10kV抽屉式开关柜触头发热原因分析及解决措施研究
高压开关柜触头发热原因分析及解决措施研究
高压开关柜触头发热原因分析及解决措施研究刘永军(涟水供电公司，江苏淮安223400)脯要】在分析了高压开关柜触头发热的危害和原因后．对触头发热的综合预防处理措施进行了详细的分析研究。
联键词】高压开关柜；变电站；触头发热手车式高压开关柜由于其具有结构简单、运行维护方便等优点被广泛应用于发电厂、变电站、以及工矿企业变配电所中。
高压开关柜是保障配电系统安全可靠、持续稳定、高效经济供电的重要配电设备。
国民经济的进～步发展，电力负荷容量也剧烈增加，各类电力设备负载率普遍较高，高压变配电设备长期处诵蔓负荷运行工况，如果不采取良好的负荷分配调度措施，就可能造成高压开关柜出现发热故障。
加上高压开关柜采用的手车式触头结构，如果在运行过程中出现触头部位松动、触头面接触不良、动作弹簧性能老化下降、开关柜接触面不干净等情况，均能引起高压开关触头温升发生异常，极易导致开关柜内设备发生烧毁、炸裂等事故，引起大面积停电，给供电企业、工农业生产企业等带来巨大的经济损失。
在实际运行过程中发现，高压开关柜触头发热故障主要发生在负荷较重目负荷波动特性较大的手车式开关柜触头处。
手车式高压开关柜由于采用封闭式结构，其在正常运行过程中是不能打开的，也就是无法直接测量开关柜内触头的实际温度，因此，在日常生产运行中，制定科学完善的维护制度，并结合先进的技术和仪器提高高压开关柜发热温升在线监测性能，已成为高压电气设备研究的—个重要课题。
1高压手车式开关柜触头发热的危害手车式高压开关柜是一种具有优良性能的一次变配电设备，是电能分配调度重要的执行电气设备。
在日常运行中发现，手车式高压开关触头发热故障是高压电气设备中最为常见的故障，加上其发热危害是一个逐步演变的过程，给发供电企业和工农业生产企!Ik带来巨大的经济损失，主要表现在以下多个方面：13损坏设备较多开关柜触头发热温升效应是一个由安全隐患逐步演变到故障或事故的恶性循环，当触头发热量逐渐积累后，就可能通过连接铜排串入到其它设备元件中，破坏设备间的绝缘层，引起设备发生单相或相间绝缘击穿短路事故，同时还可能造成高压绝缘套管发生绝缘损坏炸裂、连接母线}{鼬曲变形、相邻电流互感器发生烧毁炸裂等敷设设备损坏事故。
浅谈10kV开关柜常见故障及解决方法
浅谈10kV开关柜常见故障及解决方法开关柜的使用不仅可以保证电力系统的稳定运行，而且可以在不同的故障条件下采取断开动作。
然而，在实际运行中，由于接触或设计缺陷等原因，开关设备经常出现绝缘故障、导电电路发热等故障，在一定程度上影响着开关设备的工作质量和使用寿命，甚至导致电力系统故障。
因此，加强对10kV开关柜故障的研究，对提高高压开关柜的运行质量具有重要的现实意义。
标签：10kV开关柜;常见故障;解决方法1 10KV开关柜故障原因分析1.1 开关柜发热故障在10kV开关柜中，发热的主要来源是导电回路，如导体发热、接头发热以及涡流发热等。
一旦开关柜的发热量超过了其能够排出的热量，就会导致开关柜异常温升，严重时会造成事故。
导体发热主要是母排发热，由于母排长期通过较高的负荷电流，因此在高负荷情况下发热明显。
此外，目前生产制造的母排中含有一定的杂质，使得其电阻率偏高，对发热量也会有助增作用。
而接头发热主要是由于刀闸接头、刀闸引线、手车动静触头以及互感器接线板等连接部位接触不良以及电化学腐蚀所导致的。
涡流发热则是负荷电流在开关柜中各种钢板材质的隔板中所产生的环流引起的，负荷电流越大，这种发热效应就越明显。
1.2 开关柜绝缘故障导致10kV开关柜绝缘故障的主要原因是绝缘放电问题，例如导体相间或对地闪络以及支柱绝缘子闪络等。
绝缘放电的原理：由于开关柜内绝缘体或绝缘间隙的绝缘强度不满足要求，在高压条件下发生放电，严重时甚至会发生绝缘击穿事故。
10kV开关柜的运行环境较差是造成绝缘故障的主要原因，污闪就是这种绝缘故障的主要表现形式。
在一些工业比较发达的地区和沿海城市，开关柜内部的绝缘子以及套管等部位日积月累就会堆积较多的污秽，在空气湿度较大的气候条件下，如果某些绝缘子支柱的泄漏距离偏小，就难以适应这种污染较重和湿度较大的环境，极易造成污闪。
1.3 开关柜电气元件故障10kV开关柜的电气元件，例如带电显示器、避雷器以及电压互感器等在长期的运行过程中都比较容易出现故障。
10kV开关柜发热问题的解析方案
10kV开关柜发热问题的解析方案发表时间：2016-12-16T11:40:41.127Z 来源：《北方建筑》2016年11月第32期作者：曹莉徐勇[导读] 国内10KV高压开关柜广泛使用的是KYN28封闭式开关柜，其开关柜体具有结构紧凑、防护性能好、操作简单、维护方便等特点。
苏中能硅业科技发展有限公司徐州 221004摘要：本文对10kV KYN28高压开关柜发热原因进行了分析，特别是对10kV 4000A大电流开关柜发热问题进行了剖析，在实践中采取了改进散热条件，加强通风；进行触头改造，增加载流量的有效措施，取得了良好效果。
关键词：开关柜发热原因分析解决方案1、概述国内10KV高压开关柜广泛使用的是KYN28封闭式开关柜，其开关柜体具有结构紧凑、防护性能好、操作简单、维护方便等特点，其备主要分布在断路器室、母线室、电缆室、控制室4个相互独立的隔室内，柜体防护等级为IP4X，各隔室防护等级为IP2X。
采用金属全封闭结构，除实现电气连接、控制、通风而必须在隔板上的开孔外，所有隔室呈封闭状态。
一面独立的开关柜体内，除断路器真空灭弧室内主触头外，还有断路器自身结构、触头与铜母排三相共24个流过负荷电流的连接点以及柜体连接母线铜排、电流互感器、出线电缆等连接点。
这些连接点运行中都会不同程度发热。
对于用户，由于节约成本，所选的断路器都接近于满载运行，因开关柜处于密封状态，运行人员对其温度测量的难度大，如开关柜内没有内置测温措施，运行时产生的发热问题就不能及时发现，会造成生设备烧坏等事故。
2、110kV站系统主接线、开关及设备配置110kV变电站内设计两回110kV电源进线，4台63000kVA（110/10.5kV）电力变压器，110kV主接线为单母线分段，110kV开关设备为室内GIS成套组合电器，每段110KV母线带2台主变，10kV为单母线分段。
10kV高压开关设备选用KYN28开关柜，除开关选用上海SIEMENS真空断路器外，开关柜体、静触头等均由开关柜成套厂自配3、运行中发现问题110kV变电站投入运行后，当主变负荷达到50MVA，10kV侧电流3000A时，主变10kV侧4000A手车开关触头温度达85℃左右，柜后门板温度达50℃左右（环境温度30℃）。
10kV开关柜触头发热的原因分析及处理方法研究
10kV开关柜触头发热的原因分析及处理方法研究摘要：10kV开关柜在长时间的运行过程中，由于螺丝松动或者是接触不良的因素，会导致设备表面持续发热，导电连接的地方温度大幅度增加，甚至发生局部熔焊，产生火花或者是电弧放电等现象，进而损坏电气设备。
基于此，本文对10kV开关柜触头发热的原因进行了分析，并提出了相应的处理措施，希望可以有效控制由于发热导致的不良影响，尽可能减少供电事故。
关键词：10kV开关柜；动静触头；发热０引言开关柜和断路器作为公费联系统统非常重要的基础设备，断路器和开关柜之间的动静触头承担的电能的转化与输出功能，高压开关柜的发热元件是非常必要的，主要包括了断路器以及各类触头，如果高压柜内的触头温度过高，就会使得触头盒的绝缘性能下降，从而导致单向接地或者是短路，这种状况可能会引发各类安全事故，使得电力系统发生严重的瘫痪。
本文分析了开关柜出头发热的主要原因，并提出了相应的优化措施。
１触头发热的主要原因1.1 静触头跟母排连接面接触不良或固定螺栓松动1０ｋＶ开关柜的静触头是一个圆形的铜导体，它是通过与螺栓母排相连接。
而由于高压开关柜的容量不同，因此触头同体以及螺栓的大小也是不同的，如果触头与母排之间的接触面积与压力达不到规范的标准要求，那么接触的母排宽度就要小于母排宽度的1.5倍，并且如果缺乏塔街的压力，会导致母排的联接点实际电阻进一步增大[1]。
工作人员通过将母排与近处头的连接面，镀银可以有效提升其导电性，能降低导电热效应。
而与静触头连接的母排一般选用铜排，这样可以过度产生的热量。
1.2动触头坚固弹簧张力不足或选材不当１０ｋＶ手车式开关柜主要是通过采取滑动接触结构，断路器是由多个触头的梯形接触来组成，将梯形处置安装在处置支架上，由两个圆形圈进行杆连接。
断路器在进行工作的时候触止与静触头的接触电阻是由坚固弹簧张力所决定的坚固弹簧张力，在不足的情况下就会导致动静触头接触电阻会增大，在这种情况下就会导致发热更多，通过出头来将热量传到弹簧，使得弹簧的螺旋体弹性变大。
高压开关柜触头发热原因分析及解决措施研究
高压开关柜触头发热原因分析及解决措施研究高压输电线路的带载能力主要取决于开关柜和电缆的额定工作电流。
但是实际中由于大部分高压开关柜采用小车式或中置式断路器，经常发生断路器和开关柜之间动静触头部位发热的现象，影响线路的带载能力，严重时还可能导致开关柜烧损等事故。
本文结合实际，对高压开关柜断路器触头发热的原因进行分析，并提出应对措施来提高设备的运行安全。
标签：高压开关柜;触头;发热;原因分析;应对措施1触头发热的主要原因分析和预防措施1.1触头外侧的紧固弹簧张紧力不足由于材质或安装匹配不当等因素，导致触头外侧的紧固弹簧张紧力不足，造成触头接触电阻增大，引起触头发热;触头发热又引起弹簧发热，使弹簧的张紧力进一步下降，加剧触头发热。
对于这种因素引起的触头发热，必须选用优质的触头和弹簧，并定期检查弹簧的张紧力。
1.2触头和导电臂连接过松断路器的触头一般通过螺栓和导电臂进行连接，在运行中由于受到电动力等因素的影响，连接螺栓会发生松动，导致接触电阻增加，使连接部分温度上升，触头的温度也会随之上升，引起紧固弹簧发热，长时间的温升作用会使弹簧张紧力进一步下降，导致触头发热发黑。
对于这种原因引起的触头发热，必须在断路器定期检修时检查触头的连接松动情况，将触头的连接紧固作为断路器定期检修的一项固定内容来进行。
1.3触头外侧的紧固弹簧选用了磁性材料根据需要，紧固弹簧必须选用非导磁材料制造，以避免在运行中负荷电流在弹簧中产生涡流而发热，发热造成弹簧逐渐退火，紧固力越来越小，接触电阻越来越大，从而导致触头发热或烧损。
对于这种因素引起的触头发热，必须在开关柜采购或触头备件采购过程中明确提出触头弹簧必须选用非导磁材料，避免选材不当。
1.4开关柜静触头座与母排点接触某110kV变电所6kVI段母线进线开关B相温度高（A相44℃、B相78℃、C相48℃），通过负荷控制和增加通风等措施，温度有所下降，但无法根本解决问题，判断为触头发热，并停电处理。
关于开关柜发热故障问题的分析和对策
引言
开关柜过热，实际上指的是手车柜过热。 手车柜内的六对隔离插头接触不良引起的发热，是导致开关柜过热最 根本的原因。 载流过程中，导磁体内产生的涡流损耗也是引起开关柜发热的重要原 因。
隔离插头接触不良分析
1. 导致隔离插头接触不良的最危险因素首先是插入深度不够 开关最危险的故障就是接触不良，手车柜也是如此,插入深度是保 证隔离插头可靠接触的基础，而导致隔离插头插入深度不够的原因包 括： （1）与产品的质量有很大关系；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
隔离插头接触不良分析
2. 隔离插头与触指间“对中”太差 造成隔离插头、插座彼此间“对不正”的原因，则完全是由于产 品质量差所引起。可以是由于加工精度差造成；也可以是由于手车、 轨道等变形所造成。我们曾处理过触指与触头对中太差而导致多台开 关柜烧毁的严重事故。
隔离插头接触不良分析
3. 触指弹簧疲软，导致接触不良 这种情况通常发生在隔离插头插入深度不够，或是隔离插头与触 指间“对中”不好造成局部过热，使得触指弹簧“退火”而出现疲软 ，疲软的弹簧使得触指、触头间的接触状态变得更差，发热更加严重 ，使得触指弹簧进一步“退火”，从而进入一种恶性循环，其结果也 是很严重的。而要避免这一情况的发生，首先还是要保证隔离插头的 插入深度要够，以及良好的“对中”。
涡流发热
开关柜中，导磁体内涡流产生的发热也应该引起足够的重视，在 某种情况下，这一发热有时并不低于接触不良所引起的发热。
螺母松动引起发热
这种情况相对要少一些： 1. 主要是安装、装配时的疏漏； 2. 热应力引起的螺母松动 新开关柜投运后，母排在运行中会产生一定的热膨胀，而此膨胀 力又使得原已紧固的螺钉受到拉伸出现微小的变长，松动，使得母排 间的搭接处接触电阻增大而导致发热。
一起10kV开关柜发热故障分析及应对措施
一起10kV开关柜发热故障分析及应对措施10kV开关柜是一种电网系统装置，它的主要作用就是能够有效的保证系统在运行的过程中，具有更好的稳定性与安全性。
近年来，随着电网改造力度的加大，电网设备质量有所提高，10kV 开关柜出现故障的概率大大降低，但是因为10kV 开关柜的运行一直处于大电流与高压的工作环境中，所以还是会出现一些故障，其中最易发生的就是发热故障，故障的发生不仅会严重影响到电网的安全、可靠供电，同时还会大大增加电力企业的运营成本，降低企业的经济效益，因此亟需对其成因展开研究，寻找到有效的预防及处理措施。
1.10kV开关柜发热事件概述2015年9月以来，广东电网220kV变电站10kV负荷增长迅猛，其中某主变变低502断路器负荷电流长期保持了2700A以上，导致502断路器持续高温告警，严重影响电网设备的安全运行。
其后经迁移改造，502断路器负荷得到了分流，当断路器负荷电流到达2350A时，502断路器触头温度保持在78℃～80℃；而当断路器负荷电流到达2450A时，502断路器触头温度则上升至86℃～88℃，超过断路器正常运行的温度告警值85℃，有可能导致502开关柜柜体发生爆炸，严重影响10kV开关柜的安全运行。
本文通过对开关柜的结构进行分析，寻找发热故障的根源并通过实测的温度数据对此进行验证。
2.故障开关柜基本情况220kV变电站主变变低502开关柜整体投产于2002年4月，型号为VS1（ZN63A），断路器最大额定电流为3150A，上下触头处为镀银结构。
开关柜采用中置式结构，柜体采用镀铝锌钢板加工连接而成，柜体防护等级为IP4X，主要由外壳、隔室、隔板、活门等几大部分组成。
隔室分为母线室、断路器室、电缆室、继电仪表室，其断路器室位于柜体中部，如图1所示。
其中A是母线室，B是断路器室，C是电缆室，D是继电仪表室，各个隔室间的隔板及柜体的面板所留的缝隙≤1mm，在运行过程中不利于开关柜内空气对流，容易引起开关柜体内温度积聚升高。
刍议10kV开关柜发热原因及防范措施
可 能 会 引 起 开关 柜 触 头 发 热 状 况 。开 关 无接 触 问题 ，对 久 未 检 修 的 设 备 必 要 时 ３ ０ ℃ ，联 接 部 分 温 升 不能 超 过 ４ ０ ℃ 。但
柜 要 进 行 定期 的预 防性 试 验 ，这 是 作 为 检修的一个重要程序 ，检修时工作人员 必 须 按 要 求操 作 ，按 照 检 修 的操 作 流 程 进 行 ，每 一个 环节 都 要 按 照 流 程 要 求 执 行 。 但 有 些 时候 ，个 别 操 作 人 员 觉 的 检 修 流 程 麻 烦 ，爱 凭 个 人 经 验 和 感 觉 来 检 修 ，这样导致 的直接结果就是检修起不 到 全 面 作 用 ，维 护 检 修 的 综 合 水 平 偏 低 ，为 电 网 开 关 柜 的 正 常 运 行 埋 下 隐 患 ，成 为 以 后 发 生 安 全 事 故 的 主 要 因 素 。 举个 例 子来 说 ，个 别 检 修 维 护 人 员 在 检 修 完 之 后 ，并 不 是 按 照 规 定 的 工 艺 ，按 规 定 的 流程 对 项 目进 行 检 修 ，就 造 成 了 紧 固件 少装 或者 没 装 ，开 关 柜 缺 少 紧 固 件 就 开 始运 行 ，那 从 检 修 结 束 的 再 次 运 行 就 是 一种 病 态 ，所 以开 关 柜 的 稳 定 性 一 开 始 就受 到 自身 的影 响 ，对 安 全 运 行 起 到 负 面作 用 。另 外 ，一 些 容 易 导 电的部位会形成 发热 的电流 ，使开关 柜 被 氧 化 ，包 括 开关 触 头 和 接 处 面 都 可 能 被 氧 化 。 平 时对 开关 柜 的保 障 方 式 也 不 完 善 ，这 样 就 使 运 行 坏 境 越 来 越 不 好 ，一 些 不 干 净 的 杂 物 会 进 入 开 关 柜 中，开关柜接触面成了一个污染源 ，大 大 降 低 了开 关 柜 的 性 能 ，并 且 影 响 内部 元 件 的 散 热 功 能 ，开关 柜 的 内热 就 越 积 累 越高 ，开 关 的运行 功能 就逐 渐退 步 。 二 、分析 电 网 ｌ Ｏ ｋ Ｖ 开 关 柜 发 热 的具 体 预 防办法 １强 化 系 统 整 体 布 局 规 划 与 设 备 整
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10kV抽屉式开关柜触头发热原因分析及解决措施研究
摘要本文在分析了10kV抽屉式开关柜触头发热的危害和发热温升的原因后，对开关柜触头发热的综合预防处理措施进行了详细的分析总结。
关键词抽屉式开关柜；断路器动静触头；触头发热
抽屉式开关柜由于其具有结构紧凑、体积小、检修维护方便、布置简单等优点，近10年来在发电厂、变电站、以及工农业生产企业降压变配电所中得到广泛的推广应用。
保障开关柜安全稳定的运行已成为10kV及以下开关设备研究的一个重要课题。
1 10kV抽屉式开关柜触头发热的危害
10kV抽屉式开关柜触头发热的危害主要表现为以下多个方面的内容：
1）发热受损开关设备元件多
由于开关柜内各设备间是通过铜排进行有机连接的，由于某种原因出现剧烈发热时，其所积累的热量会通过元件间的连接铜排向其它开关元件转移，不仅会破坏设备相互间的绝缘层，造成开关设备发生单相或三相绝缘击穿短路故障或事故，同时在热量的不断积累下，还可能造成其它耐热能力低的设备元件发生扭曲变形和炸裂等严重事故。
图1是10kV断路器开关柜由于触头剧烈发热造成的触头烧毁事故：
从图1中断路器动、静触头烧毁情况可知，开关柜触头发热所带来的危害是巨大的，严重时还可能造成整个开关设备出现报废情况，造成巨大的经济损失和社会影响。
2）处理时间相对较长
由于抽屉式开关柜在机械结构设计时，特别注重内部结构的集成化和最优化布置，也是说开关柜在设计时为检修维护预留的空间面较小。
当出现触头发热烧毁开关设备时，在狭窄的操作空间内很难顺利的完成手车触头、绝缘套管、以及其它辅助开关元件的更换，同时加上很多变配电所中没有配备相同型号的开关元件。
因此，开关柜发热故障或事故处理时间就会相对较长，造成停电时间加长，大大影响工农业企业或居民的正常生产生活。
3）给企业带来较大的经济损失
开关柜发生触头发热故障或事故后，会造成发供电企业的电能不能送出，不仅给各级电力企业带来巨大的经济损失，同时突然停电很可能造成正常运行的机械设备发生损害、生产线上的产品出现次品或报废、生产次序打乱等不利状况，
给工农业生产企业带来巨大的直接或间接的经济损失。
2 抽屉式开关柜触头发热故障的原因
10kV开关柜在选型设计过程中由于没有充分考虑系统后期扩容需求，随着电力负荷容量的不断增加，其开关动静触头的载流量大小已不能满足企业电力负荷增长的需求，且加上动静触头长期运行过程中其接触面的镀银层逐步脱落并形成相应的化学氧化膜，严重影响了开关触头的导电性能，造成触头接触不良，发生过热故障。
开关柜在使用故障中，由于检修维护措施没有跟上，灰尘经开关缝隙或接触面逐步进入到开关触头部位，在开关触头面上形成一层脏污面，大大降低了开关的接触性能[2]。
3 抽屉式开关柜触头发热的综合预防处理措施
3.1 采用全密封式接线座
从上述触头发热原因来看，外部灰尘及其它杂物进行开关柜后在触头面上形成的氧化膜是造成开关触头发热的一大主要原因。
采用全封闭式接线座可以利用触头接线座自身的封闭结构将雨水、灰尘、以及其它污染杂质有效排除在开关柜柜外，防止其进入开关柜在触头接触面和处形成污秽面，引起触头接触不良造成触头发生发热故障或事故[3]。
3.2 加大手车触头预防性试验力度
由于电力负荷的不断增加，为了提高开关柜综合运行效率，需要定期对开关柜触头进行预防性试验，防止负荷突然剧烈增加，在开关柜触头部位形成较大的电流，导致触头剧烈发热，引起其它附属开关元件发生烧毁事故[4]。
并在开关柜选型设计时，应该充分考虑电力负荷后期扩容的需求，并根据变电站工程特性选取高一等级的开关容量产品，尽量减小开关设备在运行过程中由于容量不足引起触头发热事故。
3.3 配备开关柜在线温升智能检测系统
为了提高手车式开关柜在线监测综合自动化水平，应该根据配电系统的实际需求配置相应的微机智能分析监测系统，其具体的逻辑结构如图2所示：
从图2可知，通过柜内温度和湿度传感器定期采集开关柜内的温升情况，并将温升模拟信号经过信号处理模块转换相应的数据信号传输给变电站中控室微机监控单元，便于运行人员实时分析开关柜的运行工况[5]。
4 结论
手车式开关柜是发供电变电站和工农业降压变配电所中重要的一次配电设备，通过对开关柜触头发热温升原因进行认真分析后，结合先进的技术和仪器，
有针对性的提出相应的预防性措施，可以大大提高开关柜的运行效益，保证供电系统高效稳定、经济节能的运行。
参考文献
[1]张红涛，李强.变电设备发热故障的原因及对策[J].农村电工，2005(7)：23.
[2]户内高压开关柜订货技术条件.DL404-1991中华人民共和国行业标准.
[3]周骁威，陈振生.CG2061型高压断路器触头温升在线测量系统原理及应用.中国电机工程学会能源与信息专业委员会.全国电器设备安全与信息技术，2007.
[4]牛玉朕，单名山，李训强.电气设备的发热故障分析及处理[J].电气开关，2009(3)：12-14.
[5]方可行.断路器故障与监测[M].中国电力出版社，2003.。