浅谈高压开关设备触头温升影响因素

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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。

10kV抽屉式开关柜触头发热原因分析及解决措施研究

10kV抽屉式开关柜触头发热原因分析及解决措施研究

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。

刍议10kV开关柜发热原因及防范措施

刍议10kV开关柜发热原因及防范措施

刍议10kV开关柜发热原因及防范措施作者:蒋立斌来源:《中国新技术新产品》2015年第15期摘要:随着电网系统的不断发展,电网的开关设备逐渐更新换代,特别是电网的10kV电压开关,油断路器已经代替了原有的真空断路器,在电网中发挥着重要的作用。

包括电网故障的清除,中压配网的负荷分配等,都需要电网油断路器来完成。

所以开关柜的安全运行对提高10kV电网的可靠性具有重要意义,本文对以上问题进行具体论述。

关键词:电网10kV开关柜;预防触头发热;措施中图分类号:TM591 文献标识码:A一、分析电网10kV开关柜发热的具体原因1 有关开关柜接触面的恶性循环问题。

开关柜接触面非常重要,一些接触不良的现象都是在这里发生,久而久之,在这里就会有一个接触电阻,当这个电阻的数值很大时,那接触头的温升就会超过最大温升值,就会加速触头接触面的氧化,导致电阻继续增大,然后继续发热再进行氧化,这样就进入了一个恶性循环的误区里。

2 有关工工作人员不按规定操作和操作不当问题。

在操作时,工作人员如果不当操作也有可能引起开关柜触头发热现象,还有操作时工作环境不好也有可能会引起开关柜触头发热状况。

开关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。

开关柜运行过温原因分析与控制手段研究

开关柜运行过温原因分析与控制手段研究

开关柜运行过温原因分析与控制手段研究发布时间:2021-11-25T02:22:04.960Z 来源:《工程管理前沿》2021年20期作者:任东光[导读] 热量是所有设备故障的最终表现,在线温度监测可以及时发现设备的隐患和缺陷。

目前全封闭高压开关柜在电网中的广泛使用,对其可靠性提出了更高的要求。

任东光国网山西省电力公司忻州供电公司,山西忻州 034000摘要:热量是所有设备故障的最终表现,在线温度监测可以及时发现设备的隐患和缺陷。

目前全封闭高压开关柜在电网中的广泛使用,对其可靠性提出了更高的要求。

但是,在长期运行中,开关柜内部电气接头的异常发热已成为对开关柜安全运行的很大影响。

因素中的常见问题。

针对高压设备温度监测的现状,高压电接点温度在线监测系统解决了常规温度监测方法中遇到的问题,对避免高压电接点的发生起到了很好的预警作用。

关键词:开关柜运行;过温原因;控制引言关柜一次系统的主要连接部位,如动、静触头的啮合部分、母线与电缆接头、柜后电缆室内的母线连接点等,由于各种不利因素,加载后连接温度会异常升高,导致如果绝缘降低,就会造成相间短路而引起火灾。

这种非计划停产事件将导致停电、冶炼设备损坏,甚至对下游生产设备造成人员伤亡。

目前监测连接部分发热的方法主要是在大电流设备与电缆头的接触点安装无线测温装置,并在每个发热面上贴上测温蜡片。

监测方法的改进使我们能够控制温度。

针对性,通过分析超温点的实际情况,找出对策是本研究的根本目的。

1各类测温装置系统的比较目前,越来越多的电力用户开始在高压开关柜中安装实时温度监测系统,以实时掌握高压开关柜的温度趋势和运行状态,从而排查隐患,及时防范。

时间。

维修设备。

时间。

但是,由于高压开关柜内部器件数量较多,布局结构比较复杂,其中存在较大的电流和电压,导致开关柜内的电磁环境恶劣。

现有的高压开关柜测温技术存在各种局限性。

比较常见的测温技术包括光纤测温、红外测温和无线感应测温。

高压开关柜断路器触头发热原因分析及预防措施

高压开关柜断路器触头发热原因分析及预防措施

高压开关柜断路器触头发热原因分析及预防措施摘要:温升是断路器的重要考核指标之一,如果温升过高,则会影响触头周围绝缘件的绝缘性能和强度,不利于断路器的安全工作;如果温升过低,即触头系统设计余量过大,触头系统外形尺寸过大,进而使得断路器的外形尺寸过大,不仅大大增加断路器成本,而且应用受到局限。

而如今在新开关设计时,对结构紧凑要求越来越高,做好发热设计至关重要。

关键词:高压开关柜;断路器触头发热;预防措施1研究背景高压开关柜的种类。

(1)固定开关装置,在某些变电所和煤矿中使用最多。

此开关柜具有较大的容量和较大的容量,可将各类电子元器件灵活地安置在柜内。

但是,传统的固定开关装置因其密封、防护能力差、故障率较高而逐步被淘汰。

(2)我国部分电力设备因负荷小,多采用箱型配电柜。

由于其体积较小,散热能力较差,因此不适用于电力系统中的大负荷场合。

(3)新客户一般都会选用HXGN负载控制柜,因为它不但品种繁多,而且具有较高的保护级别,维修起来也方便。

(4)目前市场上引进的产品多为落地式手推车,对箱体的强度有很高的要求。

(5)目前在电网中使用最多的是台车切换装置,其优点也十分突出,市场前景广阔。

2高压开关柜断路器触头发热分析2.1发热分析断路器在额定工作电流下长时间通电,当触头系统的发热量与散热量相等时,即达到热平衡,断路器就处于热稳定状态,温度不再发生变化。

此时断路器触头系统的温度叫做稳定工作时的温度。

对断路器触头系统温度场进行分析,主要是对触头系统的发热情况和散热情况进行分析。

发热分析主要是分析触头系统在各种发热源的作用下累积发热的情况。

断路器的发热主要来自三个方面:电流通过导体产生的电阻损耗;交流电器铁磁体内产生的涡流、磁滞损耗;交流电器绝缘体内产生的介质损耗。

2.1.1导体电阻发热电流通过触头系统导电体产生的能量损耗叫做导体电阻发热。

该部分的发热主要受导电体的载流量的影响,导电体载流量越大,导电体电阻越小,导电体发热越小,但是导电体的外形尺寸和重量也越大,使得断路器的外形尺寸和重量增大,断路器成本增高。

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

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℃)。

浅析12kV大电流开关柜动静触头啮合对中度的问题

浅析12kV大电流开关柜动静触头啮合对中度的问题

362023.07.DQGY浅析12kV 大电流开关柜动静触头啮合对中度的问题黄河清(天一同益电气股份有限公司)摘要:针对12kV 大电流移开式开关柜与断路器手车配合的动静触头啮合对中度的问题展开研究,提出了改进方法和优化措施。

动静触头啮合不对中易导致断路器配柜异响、抬升现象、推进机构力矩太大、动静触头碰撞磨损和投运发热等问题。

为此,提出校验和解决动静触头不对中问题的方法,使配合尺寸满足厂控要求,同时为已投入运行且动静触头不对中的开关柜消除动静触头不对中隐患提出解决办法,提升设备运行的安全性。

关键词:12kV 开关柜;动静触头啮合对中度;中隔板;楔口定位0 引言作为现有电网系统的核心组成部分,12kV 移开式开关柜被广泛应用于变电站、开闭所和住宅配电房,其安全稳定的运行对于供电可靠性至关重要。

目前全国从事中压开关柜成套的厂家约有2200多个,各厂家在设计水平、制造工艺等方面存在较大差异。

同时,由于开关柜成套厂家并未生产断路器等手车产品,使得客户需额外指定采购某一家的开关柜或断路器,使得入网12kV 移开式开关柜的柜体和断路器手车由不同厂家拼装而成。

因此,现有KYN 系列的开关柜普遍存在动静触头啮合对中度的问题,进而导致断路器配柜时产生异响、爬坡时手车推进机构力矩过大、运行发热、碰撞磨损等问题,严重时可能造成烧损事故。

对于电流大于2500A 的KYN 系列的中置柜,此问题尤为突出。

为此,本文对电流大于2500A 的12kV 移开式开关柜动静触头啮合对中度产生的原因进行多方面的分析,针对现有问题提供有效的改进方法和优化措施以改善产品质量,为后续研究和生产人员提供该题的解决思路。

1 问题表现和原因分析1.1 问题表现动静触头的对中度是开关柜安全运行的保障之一,是影响设备健康的重要因素,动静触头不对中可能引发多层次的问题和事故。

(1)操作不正常开关柜和断路器因动静触头不对中而存在垂直偏差问题,导致操作不正常,具体问题表现如表1所示。

中压12kV1250A开关柜温升问题的分析以及解决方案

中压12kV1250A开关柜温升问题的分析以及解决方案

中压12kV1250A开关柜温升问题的分析以及解决方案何振力【摘要】开关柜的的温升试验是GB3906标准中规定的型式试验的一个检测项目,开关柜内的温度升高会造成柜内绝缘材料的老化加速,会危害电气设备的使用安全和使用寿命,甚至会造成设备的一次电气绝缘对地击穿或相间击穿最终形成内部故障.本文就国网的馈线开关设备的结构设计并结合设备运行热量的散失加以分析,并提出解决问题的办法.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2017(000)032【总页数】2页(P41-42)【关键词】开关柜;温升散热;试验【作者】何振力【作者单位】福州天宇电气股份有限公司,福建福州 350000【正文语种】中文随着国家经济的飞速发展,目前电力系统中10kV线路日趋增多,且各地的用电负荷也急剧攀升,作为输电传输控制的12kV的开关柜所承载的负荷电流也大幅上升,开关柜内的母线采用搭接方式固定,同时开关手车存在“动静”滑动连接,以及真空灭弧室存在隔离端口(合闸时压力接触),这些搭接存在搭接电阻,电流增大时会造成这些部位温度上升。

结合现有的技术以及工艺方案,以及各行业标准,目前所有馈线一次回路≤1250A的控制回路都是自然冷却,热量的散失完全靠热传递来进行,没有强制风冷的措施。

温度过高时,金属离子内部运动加速,会加速比如触头盒、母线套管、安装底座真空极柱的老化,存在安全隐患。

12kV开关柜一次回路导电以及热量散热通道如图1。

开关柜的结构按照功能划分为四块,一是低压控制室(仪表室),靠柜前上;二是母线室,连接左右功能柜的一次母线搭接,靠近柜后中间靠上部位;三是断路器室,高压控制室,控制此回路的开断功能;四是电缆室,安装有电流互感器,零序互感器,接地开关,以及温湿度监测和加热器等。

断路器室下端是二次电缆室,当需要带有线路电压监测时,可以安装一次电压PT设备和放电计数器。

一次主回路,分三相ABC相,母线室通过主母线、支母线通过触头盒内部的“静触头”与断路器室的断路器的上触臂的“梅花触头”滑动搭接,断路器的下触臂通过相同的方式与电缆室的支母线搭接,同时电缆室互感器的两端采用螺栓紧固搭接,完成电能的再次分配。

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Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2016, 4(6), 222-228 Published Online December 2016 in Hans. /journal/aepe /10.12677/aepe.2016.46028文章引用: 周文文, 徐卫东, 曾锦河, 刁庆宪, 龙捷峰. 浅谈高压开关设备触头温升影响因素[J]. 电力与能源进展,Discussion on the Influencing Factors of the Temperature Rise of the Contact of High Voltage SwitchgearWenwen Zhou 1, Weidong Xu 1, Jinhe Zeng 2, Qingxian Diao 2, Jiefeng Long 21School of Automation, Guangdong University of Technology, Guangzhou Guangdong 2Guangdong Ziguang Electric Co., Ltd., Dongguan GuangdongReceived: Nov. 17th , 2016; accepted: Dec. 12th , 2016; published: Dec. 15th, 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractHigh voltage switchgear is an important equipment for stable operation of electric power system. Reliable operation of equipment becomes the main task of power equipment operation and main-tenance department. For a long time, heat failure has been a prominent problem in the operation and management of power equipment. Based on the understanding of the requirements of tem-perature rise of high voltage switchgear and the analysis of the influence factors of temperature rise, the influence of contact resistance, current-carrying capacity and contact pressure on the temperature rise and safe operation of the equipment is analyzed in this paper. And providing the relevant calculation methods and solutions. The relationship between the arc current and other influencing factors and the temperature rise is also discussed.KeywordsHigh Voltage Switchgear, Contact Temperature Rise, Contact Resistance, Current Carrying Capacity, Contact Pressure浅谈高压开关设备触头温升影响因素周文文1,徐卫东1,曾锦河2,刁庆宪2,龙捷峰21广东工业大学自动化学院,广东 广州 2广东紫光电气有限公司,广东 东莞周文文 等收稿日期:2016年11月17日;录用日期:2016年12月12日;发布日期:2016年12月15日摘 要高压开关柜作为电力系统稳定运行的重要设备,设备的可靠运行成为电力设备运维部门的主要任务,长期以来,发热故障一直是电力设备运行管理过程中的突出问题。

对高压开关设备触头温升的检测也是待解决的问题。

基于对高压开关设备温升标准要求的理解和对温升影响因素的分析,本文分析了触头部位接触电阻、载流量、接触压力对设备温升和安全运行的影响。

并提供了相关的计算方法和解决途径。

也对文献中较少阐述的电弧电流和其他影响因素与温升的关系进行了探讨。

关键词高压开关设备,触头温升,接触电阻,载流量,接触压力1. 引言高压开关设备使用寿命长、封闭严实 、结构紧凑,随着对设备容量和电压等级的要求越来越高,设备的生热密度也越来越高。

高压开关设备的热问题已受到国内外研究专家的广泛重视,面对高额定电流等级的高电压开关柜的需要,通过对开关柜内触头的温升进行定量的计算分析,对影响开关柜温升的各种因素进行研究在开关柜的结构设计中非常必要。

在此背景下,以高压开关触头作为研究对象,对影响设备温升的3种因素进行研究,并对影响程度进行评估。

2. 接触电阻对高压开关设备触头的影响2.1. 电接触理论电接触理论的奠基人Holm 很早就阐述了接触电阻的产生原理,并提出了电接触斑点模型,给出了接触电阻的数学表示式,明确了接触电阻为收缩电阻和膜电阻之和。

文献[1] [2]研究了固定接触面接触电阻的特性,并对Holm 提出的电接触a 斑点进行了研究,讨论了电接触面多斑点的形状和尺寸对接触电阻的影响。

文献[3] [4] [5]对收缩电阻和膜电阻电导问题作了探讨,通过计算机用边界元法对收缩电阻进行了计算。

近些年来,通过对触点建立不同的分析模型使电接触理论不断完善,文献[6] [7]实现了测量仪器对接触电阻的测量,目前对接触电阻的计算越来越趋近于实际应用,工程上常用宏观的经验公式来表达接触电阻()0.102mKR F =该式与接触面接触状况,接触点个数,触头材料性质,接触压力范围等因素有关的指数函数,其中R 将收缩电阻和膜电阻一起考虑,表示接触电阻值,F 是触点接触压力,K 是与触点表面接触状况、触头材料有关的系数,m 是与接触点个数,触头接触压力有关的指数。

2.2. 接触电阻增大的原因及对触头温升的影响分析要保证触头联接部位有一定的接触面积是有难度的,如果接触面积不够,会导致导电端面缩小,如图1所示,电流线在接触点附近急剧收缩,收缩电阻增大,接触损耗2Q I Rt =增大,触头温升升高,这周文文等Figure 1. Diagram of the current carrying capacity through the contact points图1.电流线流经接触点示意图类热故障问题经常发生在隔离开关、断路器动静触头连接处,以及母线连接接头位置。

隔离开关、断路器触头是可分合接触,会因为关合次数和使用年限而导致触头压接部位产生松动,接触电阻会因触头接触状态的不同而改变,母线触头属固定电接触接触,其接触状态一般不会改变。

电流流过电接触位置,由于接触电阻的存在使触头温度升高,触头温升过高会加快触头接触面损坏程度,导致接触电阻进一步增加,触头长期的温升过高最终会降低绝缘层的绝缘水平,缩短开关设备寿命,严重的会因为电压击穿引发开关设备的故障,引发大范围的停电事故。

文献[8]通过设定不同的接触电阻,分别研究了隔离开关、断路器、母线接头的最高温升与开关柜最高温度的关系,实验表明当接触电阻达到一定范围时,开关触头最高温升与接触电阻的曲线关系和开关柜内最高温度与接触电阻曲线关系重合,说明此时触头温度就是柜内最高温度,通过检测柜内温度就可以近似获知触头温度。

文献[9]探讨了低压配电柜温升与接触电阻的关系,此种方法也可以在高压开关柜温升影响分析中应用,通过实验获取接触电阻与触点温升的对应关系,进而可以通过接触电阻判断温升的范围,为开关柜生产厂家提供一定的设计指导。

文献[10] [11]用有限元模拟的接触电阻来等效实际的接触电阻,该研究为接触电阻的计算和接触温升的仿真提供了一种新方法。

接触电阻对触头温升有重要影响,对同一类型的高压开关柜,由试验可取得大量接触电阻与温升的对应关系值,通过曲线拟合找出温升与接触电阻之间的表达式。

2.3. 小结对于固定连接的电接触通过提高接触面压接质量,严格检查触头间超行程、终压力等参数,保证各参数符合要求。

以此控制接触电阻范围,确保温升不超过允许值。

对于可分合的开关触头通过测量仪器监测触头部位的接触电阻,建立接触电阻与温升的对应关系,以便对触头状态及时作出改善。

3. 载流量对高压开关设备触头的影响3.1. 载流量对触头温升的理论分析高压开关设备开关触头接触性能优良,处在额定工作电流状态下时,触头的稳定温升一般能够符合标准要求的范围内。

实际上,高压开关设备往往在工作电流下运行,当触头加载工作电流时,电流流过触头导体回路,由于接触电阻的存在会产生焦耳热,产生的热量一部分使触头自身温度升高,另一部分周文文等通过热传导、热对流、热辐射等方式散失到周围介质中。

当触头温升超过标准规定的限定范围时,会对触头材料机械性能和接触状态造成一定影响,还会使触头外裹绝缘层材料绝缘强度降低。

长期在此状态下运行设备及电网系统造成严重的安全隐患。

研究触头温升与载流量的关系对保障设备的使用寿命,电网的安全运行有重要意义,同时也为高压开关设备使用容量提供一定的理论依据。

在接触电阻为20 μΩ,接触电流分别为40 kA、60 kA、80 kA、100 kA试验条件下,温度传感器测得的触头温升变化如图2所示,4种情况下的温度由室温增加至稳定温升的过程呈对数函数分布,进行函数拟合,可得4种情况下的温升分别为45℃、55℃、78℃、85℃,由此可判定触头稳态接触温升与接触电流呈正相关关系。

3.2. 载流量与触头温升的关系文献[12]研究了断路器整体温升与工作电流的关系,通过设计温升实验,加载70%~100%额定电流,得到不同工作电流下的温升数据,对试验结果进行曲线拟合,并用算例验证了曲线的拟合优度。

文献[13] [14]以传统的电缆线载流量计算公式为出发点,推导出了导体温升与载流量的一系列关系式,阐述了推导公式的应用方法,在通过模拟试验或者已知运行数据的情况下,通过监测载流量、环境温度等相关因素来计算导体的温升。

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