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1.高電壓開關柜過熱事故對電力系統的危害

一旦高電壓開關柜發生發熱故障，不能及時有效地處理和解決，高電壓開關柜的故障發生率將大大增加，影響供電可靠性。

多年的工作經驗表明，最容易發生熱故障的部位是高壓開關柜的手車觸點:幾乎所有高壓開關柜的手車觸點都是由銅排連接的，但金屬銅不僅具有良好的導電性，而且具有良好的導熱性。工作狀態下高電壓開關柜產生的熱量會導致銅排快速發熱，嚴重影響高電壓開關柜內相應觸點的開合性能。高壓開關柜手車一旦接觸發熱事故，不僅麻煩，而且檢修高壓開關柜手車也很困難。即使經過維護，開關的電氣性能也不能完全恢復。

導致高壓開關柜加熱故障形成的過程不是一蹴而就的過程，而是一個“循序漸進”的過程:當高壓開關柜接觸表面處于惡劣的工作環境或異常時，其溫度會升高，電流加熱效應的持續作用會促使接觸溫度逐漸升高。一旦溫度上升過快，導致接觸溫度高于高壓開關柜的內部電流互感器的額定耐熱標準或高于絕緣套管的耐熱標準，電流互感器和絕緣套管將被損壞，導致單相或兩相短路，最終加熱故障的破壞力將被放大并擴散到其他附屬設備，最終影響供配電系統或電力變壓器的穩定性，甚至發生火災甚至爆炸。

2、高電壓開關柜過熱故障原因

根據系統容量和設備使用標準，通常會檢查開關柜型選擇的動態穩定性和熱穩定性，但在實際運行中，仍有許多復雜因素導致開關柜過熱故障。根據筆者積累的開關柜運行管理經驗，造成開關柜過熱故障的主要原因有幾個。

1.機柜內設備異常發熱:無論用哪種材料傳輸功率，都存在材料電阻。在電流和電壓的作用下，設備會產生正常的熱損失。然而，當電流回路中接頭的電阻值太大時，該部分的間隙將放電，熱值將急劇增加。當開關柜正常散熱不能快速散熱時，該部分溫度會異常升高。開關柜容易出現過熱故障的部分如下:

(1) ①10kV側母線、刀閘均設置在開關柜的狹小空間內，母線為增加絕緣經常使用絕緣熱縮套管，如母線銅不閉合或連接點緊固會造成接觸電阻增加；

②開關柜隔離斷路器的靜態和動態觸點未緊密接合，觸點不良，形成相應的間隙。電流在這里形成局部放電，導致嚴重的發熱和溫度上升。在運行過程中，這種熱故障的可能性很高。

(3)柜內電流互感器一般采用全密封環氧樹脂澆注結構。該結構的初級繞組和鐵芯散熱效果差。此外，通常在大電流電路中增加兩個連接到頭發的熱源，這在大電流操作期間導致嚴重的內部CT加熱問題。

2.防護等級因素導致散熱不良:為防止人體與開關柜的高壓帶電部件意外接觸和開關柜的異物進入造成設備短路，目前，開關柜基本采用金屬全封閉外殼。一般標準要求金屬外殼達到IP4X防護等級，即能夠阻擋直徑大于1.0毫米的金屬線或厚度大于1.0毫米的窄條等物體進入的防護標準，這極大地限制了開關柜的散熱效率。如果柜內設備異常過熱，柜體內的自然通風系統或強制通風系統不能滿足散熱要求，將導致柜內部件在散熱不良的高溫環境下絕緣性能逐漸惡化，埋下過熱開關柜的隱患。

3.柜體渦流加熱:高電壓開關柜內部結構設計和材料組合不當，大電流柜渦流加熱會導致嚴重的異常溫升。汕頭供電局在高峰負荷期間對各站重要設備進行了紅外熱成像缺陷調查。發現汕頭供電局220千伏站主變壓器為低開關柜B-C相和A-B相。機柜的內部隔板被加熱到大約85℃，導致開關柜機柜的溫度達到90℃。確認后，通過大電流在普通鋼隔板上產生大渦流來加熱主母線。此外，早期開關柜產品的自然和強制排氣系統的不合理設計導致了門開口的異常加熱。

4.運行維護因素:目前，成套設備開關柜必須按標準通過1.1次溫升和熱穩定性檢查后才能投入運行。然而，在用電高峰季節或維護模式下，由于電網連接和區域供電能力的限制，一些11+主變壓器被迫長時間處于滿負荷甚至過載狀態，這往往導致主變壓器的低壓進線柜和饋線柜通過較大的電流，導致柜內元件的發熱量增加。此外，開關柜的定期檢查、預試驗和維護的質量也與開關柜的異常溫升直接相關。例如，日常維護和清潔忽略了去除機柜中的灰塵和蜘蛛網，由于散熱空間狹窄，降低了設備的絕緣能力和機柜中的散熱效率。

5.環境因素:國內氣候報告顯示，中國南方夏季室外溫度保持在35℃ ~ 40℃，少數地區超過40℃。設備本身發出的熱量疊加會導致配電室環境溫度過高。如果開關柜采用傳統的散熱方式，并且缺乏通風設施，將會間接增加進入房間的灰塵和濕氣的量，使得開關柜處于更差的運行環境中，這將加劇開關柜中主要部件的加熱，并形成開關柜的異常加熱。

3、高壓開關柜熱處理及防治措施

供熱故障對高壓開關柜設備和供電系統的運行危害很大。如果不及時處理，將會燒壞與系統相連的大大小小的設備，造成嚴重的安全事故。從安全角度來看，電力企業應建立綜合措施，預防和控制高電壓開關柜過熱。

1.設備選擇和訪問控制:國家標準或國際電工委員會標準規定了開關柜設備的設計、制造、測試、安裝、安全和環保技術要求。目前，開關柜的許多制造商一般按照通用標準制造。但是，由于不同的區域運行條件和不同的維護管理要求，用戶有必要進一步規范制造商的制造標準、技術和質量，嚴格選擇類型和訪問條件，從源頭上確保開關柜適合“本地化運行”。在溫度、濕度和設備容量高的經濟發達地區，當開關柜時，過熱故障的概率很高。因此，企業有必要對動態熱穩定性驗證、溫升試驗、設備溫濕度控制和排氣系統等提出相應的制造標準和要求。結合實際情況。例如，自動控制柜內的濕度需要設置一個智能數字顯示溫濕度控制器和一個功率不超過100瓦in 開關柜的加熱器。3150A和4000A大電流柜采用額定電流為4000A的真空斷路器，配有連續運行壽命不低于2年的優質風機。風扇可以在沒有總線斷電的情況下進行維護，并且便于更換。禁止用風扇直接吹真空斷路器散熱。熱縮絕緣封裝，熱縮絕緣厚度不小于2mm，滿足溫升試驗要求(應提供溫升試驗報告)；對于額定電流為2000安培及以上的柜內電流互感器，在保證內部安全距離的前提下，應盡可能選擇穿芯結構電流互感器，以改善電流互感器的冷卻條件等。

2.設備更換和改造:一些早期的開關柜產品在技術和結構上仍有不完善之處，導致開關柜溫度異常升高，給運行帶來很大隱患。對于此類設備，如果使用壽命太長，改造成本太高，應以設備更換為基礎。如果局部改造能滿足運行要求，則應批準改造，以徹底消除開關柜溫升過高的缺陷。我公司處理了渦流影響及通風散熱系統造成的3150A開關柜局部加熱偏差低的缺陷，實際運行經驗證明效果良好。具體措施是:關閉機柜電源，用渦流環境最小的材料組合替代主母線產生的渦流區域，在機柜內部安裝最佳通風系統，在配電室安裝室內空調，從而降低系統工作環境的溫度，取得良好效果。

3.運行維護到位:通過綜合實施各種運行維護過熱預防和控制措施，結合在0+可能出現的異常升溫的主要原因和實際運行中容易發熱的部位，是保證0+安全運行的必要條件。如下所示:

(1)負載控制。控制當前負載，減少過載操作次數，防止過熱。目前，社會對電力的需求不斷增加，使得大部分變壓器長時間處于滿負荷狀態。尤其是主變壓器低壓進線承受的電流值開關柜往往超標。負載過大會導致部件的加熱頻率增加，導致溫度異常升高。因此，運行管理中應做好負荷預測，合理安排運行方式和負荷切換，盡量避免開關柜滿負荷或過載運行。

(2)聯系維修。發生開關柜發熱事故的主要原因是開關柜斷路器手車觸頭接觸不正常，特別是動靜觸頭的嚙合狀態不理想。維護人員應特別注意觸點的維護。重點觀察斷路器螺釘的緊固情況，必要時更換新螺釘、彈簧等部件，防止隔離觸頭多次分離和閉合后彈簧老化，導致觸頭連接松動。同時，在隔離觸點上涂抹導電膏和凡士林，以降低接觸電阻。

(3)定期檢查和預試驗。應在開關柜范圍內對設備進行定期檢查和測試。應根據測試程序逐一進行驗證。如果發現異常數據，應結合歷史數據進行對比分析，判斷設備絕緣容量在開關柜范圍內。柜內絕緣劣化或故障部件應及時更換，以消除人為失誤給開關設備帶來的巨大安全隱患。

④安裝在線監控。在線測溫裝置安裝在開關柜內，實時監測開關柜內觸頭、銅排、輔助部件等運行設備的運行情況。測量裝置與電流繼電器配合，同時啟動風扇。當機柜中的溫度或繼電器中的電流達到固定值時，風扇開始冷卻。如果溫度繼續上升到另一設定值，則發出報警信號，通知值班員及時處理，也便于維護人員直觀判斷加熱故障情況，鎖定過熱位置開關柜，實施有針對性的維護處理。

⑤改善作業環境。一般情況下，考慮改善配電室的通風和排風系統，設置空調從整體上控制配電室環境的溫度和濕度，以避免開關柜運行過程中的累計溫升。