、控制和保护。本文在阐述电气开关柜发热原因的基础上，就其发热问题预防对策展开分析，并着重分析非小车式开关柜刀闸发热问题，期望能有效消除开关柜发热问题，提升开关柜的运作性能，满足电气工程控制需要。

一、电气开关柜发热原因分析

1、开关柜设计问题

开关柜在设计阶段存在诸多问题：一方面，开关柜内的铜排及其连接方式设计不合理，铜排截面积选择不合理、线排之间搭接面积不够，导体的载流量下降，容易造成导体发热问题。。另一方面，开关柜本身设计不合理时，会导致自身系统散热效果受限，引起开关柜发热。此外，刀闸动静触头的设计是开关柜设计的重要内容，当开关柜触头接触面积不合理时，触头部位的电阻值会增大，此时电流的损耗会引起开关柜温度上升。除此之外，当刀闸合闸角度不正确时，导电的接触面积减少，此时接触部位的载流量不足亦会引起发热，导致开关柜的发热问题。

2、开关柜部件安装应用不当

在开关柜试用前，需规范开展开关柜的安装。通常当开关柜设备安装不规范时，容易引起设备发热问题。譬如在线排搭接处的安装中，当连接导体的螺栓力矩不正确，导体接触面的大小会不满足相关标准要求，引起导体搭接处载流量下降，会引起发热问题。同时在开关柜使用中，触头氧化、触头污染、触头接触不良、电力负荷异常变化等，均有可能造成线路电流增大，引起温度超过允许范围。此外在开关柜使用中，还应规范开展柜内设备的定期维护并更换老化元件，当开关柜内导体连接松动，或刀闸动静氧化或镀银层磨损时，容易造成局部结构发热问题。

二、电器开关柜发热问题控制策略

1、规范开展电气开关柜设计

科学合理地开展电气开关柜设计，能为开关柜的运行和功能控制创造良好条件。一方面，在电气工程建设初期阶段，要求在考虑工程建设需要的基础上，严格按照相关标准，合理设计开关柜接线图。同时应尽可能的选择高品质元器件，为开关柜设内导体提供足够的载流量。另一方面，应为开关柜具备负荷监测系统，然后在考虑监测数据和调研分析信息基础上，进行开关柜规划方案调整，以此来避免过流风险。此外，在开关柜高压开关设备选择中，要求按照《交流高压断路器技术标准》进行设计，从源头上减少设备发热问题。

2、做好开关柜安装验收

开关柜电气设备安装阶段，应注重开关柜安装质量的系统验收。首先在开关柜安装初期阶段，要求在考虑本工程项目实际的基础上，参考国标规范，制定完整的验收规划机制。随后应在该机制的指导下，对新装和检修后的开关设备进行验收交接。这样能从检修工艺、试验流程等环节，实现开关柜发热等故障问题的有效控制。其次在开关柜验收过程中，应重视接触电阻测定工作的开展，在实际测试中，要求接触电阻测试不僅要满足接触电阻检查标准，而且要符合触指压力测试规范。最后在开关柜应用中，应落实周期性管理机制，阶段性、长期实行的对相关的开关设备元件进行检查，以此来避免设备发热问题造成的经济损失。

3、重视开关柜设备的检修

开关柜的控制与运作具有较强的专业性，在开关柜使用阶段，任何一个故障都可能多系统整体的应用效果造成影响。对此应做好开关柜的系统检查。其一，电力工作者应定期开展开关柜的停电检查，在实际检查中，应重点关注导体的接触情况、触头接触电阻、触指压力的检查，确保所有设备部件的状态参数处于标准范围之内。其二，在开关柜检修中，应重视预防性实验检查工作的开展，通过预防性检查发现设备故障，并进行全方位检修。其三，开关柜中的一些设备容易因氧化问题而发热，故而在检查中发现氧化问题时，应重视接触面的合理打磨，规范使用绝缘漆，并清理杂质;这样能有效避免因接触不良而引起的开关柜发热问题。其四，开关柜设备检查中，除了要从管理层面提升电气开关柜控制工作效果外，还需要对开关柜相关线路、设备元件的负荷进行科学检查和处理。在实际检查中，应将电流变化参数作为重点，保证相应的负荷都能被控制在设备允许范围内。值得注意的是，应结合配电柜内设备特定的应用条件，进行电流参数的整合处理，以此来提高保护效果和应用水平。

4、及时更新老化设备

电气开关柜长期使用中会出现设备老化问题，在一定程度上，设备老化会使得开光柜发热故障的发生率大大增加。故而在考虑开关柜实际应用情况的基础上，还应重视设备元件的及时更新，要求尽早替换老化元件，在保证设备、线路运行稳定性的同时，避免开关柜发热带来的损失。此外应值得注意的是，要提升开关柜运作的稳定性，在开关柜控制之余，可应对负荷进行控制，维持负荷输送稳定性，这样也能起到保护开关柜，防止开关柜发热的作用。

三、基于开关柜发热防控的刀闸发热问题处理

1、刀闸发热问题分析

刀闸是电气开关柜中的重要设备，其多用于低压电系统;在实际应用中，刀闸容易出现发热问题。究其原因在于：其一，从运行环境来看，除刀闸接线端外，动静触头也长期性地暴露在恶劣环境如高湿度高污秽环境中，触面的氧化容易引起刀闸发热。其二，受机械闭合力冲击影响，刀闸会因机械磨损而老化，加之连接处螺丝松动等问题的影响，会造成接触点电阻增大，这也是刀闸发热的重要原因。其四，外界环节对导体材料造成影响时，导体材料的载流能力会发生变化，引起刀闸发热问题。

2、刀闸发热问题处理

要正确解决刀闸发热问题，实现开关柜运行状态进行有效把控。首先应重视开关柜刀闸设计的合理性，在开关柜刀闸设计中，要求系统考虑变电站的负荷情况及运行环境，对刀闸的具体参数进行规范设计。在刀闸接触面控制中，要求刀闸动静触头接触面应受力均匀，表面没有划伤或毛刺。在刀闸的安装中，应保证动静触头相对位置、角度的正确性。在刀闸投入运行期间，操作刀闸时应保证刀闸合闸的操作质量，譬如，当对刀闸进行合闸时，要求注意刀闸传动机构运动，同时控制导电杆运动状态。在开合闸过程中，动作应迅速但应避免用力过猛损坏相关机构，减少动静触头的电弧烧损。同时应落实开关柜的定期红外测温，及时发现刀闸发热问题。在刀闸测温中，可推广温度在线监测装置的应用，实现刀闸超温情况的有效预警和处理，避免刀闸温度过高引起开关柜发热等问题。

四、结语

电气开关柜的使用对于整个电力系统运行具有深刻影响。随着经济发展，对供电能力提出了更高的要求，必须充分重视开关柜发热问题，并针对性地进行预防处理，并重视刀闸等关键部件发热问题的处置，才能提供足够的供电可靠性以满足社会发展的需求。

参考文献

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