中置柜温升分析
10kV进线中置柜发热原因分析及预防
10kV进线中置柜发热原因分析及预防作者：张桂霞来源：《商情》2013年第06期随着油田电网升压改造的进行，10kV中置开关柜以其安全可靠、结构紧凑、占地省、操作方便等优势在改造中得到了广泛的应用。
介绍了10kV进线中置开关柜在运行过程中常见的发热故障，分析了发热故障对设备及电网造成的危害，提出了相关的改进的措施。
10kV开关柜发热故障改进措施中置开关柜的全称为铠装型移开中置式金属封闭开关设备，其分三层结构，上层为母线和仪表室（相互隔离），中间层为断路器室，下层为电缆室。
由于断路器在中间层，所以称为铠装型移开中置式金属封闭开关设备，简称中置柜。
现在运行二队改造变电站中均采用了这种开关柜，分别是坨八变和坨九变。
其中坨八变改造后已经运行了一段时间，在这期间出现的主要问题为发热。
而由于开关柜体的密闭性，开关柜的内部发热现象已成为开关柜使用中的常见问题，并且随着负荷的不断增加，10kV进线中置开关柜发热现象尤其严重，如果不加以控制，将会对设备绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响，直接影响设备及电网的安全稳定运行。
1涡流损耗引起的发热中置开关柜内主变进线和母线都从穿柜套管穿过各金属隔板，当电流很大时涡流磁滞损耗引起的发热将非常严重。
1.1涡流的产生涡流即为电磁感应作用在导体内部感生的电流。
导体在磁场中运动，或者导体静止但有着随时间变化的磁场，或者两种情况同时出现，都可以造成磁力线与导体的相对切割。
按照电磁感应定律，在导体中就产生感应电动势。
因磁心材料的电阻率不是无穷大，绕着磁心周边有一定的电阻值，感应电压产生电流—涡流，流过这个电阻，就会引起损耗—涡流损耗。
如上图所示，在一根导体外面绕上线圈，并把线圈通交流电，那么线圈就产生交变磁场。
由于线圈中间的导体在圆周方向是可以等效成一圈圈的闭合回路，所以在导体的圆周方向会产生感生电流，电流的方向沿导体的圆周方向转圈，就象一圈圈的漩涡，所以这种情况下产生的感应电流被称为涡流。
高压开关柜温升问题分析及解决方案探讨
高压开关柜温升问题分析及解决方案探讨摘要：高压开关柜经常因为温度过高而产生运行上的问题，所以其温升问题对改善改善高压开关柜的性能非常重要。
本文对高压开关柜中温升问题进行分析和解决，希望对其结构和运行方面进行相关的改进，以提高对温升问题的预防效果。
关键词：高压开关柜；温升问题；解决方案前言在电力系统中，开关柜起到了非常重要的作用，决定了用户用电的质量和水平，能够保证用户用电的稳定性。
高压开关柜的温升作用能够衡量高压开关柜是否能够稳定运行，对高压开关柜的发展具有十分重要的作用。
开关柜在进行柜体的设计的过程中需要对内部进行间隔防护措施，并且要求有良好的散热，由于实施过程较为困难，所以容易引起一定的问题。
对于大电流中置柜，在运行过程中需要对散热问题设计良好的解决方案，否则会引起高压开关柜主体设备的老化，缩短了高压开关柜的使用寿命，引起停电事故的发生。
1温升原理简述温升原理主要是在热平衡原理的基础上发展起来的，开关设备在进行发热和散热的过程中经常会出现温升现象。
高压电器通常会产生一定的热量，热量来源包括以下几个方面：首先，电流通过导体的过程中会使电阻损失，由于电阻的热效应而产生热量。
其次，高压电器中的铁磁体由于产生涡流和磁滞损耗而放热。
最后，交流绝缘体内由于介质的存在，在损耗介质的过程中产生热量。
因此，在寻找减少高压电器运行过程中热量损耗的途径时，应该从电阻损耗的降低和涡流、磁滞损耗两方面进行。
根据电流通过载流回路产生的电阻损耗公式可得：[W] （1）在这个公式中，表示附加损耗系数；I表示导体中流过的有效电流；R表示载流回路中的有效电阻，表示回路导体直流电阻，表示电接触电阻，这两部分电阻共同组成了载流回路电阻R。
和的计算公式如下所示：[Ω]（2）[Ω]（3）通过对式（2）的分析，、分别代表导体材料电阻率和导体材料温度系数，L表示导体长度，A表示导体截面积。
对式（3）进行分析，k表示接触材料和接触面积相关的参数；F表示接触压力；m表示接触形式决定的系数。
刍议10kVKYN系列中置柜发热原因及对策分析
刍议 10kV KYN 系列中置柜发热原因及对策分析摘要：10kV中置柜在现代电网建设中发挥着越来越重要的作用。
但在实际生产运行中，仍存在一些不安全的因素，我们只有正视这些问题,思考、分析并从中找出相应的改进措施，才能更好保障电网的安全生产。
关键词：中置柜；发热；对策；电力系统10kV KYN型金属铠装中置柜（10kV中置柜）由于体积小、结构紧凑、“五防”功能完善、操作简易可靠等优点成为近年设备选型的主流，发挥着越来越重要的作用，但在实际生产运行中,仍存在一些不安全的因素,如中置柜易过热等问题已日益突显。
近年随着各地区的负荷大幅上升，特别是沿海工业城市，多向大规模集约化方向转变，用电量高度集中，电网负荷节节创历史新高，电网建设相对懈后，已对供电安全性、可靠性提出了严峻的挑战；其中以10kV中置柜最为突出，中置柜配真空断路器，由于国产设备制作工艺、技术等因素，运行中发现中置柜柜体及断路器极易发热，其中以主变低压侧大电流柜尤其明显，特别是在高温高负荷期间，由于柜内触头（接点）过热引起的急停及烧柜事故也时有发生。
中置柜为封闭结构，柜内触头（母排）温度不能有效检测，已成为夏季高峰、高温期运行的“瓶颈问题”。
1.发热原因分析一是设备在出厂时即不满足相关的技术要求。
中置柜内部实际温升情况，尤其是手车触头、母排连接等部位，通常总是比型式试验测出的数据高。
主要原因是型式试验测得数据通常是在试验室完成的，持续时间不长，不具备温升累积效应，不能等同于长期运行并持续发热的设备。
二是柜内设备发热。
母排、手车开关、电流互感器等均安装在主变10kV侧中置柜狭小的空间中，它们产生的热量对柜内温度的影响不容忽视。
母排间间距较小，铜材质量不过关，截面积较小，且母排连接点较多，容易氧化、接触不良，导致连接点温度高，在柜内温度较高时导致母排载流能力降低，载流量减小。
三是电流互感器发热问题。
目前，柜内电流互感器(CT)普遍采用全密封环氧树脂浇注式结构。
运行中高压开关柜实际温升分析正式样本
文件编号：TP-AR-L1360In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编制：_______________审核：_______________单位：_______________运行中高压开关柜实际温升分析正式样本运行中高压开关柜实际温升分析正式样本使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
〔摘要〕对国产JYN、KYN手车柜和合资厂生产的8BK20开关柜的实际温升数据进行分析后发现，运行中开关柜的温升水平均超过型式试验测得数据。
然后，从试验条件、金属膨胀效应、紧固螺栓压力、导体材料电导率等方面进一步分析了温升超标的原因。
最后提出建议，应根据实际情况选用和维护开关柜。
〔关键词〕开关柜；温升；型式试验随着电网的发展和设备技术的提高，10，35 kV系统开关柜在电网中已大量使用。
而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使用中的常见问题，由于开关柜体的密闭性，在一些负荷较重的地区，存在开关柜的温升超标问题。
开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。
目前，对电力系统内部使用的开关柜，严格遵守设备采购程序及技术政策，确保入网的开关柜都通过型式试验，尤其对温升的要求比较严格。
中置柜梅花触头发热机理分析及改进设计
中置柜梅花触头发热机理分析及改进设计孟涛; 张丙江; 王亚鲁; 唐锐【期刊名称】《《山东电力技术》》【年(卷),期】2019(046)010【总页数】4页(P32-35)【关键词】梅花触头; 温升; 辅助触头; 记忆合金压片【作者】孟涛; 张丙江; 王亚鲁; 唐锐【作者单位】国网山东省电力公司济南供电公司山东济南 250012【正文语种】中文【中图分类】TM5910 引言高压开关柜是电力系统重要设备之一，具有控制电流通断，保护电网安全运行的作用，在设备检修，投切负荷时，可形成明显分断点。
在配电网中移开式开关柜（中置柜）凭借技术性能高，“五防”连锁功能可靠，安装检修方便等优点而被广泛应用［1］。
移动式开关柜断路器的关键部件梅花触头是多触点、小压力的电气连接装置［1-3］，分为自力型和非自力型两种。
自力型梅花触头依靠材料自身的弹性形变对触头施加压力，而非自力型梅花触头是靠紧箍弹簧的变形提供抱紧力，实现动静触头的可靠接触［1］。
设备长期运行后，梅花触头和柜体静触头连接处的接触电阻因氧化或接触不良而不断变大，导致设备温升问题［3］。
开关柜柜体封闭，常规检测手段无法监测柜内动静触头温度，温升问题无法及时控制，导致触指弹簧失去弹性甚至烧断，当梅花触头失去有效接触面时，接触电阻进一步增大，温升问题恶化，引发开关柜放电爆炸和更严重的电网事故。
因此研制性能更加优异的梅花触头对电网可靠运行具有重要实际意义。
通过两起因紧箍弹簧问题导致触头烧毁的案例，分析了梅花触头发热机理，针对现有梅花触头缺陷，设计出一种带辅助触头、用记忆合金压片取代紧箍弹簧的组合式梅花触头，可有效解决触头温升问题，减少开关故障发生率，提高供电可靠性。
1 事故介绍1.1 事故案例Ⅰ110 kV 开发区变电站1 号主变压器012 开关损毁严重，图1 为爆炸后的012 开关。
现场对设备故障分析发现，012 开关上导电臂动静触头（母线侧）与下导电臂动静触头受损程度相差很大，上导电臂的动静触头基本完好，高温并未引发爆炸，而012 开关下导电臂的动静触头部分高温烧毁，结构已完全改变。
开关柜温升故障分析
组
块及耐高温
成
（150℃）电池的 主机 混合技术。2、接
显示仪表（配 RS485通讯接
收模块3、显示仪 配自有软件，自成
口）
表（配RS485通讯 接口）4、配专用
系统。
配专用软件自成系
软件自成系统或
统或与自动化
与自动化公司成
公司成套。
套。
无线
光纤
红外
安 根据需要测温的部位 将光纤直接缠绕在 将红外光学探头直
由于飘扬在空气中的尘土、灰粉、棉纤维等固体颗粒，在 静电的吸力作用下覆盖于电接触表面而形成。尘埃膜电阻 在外力大时则小，在外力小时则大。母线连接处、动静触 头结合处由于电场分布的不规则，其吸附力尤甚。
2）、吸附膜 是由水分子和气体分子在接触面形成的一层吸附层，
无法完全排除，但压力可使其减少层数。 3）、有机膜 是绝缘材料在温度的作用下，受热分解的有机蒸汽，
• 一些用户认为负荷通常都不会达到电气设备的设 计满容量，设备的温升问题应该不会很突出，但
是实际情况并不尽然。
二、开关柜温升事故案例
1、济南钢铁公司动力厂一变 电站，10kv小车开关柜额 定电流1000A,现场实际运 行电流400A。于2006年4 月发生触头部位相间弧光 短路，柜体烧毁严重。
无线温度传感器种类
测温显示主机的安装： 显示主机可安装在仪表室的一个适当位置。
图3.1.11 测温主机安装示例图一
图3.1.12 测温主机安装示例图二
八、开关柜无线、光纤、红外 测温方案对照表
无线
光纤
红外
产 传感器：金属热电偶、 传感器：
传感器：
品
数据发射模块， 内置感应取电模 光纤
红外光学探头
中置柜温升分析
105
105 100 （见说明7）
65
65 60 （见说明7）
测温的各点
影响温升的因素
一、柜体通风 1250A级的----不考虑通风 2500A级的----自然风冷（设计风道） 3150A以上级的----强制风冷（电动排风机） 二、元器件本身及材料性能； 断路器、铜排、静触头、触头盒 三、柜体加工精度及加工工艺。 1、静触头位置精度； 2、铜排的搭接； 3、动、静触头配合； 4、静触头与铜排的搭接
50
50 50 50 50
裸铜或裸铜合金
在SF6（六氟化硫）中（见说明5）
在油中
115
100 115 115 100
75
60 75 75 60
2 用螺栓的 或与其等效 的联结（见 说明4）
在空气中 镀银或镀镍 在SF6（六氟化硫）中（见说明5） 在油中
在空气中
镀锡 在SF6（六氟化硫）中（见说明5） 在油中 3 其他裸金属制成的或有其他镀层的触头或联结
按照工艺守则要求：M10 螺丝冲11.5mm的孔。现 在冲13mm,加倒角，实际 未接触到15mm.
梅花触头氧化、有磁性？
划痕可看出触头位置不对中？
划痕可看出触头啮合力不够？
冲孔方向（两正两反）微观变形，影响接触面？
痕迹不对中说明铜排接触松动？
改进方案（讨论）
1、加强对元件的检验：VS1、铜排、静触头、触头盒； 2、标准车校验静触头位置； 3、标准台架校验VS1手车； 4、触头盒内铜排2点固定； 5、严格母线加工工艺； 母线与静触头接触面（母线压花），研究压花工艺 注意切边形状，冲孔方向、大小 紧固力矩 静触头固定螺丝长度要合适
为什么要塘锡？
1、开关柜中有许多导电联接面，有电器元件出线端对母排的 联接，也有母排对母排的联接。有电流时导电联接面会发热， 发热量多少与电流密度有关，还与接触面的物理状态密切有 关。 2、从微观角度来看，即使经过精细加工的接触面也是凸凹不 平的，导电作用是通过若干个尖端碰触而实现的，非尖端部 分则留有空气隙。潮湿空气中的水分，以及大气中的尘埃会 渗入空气隙中，在发热和水分作用下接触表面会氧化和污秽， 接触状态变差，接触电阻上升，发热量也就随之增加。所以 电气联接面须有保护措施，最简易的办法是涂抹中性凡士林 或导电膏，它们占据接头间的间隙，不让空气、水分和尘埃 进入，减轻氧化程度。较好的办法是接触面镀锡。锡层质地 软，在螺栓压力下产生延展，增加实际的电接触面积，而且 锡不易被氧化。另外，在锡层保护下，接头的允许发热温度 由90℃提高到105℃，颇有好处。
10kV中置式开关柜过热故障分析与改进建议
10kV中置式开关柜过热故障分析与改进建议作者：方凯来源：《中国科技博览》2018年第02期[摘要]中置式开关柜以其完善的“五防”性能，出色的防护等级，广泛运用于10kV及35kV 配电装置中。
近年，某型大电流中置式开关柜多次出现过热故障，严重时引起爆炸，本文通过比较两种型号的中置式开关柜，分析某型开关柜频繁出现过热缺陷的原因，并提出了相应的改进建议。
[关键词]中置式开关柜、过热、改进中图分类号：S283 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0069-02一、引言中置式开关柜过热点绝大部分位于开关手车动触头与开关柜静触头结合部位，主要原因为两者接触时尺寸存在偏差，导致动、静触头同心度不一致，各部位接触压力不均衡，弹簧受力不均匀。
个别部位由于接触压力过小，接触电阻偏大，大电流运行时易引起过热，导致动触头弹簧过热变形，进一步降低接触压力。
弹簧长期受力不均、过热、金属疲劳的累积，恶性循环，最终导致故障发生（图1）。
二、同心度不一致原因分析检修人员将该型开关柜（以下简称I型）与另一型号故障率较低的开关柜（以下简称II 型）进行比较，寻找I型开关柜不足。
两型开关柜整体结构大体一致，柜体由金属隔板分成母线室、断路器室、电缆室和仪表室四个不同的功能单元。
如需保证动、静触头同心度一致，手车开关的动触头与开关柜内静触头需完全对中。
设计图纸中，I型开关柜设计尺寸与开关手车完全匹配。
但现场工作期间，该型开关柜动、静触头配合情况不容乐观，柜体零部件加工尺寸误差较大，精度难以保证，配合时间隙较大，拼装完毕后无尺寸复核的质量控制流程。
1、开关手车与开关仓配合（1）I型开关柜开关仓与开关手车在宽度上存在较大偏差，导致手车和柜体左右难以对中，并且手车在摇进过程中易发生偏斜。
II型开关柜尺寸配合较好，两侧无间隙（图2）。
（2）I型开关柜开关仓内封板与两侧导轨尺寸配合存在偏差，手车进入开关仓后手车滚轮悬空，未处于两侧承重导轨上，开关手车摇进时沿着封板摩擦进入工作位置。
对10kV中置式开关柜运行现状的分析
对10K V中置式开关柜运行现状的分析摘要：目前10kV中置式开关柜已经大量应用于电力系统中，但是由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题，因而故障率比较高，有时造成严重后果。
而且值班员对中置柜结构原理以及操作方法的掌握不足，造成操作的时间过长，延误送电。
变电检修人员对中置柜的常见故障处理能力不足，不能及时排除故障，恢复设备的送电。
为了解决这些问题，本文将参考相关厂家资料，以及开关检修相关规程论述10kV中置式开关柜的运行现状以及常见故障处理。
关键字：10kV中置式开关柜，开关小车，机械闭锁，开关柜故障10kV中置式开关柜已经大量应用与电力系统，然而相关的文献资料较少，在10kV中置式开关柜运行以及检修工作的过程存在大量问题有待处理。
本文针对日常工作中碰到的问题探讨10kV中置式开关柜的操作注意事项以及常见故障处理。
我局目前使用的中置柜主要是某厂家生产的KYN27-12（Z）-106T型中置柜和KYN-28A-12型中置柜。
由于在设计、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题，因而故障率比较高，有时造成严重后果。
通过我局所辖网区的10kV 小车开关运行过程中出现的几起设备异常情况的分析,对小车开关设计、制造、安装和运行维护中存在的问题提出了整改的建议。
2008年6月我局某一变电站使用的KYN27-12（Z）-106T型中置柜发生了CT爆炸的事故，事故调查发现CT一次设备铜铝接触面只采用了表面镀珞的工艺处理而没有加铜铝过渡板，致使接触面严重发热，绝缘下降造成接地短路，产生电弧，引发相间短路，最后导致三相短路，暴露出厂家在生产设计上存在质量问题。
从对CT现场解体看，解体检查中发现CT内部环氧树脂有受潮的痕迹。
暴露了设备在运输过程中保管工作不到位。
我局运行人员对该间隔重载设备的红外测温工作也没有做到位，没有及时发现发热的CT故障。
鉴于此我们采取的措施是要求开关柜生产厂家高压盘柜在铜铝过渡连接处所使用的处理方式，出具一份具有可行性的技术分析并采取相应控制措施，确保我局其他间隔供电的可靠性。
电力设备的温升分析与冷却设计
电力设备的温升分析与冷却设计电力设备在运行过程中，会产生大量的热量，而高温对电力设备的可靠性和寿命会产生负面影响。
因此，对电力设备的温升进行分析和设计合理的冷却系统，是确保设备正常运行的重要环节。
一、温升分析电力设备的温升主要来源于以下几个方面：1. 导线、绕组和接线端子的电阻：电力设备中的电流通过导线、绕组和接线端子等部分时，会产生一定的电阻。
根据欧姆定律，电阻产生的热量与电流和电阻值有关，热量会使得设备的温度升高。
2. 磁性材料的损耗：电力设备中使用的一些磁性材料，如铁芯、变压器和电感器等，在磁场作用下会有一定的磁滞损耗和涡流损耗。
磁滞损耗和涡流损耗会以热量的形式释放出来，导致设备温升。
3. 磁线圈和磁场的交互作用：电力设备中的磁线圈和磁场之间会有相互作用，产生一定的磁感应强度变化。
这种磁感应强度变化会导致涡流和能量损耗，在温升的角度来看，也会对设备的温度造成影响。
二、冷却设计为了降低电力设备的温升，确保设备正常运行，需要进行合理的冷却设计。
常见的电力设备冷却方式有以下几种：1. 自然冷却：自然冷却是指通过自然对流、辐射散热和传导等方式来降低设备的温度。
自然冷却方式一般适用于小型设备和低功率设备，其优点是结构简单、无需附加能耗，但散热效果相对较差。
2. 强制风冷却：强制风冷却是指通过风扇或风叶等装置，将外界空气强制引入设备内部，加速热量的散发。
强制风冷却方式适用于中型到大型设备和中高功率设备，其优点是散热效果较好，但需要额外的能耗。
3. 水冷却：水冷却是通过将循环水引入设备内部，将热量带走的方式。
水冷却方式适用于功率较大的设备，其散热效果好，但需要建设冷却水系统，并且对水质有一定要求。
4. 油冷却：油冷却是通过将冷却油引入设备内部，利用油的高导热性和较大的比热容将热量带走的方式。
油冷却方式适用于高功率设备和容器，油的散热效果好，但需要建设冷却油系统，并且对油质有一定要求。
三、温升分析与冷却设计的关系温升分析是为了计算电力设备在运行过程中产生的热量，并评估热量是否超出了设备的温度承受极限。
中置式大电流隔离柜触头温升的控制措施
中置式大电流隔离柜触头温升的控制措施【摘要】10kV中置式大电流隔离柜作为电网主要的中压设备之一，在变电站的配置数量比断路器柜少，结构相对简单。
但从运行情况看，其质量缺陷不容忽视，特别是因触头温升超标导致的故障屡有发生。
通过综合分析故障原因，提出了有效控制措施，确保电网与设备安全可靠运行。
【关键词】大电流隔离柜；触头；温升；控制措施0.引言中置移开式金属封闭开关柜具有结构紧凑、操作便捷、柜体抗腐蚀、手车互换性好、运行安全可靠等优点，广泛应用于各变电站。
大电流隔离手车主要用于中置式主变进线柜和母分联络柜，在分闸（试验）位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合闸（工作）位置时，和断路器手车一样，通过梅花触头与柜内静触头啮合，承载正常回路条件下的电流和在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流[1]。
但由于隔离手车无灭弧室，不具备关合、开断额定短路电流能力，一般不要求作配柜型式试验。
与额定电流4000A的10kV 断路器需带强制风冷不同，工作时常不配散热风机。
因此，大电流隔离柜虽然结构相对简单，但在运行中容易出故障，需要我们对其质量和性能加以重视。
1.故障情况2012年，某变电站#1主变10kV进线隔离柜爆炸，隔离手车和触头盒均被不同程度烧毁，故障点见图1、2所示，同一开关室的其它断路器柜状态良好。
故障发生时刻系统运行方式是上级变电站通过110kV线路1送本站Ⅰ段母线带#1主变负荷，由110kV线路2送本站Ⅱ段母线带#2主变负荷，本站高低压侧分列运行，即110kV母分开关和10kV母分开关热备用。
经现场调查，变电站10kV进线隔离柜顶部母线桥被高温烟气灼伤，母排热缩套大部分被烧毁。
仪表室被浓烟熏黑，其它基本完好。
隔离手车B相上触头和母线室A、B相触头盒被严重烧毁。
电流互感器及联络铜排无明显受损痕迹。
从收集到的录波报文分析，首先在差动保护区外发生A、B相短路故障，16ms 后发展成为差动保护区内A、B、C三相短路故障，#1主变比率差动保护动作跳开#1主变10kV开关、#1主变110kV开关，#1主变高低后备保护告警[2]。
35KV开关柜的实际温升原因及发热解决措施
35KV开关柜的实际温升原因及发热解决措施摘要:35KV抽屉式开关柜由于具有继电保护动作可靠、运行维护简单方便等优点被广泛应用于发电厂、变电所以及大型企业供配电所内。
本文在对35KV 开关柜在实际运行过程中容易发生触头发热温升的危害及原因进行认真分析总结后,结合自己多年的知识学习和变配电运行经验,针对开关柜触头发热故障提出一些安全有效的预防和综合处理措施,充分发挥开关柜的电气性能,提高供电可靠性和电能质量水平。
关键词:35KV开关柜发热故障在线监测手车式开关柜是35KV变配电所中电能分配调度的重要载体,是保证电网高效经济供电的重要电气设备之一。
但同时在实际的运行维护工作中发现,由于开关柜可移动的触头结构,容易出现开关触头接触面不能有效接触、操作弹簧电气性能下降等现象造成开关柜发热故障,大大降低开关柜的综合电气性能[1]。
因此,在日常检修运行过程中,结合开关柜运行原理及结构对造成手车式开关柜触头发热的原因进行归纳总结,并有针对性的制定相应的检修维护制度和方案,提高开关柜供配电可靠性水平保障工农业高效经济的生产,具有相当大的工程实际意义。
1、35KV开关柜触头发热危害35KV手车式开关柜是在总结传统固定式开关柜的优缺点后,通过机械机构优化形成的一种改良供配电开关设备,是电网或电网与用户间电能联接的直接纽带。
开关柜触头发热温升现象是个渐变的恶性循环过程,在触头发热安全隐患过程时,很难用普通的检测仪器进行检测,容易造成开关柜带病运行,开关柜内各元件在持续的温升效应影响下,其电气性能急剧降低,逐步由隐患转变成发热温升事故[2]。
当手车式开关柜出现触头接触不良、触头松动、操作弹簧动作灵敏度下降以及外部运行环境变恶劣等情况时,就会导致开关柜的触头或对应的联接部件发生严重的温升现象,超过环境温度40℃以上。
开关柜内复杂恶化的电磁环境,加上持续的电流热效应就会加快开关元件发热部件的氧化速度,使得开关柜导电能力和绝缘水平急剧下降,导致开关柜绝缘套管发生绝缘击穿、操作弹簧拒动或误动、电流互感器爆炸、开关柜触头烧毁等严重事故。
中压开关柜温升分析与估算
分 析 可知 ，开 关 柜 中断 路 器 主 触 头 的 温 升 问题 最 为 严 重 ，可 作 为 开 关柜 运 行 中温 升 监 测 的 重 点 部 位 ． 同 时 ，
以温升数据 为基 础 ，用最小二乘 法进行 曲线拟合 ，得到 二次 多项 式表示 的温升模型．研 究结果表 明 ，曲线
拟 合 优 度 较 高 ，温 升模 型 可 为 不 同 负 载 下 的 温 升 预 测 提 供 依 据 ．
质或部件传递 ，即为散热 ，主要包括传导 、对流和辐射．按 国家标准规定 ，正常工作状态下开关柜零 部件 的极 限允 许 温度 通 常不会 超过 ２ ０ ０ ｏ Ｃ，因此 它们 的辐射 功率 很小 ，其 散热 方式 主要 是热 对 流和热 传导．
以上 分析 可 知 ，要 了解 电器设 备 整体 或其 中某 部位 的温 升 ，必须 综合 考虑 其发 热 与散热 情况 ．
开关柜中的发热部件很多 ，比如母线连接处 、断路器进 出线端 、触头等．这些部位由于结构或材
料 的不 同 以及 散热 环境 的差异 ，在 相 同热 效应 下产 生 的温升 效果 存在 差异 ．要 对 开关柜 各个 部位 的温 升 问题 进 行预 测 和 防范 ，必 须 充分 分 析其各 个 发热 部位 的温 升规 律 ． 由 电器学 理论 ＂ 可 知 ，电器 的发 热 是 由于 其 工 作 时 产生 各 种 损 耗 ，这 些 损 耗 就 是 电 器 发热 的热 源 ，主要 包括 电阻 损耗 、铁 磁损 耗 和 介 质损 耗 ．３种损 耗 中 ，电介 质 损 耗 大小 与 电压 成 正 比 ，１ ０ ｋ ｖ 开关 柜 主 回路 电压 产生 的 电介质 损耗 很 小 ．计算 和实 验证 明在 中压 范 围 内 ，除 电力 电容 器外 ，无需 考
浅析高压开关柜温升问题及解决方案
浅析高压开关柜温升问题及解决方案摘要：高压开关柜在运行时通常会出现的问题是，因为温度过高而停止工作，引发安全事故。
所以，温升问题也就成了高压开关柜设计中必须考虑的重点。
本文将从结构设计、日常运行维护两方面分析温升问题及解决方案。
关键词：开关柜；温升；结构设计高压开关柜在电力系统中的作用是不可忽视的。
如果温升过高可能会造成设备故障或严重事故。
举例来说，KYN28A-12这一型号的高压开关柜梅花触头，因为接触部位时间过久就会开始发热，这导致的后果是梅花触头外部的弹簧散开，触头的关键部位丢失，设备烧毁，由此失去作用。
【1】现在的高压开关柜具有体积小，刚度大，防护等级高等特点。
较高的防护等级使得柜内散热变得困难。
一高压开关柜温升原理简述根据热平衡原理，高压开关柜的温升主要取决于柜内发热量与散热量。
1.1发热。
高压开关柜在运行过程中的，当时间较久后就会开始发热，零部件的温度过高会使零部件的材料发生物理和化学性能的变化，机械和电气性能随之下降，导致高压开关柜发生故障甚至重大事故。
为了延长高压开关柜的生命周期，使其在具有的工作时间内安全稳定地运行，就要严格限制构成高压开关柜的各类原材料，对其温度有标准的要求，不能超过限定值，这个温度就是最高允许温度。
（最高允许温度与周围环境温度的差值就是最高允许温升)高压开关柜发热的来源在于其内部运行过程中产生的能量损耗，该损耗主要有下面两种形式。
a.对于电阻损耗，其产生是源于高压开关柜运行过程中，导电体与电联通后，逐渐发热。
通常我们用下面的公式表示电阻损耗功率p的由来。
【2】（A）式中：I代表高压柜工作时通过导电体的电流[A];R代表高压柜中导电体的回路电阻[Ω]。
该电阻的由来源于两种不同类型的构成，即 R=RJ +KRd【3】（B）式中：RJ表示导电体在回路的过程中，与各个部分相连接的接触电阻Ω]；k表示交叉额外的损耗系数（该系数离不开趋表效应）；Rd表示导体电阻[Ω]。
35kV开关柜常见温升故障及处理措施分析
35kV开关柜常见温升故障及处理措施分析[摘要]35kV开关柜是变电和配电过程中应用比较广的电力核心设备之一，开关柜的温升问题是决定整个变配电系统能否实现长期安全运行的关键因素之一。
笔者结合自己多年的工作经验对35kV开关柜常见温升故障引起的原因进行了分析，并提出了一些改进措施。
【关键词】开关柜；温升故障；处理措施最近几十年来，随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对电力的需求越来越大。
电力系统的长期安全运行对我国经济和社会的发展有着重要的保障作用，必须想办法提高电力系统运行的稳定性和可靠性。
高压开关柜作为输电、变电和配电系统的核心设备之一，能控制电路的通断，对电路起着保护和控制的作用，而35kV开关柜是当前应用比较广的一种开关柜，温升故障是影响开关柜安全运行的不利因素之一，有必要对这一问题进行深入的探讨。
1、35kV高压开关柜温升故障原因分析电力系统中的导线和接头等处都存在着大小不同的电阻，而高压开关柜中通过的电流较大，由焦耳定律可知，电路接通后导线和接头会发热，当发热量超过材料本身的承受能力时开关柜就会由于温度过高而发生故障。
总的来看，造成高压开关柜温升故障的原因主要有以下几个方面。
1.1开关柜的生产工艺不完善。
对于35kV高压开关柜而言，其内部回路的电阻主要由两部分组成，即导线电阻和动静触头接触时产生的电阻，而后者远远大于前者，可以将开关柜中的总电阻值近似等于动静触头间的电阻值大小。
如果开关柜的生产工艺落后，就会使动静触头相接处的光滑度和平坦度不够，当动静触头相接触后就不会形成平面接触，而是一些点之间的接触，电路通电以后，如果电流值过大，就会使相接处由于热效应而收缩，接触面积变小，电阻值变大，进而产生温升故障[1]。
1.2开关柜的安装过程存在问题。
开关柜属于比较精密的电力设备，对它的安装要求比较高。
如果采用的安装工艺存在问题，会在很大程度上提高温升故障发生的可能性。
如有些重要零部件的安装就位不精确，就会使动静触头接触不紧密，产生“虚接”现象，这样就导致动静触头处的电阻值大于正常接触时的电阻值，当通入电流时就会发生温升故障。
高压开关柜温升问题分析及解决方案探讨
高压开关柜温升问题分析及解决方案探讨高压开关柜在运行中经常由于温升过高引发故障，因此，温升问题广受关注。
文章对开关柜的温升原理进行了简单描述，进而从结构设计和运行维护两个方面对预防温升过高的方案进行了分析。
标签：开关柜；温升；柜体设计开关柜作为电力系统中需求量日益增大的一类产品，其能否稳定运行决定着用户的用电质量与安全。
温升是衡量开关柜能否稳定运行的重要因素。
由于柜体设计紧凑且内部间隔防护等级较高，开关柜散热较为困难[1]。
在大电流中置柜中，温升问题更为突出。
在实际运行中，发热问题解决得不好，会导致高压开关柜本体或内部设备提前老化，造成设备损坏和用户停电[2]。
1 温升原理简述根据热平衡原理，开关设备的温升决定于发热和散热两方面的情况。
高压电器的热源主要来自三方面：一是电流通过导体产生的电阻损耗；二是铁磁体内产生的涡流、磁滞损耗；三是交流电器绝缘体内产生的介质损耗。
降低产品热量产生主要从减少电阻损耗和涡流、磁滞损耗两方面考虑。
2 解决方案分析2.1 结构设计方面由式（1）、（2）、（3）、（4）来看，开关柜的发热量与电阻、电流及导磁体的磁通密度成正比。
载流回路的电流由负载决定，无可改变。
因此，在设计中常采取的措施有：考虑铜排的折弯及搭接处的接触电阻，柜中铜排的规格选取应有一定裕量；柜体与手车的装配尺寸应设计合理，以确保接触电阻能够满足需要；手车的回路电阻必须满足要求；母线套管的安装板选用不导磁的不锈钢板以减小涡流损耗等。
由式（5）、（6）、（7）可得，开关柜的散热量与热源的导热率、辐射率及散热面积成正比，与散热路径长度成反比。
因此，设计中常采取的措施有：将隔室的金属隔板喷涂黑漆来提高隔板的辐射率；在柜顶、门板等位置开散热窗，形成散热通道，门板上的散热窗可设计成迷宫式结构，既可散热又能够满足燃弧试验要求；合理布置元器件位置，确保散热通道畅通，以免散热路径太长造成散热困难；在柜内加装风机，以强制对流散热的方式带走柜内热量等。
中置式高压开关柜发热故障分析与预防
中置式高压开关柜发热故障分析与预防作者：胡金海来源：《智富时代》2019年第10期【摘要】中置式高压开关柜因结构紧凑，占地面积小，具有完善的防误操作功能及开关设备互换性好等优点，取代了老式的敞开式开关柜，并已在全国电网中广泛应用。
近几年随着负荷的增加，中置式开关柜多次出现发热故障，通过分析发热原因，并提出了相应的预防措施。
【关键词】中置式高压开关柜;发热;预防一、引言中置式高压开关柜在10kV电力系统中占有率达80%以上，随着使用数量的增多及使用年限的延长，中置式高压开关柜存在的设计、制造、安装工艺等方面的问题逐渐暴露出来，尤其是载流量较大的柜体多次出现了发热故障，严重影响着设备及电网的运行安全。
中置式高压开关柜柜体由四个单独的隔室组成，手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室，柜体外壳防护等级为IP42，各小室间防护等级IP2X。
中置式高压开关柜中有发热隐患的隔室主要有，主母线室、电缆室、手车室，其中主母线室与电缆室中可能的发热原因主要由于导体固定连接处的安装、施工工艺不规范引起，由此而出现的发热处理、预防也较为简单。
手车室内导体的连接部位多为可动连接方式即通过手车开关的摇进、摇出实现手车开关一次触头与手车室内静触头的合、分，因此造成发热的影响因素较多，出现的发热故障类型也较多，下面结合现场实际逐一分析造成发热的原因及改进建议。
二、影响的发热因素分析中置式高压开关柜发热位置主要集中于手车开关动触头与手车室内静触头的结合部位，为此从以下几个方面逐一进行分析并预防。
1、动、静触头同心度不一致引起的发热中置式高压开关柜手车室的后面板固定有母线侧静触头及馈线侧静触头，当其与手车开关的上下动触头因柜体设计加工出现偏差或零部件装配精度不高，就会出现动、静触头的同心度不一致，造成触头各部位的接触压力不均衡，弹簧受力不均匀，个别部位由于接触压力过小，接触电阻偏大，大电流运行时就易引起发热，导致动触头弹簧过热变形，进一步降低接触压力，弹簧长期因受力不均、过热、金属疲劳积累恶性循环，最终导致故障的发生。
基于10kV开关柜结构的发热问题分析
基于10kV开关柜结构的发热问题分析KYN28A-12型10kV中置式开关柜发热问题改善可以从发热损耗抑制与散热效果提升两方面进行分析。
在发热问题，降低接触电阻减小电阻热效应、抑制涡流和磁滞损耗是主要手段;在散热方面，通过设计合理的导体结构、增大导体散热面积、优化柜内换气通道强迫风冷等一系列方法可以达成理想的效果。
标签：中置式开关柜;发热;散热引言KYN28A-12型10kV中置式开关柜具有绝缘性能良好、操作可靠、五防功能齐全、运行可靠等优点，在城市电网中占据越来越大的比重，但局部过热现象时有发生，容易加速导体氧化以及绝缘材料老化，降低运行可靠性。
开关柜设计时，发热、散热通风问题成了结构设计时首要考虑的内容，研究10kV开关柜发热问题，改善开关柜结构与性能对电力系统安全稳定性具有重要意义。
1 10kV中置式开关柜简介KYN28A-12是中置式开关柜的常见型号，其中K表示铠装金属封闭开关设备，Y表示移动式，N表示户内型，28A为设计系列序号，12kV表示额定电压等级。
1）开关柜结构10kV中置式开关柜主要由固定的柜体和可移动的真空断路器手车两大部分组成，柜体又可分为母线室、断路器室、电缆室、继电器仪表室四个部分，主要部件有开关手车、操作机构、断路器、接地开关、互感器、保护装置等。
开关柜结构示意图2）开关柜的发热与散热A）热量来源开关柜柜内发热主要来源于电流流过电阻产生的热效应以及交变磁场在周围导磁金属材料中发生的涡流损耗。
一是开关柜内导体热效应产生热量。
电阻热效应的计算公式是P=I2R。
电流大小主要受负荷影响，负荷增加流经开关柜内导体的电流大小也随之增加;接触电阻过大则可能造成接觸电阻剧增从而引起局部过热，甚至使触头发生熔焊。
二是涡流损耗发热。
柜内金属隔板在交变磁场的作用下，将在隔板截面内产生涡流从而引起隔板发热，该发热量与金属导磁性、导电性、截面积有密切关系。
B）散热途径一般认为，导热的方式有热传导、对流、辐射。
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50
（见说明5）
在油中
115
100 115 115 100
75
60 75 75 60
2 用螺栓的 或与其等效 的联结（见 说明4）
在空气中 镀银或镀镍 在SF6（六氟化硫）中（见说明5） 在油中
在空气中
镀锡 在SF6（六氟化硫）中（见说明5） 在油中 3 其他裸金属制成的或有其他镀层的触头或联结
× ×
4、要有两点固定。
静触头的固定
柜体加工精度：静触头位置
1、用校验小车来校静触头位置 2、误差应控制在2mm之内； 3、插入深度15~25mm。
母线连接
严格按照母线加工工艺要求
1、影响设备温升的因素很多，其中主要原因之一是 母线连接及母线与电器端子连接处的发热。它们是 设备内温升的主要热源。 2、母线连接处的温升主要受接触面积、接触压力和 接触电阻三方面的影响。
接触压力
按照工艺守则中规定的螺栓大小、孔径及数量、孔 距和扭矩力。
接触电阻
主要因素有：导电材料的硬度，接触面 的粗糙度，接触面的显微几何形状，接 触压力及视在接触面积和膜层电阻
静触头安装
铜排
此面按照此 方向冲孔无 需倒角 切边形状
切边方向不正确影响接触面？
建议切 边形状
冲孔不符合工艺要求,倒角影响接触面？
静触头
要求： 1、T2铜； 2、表面镀银； 3、底面要平、垂直度要高； 4、要用加厚型 1250A （壁厚12.5mm，原7.5mm， 阶梯孔高55mm, 原45mm） 2500 A ？？
触头盒
1、安装尺寸按附图检验； 2、内嵌螺母必须平、正，尺寸符 合图纸； 3、无毛刺、裂痕，其它按环氧绝 缘件要求检验；
105
105 100 （见说明7）
65
65 60 （见说明7）
测温的各点
影响温升的因素
一、柜体通风 1250A级的----不考虑通风 2500A级的----自然风冷（设计风道） 3150A以上级的----强制风冷（电动排风机） 二、元器件本身及材料性能； 断路器、铜排、静触头、触头盒 三、柜体加工精度及加工工艺。 1、静触头位置精度； 2、铜排的搭接； 3、动、静触头配合； 4、静触头与铜排的搭接
在空气中
裸铜或裸铜合金 在SF6（六氟化硫）中（见说明5） 在油中 在空气中 1 触头 镀银或镀镍（见说明6） 在SF6（六氟化硫）中（见说明5）
75
105 80 105 105
35
65 40 65 65
在油中
在空气中 镀锡（见说明6） 在SF6（六氟化硫）中（见说明5） 在油中 在空气中
90
90 90 90 90
为什么要塘锡？
1、开关柜中有许多导电联接面，有电器元件出线端对母排的 联接，也有母排对母排的联接。有电流时导电联接面会发热， 发热量多少与电流密度有关，还与接触面的物理状态密切有 关。 2、从微观角度来看，即使经过精细加工的接触面也是凸凹不 平的，导电作用是通过若干个尖端碰触而实现的，非尖端部 分则留有空气隙。潮湿空气中的水分，以及大气中的尘埃会 渗入空气隙中，在发热和水分作用下接触表面会氧化和污秽， 接触状态变差，接触电阻上升，发热量也就随之增加。所以 电气联接面须有保护措施，最简易的办法是涂抹中性凡士林 或导电膏，它们占据接头间的间隙，不让空气、水分和尘埃 进入，减轻氧化程度。较好的办法是接触面镀锡。锡层质地 软，在螺栓压力下产生延展，增加实际的电接触面积，而且 锡不易被氧化。另外，在锡层保护下，接头的允许发热温度 由90℃提高到105℃，颇有好处。
断路器（VS1）
1.断路器必须为各项指标合 格品；
2、梅花触头与静触头啮合 力（经验数据150N）
3.梅花触头中弹簧、卡箍使 用无磁性不锈钢材料。
铜排
1、铜母排必须使用T2以上铜（含铜量≥99.95%，电阻率 为0.17777），表面塘锡； 2、回路电阻的测量： 理论计算一米的回路电阻： R=ρL/S=17.77X1000/778.5 S=10X70+πX5X5=778.75 =22.8µ 3、 630A选TMY-6X60(载流量990A) 1250A选TMY-10X80(载流量1670A) 2500A选TMY-2X10（12）X100(载流量3180A)
中置柜温升
对于全封闭开关柜来说(我公司的KYN27)， 长期的工作电流产生会产生大量的热量，很 难散发到柜外。温度超过一定极限时会对柜 内一次、二次元器件造成严重损害而引发事 故。为了限制温升，必须加强材料要求、制 造工艺的改进。 根据GB11022-1997对温升的要求
最大值 部件、材料和绝缘介质的类别（见说明1、2 和3 ）（见注） 温度 º C 周围空气温度不超 过40º C时的温升 K
接触面积
对接触面的处理在有关标准或规范中都有所要求， 要求达到：一、矩形母线的接触面应整形研平，研 平后的矩形母线减少值应不超过母线厚度的3%。二、 研磨整形后的矩形母线应压花。这里所说的“研平” 是经机械加工，经研平的加工面其表面粗糙度好， 之后再经过压花；压花的目的为进一步增加其微观 接触面积。其原理是：接触面虽经加工，但搭接面 总是具有波纹起伏状；通过压花，形成宏观面接触 为微观点接触，压花形成的麻点在螺栓的拧紧力矩 作用下，使麻点被挤压发生弹性及塑性变形充实周 围的空间，达到增加接触面积的目的。
按照工艺守则要求：M10 螺丝冲11.5mm的孔。现 在冲13mm,加倒角，实际 未接触到15mm.
梅花触头氧化、有磁性？
划痕可看出触头位置不对中？
划痕可看出触头啮合力不够？
冲孔方向（两正两反）微观变形，影响接触面？
痕迹不对中说明铜排接触松动？
改进方案（讨论）
1、加强对元件的检验：VS1、铜排、静触头、触头盒； 2、标准车校验静触头位置； 3、标准台架校验VS1手车； 4、触头盒内铜排2点固定； 5、严格母线加工工艺； 母线与静触头接触面（母线压花），研究压花工艺 注意切边形状，冲孔方向、大小 紧固力矩 静触头固定螺丝长度要合适