10kV常用电开关柜发热故障处理探讨

刘合祥

摘 要：开关柜是电能在生产、运输以及使用中最为关键的电气设备，特别是高压开关柜的稳定性更是重中之重，如果高压开关柜发热而出现故障甚至会影响供电稳定可靠性。文章首先对10kV常用电开关柜发热故障原因进行分析，结合工程实例对有关开关柜发热故障进行探讨，以期对于10kV厂用电开关柜运作质量的提升，起到一定的促进作用。

关键词：高压开关柜；发热故障；断路器；处理措施

引言

开关柜是厂用电系统中特别重要的电气设备，开关柜的安全稳定性会对工程整体安全运行产生严重的影响。文章对10kV常用电开关柜发热故障进行研究和探讨，不足之处，敬请指正。

1 10kV常用电开关柜发热故障原因

1.1 开关柜

开关柜实际上属于一种电气设备，其外线和柜内主控开关相互连接，其次是分控开关，各个分路根据具体的需要进行设置。包括仪表、自控、电动机磁力开关以及不同的交流接触器等，一些还专门配备了高压室与低压室开关柜。

开关柜的主要作用是在电能转换过程中对用电装置设备进行开合、控制以及保护，其内部部件包括断路器、开关、互感器以及保护设备等。一般来说，开关柜主要应用于发电厂、变电站、轻工纺织、厂矿单位以及高层住宅等场合。

1.2 发热故障原因

1.2.1 安装工艺问题

假如开关柜安装调试时，工作人员在对安装工艺进行选择方面出现差错，而造成为10kV开关柜留下安全隐患。比如说，10kV开关柜内固定式插头安装时，位置的选择有误，和设计图纸相差甚远，而导致虚接问题，接触不良继而造成开关发热故障。

1.2.2 检修维护制度有待完善

10kV开关柜因为滑动接触构造比较特殊，尽管方便进行维修保养工作，但是也因为其构造问题而对日常检修维护提出更高的要求。假如在维护时出现和既定规范步骤相矛盾的情况，没有对内部电气设备的性能进行准确核查，而造成开关柜内开关动、静触头因为接触不良而出现过热效应。

1.2.3 误操作、运行环境问题

相关工作人员欠缺一定的安全意识，日常维护中一些操作存在不良习惯，而且运行环境的确差强人意，这是导致10kV开关柜触头升温的重要因素。开关柜在较长一段时间里处于较湿的状态，维护保养力度不足，造成触头表面有杂质，从而导致动、静触头接触不良。

1.2.4 技术设备更新升级较慢

一些开关装置在配电系统中已服役很长时间，存在元件绝缘老化、机械结构变形等情况，因此而逐渐暴露出技术设备更新升级较慢的情况，尽管配电网系统中如断路器、互感器等装置已经进行改造，然而配套工程却迟迟没有升级改造，因此整体性能没有改变。

1.2.5 供电负荷骤升

由于供电负荷急剧增加而导致10kV开关柜内部相对薄弱的地方温度也随之增加，以此导致其绝缘性能继续老化，如果温度增加的速度过快还会导致开关柜内连接点、触头等位置的机械材料变形、老化等情况，因此而埋下安全隐患。假如工作人员未及时发现并采取解决对策，一旦情况恶化会出现火灾等安全事故。

2 工程实例

兰州市龙源高压配电室工程中应用10kv高压柜，高压配电室为10kV环网柜-负荷开关柜，其型号为，这种型号环网柜-负荷开关柜一般应用于低压配电室，或者是变压器容量不大于1250kVA的高压配电室。（如图1所示）

正常来说，针对于单台变压器而言，熔断器电流计算公式为：

I=Q/（1.732*10）A（1）

其中：Q为千乏（kvar）

那么，针对于高压配电室10kV，干式变压器为630kVA，承载负荷为600kW。10kV高压电容每相2台并联，总容量是630kvar，则电容器工作电流：

I=Q/（1.732*10）=630/（1.732*10）=36.37A

熔断器取1.5-2倍额定电流，即可选用63A。

熔断器的选择后，有关导线电缆选取方面，需要同时满足发热条件、电压损耗、经济电流密度以及机械强度等方面。按照公式（2）选取导线及电缆截面：

KθIal≥I30（2）

其中，I30是母线在电路中的计算电流，确保通过导线中的正常最大负荷电流也就是线路计算电流时产生的发热温度，要低于正常运行时的最高允许温度，除此之外还需要进行动热稳定校验。

3 故障处理措施

所以，针对于以上故障分析，及案例中反映出的问题，开关柜日常运行检查调试及维护中过程，需要采取一定的预防对策，以此降低开关柜故障发生的概率，防止开关柜因为长期发热升温而进入恶性寻淮而产生安全事故。

3.1 加强日常检修维护力度

10kV厂用开关柜在进行日常检修和维护中，要对开关柜内动、静触头进行认真检查，包括其稳定可靠性等，对其外表变色情况进行观察，还要做好预防性试验，对开关的触头、出头片的弹性进行检查，是不是符合技术标准。

3.2 采用全密封式接线座

温升效应和开关柜运行环境有着直接关系，外部灰尘及杂物等利用接线座等位置处进入到内部，在触头处聚集，从而导致联结位置发生接触不良的情况。这种情况下适合采用全密封结构的开关接线座，能够在一定程度上提升开关柜的密封性能，避免雨水、杂志等进入到内部，从而让运行环境更加符合运行标准。

3.3 温升在线监测系统的应用

10kV厂用开关柜因为过热故障而导致开关柜电气安全故障，一方面要强化日常运行维护的力度，尽量选择和应用新材料、新技术。除此之外，要结合电子技术、通信技术、计算机技术等，在10kV开关柜中应用温升在线实时监测系统，一旦有异常温升情况则及时报警，以此防止出现温升过热而引发安全事故。

4 结束语

总而言之，开关柜在10kV配电系统中的发挥重要性，其运行安全性对整个配电系统产生严重影响，所以在变电过程中要不断加强日常检查和维护力度，尽量选择和应用新材料新技术，加强温升在线监测系统的应用，能够在一定程度上防止安全事故的产生，保证10kV配电系统既安全稳定，而且节能省耗。

参考文献

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[2]潘忠凯，赵海，刘廷华.关于10kV开关柜运行中存在问题的探讨[J].广东科技，2012（23）.