电气开关柜发热刍议
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【摘 要】本文总结了开关柜发热的原因、类型，并试图从多个方面提出解决发热问题的方法，其中包括制造工艺改进，触头结构改造，在线测温，加强运行监测等。
【关键词】开关柜;大电流;发热
0.引言
河北某钢铁集团一配电室自建成起，开关小车温升大、触头温升高的问题就一直缠绕着运行维护人员。通过一些常规手段进行处理后效果仍然不太理想。针对这种情况，我根据自身经验和查阅资料，总结了开关柜发热的常见原因及改善措施，希望对我们电气维护人员的日常维护及设备的安全运行有所帮助。
1.1系统规划不合理
首先，系统规划统计是变配电系统高效经济运行的基本保障，在开关柜容量选择时如果没有进行充分的负荷统计，会造成开关设备在实际运行过程中的额定容量小于负荷实际需求容量，造成开关柜长期工作在过负荷运行工况下，导致开关柜触头发热量超过设计需求[1]。其次，在变配电所扩建时没有对原开关设备进行容量校验，依然采用原开关设备进行供电，就会使开关触头发热量剧烈增加，大大影响供电可靠性。
1.2开关柜及触头结构设计不合理
1.2.1开关柜设计存在缺陷
开关柜在结构设计没有做好防磁隔热措施，通过对现场运行的了解，大电流开关柜的主进线柜发热最为严重。大电流作用下开关柜内部会产生较强的交变磁场，且磁场强度呈非线性递增，造成柜体发热现象严重。若温度超过表1的限值，便会烧毁元器件，酿成事故。
1.2.2开关触头设计存在缺陷
当触头的载流面积不足，开关柜触头接触面接触不良、触头的压力不足时，触头接触电阻会增大，造成触头发热量剧增并引起动静触头接触面氧化从而增加接触电阻，使开关柜进入接触电阻增大-发热-氧化-接触电阻增大-氧化的恶性循环。
1.3检修维护制度不完善
工作人员的不良操作习惯会使开关发热，比如在开关手车机构推入时，没有推到开关柜的设计位置，导致开关柜动静触头间形成一些接触缝隙，电流就会在这里产生剧烈的电弧效应，产生大量的热量，降低开关设备的综合电气性能。
1.4设备的安装工艺差
变配电所内的开关设各在安装调试过程中，由于各方面的原因，在设备在施工中使用安装工艺不当，没有严格按照相关设计和施工要求进行施工，造成开关柜内各元件间连接不规范，使得封闭式高压柜小车的插嘴与插头有偏差，形成一些间隙，开关推入后插头部分可能会接触不牢固，造成电流过流面积降低，引起触头发热，影响开关柜的高效经济运行。
1.5环境温度
环境温度升高造成散热不畅也是开关柜发热的主要原因。为防止人体接触高压开关带电部分，并防止小动物进入高压柜，生产厂家一般都根据国家行业标准 DL/T 404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》规定进行设计。当夏季气温在32-38℃时，如果设备通风不良，柜内热量无法散出，就会导致触头严重发热而损坏。
2.开关柜发热的处理措施
2.1系统合理规划
变配电系统合理的规划是降低能耗，节省经费，减小事故率的根本及前提，根据 GB 50052-95《供配电系统设计规范》，供电配系统设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主。并且应采用采用专线供电等方法减小冲击性负荷引起的电网电压波动和电压闪变。因此在设计是应充分考虑负荷情况，合理分配并留有一定的裕量。
2.2完善开关柜设计，改进手车触头的制作工艺
2.2.1在开关柜方面
在定制开关柜时，首先应根据工程实际运行外部条件和设计单位提供的开关柜接线图，给开关柜预留足够的过流容量以尽量减少开关设备在运行过程中的触头发热问题。为减少杂散涡流造成的柜体发热，主进线开关柜体必须选用非磁性材料，以切断杂散涡流穿越柜体而引起发热。此外，由于负荷的增加，在狭小的断路器室、母线室，设备产生的热量不易散发，长时间运行会造成相关设备运行环境的温度升高。所以，建议在开关柜柜顶强制安装轴流风机进行散热，有效降低断路器室、母线室的运行温度，以保证设备的安全运行。
2.2.2在触头方面
（1）可以通过增加触趾等方法尽量增大触头的有效载流面积。触头的有效载流面积应大于所连接的导体的载流面积，否则会限制该回路设备的通流能力．
（2）增大触头压力。可以通过加厚螺帽从而加大紧固力等方法提高触头的动稳定性，减小接触电阻，增强触头的抗疲劳能力[2]。
2.3建立完善规范的检修维护制度
加强职工的责任意识，完善的检修维护措施是开关柜高效经济运行的有利保证。运行人员在日常工作中，应按照相关要求实时查看开关设备各元件的动作性能，通过观察和嗅的方法查看触头面有无变色或氧化现象。按照试验周期和标准，定期进行预防性试验，确保电气设备安全运行。
2.4安装
提高开关柜的安装、调试及检修工艺。严格高压断路器工装工艺流程，避免因开关插嘴与插头位置的偏差而造成发热。这是生产制造厂家和电气安装单位的问题，需要运行人员在设备投运前把好验收关。
2.5使用环境温度
为使高压真空断路器的使用环境温度不高于40℃，应该在前期设计时认真考察配电室周边环境，尽量远离热源，同时在配电室四周加装通风孔或轴流风机，并预留适量的空调插孔，以便在配电室建成后温度仍不能达到要求时，加装空调。
2.6加强开关柜温度监测
现在经常使用的柜内接头发热监视方法主要有： 在接头粘贴测温蜡片；手摸柜门感知柜内温度 ；通过异常气味及异常音响发现设备过热等。但是这些方法具有很大的随意性与偶然性[3]。现今比较可行的方法是在柜内触头安装无线测温系统，实时监视触头温度，对触头的发热隐患做到早发现早处理。
3.综述
综上所述，开关柜发热是当今电力系统运行的一大难题，时刻威胁着企业的正常生产。从上述分析我们可以看出，开关柜发热问题涉及变配电设计、运行方式、开关柜本体的生产制造，运行维护等各个方面，根据“木桶效应”，各个方面都需要做到最好，才能保证开关柜发热问题的最终解决。
【参考文献】
［１］皮球如.浅谈10KV开关柜发热原因及改进措施［J］．硅谷，2010，(02):193-194.
［２］李忠.浅析电气设备触头发热及其处理［J］．电子科技,2011,(12):309.
［３］巩江.浅析如何解决小车开关触头过热监测问题［J］．科技资讯,2009,(30):82-83.