專(zhuān)業(yè)承接管道工程安裝、電氣工程安裝等,多年工程安裝經(jīng)驗,提供整體解決方案;

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高壓開(kāi)關(guān)柜不斷提升，進(jìn)一步推動(dòng)10kV、35kV系統開(kāi)關(guān)柜的廣泛使用，由于開(kāi)關(guān)柜的密閉性，在負荷較重的地區，普遍存在開(kāi)關(guān)柜的溫升超標的現象。為了確保高壓開(kāi)關(guān)柜正常工作，本文通過(guò)分析高壓開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升超標的原因，同時(shí)提出相應的政策建議。

高壓開(kāi)關(guān)柜測溫對國產(chǎn)JYN 、KYN 手車(chē)開(kāi)關(guān)柜的實(shí)際溫升都比較高，運行中開(kāi)關(guān)柜的溫升水平均超過(guò)型式試驗測得數據，這是正常現象。但開(kāi)關(guān)柜真正發(fā)熱，為了進(jìn)一步尋找確定溫升超標的原因，通常情況下，需要從試驗條件、金屬膨脹效應、緊固螺栓壓力等方面進(jìn)行考慮。

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得電網(wǎng)設備技術(shù)得到提升，在電網(wǎng)中使得10kV 、35kV 系統開(kāi)關(guān)柜得到廣泛使用。在使用開(kāi)關(guān)柜的過(guò)程中，普遍存在開(kāi)關(guān)柜內部過(guò)熱現象，并且由于開(kāi)關(guān)柜的密閉性，在負荷較重的地區，引發(fā)開(kāi)關(guān)柜的溫升超標問(wèn)題。

目前，對電力系統內部使用的開(kāi)關(guān)柜，都要嚴格遵守設備采購程序及技術(shù)政策，確保入網(wǎng)的開(kāi)關(guān)柜都通過(guò)型式試驗，尤其對溫升的要求比較嚴格。運行中，負荷通常都不會(huì )達到開(kāi)關(guān)柜的設計滿(mǎn)容量，開(kāi)關(guān)柜的溫升問(wèn)題應該不會(huì )很突出，但是實(shí)際情況并不盡然。

根據相關(guān)理論進(jìn)行分析可知，在實(shí)際運行過(guò)程中，通常情況下，負荷不會(huì )達到開(kāi)關(guān)柜的設計滿(mǎn)容量，更不會(huì )引發(fā)開(kāi)關(guān)柜的溫升問(wèn)題。但是，實(shí)際情況并非如此。根據實(shí)際運行經(jīng)驗可知，隨著(zhù)負荷的不斷增加，使得開(kāi)關(guān)柜的溫升迅速增加。當負荷超過(guò)開(kāi)關(guān)額定電流的75%時(shí)，在這種情況下，溫升尤為明顯，此時(shí)早已不符合標準要求。當負荷比較低時(shí)，溫升現象不明顯。

在實(shí)際運行中，與試驗室測出的溫升數據相比，開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升水平普遍比較高，并且多數情況下，當溫升超標時(shí)，開(kāi)關(guān)柜甚至遠沒(méi)有達到設計滿(mǎn)容量。

㈠ 開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升數據分析

1.1國產(chǎn)JYN手車(chē)柜

表1為某變電站2臺同型號、同參數的10 kV主變開(kāi)關(guān)柜的實(shí)測溫升與負荷關(guān)系的統計。開(kāi)關(guān)柜為福建某開(kāi)關(guān)廠(chǎng)生產(chǎn)，JYN1-10型。測試溫度為開(kāi)關(guān)柜箱體的外表溫度。

數據顯示，隨著(zhù)負荷的增加，開(kāi)關(guān)柜的溫升迅速加快。當負荷接近1 900 A(約為開(kāi)關(guān)柜額定電流2 500 A的76%)，溫升尤為明顯，最大達47℃，已經(jīng)不符合標準要求(標準為滿(mǎn)負荷條件下30℃)，而負荷較低時(shí)(1 200 A以下)，溫升則不明顯。

1.2國產(chǎn)KYN手車(chē)柜

表2為某變電站10 kV主變開(kāi)關(guān)柜的實(shí)測溫升與負荷關(guān)系的統計，開(kāi)關(guān)柜為揚州某開(kāi)關(guān)廠(chǎng)生產(chǎn)，KYN28-10型，配用VD4斷路器。測溫前打開(kāi)部分頂蓋，對開(kāi)關(guān)柜箱體外表溫度及主母排溫度同時(shí)進(jìn)行測試。

數據表明，母排最高溫度已經(jīng)達到100℃，溫升88℃，明顯超標(母排溫升標準為65℃)。由于該站溫升問(wèn)題比較突出，制造廠(chǎng)針對這一情況對該變電站10 kV開(kāi)關(guān)柜1，2號母線(xiàn)橋采用新型鋼重新制作，主母線(xiàn)銅排規格更換為2×TMY120×10(原規格為2×TMY100×10)，并進(jìn)一步改進(jìn)了通風(fēng)系統。2號主變開(kāi)關(guān)柜經(jīng)改造后，其實(shí)測溫度如表3所示。

改造后溫升情況略有好轉，但是與該開(kāi)關(guān)柜型式試驗提供的溫升數據偏差仍然較大。

1.3合資廠(chǎng)的手車(chē)柜

某合資廠(chǎng)開(kāi)關(guān)柜，為上海某開(kāi)關(guān)有限公司生產(chǎn)，型號為8BK20，測試位置為開(kāi)關(guān)柜箱體外表及內部母線(xiàn)母排。

此處，開(kāi)關(guān)柜溫升暫時(shí)沒(méi)有超標，但是應該注意，此時(shí)負荷并沒(méi)有達到額定容量的70%，但是溫升已經(jīng)接近上限。由此可見(jiàn)，合資廠(chǎng)產(chǎn)品雖然溫升情況優(yōu)于國產(chǎn)設備，但同樣也存在溫升超標情況。

數據證明，運行中的開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升水平通常都要超過(guò)試驗室測出的溫升數據。而且，多數情況下溫升超標時(shí)開(kāi)關(guān)柜甚至遠沒(méi)有達到設計滿(mǎn)容量。

㈡ 開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升超標原因分析

開(kāi)關(guān)柜內部實(shí)際溫升情況，尤其是母排連接等部位，通常總是比型式試驗測出的數據高。主要有以下幾點(diǎn)原因：

⑴ 型式試驗測得數據通常是在試驗室完成的，持續時(shí)間不長(cháng)，通常不超過(guò)8 h，不具備溫升累積效應，不能等同于長(cháng)期運行并持續發(fā)熱的設備。

⑵ 不同金屬的膨脹效應不同。鋼制螺栓的金屬膨脹系數要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線(xiàn)小得多，尤其是螺栓型設備接頭，在運行中隨著(zhù)負荷電流及溫度的變化，其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產(chǎn)生蠕變，也就是金屬在應力的作用下緩慢的塑性變形，蠕變的過(guò)程還與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實(shí)踐證明，當接頭處的運行工作溫度超過(guò)80℃時(shí)，接頭金屬將因過(guò)熱而膨脹，使接觸表面位置錯開(kāi)，形成微小空隙而氧化。當負荷電流減小溫度降低回到原來(lái)接觸位置時(shí)，由于接觸面氧化膜的覆蓋，不可能是原安裝時(shí)金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環(huán)所增加的接觸電阻，將會(huì )使下一次循環(huán)的熱量增加，所增加的溫度又使接頭的工作狀況進(jìn)一步變壞，因而形成惡性循環(huán)。

⑶ 連接部位緊固螺栓壓力不當。部分安裝或檢修人員在導體連接上認為連接螺栓擰得愈緊愈好，其實(shí)不然。特別是鋁質(zhì)母線(xiàn)，彈性系數小，當螺母的壓力達到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，若材料的強度差，再繼續增加不當的壓力，將會(huì )造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大，從而影響導體接觸效果。

⑷ 選用的導體材料電導率不滿(mǎn)足要求，多數屬于導體原材料純度不夠。

⑸ 現場(chǎng)的其它因素，比如可能存在安裝檢修工藝不當，如母線(xiàn)在加工、連接、安裝過(guò)程中，對母線(xiàn)接觸表面處理不到位、不平整、不光滑、沒(méi)有涂專(zhuān)用電力脂等，導致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發(fā)熱。

㈢ 結束語(yǔ)

開(kāi)關(guān)柜型式試驗中的溫升數據，并不能正確反映運行中的開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升水平，特別是長(cháng)期運行負荷比較重的開(kāi)關(guān)柜，由于長(cháng)時(shí)間溫升的累積效應，運行中的開(kāi)關(guān)柜實(shí)際溫升水平通常都要超過(guò)試驗室測出的溫升數據。部分制造廠(chǎng)對開(kāi)關(guān)柜實(shí)際運行中的溫升水平并沒(méi)有深入地研究，比如大多數廠(chǎng)家給額定3 150 A的開(kāi)關(guān)柜按照2 500 A的標準啟動(dòng)風(fēng)扇，在開(kāi)關(guān)柜經(jīng)歷長(cháng)時(shí)間的高負荷運行后，再采取這個(gè)標準是不合理的，通常是風(fēng)扇沒(méi)有啟動(dòng)，溫升早已超標了。

所以，選用開(kāi)關(guān)柜設備的時(shí)候，不能盲目相信制造廠(chǎng)的試驗室數據，在日常運行維護管理中，也不能盲目套用試驗室的數據標準。實(shí)踐經(jīng)驗，往往也是非常重要的。只有重視實(shí)踐，并不斷針對實(shí)際情況，分析解決問(wèn)題，才能真正把對設備的安全運行管理工作做到實(shí)處。