刍议封闭式高压柜内接头的发热现象

摘要:封闭式高压柜作为电力设备在运行时会出现发热的现象,不及时发现并处理就会导致严重的生产事故。文章分析了封闭式高压柜的运行现状与内接头发热现象,探讨了该现象的主要原因,并提出了一系列的完善措施。

关键词:封闭式高压柜;接头发热现象;电力负荷

中图分类号:TM591文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)28-0072-02

封闭式高压柜作为电力设备在运行时会出现发热的现象,不及时发现并处理就会导致严重的生产事故。红外热成像仪、红外线点温仪等先进的温度测试设备在电力生产中被广泛运用并也取得了很好的效果。这些温度测试设备使得封闭式高压柜内接头的温度得到了有效监视,很大程度上减少了接头发热现象,从而避免了一些生产事故。对于封闭式高压柜来说,在其运行中是禁止打开的,也就无法测量运行中柜内接头的实际温度,常常给安全生产造成影响。下面结合封闭式高压柜的结构特点及内接头发热现象的原因进行研究与分析。

1封闭式高压柜结构特点

封闭式高压开关柜具有安全可靠、结构紧凑简单、体积小占地省、操作方便造型美观、绝缘水平高、寿命长等优点,一般在开闭站、小区配电室、变电站内广泛使用。然而,封闭式高压开关柜也或多或少的存在些问题,常常出现备品备件不全、部分设备严重老化等问题。

封闭式高压开关柜作为电气设备一般分布在母线室、开关室、出线室相对独立的隔室内。一般情况下隔室均呈封闭状态。一般来说,在出线室有3个主接头,主要用来连接出线电缆,还有十几个连接旁路刀闸的接点,而在开关室内的主开关上有6个主插头及有18个连接点。这些接头与连接点在负荷较大时就会发热。再加上发热点在密封柜内,运行中的柜门禁止打开,我们很难及时发现发热的现象,严重时会直接造成生产事故。

2封闭式高压柜内接头发热事故的原因分析

近些年,封闭式高压柜内接头发热事故频频发生。很多时候会直接造成突然停电,这不仅会影响到我们正常的生活及工作,还会给供电部门造成严重的不良影响。经过长期的实践我们发现了造成事故原因,主要有一下几个方面:

设备的连接与安装工艺不当。然而造成这种现象的主要原因是施工质量问题。封闭式高压柜在施工安装时出现的问题是开关推入后插头部分可能会接触不实,主要原因是小车式开关插嘴的位置与固定的插头位置有偏差。从而造成发热。另一个连接工艺问题出在出线电缆与开关引出线的连接处。由于电缆较粗,连接的受力面较小,电流通过的有效截面减小,于是造成发热。

设备的变形及老化。虽然随着电网改造的进一步深入,很多新型设备在电网中逐步推广应用,但是仍有很多老旧设备还在运行。从而造成设备的质量与新旧程度参差不齐,一般来说老旧的设备发热现象明显偏高,设备的变形与老化也是发生问题的重要原因。

检修试验人员工作失误。由于检修人员工作失误未将在进行开关检修或试验时拆开的部分连接点恢复原样,例如本来应该安装4根紧固螺栓的接头,结果只装了3根甚至只装了1根,结果是当负荷突增时该接头就会过热,从而造成不必要的事故。

电力负荷的突变。电力负荷的变化会影响设备的温度。一般来说正常的负荷变化导致的升温不会超过75℃,在这时对设备的影响不大。但一旦负荷升高比平时增加了1倍或几倍时设备的薄弱环节就会发热。还有一种情况就是在线路受到短路电流冲击后,也会引起设备发热,从而造成连接点的材料会发生变形。如不及时处理,再次又会过热,这样会造成恶性循环,最终导致生产事故。

3预防接头发热事故的措施及方法

采用封闭式高压柜柜内接头温度监视方法。主要方法有手摸柜门感知柜内温度,在接头粘贴测温蜡片,通过异常气味发现设备过热,通过异常音响发现设备过热等。手摸柜门的方法可大概判断温度有无异常。由于个人感觉的差异,相同情况也会有不同判断,因此这种方法具有很大的随意性与偶然性。粘贴测温蜡片通常运用在室外接头的测温中,由于大部分接头通过柜门的观察窗看不到,因此也有很大局限性,一般只能在开关停电检修时检查接头有无过热情况,对预防事故作用不大。一般来说过热的接头会有异常气味或者异常声音,特别是连接电流互感器的接头发热时,可以发出强烈的异常气味,工作人员可根据气味的来源作出进一步的判断。综上几种方法都或多或少的存在着缺陷,在实际运用中也有很大的局限性。

由于以前的预防封闭柜内接头发热事故的方法存在很大局限性,我们通过研究找到了一些可行的科学的新方法。经总结有以下几种方案:方案一是直接监测法,所谓的直接检测法是指在接头上安装温度传感器,通过这个温度传感器将温度信号集中处理,从而进一步来判断接头温度是否超过允许值。不过温度传感器的安装是一大难题。温度信号由传感器到处理机的传送要求温度传感器直接安装在10kV电压的接头上,这样就限制了体积,同时还要做到不能影响开关的绝缘与正常运行。再加上使用有线方式传送信号是绝对不容许的,一般都是通过无线发射实现的,但是无线发射又存在强电场磁场干扰与发射装置电源不易解决的问题,所以这一方案最终没有试验成功。

第二方案是间接监测。通过研究与试验发现这个方案是在接头位置涂一种涂料,这种涂料在达到一定温度的时候会发出特定气体,同时我们会在柜顶安装特定气体的传感器,当气体浓度达一定值时发出报警信号。这方案在理论上是可行的,但问题在于涂料的选择,该涂料发出的气体要求在空气中含量少,不受被测物温升后挥发气体干扰。除此之外我们对涂料的稳定性要求也是比较严格的,要保证在室温中长期存放不挥发。此方案虽然有所突破,但由于其成本太高,不易在生产中推广应用而最终被否定。

第三个方案是监视开关柜内空气温度。这个方案主要还是受手摸感知法的启发,主要原理是通过监视开关柜内空气温度的方法来判断有无接头发热故障。一般安装一个温度传感器在开关柜顶的排气孔上,如果空气温度达到规定值或是柜内空气温度与环境温度差值到规定值就会发出报警信号。我们分别将传感器的温度信号及开关的负荷数据经过模数转换后输入计算机,然后通过对比分析,做出了开关负荷与温度的关系曲线,根据温度曲线从而确定其报警温度值。我们可以通过计算机随时查询开关柜内的实时温度值。当温度信号发出的时候我们也可以直接从计算机上得知。这个方案不论是从理论还是实践中均是可行的。此外这一测温方法温度传感器安装方便简单,运行可靠,投入较小。

4结语

封闭式高压柜作为电力设备在运行时会出现发热的现象,不及时发现并处理就会导致严重的生产事故。然而温度测试设备使得封闭式高压柜内接头的温度得到了有效监视,很大程度上减少了接头发热现象,从而避免了一些生产事故。但是解决密封高压开关柜内的接头发热是生产中的难题,通过采取各种措施及方案分析我们发现,实时监视开关柜内接头温度从目前的生产形势来看还是必要的。通过监视柜内空气温度来间接监视柜内接头的运行状况是可行的,完全可以起到预防接头事故的目的。

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作者简介:吴文勇(1978-),男,江苏张家港人,江苏华昌化工股份有限公司工程师,研究方向:电气自动化及电气运行;陈康(1974-),男,江苏张家港人,张家港市常阴沙电控厂有限公司工程师,研究方向:高低压开关柜制作。