近幾十年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)電力的需求越來(lái)越大。電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全運(yùn)行對(duì)保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著重要作用。我們必須想辦法提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。高壓開(kāi)關(guān)柜是輸配電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一。它可以控制電路的通斷，起到保護(hù)和控制電路的作用。35kV開(kāi)關(guān)柜是一種廣泛使用的開(kāi)關(guān)柜類型，溫升故障是影響開(kāi)關(guān)柜安全運(yùn)行的不利因素之一，因此有必要對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行深入探討。

1、35kV高壓開(kāi)關(guān)柜溫升故障分析

電力系統(tǒng)的電線和接頭中有不同尺寸的電阻器，通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)柜的電流相對(duì)較大。根據(jù)焦耳定律，電路接通后，電線和接頭會(huì)發(fā)熱。當(dāng)熱值超過(guò)材料本身的承載能力開(kāi)關(guān)柜時(shí)，會(huì)因溫度過(guò)高而發(fā)生故障。一般來(lái)說(shuō)，高電壓開(kāi)關(guān)柜溫升故障的原因主要包括以下幾個(gè)方面。

1.1開(kāi)關(guān)柜的生產(chǎn)流程并不完美。對(duì)于35kV高電壓開(kāi)關(guān)柜來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部電路的電阻主要由兩部分組成，即導(dǎo)體電阻和動(dòng)靜觸頭接觸時(shí)產(chǎn)生的電阻，而后者比前者大得多，因此in 開(kāi)關(guān)柜的總電阻值可以近似等于動(dòng)靜觸頭之間的電阻值。如果生產(chǎn)工藝落后，動(dòng)、靜觸頭之間的接合處的光滑度和平坦度將不夠。當(dāng)動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)接觸時(shí)，它們不會(huì)形成平面接觸，而是在某些點(diǎn)之間接觸。電路通電后，如果電流值過(guò)大，接頭會(huì)因熱效應(yīng)而收縮，接觸面積變小，電阻值變大，從而發(fā)生溫升故障。

1.2開(kāi)關(guān)柜的安裝過(guò)程有問(wèn)題。開(kāi)關(guān)柜屬于更精確的電源設(shè)備，需要更高的安裝要求。如果安裝過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，溫升失效的可能性將大大提高。如果某些重要部件安裝不準(zhǔn)確，動(dòng)、靜觸頭將不會(huì)緊密接觸，造成“虛接”現(xiàn)象，導(dǎo)致動(dòng)、靜觸頭的電阻值大于正常接觸時(shí)的電阻值，引入電流時(shí)會(huì)出現(xiàn)溫升故障。

1.3操作人員技術(shù)水平較低。開(kāi)關(guān)柜是變配電的重要設(shè)備之一。要求操作人員技術(shù)水平高，熟悉設(shè)備的操作程序，責(zé)任心強(qiáng)。如果操作人員的安全意識(shí)薄弱，操作不熟練，在操作和維護(hù)過(guò)程中極有可能發(fā)生誤操作，這將增加動(dòng)、靜觸頭的接觸電阻，導(dǎo)致溫升事故。

1.4環(huán)境因素的影響。大量35kV高電壓開(kāi)關(guān)柜位于相對(duì)較差的環(huán)境條件下，這也是導(dǎo)致溫升失效的一個(gè)不可忽視的因素。在惡劣的環(huán)境條件下，如果灰塵量相對(duì)較大，并且維護(hù)條件跟不上，則開(kāi)關(guān)柜將被灰塵覆蓋?；覊m過(guò)多會(huì)對(duì)導(dǎo)電過(guò)程產(chǎn)生不利影響。特別是在動(dòng)、靜觸頭的接觸部分，隨著觸頭上灰塵量的增加，動(dòng)、靜觸頭的電阻會(huì)逐漸增大，容易出現(xiàn)溫升故障。

1.5開(kāi)關(guān)柜技術(shù)更新速度慢。近年來(lái)，中國(guó)的輸電線路通過(guò)政府投資進(jìn)行了大規(guī)模改造。大量老化的輸電線路被淘汰，大量輸電設(shè)備被更換。但是，由于改造過(guò)程中缺乏對(duì)整個(gè)改造項(xiàng)目的科學(xué)統(tǒng)籌規(guī)劃，自動(dòng)化設(shè)備更新速度相對(duì)較慢，許多開(kāi)關(guān)柜系統(tǒng)存在重要部件超期服役和老化現(xiàn)象。有些地方?jīng)]有配備備用開(kāi)關(guān)柜，因此延長(zhǎng)服務(wù)開(kāi)關(guān)柜將繼續(xù)使用，這大大增加了溫升事故的概率。例如，230kv變電站35kv開(kāi)關(guān)柜在使用過(guò)程中存在溫升過(guò)快的問(wèn)題。實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)表明，35kv側(cè)ZN85-40.5型斷路器的接觸電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)100μω的標(biāo)準(zhǔn)要求，而該型斷路器的部分相主回路電阻高達(dá)198μω，超標(biāo)率高達(dá)98%，溫升效果大大超過(guò)相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中觸頭的最高工作溫度75℃，高達(dá)90℃。后來(lái)，經(jīng)過(guò)詳細(xì)的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)斷路器的接觸面存在生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題。在運(yùn)行過(guò)程中，斷路器的動(dòng)觸頭燒毀，使接觸面變黑，導(dǎo)致主電路的電阻超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。

1.6電源負(fù)載不穩(wěn)定。開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)于某個(gè)電源負(fù)載。如果電源負(fù)載波動(dòng)過(guò)大，則開(kāi)關(guān)柜的使用壽命將大大降低。特別是當(dāng)電源負(fù)載太高時(shí)，在開(kāi)關(guān)柜范圍內(nèi)的元件的絕緣性能將降低，并且元件在動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)處的老化和變形將增加。如果長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，最終會(huì)因高溫上升而引發(fā)火災(zāi)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

2.減少35kV開(kāi)關(guān)柜溫升故障的一些措施

從前面的分析可以看出，動(dòng)、靜觸點(diǎn)in 開(kāi)關(guān)柜電阻值的增加是35kV開(kāi)關(guān)柜溫升故障的根源，動(dòng)、靜觸點(diǎn)發(fā)熱在開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中是不可避免的，但我們可以采取必要的措施將這方面的影響降到最低。根據(jù)作者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為我們應(yīng)該從以下幾個(gè)方面努力工作。

2.1注意開(kāi)關(guān)柜的日常檢查和維護(hù)工作。對(duì)于溫升故障，應(yīng)堅(jiān)持預(yù)防為主的原則，盡可能避免事故的發(fā)生，當(dāng)事故不可避免時(shí)，應(yīng)及時(shí)維修。管理部門必須重視每天的檢查工作，取值開(kāi)關(guān)柜。有必要關(guān)注動(dòng)、靜觸頭的接觸情況，觀察接觸部位的零件是否有變色、變形、接觸良好等現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)現(xiàn)動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)的導(dǎo)電性能差時(shí)，可以通過(guò)施加導(dǎo)電膠來(lái)降低溫升效應(yīng)，從而降低動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)處的接觸電阻。在維修過(guò)程中，開(kāi)關(guān)柜的重要部位的溫度應(yīng)采用先進(jìn)的溫度檢測(cè)手段進(jìn)行檢測(cè)，是否需要進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜的維修應(yīng)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常溫度變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取必要的對(duì)策，避免較大事故的發(fā)生[2]。

2.2完善開(kāi)關(guān)柜管理規(guī)章制度及相關(guān)技術(shù)規(guī)范。完善的管理系統(tǒng)有利于開(kāi)關(guān)柜的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，降低溫升失效的可能性。因此，管理部門必須制定完善的管理和操作體系及相關(guān)技術(shù)規(guī)范。系統(tǒng)應(yīng)規(guī)定能執(zhí)行開(kāi)關(guān)柜操作的人員的資格和技能要求，相應(yīng)負(fù)責(zé)人的具體職責(zé)，以及測(cè)試和維護(hù)人員執(zhí)行開(kāi)關(guān)柜維護(hù)時(shí)的注意事項(xiàng)。同時(shí)，還應(yīng)處理因相關(guān)人員未能按照管理體系和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作而導(dǎo)致的事故后處理措施，并確保嚴(yán)格按照體系進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜的檢查和維護(hù)工作。

2.3加速開(kāi)關(guān)柜的技術(shù)更新。目前，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度越來(lái)越快，重要設(shè)備的更新速度也在逐步加快。管理部門必須認(rèn)識(shí)到及時(shí)更新設(shè)備的重要性。對(duì)于35kV開(kāi)關(guān)柜來(lái)說(shuō)，隨著自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展，0+產(chǎn)品的更新速度也大大加快。例如，隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)溫度的連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)。隨著新材料技術(shù)的發(fā)展，各種低電阻率的新材料被廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)柜的生產(chǎn)中。管理部門應(yīng)重視開(kāi)關(guān)柜的升級(jí)工作，摒棄舊觀念。雖然新型的開(kāi)關(guān)柜具有較大的一次性投資，但它能保證變配電系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全運(yùn)行[3]。

2.4注意溫度開(kāi)關(guān)柜的在線監(jiān)測(cè)和應(yīng)急工作。由于開(kāi)關(guān)柜的溫升是電力系統(tǒng)故障的主要原因之一，在實(shí)際工作中必須注意檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜的溫升。自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代電工電子技術(shù)的發(fā)展，使得完全實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜的在線溫升檢測(cè)成為可能。應(yīng)為開(kāi)關(guān)柜提供在線檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)實(shí)時(shí)記錄并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。當(dāng)溫度異常時(shí)，應(yīng)迅速啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，并及時(shí)派遣維修人員到現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題。

3.結(jié)論

35kV開(kāi)關(guān)柜是我國(guó)電力系統(tǒng)中最常用、最重要的設(shè)備之一。它的管理和維護(hù)關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。溫升故障是35kV開(kāi)關(guān)柜中最常見(jiàn)的故障之一。如何加強(qiáng)溫升故障的預(yù)防措施是我國(guó)電力工作者面臨的一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)。