高壓開(kāi)關(guān)柜內部發(fā)熱隱患分析及預防

　　高壓開(kāi)關(guān)柜內部發(fā)熱隱患分析及預防

　　柜內設備因運維、檢修問(wèn)題導致發(fā)熱

　　1、高壓開(kāi)關(guān)柜出線(xiàn)室底板發(fā)熱導致電纜故障

　　專(zhuān)業(yè)人員檢査PD線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜內設備，除看到A相電纜終端嚴重燒損以外，其余無(wú)異常。高低壓電氣成套設備柜內無(wú)弧光短路跡象，電纜終端線(xiàn)夾無(wú)燒熔現象。

　　在開(kāi)關(guān)柜下面的電纜隧道內，PD線(xiàn)A相電纜穿板處，檢查發(fā)現有電弧燒穿的孔洞。發(fā)現PD線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜出線(xiàn)室底板是鐵板，PD線(xiàn)電纜分相穿過(guò)電纜孔，柜底兩塊鐵板之間沒(méi)有縫隙，相互重疊壓在一起，形成了閉合磁路 (在A(yíng)相電纜一側）。A相電纜終端流過(guò)大負荷電流時(shí)，形成閉合磁路的鐵板上有感應電流，產(chǎn)生熱量對電纜終端的外絕緣構成嚴重威脅。

　　依據以上現象分析，PD線(xiàn)A相電纜終端，在穿板處受熱損傷，形成絕緣薄弱點(diǎn)，逐步發(fā)展到鐵板穿孔部位的絕緣被燒穿，A相電纜終端對柜底鐵板電弧放電，形成單相接地故障。發(fā)生故障時(shí)，由于系統B、C相對地電壓升高, PW線(xiàn)C相絕緣薄弱點(diǎn)擊穿而形成不同線(xiàn)路兩點(diǎn)接地短路，兩條線(xiàn)路保護裝置同時(shí)動(dòng)作跳閘。

　　PD線(xiàn)A相電纜的絕緣薄弱點(diǎn)，可能是電纜敷設時(shí)的施工質(zhì)量或維護質(zhì)量問(wèn)題。

　　高低壓電氣成套設備預防措施

　　（1）規范電纜終端制作工藝，提高電纜終端制作質(zhì)量，杜絕“野蠻施工”。電纜分相穿過(guò)底板的敷設方式，開(kāi)關(guān)柜出線(xiàn)室底部鐵板不允許形成閉合磁路。

　　（2）開(kāi)關(guān)柜出線(xiàn)室底板應采用非導磁材料制作。

　　（3）開(kāi)關(guān)柜出線(xiàn)室的底板采用鐵板時(shí)，鐵板必須固定安裝，防止所留縫隙因變位形成閉合磁路。

　　2、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜手車(chē)動(dòng)、靜觸頭接觸不良發(fā)熱

　　經(jīng)母線(xiàn)停電檢查，發(fā)現故障原因是靜觸頭座與母線(xiàn)連接固定螺栓松動(dòng)，造成接觸不良導致發(fā)熱。故障部位首先起于靜觸頭座與母線(xiàn)排連接處，受熱傳導作用，造成動(dòng)觸頭燒損。動(dòng)觸頭上的壓緊彈簧受熱后逐步退火，緊固力下降，接觸電阻進(jìn)一步增大，觸指局部燒熔。過(guò)熱的靜觸頭。

　　發(fā)熱缺陷應有一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程。長(cháng)期的大電流作用，使原本較輕微的發(fā)熱逐步發(fā)展，使接觸電阻逐漸增大，形成惡性循環(huán)；如不能及時(shí)發(fā)現，將造成嚴重的設備事故。

　　高低壓電氣成套設備預防措施

　　（1）堅持定期對開(kāi)關(guān)柜內主導流接觸部位進(jìn)行紅外測溫。

　　（2）斷路器手車(chē)拉出柜外檢修時(shí)，應更換老化、疲勞的壓緊彈簧和銹蝕的螺栓，并采取防銹措施。

　　（3）規范設備安裝調試工藝，保障手車(chē)動(dòng)、靜觸頭接觸行程符合標準。設備安裝調試時(shí)，必須測量動(dòng)、靜觸頭接觸行程。

　　（4）安裝調試和檢修時(shí)，應測量手車(chē)動(dòng)、靜觸頭接觸電阻符合規定。

　　（5）利用母線(xiàn)停電機會(huì )，檢查各手車(chē)動(dòng)、靜觸頭接觸行程，檢查靜觸頭座連接螺栓壓緊有無(wú)松動(dòng)，及時(shí)發(fā)現并消除隱患。

　　（6）開(kāi)展開(kāi)關(guān)柜運行溫度檢測，對溫度異常的開(kāi)關(guān)柜強化監測、分析和處理，防止導電回路過(guò)熱引發(fā)的柜內短路故障。

　　（7）開(kāi)關(guān)柜內有很多有機絕緣部件，受熱后絕緣性能會(huì )不可逆的逐步喪失，可能引起火災。因此，其主導流接觸部位的髙允許溫度、發(fā)熱缺陷定性方面的規定，應與裸露的金屬導體的接觸部位高允許溫度、發(fā)熱缺陷定性規定有區別。建議開(kāi)關(guān)柜內主導流接觸部位的高允許溫度值、發(fā)熱缺陷定性溫度值降低10℃。

　　(8)制造廠(chǎng)應嚴格把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，規范裝配工藝，特別要提高廠(chǎng)內裝配質(zhì)量。所有螺栓的緊固力矩，應作出明確規定并達到要求。

　　3、高壓開(kāi)關(guān)柜內母線(xiàn)排與手車(chē)觸頭座接觸部位發(fā)熱

　　接著(zhù)測量10kV 1號主進(jìn)線(xiàn)封閉母線(xiàn)橋（開(kāi)關(guān)柜端）表面溫度達31. 0℃，比其他開(kāi)關(guān)柜柜體表面溫度高出與該開(kāi)關(guān)柜后門(mén)處溫度相比低3.8℃，說(shuō)明發(fā)熱點(diǎn)不在封閉母線(xiàn)橋，可能在開(kāi)關(guān)柜內手車(chē)動(dòng)、靜觸頭及其母線(xiàn)排連接部位。

　　3 日后，10kV 1號主進(jìn)線(xiàn)柜停電檢查。將手車(chē)拉出柜外，立即對手車(chē)進(jìn)行紅外測溫（余溫），手車(chē)B相動(dòng)觸頭整體溫度42. 7℃(余溫），B 相動(dòng)觸頭前部溫度為46℃(余溫)，手車(chē)母線(xiàn)側靜觸頭溫度為48. 5℃(余溫）,開(kāi)關(guān)柜后的穿板套管處溫度39.2℃(余溫）,在開(kāi)關(guān)柜內后部的手車(chē)母線(xiàn)側靜觸頭盒附近的母線(xiàn)排溫度64.6℃ (余溫）。由此證明手車(chē)動(dòng)、靜觸頭接觸部位不是發(fā)熱點(diǎn)，開(kāi)關(guān) 柜后的穿板套管處也不是發(fā)熱點(diǎn)；1號主進(jìn)線(xiàn)柜手車(chē)母線(xiàn)側靜觸頭座與母線(xiàn)排連接觸部位是發(fā)熱點(diǎn)。

　　通過(guò)分析紅外測溫圖譜，可以清晰地看到10kV 1號主進(jìn)線(xiàn)柜體后部發(fā)熱。停電檢查時(shí)，發(fā)現主變壓器10kV 1號主進(jìn)開(kāi)關(guān)柜后門(mén)內B相母線(xiàn)排絕緣熱縮管因受熱燒開(kāi)裂紋、變黑，母線(xiàn)排與手車(chē)母線(xiàn)側靜觸頭座連接處螺栓松動(dòng)，接觸不良，導致運行中發(fā)熱。

　　高低壓電氣成套設備預防措施

　　（1）修改有關(guān)檢修維護規程，規范、完善設備檢修維護作業(yè)指導書(shū)，防止必要的作業(yè)流程被遺漏。

　　（2）規范設備小修項目工藝，規定主導流部位螺栓緊固力矩。

　　（3）除運維人員正常按周期對設備進(jìn)行紅外測溫以外，在大負荷情況下應進(jìn)行有重點(diǎn)的測溫，檢修人員應進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化的測溫。

　　（4）開(kāi)關(guān)柜內鋁母線(xiàn)排更換為銅母線(xiàn)排。

　　（5） 高壓開(kāi)關(guān)柜運行中，使用紅外熱成像儀測溫，只能對柜體外部檢測，很難直接發(fā)現發(fā)熱點(diǎn)，需要進(jìn)行對比分析。對開(kāi)關(guān)柜各部位檢測后，再與環(huán)境溫度對比，高出環(huán) 境溫度較多，證明柜內有發(fā)熱點(diǎn)。相同環(huán)境溫度下，負荷電流相差不大的各開(kāi)關(guān)柜表面溫度，若相差較多，溫度高的開(kāi)關(guān)柜內部有發(fā)熱點(diǎn)。對于有發(fā)熱現象的開(kāi)關(guān) 柜，可以在加強安全監護的情況下，打開(kāi)柜門(mén)進(jìn)行測溫，檢查具體的發(fā)熱點(diǎn)。設備停電操作后，立即測量各部位的余溫，也是檢查具體發(fā)熱點(diǎn)的方法。

　　4、10kV手車(chē)動(dòng)觸頭壓緊彈簧損壞引起接觸部位發(fā)熱

　　經(jīng)專(zhuān)業(yè)人員檢查，判定開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)室、后下柜沒(méi)有發(fā)熱情況，手車(chē)A、B相母線(xiàn)側動(dòng)、靜觸頭和A相下動(dòng)、靜觸頭接觸部位發(fā)熱。開(kāi)關(guān)柜停電檢查，將手車(chē)拉出柜外， 發(fā)現手車(chē)A相母線(xiàn)側（上部）動(dòng)觸頭端部缺少1根壓緊彈簧，手車(chē)A相下動(dòng)觸頭和B相母線(xiàn)側動(dòng)觸頭導電桿絕緣護筒側各缺少1根壓緊彈簧。檢查手車(chē) 靜觸頭情況時(shí)，發(fā)現相應的靜觸頭盒內遺留有脫落的壓緊彈簧。

　　檢查靜觸頭盒內脫落的壓緊彈簧，發(fā)現彈簧有斷裂痕跡但沒(méi)有燒蝕情況。更換壓緊彈簧，消除缺陷，10kV 1號主進(jìn)線(xiàn)柜恢復運行正常。

　　此后，利用停電機會(huì )進(jìn)行隱患排查，共發(fā)現該變電站先后有7個(gè)10kV出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜手車(chē)動(dòng)觸頭壓緊彈簧出現上述斷裂隱患,由此判定屬于家族性缺陷。

　　同 一變電站、同一型號開(kāi)關(guān)柜出現相同的設備隱患，應該是壓緊彈簧質(zhì)量問(wèn)題。由于手車(chē)在上次推入運行位置操作后，動(dòng)觸頭壓緊彈簧斷裂，緊固力下降，觸指與靜觸 頭的接觸壓力下降，接觸電阻進(jìn)一步增大，接觸部位發(fā)熱。手車(chē)A相下動(dòng)觸頭和B相母線(xiàn)側動(dòng)觸頭導電桿絕緣護筒側壓緊彈簧斷裂，使動(dòng)觸頭與手車(chē)導電桿之間發(fā) 熱。手車(chē)動(dòng)觸頭壓緊彈簧斷裂，可能造成10kV母線(xiàn)接地、弧光短路，也可能因手車(chē)動(dòng)、靜觸頭放電拉弧而造成母線(xiàn)短路事故。該變電站10kV開(kāi)關(guān)柜內多次發(fā) 生壓緊彈簧斷裂，均未造成事故，很值得慶幸。

　　預防措施

　　（1）堅持定期對開(kāi)關(guān)柜內主導流接觸部位進(jìn)行紅外測溫。

　　（1）斷路器手車(chē)拉出柜外檢修時(shí)，應更換老化、疲勞的壓緊彈簧。

　　（3）設備停電檢修時(shí)，認真檢查手車(chē)動(dòng)觸頭裝配有無(wú)缺陷，檢查手車(chē)動(dòng)觸頭壓緊彈簧有無(wú)變形、變色和松脫，檢查有無(wú)受熱退火隱患。

　　（4）對同批次、同型號開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行排查，消除同類(lèi)隱患。

　　（5）制造廠(chǎng)應嚴格把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，規范裝配工藝，提高壓緊彈簧的制造質(zhì)量，特別要提高廠(chǎng)內裝配質(zhì)量。設備質(zhì)量驗收時(shí)，嚴格檢查手車(chē)操作的靈活性、準確性，防止動(dòng)、靜觸頭接觸位置偏差，導致手車(chē)操作中壓緊彈簧受機械損傷。