我厂6kV设备在运行中存在的问题及解决方案

摘 要：6kV交流金属封闭铠装移开式高压开关设备在实际应用中，开关柜本身存在的一些不足也随之出现，开关柜受各种因素的影响容易产生过热现象，严重时将大大降低设备绝缘危及设备安全运行，以下就开关柜存在的问题和解决方案进行分析论述。

关键词：开关柜；刀闸；散热不畅；发热；环境温度；保护

前言

随着近年来国民经济的高速增长，电网发展也迎来新的历史机遇，6kV交流金属封闭铠装移开式高压开关设备（以下简称开关柜）在当前电力应用较为广泛，其不仅结构具有较好的合理性，而且防护性能回头好，更便于维护和操作，运行可靠性较高。尽管开关柜自身具有非常多的优点，但在实际应用过程中还是存在着一些不足之处，如主变低压进线开关柜在应用过程中温度过高，而且柜内没有设置温度监视系统等，这都使其在运行过程中安全无法得以有效的保证，给电厂安全生产带来较大的隐患。所以针对我厂开关柜使用过程中存在的问题进行具体的分析，从而找出切实可行的解决措施。

1 刀闸过热

近年来因开关柜断路器手车的隔离触头接触不良发热引发的设备事故呈逐年递增的态势。限于开关柜自身结构，无法观察到断路器手车运行时其隔离触头与静触头的咬合情况。所以在新设备入厂时需要做好验收工作，把好进厂质量关。对新设备柜只的刀闸螺丝的接触性能进行仔细的检查，避免螺丝存在过松或是过紧的问题，确保刀闸衔接良好性。在检查母线和断路器手车时，则需要做好隔离触头的维护工作，仔细对隔离触头的螺丝和弹簧进行认真检查，在使用过程中需要定期对弹簧进行更换，从而有效的避免弹簧在多次合分过程中老化而导致触头衔接不好的问题，平时在维护上可以利用凡士林及导电膏等涂抹在隔离触头上，有便于能够更好的降低接触电阻。

2 由防护等级因素造成的散热不畅

由于高压开关柜内部存在高压带电问题，而且开关柜内容易进入异物，从而导致设备发生短路，所以当前厂家在开关柜进行设计时都会严格按照国家规定的相关标准进行，通常都会采取防护等级为IP4X的全封闭式金属外壳。但这种开关柜则存在着散热不畅及温度较高的问题，元件绝缘性能在长时间运行过程中存在着绝缘弱化的问题，极易导致设备故障或是事故发生。所以在实际设计过程中，需要对开关柜内散热不畅的问题给予充分的重视。一些单位和厂家通常将4000A以下的开关柜的观察窗改成通风窗，而较少采用贯流风机（以下简称风机）主动散热的方式，一般来说原因有三点：（1）现在风机一般只在大电流（4000A及以上）开关柜采用（如ABB公司在大电流开关柜（4000A）所采用的风机）；（2）国内生产这种风机的厂家较少，质量得不到保证，开关柜均装设风机，投资成本大；（3）风机运行所带来的灰尘影响开关柜内绝缘，且噪声较大。然而作者认为将观察窗改成通风窗的做法有其不安全因素，可以将风机装设在开关柜内，室内还要装设空调，这样二者共同作用，能够有效的确保温度的降低。但在采用这种方法来进行散热时，需要降低风机的转速，及时对风机所携带的灰尘进行清理，避免其给设备绝缘带来不利的影响，同时还要加强日常巡视工作。若一些单位将观察窗改成通风散热窗，因尽量防范由于改造可能引起的不安全因素。

3 母排过热

母排连接点过热是较为常见的情况，由于母排间间距不合理，铜材质量不合格及截面积较小等问题，同时母排自身连接点较多，所以极易存在接触不良及氧化等情况。而且开关柜内温度较高时，母排的截流能力也会受到较大影响。应特别指出的是现有10kV母排为增加绝缘往往使用绝缘热缩套管，但当母排发热严重时，绝缘胶套会破裂，有可能导致相间短路。上述问题，作者认为可从以下几点解决：（1）选择设计制造工艺较高的厂家；（2）增加母排间间距，必要时可对开关柜泄压通道进行一定的改造；（3）采用质量较好的大尺寸铜材，增加母排载流量；（4）在电气连接面上镀锡、镀银在设备投入、母排清扫时用凡士林、导电膏涂抹，降低接触电阻；（5）增加柜内的散热措施。

4 保护方面

6kV母线上的设备容易受到设备制造工艺、安装质量，小动物、人为误操作等因素的影响，且馈线多，操作频繁，其发生故障几率远高于高压、超高压母线。2A1开关柜对保护的要求当10kV设备发生弧光故障，在断路器动作前，故障短路电弧是一直在燃烧的即保护动作时间与断路器分闸时间之和，为电弧燃烧的持续时间。现在市场上销售的开关柜大部分上是按照国际标准IEC60298《1kV以上52kV及以下交流金属封闭开关设备和控制设备》生产的，标准中规定的内部燃弧时间是100ms。也就是说开关柜可以承受的电弧燃烧时间为100ms。所以，保护装置应在小于100ms时间内切除故障，以防止弧光短路故障进一步发展扩大，造成更大的危害。在各种燃弧持续时间内，设备的损坏程度不同，国外进行了相关试验。

国外采用一种母线保护方式-电弧光保护值得我们借鉴。如在南非应用的一种电弧光保护，该系统只在同时检测到弧光和过流时才发出跳闸指令，其电弧光保护系统提供的动作时间为5～7ms，远快于传统母线保护方案，对开关柜各单元室的总故障清除时间可控制在100ms以内。其基本原理是利用弧光传感器作为光感应元件分布安装于开关间隔中，当发生短路事故时，将检测到的弧光故障时突然增加的强光信号，转换成电流信号作用于电源断路器。国内相关厂家也对电弧光保护进行相关的研究。

带电显示装置方面目前推广的全封闭型“五防”开关柜，主要以前面面板上装设的固定式三相带电显示装置的显示情况作为合接地刀闸前判断线路是否带电的依据。该装置确实起到了验电的作用，但其本身也存在一定的缺陷：

（1）运行人员在合接地刀闸前都必须先通过待停线路在运行状态时现场的带电显示装置的显示情况，判断带电显示装置是否正常，继而进一步判断线路是否带电。但当线路由冷、热备用转检修时，运行人员都不能正确判断带电显示装置指示是否正常，这时不排除由于带电显示装置的功能障碍，线路带电显示元件却不亮，从而产生误合接地刀闸的恶性事故。一些单位在线路转检修无法判断带电显示装置是否正常时，由调度值班员负责电话询问待停线路上的用户，确认用户有无倒送电情况后，通知运行操作人员合接地刀闸，然而这样的做法值得商榷。所以，作者认为应尽量采用验电手车或拔插式验电器验电的方式同时加大城网自动化建设，实现对设备运行状态的实时监测，将待停线路运行状态改变时的遥测、遥信信号以及带电显示装置的相应变化情况作为合接地刀闸的依据。

（2）目前带电显示装置大部分使用氛灯作为显示元件，长期使用后发现，氛灯大量损坏，装置失明率高，达不到相应的亮度，特别是在明亮环境下，显示性更差，所以在这种情况下，可以利用闪动发光的超亮度发光管，从而达到醒目的效果。

参考文献

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