浅谈高压开关柜发热原因.doc

浅谈高压开关柜发热原因、处理和温度监测 扬州市     矿务局               【摘要】：负荷逐步加重，开关柜的接头发热也越来越突出。本文通过开关柜发热原因、处理及温度监测几个环节的探讨，从而保障安全生产。 【关键词】：发热原因     发热点    温度监测 一、引言      在电路中，对一个电气接头来说，热量是用Q=I2Rt表示的，其中Q是产生的热量，I是通过截面的电流，R是接头的电阻，t是时间。实际运行中的设备，不管应用哪种材料进行电力传输，都有材料值阻存在，在电流和电压的作用下，就会产生热损耗，但是，当某一接头的值阻过大，热量在这一部位集中，正常散热无法使热量快速消散，就会使热耗在这一点集中，使本部位的温度升高，当温升超过了设备或接头的允许温度值，就造成发热故障。运行中的电气设备经常发生发热现象，如不及时发现并处理就会引发严重的生产事故。 二、开关柜发热原因分析 开关柜发热原因主要有：1、电气接头和设备线夹接触面氧化   接触面无论压接多紧，总有缝隙，长时间运行后，在接触面上会形成一层氧化膜，增大接头和线夹的接触电阻，接触电阻的增大使本部位运行时接头变热，这种接头变热又会加速接触面氧化，如此反复，最后形成发热故障。 2、检修试验人员工作失误    检修人员进行开关检修或试验时必须拆开部分连接点，工作结束时再恢复原样。由于工作人员失误，本来应该安装弹簧垫圈，结果没有安装弹簧垫圈；本来应该安装4根紧固螺栓的接头，结果只装了3根。由于工作人员失误，在母排重新刷相序时，其油漆进入母排的连接接触面内，造成接触不良。线路负荷较小时这些隐患不会被立即发现，当负荷突增时该接头就会过热。 3、电气设备连接工艺不当    一般发生在线电缆与开关引出线的连接处。6KV连接开关的引线一般使用40mm宽铝牌，6KV电缆较粗，通常只使用1根螺栓来连接，连接的受力面较小，电流通过的有效截面较少，于是造成发热。有的连接处接触面太小，主要表现在计量CT和电缆接头上，这些部位一般只有一个螺栓连接，使通流接面面积不足，在大电流作用下，形成发热。还有铜、铝导体相互间连接不当，引发接头氧化造成发热。 4、隔离开关触头发热    触头发热多数是隔离开关长期运行触指压紧弹簧疲劳或者弹簧锈蚀老化造成变差，使触头与触指的压力变小，触指与触头单边接触，接触电阻增加和通流截面变小造成发热。并且在运行中由于触指压紧弹簧长期受压缩，如果工作电流较大，温升超过允许值，会使其弹性变差会使压紧力不足，加速发热，恶性循环，最终造成隔离开关的发热的主要原因。隔离开关触头每年检修都需要涂导电膏（电力复合脂），导电膏是一种复合材料，并不是良导体，如果在涂抹新导电膏前不将往年的导电膏去掉或者涂抹太多，反而会使隔离开关触头的导电性能下降，形成发热。 5、电力负荷突变对设备的影响   电力负荷的变化会影响设备的温度，正常的负荷变化引起的温度升高不会超过规定的75℃如果负荷增加的较多时（如比平时增加1倍或几倍），或者线路受到短路电流冲击后，设备的薄弱环节就会发热变红，发热后连接点的材料会发生变形，氧化等物理或化学变化，发热后如不及时发现，再次受负荷冲击后，又会过热，经过多次反复的恶性循环，接头的连接状况越来越差，最后甚至造成接头熔断事故。 三、发热故障的处理 发热故障对设备和供电危害巨大，严重时可能烧坏设备、线夹和导线，影响正常运行，为了消除发热故障，必须做到以下几点： （1）防氧化。   设备接头的接触表面要进行防氧化处理，接头接触面可采用锉刀或砂纸把接头接触面严重不平的地方和毛刺挫掉，使接触面平整光洁，然后涂抹导电膏，对导电膏应符合标准，一般以0.7~1mm为宜，同时用复合接触面通流要求的螺栓紧固，保证接触面的紧固力量和密封性能。 （2）实行检修人员责任制   足力提高检修人员的维修技能，设备在检修完毕后必须设专人对设备进行全面检查，杜绝检修人员工作的失误。 （3）连接工艺改进。    连接工艺问题多数发生在出线电缆与开关引出线的连接处，6KV电缆较粗，通常只有1根螺栓来连接，连接的受力面积较小，电流通过的有效截面也就小，于是容易造成发热。另外，部分检修人员在接头的连接上存有误区，认为连接螺栓拧的愈紧愈好，其实不然。因铝质母线弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时，若材料的强度差，再继续增加不当的压力，将会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大。因此进行螺栓紧固时，螺栓不能拧得过紧，以弹簧垫圈压平即可，有条件时，应用力矩扳手进行紧固，以防压力过大。铜铝连接点之间，应采用导电膏涂覆，代替母排端头的镀锡工艺，可稳定接点的接触电阻，防止接头发热。 （4）开关触头接触面氧化、脏污，势必引起发热。    实践证明，当接头处的运行工作温度超过80℃时，接头金属将因过热而膨胀，使接触表面位置错开，形成微小空隙而氧化。当负荷电流减小温度降低回到原安装时金属间的直接接触。每次温度变化的循环所增加的温度又使接头的工作状况进一步恶化，因而形成恶性循环。开关柜的动触头是最容易发热的部位，由于该部位接触不良、脏污等原因，接触电阻较大，在大电流情况下该处的热功率很大，结果是接头发热严重，危及系统安全运行。 （5）电力负荷的突变会影响设备的温度，正常的负荷变化引起的温度升高不会超过规定的75℃如果负荷增加较多，或者线路受到短路电流的冲击，设备的薄弱环节就会发热，如触头部位。如若得不到及时发现处理，接头的连接状况就越来越差，发热将更加严重。 四、开关柜发热监测的探讨 电气、机械设备过热后，如不及时发现，势必毁坏设备，同时也是引起火灾的直接原因，造成极大的生命和财产损失，其后果严重。监视设备运行是否过热显得无比重要。现阶段经常使用的接头发热监测方法主要有：在接头粘帖温腊片；通过异常气味、声响发现设备过热等。测温蜡片可预防电气过热损坏，测温蜡片最早应用于电气接头过热示温，示温蜡片过热后自动融化脱落。SW型测温蜡片可反复使用，它是从初始状态白色至过热后变红显示超温状态，变色示温片背面自带粘贴，方便且牢固。 当有过热的接头时，一般伴随有异常气味或者异常声音，特别是连接电流互感器的接头发热时，可作出进一步的判断。只能在开关停电检修时才能检查接头有无过热情况，对预防事故作用不大。对有观察孔开关柜易于发现发热迹象，但必须严格加强设备检查制度，才能发现发热问题，但不能实行实时监测。 近几年，工矿企业生产中广泛运用各种先进的温度测试设备，如红外测温，温度传感器等。红外测温无法透过柜门测量内部接头温度，开关柜停电后开门才能测量。建议每年的检修前，进行红外检测。红外检测技术集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线（红外辐射）将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况，可以通过温度分布情况分析设备三相接头的温差，将温度明显升高的部位（接头、线夹），根据当时的环境和负荷情况，检修人员对发热部位进行针对处理。普通测温常规的热电偶、热电阻、半导体温度传感器等测温方法。需要金属导线传输信号，绝缘性能得不到保证，不适合高压开关柜使用。较好的测温技术，在高压开关柜内使用AT—Ⅱ型无线测温系统，此测量系统具有优异的绝缘性能，没有复杂的引线，测量系统温度传感器直接安装到带电物体的表面，可在封闭的柜体内直接测量设备温度，以无线方式将数据上传，集中显示，并实现超温报警。该系统功能通过。连续监测开关柜接点的运行温度，可确定触点接头处的过热程度，当发生超温时，仪器发出报警指示。传感器本身不但具有良好的绝缘性，还有极强的抗电磁干扰能力，运行安全、可靠、准确性高。 五、结论 开关柜在长期运行过程中常出现连接部位紧固螺栓松动、安装工艺不当、负荷突变、接点氧化等原因，都会造成设备过热甚至出现严重事故。只有通过测温装置对开关柜进行实时监测，加强设备巡视，才能遏制发热故障的进一步扩大，确保安全生产。