1、10kV 封闭式开关柜内接头发热分析与预防措施【摘要】对 10kV 封闭开关柜内一次设备过热故障进行了分析，并提出事故预防办法。 【关键词】电力设备 封闭开关柜 事故预防 随着油田电网的升压改造，铠装金属式封闭式高压柜得到了广泛的采用，但这种开关柜在运行中禁止打开，因此无法测量运行中柜内接头的实际温度。密封式开关柜在使用中多次发生接头发热事故，已经成为严重影响安全生产的难题。结合生产实践，发现接头发热事故主要发生在负荷较重的 10kV 小车式封闭开关柜内，下面以 10kV 小车式封闭开关柜为对象对此类事故进行分析。 一、10kV 封闭开关柜特点与缺陷 封闭式高压开关柜以其安全可靠、结构紧凑、占
2、地省、操作方便等优点，在开关站、变电站内广泛使用。它的主要一次设备分布在 3 个相互独立的隔室内，分别是开关室、母线室、电缆室。按有关的规程要求，除实现电气连接、控制、通风而必须在隔板上开孔外，所有隔室呈封闭状态。在开关室内的主开关上一般有 6 个主插头，有 12 个流过负荷电流的连接点；在电缆室有连接出线电缆的 3 个主接头接点。以上连接点直接流过负荷电流较大时，存在隐患的连接点热损耗急剧增加。由于运行中的柜门禁止打开，发热点在密封柜内，值班人员无法通过正常的监测手段发现发热缺陷。 封闭式高压柜内接头发热事故近几年屡有发生。宁海变电站设备多次接头过热事故，一次引起设备发生爆炸起火现象。坨十变
3、电站 10kV 封闭式开关柜发生两次触头发热事故。10kV 开关主要担负油田重要负荷，如果发生突然停电事故，直接影响油田的原油生产及生活用电，并导致经济损失。 二、10kV 封闭开关柜发生事故原因分析 设备的安装、连接工艺不当。设备的安装工艺不当主要是施工质量问题，封闭式高压柜内小车式开关插嘴的位置与固定的插头位置如有偏差，开关推入后插头部分就可能接触不实，导致发热。这就需要运行人员在设备验收时把好关。另一个容易出现的质量问题在出线电缆与开关引出线的连接处。10kV 出线电缆较粗，通常只使用 1 根螺栓来连接，电流通过的有效截面减小，容易造成发热事故。 负荷突变的影响。电力负荷的变化会影响设备
4、的温度，如果负荷增加的较多时（如比平时增加了一倍或几倍） ，或者线路受到短路电流冲击后，设备的薄弱环节就会增加热损耗，发热后连接点的材料会发生变形、氧化等物理或化学变化。如不及时发现，再次受负荷冲击后，热量会继续累积，形成温升，经过多次反复的恶性循环，连接点的连接状况会恶化，直至造成接头熔化或熔断事故。 设备操作不到位。刀闸及手车在操作中，由于设备检修调试不合适及人为操作等原因，造成设备操作不到位，引发接头发热。其中，检修调试的问题可通过加强对设备检修验收来克服；人为操作的问题需要加强对操作人员技术培训来解决。 三、预防措施与方法 如何预防密封高压开关柜内的接头发热是生产中的难题。在生产中，常
5、采取以下措施：实行检修项目负责任制，改进接头的连接、安装工艺等，在定期检修工作中，及时清理氧化层，对所有的触头进行接触电阻试验，接触电阻（直阻）超过标准的，示温蜡片变色或接头温度超过 80度的都必须进行分解检修，按影响接触电阻的因素进行相应的检查、分析与处理，处理后测量其接触电阻或直阻是否合格，不合格时继续处理；同时应在设备每个接头贴上示温蜡片便于观察，可以大大减少接头发热事故，但是，从目前的设备状况看，要想完全避免接头发热事故也是不现实的。因此，探讨通过采取监测手段，提前发现开关柜内设备接头发热的迹象，以便采取措施，利于防止出现恶性事故发生。 柜内接头温度监测。现在经常使用的柜内接头发热监测
6、方法主要有：红外线测温仪测温；在接头粘贴试温蜡片；手摸柜外壳感知柜内温度；通过异常气味发现设备过热；通过异常音响发现设备过热、电弧等。红外线测温和粘贴测温蜡片是可见接头常用的测温法，而封闭式开关柜大部的分接头通过柜门的观察窗看不到，只能在开关柜停电检修时检查接头有无过热情况，对预防事故作用不大。手摸柜门的方法可大概判断温度有无异常，但是这种方法具有很大的随意性与偶然性，而且由于个人感觉的差异，相同情况也会有不同判断。气味检查法，当有过热的接头时，一定会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，可以发出强烈的异常气味，值班人员可根据气味的来源作出进一步的判断。声音检查法，这需要值
7、班人员经常巡视设备，不断总结提高巡视的运行经验，以上几种方法，可以大概判断开关柜内有无接头发热故障，但是并不科学、不严谨，需要我们继续探索新的方法。 接头发热监测方法对比。直接监测法：是在接头上安装温度传感器，将温度信号集中处理，判断接头温度是否超过允许值。其技术难点是温度传感器的安装，要求温度传感器直接安装在 10kV 电压的接头上，其体积有严格限制，同时要求又不能影响开关的绝缘与正常运行，信号传送使用有线方式是绝对不允许的，通过无线发射信号，存在强电场磁场干扰与发射装置电源不易解决的问题。 间接监测法：主要是在接头位置涂一种特种涂料，使其在超过规定温度时发出特殊气味。其难点之一是涂料的选择
8、，不会对人产生健康威胁，难点之二是涂料的稳定性，要保证在室温中长期存放不挥发气体。难点之三不便直接区分具体线路。 监测开关柜内空气温度法：具体做法是在每台开关柜顶的排气孔上安装一个温度传感器，如果空气温度达到规定值，或柜内空气温度与环境温度差值达到规定值时即发出报警信号。具体温度报警定值要根据各开关柜负荷大小及周围环境温度来试验，通过对比分析，确定开关负荷与温度的关系曲线，根据温度曲线确定其报警温度值。报警信号直接送到控制室，值班员可以通过计算机随时查询开关柜内的实时温度值。对于无人值班变电站，过热信号可通过遥测直接送到监控中心。这种测温方法，温度传感器安装比较方便简单，运行安全可靠，投入较小，技术成熟后可在变电站内大量应用。 四、结束语 传感器测温报警装置可以有效解决封闭式开关柜不能进行直接测温的难题，对预防设备接头发热起到很好作用，利于消除设备发热隐患，确保人身和设备的安全。
