运行中高压开关柜实际温升分析

运行中高压开关柜实际温升分析运行中高压开关柜实际温升分析 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 运行中 负荷通常都不会达到开关柜的设计 满容量 开关柜的温升问题应该不会很突出 但是实际情况并 不尽然 1 开关柜实际温升数据分析 1 1 国产 jyn 手车柜 表 1 为某变电站 2 台同型号 同参数的 10 kv 主变开关柜的实 测温升与负荷关系的统计 开关柜为福建某开关厂生产 jyn1 10 型 测试温度为开关柜箱体的外表温度 数据显示 随着负荷的增加 开关柜的温升迅速加快 当负荷 接近 1 900 a 约为开关柜额定电流 2 500 a 的 76 温升尤为明 显 最大达 47 已经不符合标准要求 标准为满负荷条件下 30 而负荷较低时 1 200 a 以下 温升则不明显 1 2 国产 kyn 手车柜 表 2 为某变电站 10 kv 主变开关柜的实测温升与负荷关系的统 计 开关柜为扬州某开关厂生产 kyn28 10 型 配用 vd4 断路 器 测温前打开部分顶盖 对开关柜箱体外表温度及主母排温 度同时进行测试 数据表明 母排最高温度已经达到 100 温升 88 明显超 标 母排温升标准为 65 由于该站温升问题比较突出 制造 厂针对这一情况对该变电站 10 kv 开关柜 1 2 号母线桥采用新 型钢重新制作 主母线铜排规格更换为 2 tmy120 10 原规格为 2 tmy100 10 并进一步改进了通风系统 2 号主变开关柜经 改造后 其实测温度如表 3 所示 改造后温升情况略有好转 但是与该开关柜型式试验提供的温 升数据偏差仍然较大 1 3 合资厂的手车柜 某合资厂开关柜 为上海某开关有限公司生产 型号为 8bk20 测试位置为开关柜箱体外表及内部母线母排 此处 开关柜温升暂时没有超标 但是应该注意 此时负荷并 没有达到额定容量的 70 但是温升已经接近上限 由此可见 合资厂产品虽然温升情况优于国产设备 但同样也存在温升超 标情况 数据证明 运行中的开关柜实际温升水平通常都要超过试验室 测出的温升数据 而且 多数情况下温升超标时开关柜甚至远 没有达到设计满容量 2 开关柜实际温升超标原因分析 开关柜内部实际温升情况 尤其是母排连接等部位 通常总是 比型式试验测出的数据高 主要有以下几点原因 1 型式试验测得数据通常是在试验室完成的 持续时间不长 通常不超过 8 h 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 2 不同金属的膨胀效应不同 钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜 质 铝质母线小得多 尤其是螺栓型设备接头 在运行中随着 负荷电流及温度的变化 其铝或铜与铁的膨胀和收缩程度将有 差异而产生蠕变 也就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形 蠕变的过程还与接头处的温度有很大的关系 实践证明 当接 头处的运行工作温度超过 80 时 接头金属将因过热而膨胀 使接触表面位置错开 形成微小空隙而氧化 当负荷电流减小 温度降低回到原来接触位置时 由于接触面氧化膜的覆盖 不 可能是原安装时金属间的直接接触 每次温度变化的循环所增 加的接触电阻 将会使下一次循环的热量增加 所增加的温度 又使接头的工作状况进一步变坏 因而形成恶性循环 3 连接部位紧固螺栓压力不当 部分安装或检修人员在导体连 接上认为连接螺栓拧得愈紧愈好 其实不然 特别是铝质母线 弹性系数小 当螺母的压力达到某个临界压力值时 若材料的 强度差 再继续增加不当的压力 将会造成接触面部分变形隆 起 反而使接触面积减少 接触电阻增大 从而影响导体接触 效果 4 选用的导体材料电导率不满足要求 多数属于导体原材料纯 度不够 5 现场的其它因素 比如可能存在安装检修工艺不当 如母线 在加工 连接 安装过程中 对母线接触表面处理不到位 不 平整 不光滑 没有涂专用电力脂等 导致有效接触面积减少 接触电阻增大而发热 3 结束语 开关柜型式试验中的温升数据 并不能正确反映运行中的开关 柜实际温升水平 特别是长期运行负荷比较重的开关柜 由于 长时间温升的累积效应 运行中的开关柜实际温升水平通常都 要超过试验室测出的温升数据 部分制造厂对开关柜实际运行 中的温升水平并没有深入地研究 比如大多数厂家给额定 3 150 a 的开关柜按照 2 500 a 的标准启动风扇 在开关柜经历长时间 的高负荷运行后 再采取这个标准是不合理的 通常是风扇没 有启动 温升早已超标了 所以 选