10kV金属铠装封闭式开关柜静触头发热缺陷分析

２０１２年５月第１５卷第５期　２０１２，Ｖｏｌ，１　５，Ｎｏ．５　贵州电力技术　ＧＵＩＺＨＯＵ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　ＴＥＣＨＮ０ＬｏＧＹ　专题研讨　Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｒｅｐｏｒｔｓ　１　０ｋＶ金属铠装封闭式开关柜静触头发热缺陷分析　张　进　（兴义供电局，贵州兴义５６２４００）　摘要：发热点属于开关内的静触头松动和引下线与母线连接面接触不良，造成氧化后长时间过热而造成损坏，其　热量是会通过空气介质传播到开关柜表面的，此时如果通过对开关柜表面的温度场进行横向和纵向的比较。　关键词：封闭式高压柜；静触头发热；防范措施　文章编号：１００８—０８３Ｘ（２０１２）５—００２４—０３中图分类号：ＴＭ５９１文献标识码：Ｂ　在高压开关柜的长期运行中，柜体中的触头　和母排连接处因安装工艺不良或随负荷电流的变　化及短路电流的冲击后，将导致连接部位薄弱点　发热，加速接触面氧化电阻增大的缺陷，当以上劣　化过程不断恶性循环最终将导致设备绝缘热击　穿，发生接地、相间短路事故。虽然供电系统已运　用红外热成像仪、红外线点温仪和在线开关柜温　３缺陷发生过程　０１１小车开关型号ＶＳ１—１２／２５００—４０的金属铠　装移开式开关柜；在２００８年６月２７日１９时左右，运　行值班人员巡视中发现１号主变０１１开关柜发热，用　红外线检测柜体表面温度为６２℃判断异常，随即汇　报调度将０１　１小车开关柜及１０ｋＶ母线停电，检查发　度监测装置，对发热缺陷进行很好的预防作用。　现开关Ｃ相下静触头的中心固定螺栓松动，造成静触　头严重发热且表面有４ｃｍ的放电灼伤痕迹（见图１、　２、３），另还发现０６１开关Ｃ相上层引线与母线搭接的　铜排螺栓严重松动（见图４），也同时造成发热。另加　上１３５７Ａ的电容电流穿过１０ｋＶＩ母倒送到１号主变，　致使０１１开关Ｃ相发热更为严重；因０１１开关ｃ相处　于高电位，而０１１柜处于地电位，没有直接的热传递，　由于是封闭式开关柜空间狭窄，Ｃ相严重发热散热在　柜内，通过空气传热到柜体，致使０１１开关柜发热到　６２℃，由此可知Ｃ相发热的严重程度，完全有可能造　但因封闭式开关柜在运行中不能打开，即使开关　柜预留测温孔，因位置的局限性测温时也会有死　点。而后者则要对每个接触点都安装一个高性能　的温度传感器来获得准确的数据，造价较高目前　也只在重要变电站才选配。因此针对大量运行的　封闭式高压柜内接头发热还应采取综合监测措　施，才能达到合理的预防效果。结合生产实践，我　们发现接头发热事故主要集中在一些负荷较重的　１０ｋＶ小车式封闭开关柜内，下面以一起１０ｋＶ小　车式封闭开关柜发热缺陷为对象进行分析，同时　结合相应的规程导则、维护经验及近年来新的监　测技术提出相应的防范措施。　成开关绝缘热击穿而造成短路事故。值得庆幸的是　因及时发现该缺陷避免了一起１０ｋＶ开关柜因发热引　发开关绝缘击穿烧毁的设备事故。　ｌ　发生缺陷时１０ｋＶ开关柜的运行方式　２２０ｋＶ安龙变１号主变正常运行，１０ｋＶ侧０１１　断路器带１号、２号、３号电容器（每组电容器最大　容量为９０００ｋｖａｒ）、１号站用变、１０ｋＶ　Ｉ段母线电压　互感器运行于Ｉ母、０１０开关未运行。　２发生缺陷时气象情况　气温２２ＣＣ、湿度：５Ｏ％、安龙变全天多云、风　力小。　．图１　静触头螺栓松动后发热变色　２４．　第５期　张进：１０ｋＶ金属铠装封闭式开关柜静触头发热缺陷分析　图２　与连接静触头铜排发热后有严重的烧灼痕迹　图３静触头发热烧灼　图４　引下线与母排连接处发热造成绝　４缺陷处理　因无静触头的备品现场未能更换，只能将原静　触头打磨后重新安装运行。运行期间一直监测０１　１　开关柜表面最热点温度为３０％，处于正常范围内直　至更换为止。　５缺陷原因分析　事后分析现场红外线检测到的０１　１柜体表面靠　Ｃ相一侧的最热温度为６５℃，而处于同一连接的　Ｏ１ｌ３刀闸柜温度为２３ｃＣ，加上电容电流穿过１０ｋＶ　Ｉ母倒送到１号主变，使０１１开关三相电流为　１３５７Ａ（约为开关柜额定电流２５００Ａ的５４％），温升　已达４３℃，已经不符合标准要求（标准为满负荷条　件下３０℃），同时根据相对温差判断法按公式（１）计　算判断如下：　即两个对应测点之间的温差与其中较热点的温　升之比的百分数。相对温差８ｔ可用下式求出：　６　：　×１００％：　×１００％　１　１　１一』０　式中：　ｒ　和　——发热点的温升和温度；（Ｔ　取６５℃　为０１１柜体最热温度）　ｒ：和　——正常相对应点的温升和温度；（　取２３℃为０１１３刀闸柜表面温度）　——环境参照体的温度。（　取２２℃）　通过计算得出相对温差值为９７％，依据《ＤＬ／Ｔ　６６４—１９９９带电设备红外诊断技术应用导则》中的　规定也可判断当时０１１开关柜发热已为紧急缺陷　（见表）。　表　部分电流致热型设备的相对温差判据　通过对这起小车开关静触头发热缺陷的分析可　以看出该发热点，属于开关内的静触头松动和引下　线与母线连接面接触不良，造成氧化后长时间过热　而造成损坏，由于手车柜的密闭性，常规下红外检测　仪器不能对柜内设备导体的触头和连接部位进行温　度测试，因此在发热缺陷初期不能用红外线点温仪　器监测到发热部位。但通过验证这次的发热缺陷表　面测温的数据分析判断，得出运行中对于密封的手　车柜，当柜内导体因接触不良而产生热效应时，其热　量是会通过空气介质传播到开关柜表面的，此时如　果通过对开关柜表面的温度场进行横向和纵向的比　较（即相间互比与同相判别法），在进行电流效应发　热故障诊断时对判断故障的属性和定位是有益的。　并且可应用同一组设备或同类设备在相同的额　定电压、电流或近似的负荷状态下运行时，检测同组　・２５・　贵州电力技术　第１５卷　设备的发热异常部位温度与相应的正常部位温度之　差即（温差比　）：　７＇　一　式开关柜表面进行温度场测试，测试中做好测试记　录，并应用相对温差判断法，对温度的异常及时分析　处理。提前预知开关柜内部导电部位的高温发热缺　陷或低温发热的潜伏性隐患。　（３）加强验收管理把好全密封金属铠装柜安装　质量关，杜绝现场安装检修工艺不当，如引流线在加　工、连接、安装过程中，对引流线接触表面处理不到　位、不平整、不光滑、没有打磨处理或涂专用电力脂、　也可以判断出存在的发热缺陷，因为从温度差　的定义上可以看出，对于设备中的电流效应发热的　内、外导流回路故障而言，温差比决定于设备发热异　常部位接触电阻与同组设备正常部位接触电阻的相　对劣化程度。因此应用相对温差判断法分析和计　连接螺栓未紧固等，而导致有效接触面积减少接触　电阻增大而发热造成的设备事故。　（４）预试中加强对运行中的手车式开关柜导电　回路电阻检测工作，对发现手车开关柜内动、静触头　有接触不良的应及时处理，防止缺陷的进一步扩展。　算，也是可以判断出设备内外电气连接发热缺陷的。　此方法既方便、又可减小因检测条件和运行状况影　响带来的误差，当应用“相对温差判断法”判断设备　故障时，在不与《交流高压电器长期工作时的发热》　（ＧＢ７６３—１９９０）相互冲突的前提下，是可用计算相　（５）利用新技术手段进行适时温度监测控制，　如测量高压开关柜内部空气的温度变化，即在每台　开关柜排气孔上安装一个温度传感器，如果空气温　度达到规定值即发出报警信号，或是柜内空气温度　与环境温度差值到规定值时即报警。另应用近年来　提出的利用气体（如ＣＯ：）传递过温信号的中高压　开关柜过温监测系统，来更能有力的适时监控发热　对温差值百分比，来作为判断设备发热部位注意值　和危险值的依据，如表就列出了判断的数据。　６　防范措施　通过以上分析认为针对１０ｋＶ金属铠装封闭式　开关柜内部发热缺陷可以通过以下方法进行预防：　（１）在运行维护中可加强分析同一设备不同时　故障。　通过以上对１０ｋＶ封闭式高压柜内静触头的发　热缺陷分析及总结不难看出，要彻底杜绝该类发热　缺陷引发事故应因地制宜的采取综合的预防措施才　期的红外线测温的检测数据，找出设备致热参数的　变化情况。这样当运行设备出现局部温度与以前测　试数据相差悬殊时，就可以及时做出设备是否存在　发热异常的判断和处理。目前红外线成像测试技术　已大量在电力系统中应用，因此针对金属铠装移开　能达到很好的防范效果。　式开关柜密闭的特殊性，对内部的导电连接部分存　在不能直接监测发热点的情况，我们还可通过建立　一收稿日期：２０１２—０２—１６　套完整的同类开关柜正常运行时热图像数据库，　作者简介：　与异常状态下的热图像进行对比后进行综合的判　断，也能及时发现和处理电流至热设备的故障。　（２）变电站巡视中应采用红外点温仪对全封闭　张进（１９７４一　），男，大专，电气试验技师，现从事基建工程　（本文责任编辑：刘媛）　管理工作。　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｘｅｄ　ｃｏｎｔａｃｔｓ　ｈｅａｔ，ｆ—ｒｕｎ　ｆａｕｌｔｙ　ｉｎ　１　０ｋＶ　ｍｅｔａｌ　ａｒｍｏｕｒｉｎｇ　ｅｎｃｌｏｓｅｄ　ＨＶ　ｓｗｉｔｈｂｏａｒｄ　Ｚｈａｎｇ　Ｊｉｎ　（Ｘｉｎｇｙｉ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｘｉｎｇｙｉ　５６２４００　Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｏｔ　Ｐｏｉｎｔ　ｉｓ　ｄａｍａｇｅｄ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｌｏｎｇ—ｔｉｍｅ　ｈｅａｔｉｎｇ　ａｆｔｅｒ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｂｅｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｆｉｘｅｄ　ｃｏｎｔａｃｔ　ｉｎ　ｓｗｉｔｃｈ　ｌｏｏｓｅｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｏｗｎｌｅａｄ　ａｎｄ　ｂｕｓ　ｃｏｎｔｒａｃｔ　ｐｏｏｒｌｙ．Ｉｔｓ　ｈｅａｔ　ｓｐｒｅａｄｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｓｗｉｔｃｈｂｏａｒｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ａｉｒ，ｂｙ　ｔｈｉｓ　ｔｉｍｅ　ｉｔ　ｉｓ　ｎｅｅｄｅｄ　ｔｏ　ｃｏｍｐａｒｅ　ｔｈｅ　ｖｅｒ—　ｔｉｃａｌ　ａｎｄ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｓｗｉｔｃｈｂｏａｒｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄ：ｅｎｃｌｏｓｅｄ　ＨＶ　ｓｗｉｔｈｂｏａｒｄ；ｆｉｘｅｄ　ｃｏｎｔａｃｔｓ　ｈｅａｔ—ｒｕｎ；ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　・２６・