高压开关柜导电全回路电阻定量参考范围的研究

如皋市供电公司 丁雪峰

高压开关柜导电全回路电阻定量参考范围的研究

如皋市供电公司 丁雪峰

高压开关柜的导电全回路电阻是开关设备的重要技术参数，也是其运行性能的重要评价指标，全回路电阻的大小不仅关系到其本身所产生的能耗问题，更重要的是会影响开关设备的运行可靠性，实际运行经验表明：全回路电阻的大小对运行性能的影响是不可忽视的。

高压开关柜；导电全回路电阻；定量

1.引言

近10年来，高压金属封闭式开关柜由于其全封闭所带来的安全性和可靠性优点，使其在电力系统和工矿企业中的用量越来越大。多年的实际运行经验表明：高压金属封闭式开关柜在具有很多优点的同时，也有其难以克服的缺陷，由于它采用金属外壳对其进行全封闭式的设计。因此，其内部导电回路所产生的热量与开关柜内部的空气对流换热升温后无法跟外界的空气对流换热，同时由于其封闭性，运行常规红外测温无法监测。可见，金属封闭式高压开关柜的内部温升问题将成为其运行可靠性的瓶颈。

2.典型故障

图1和图2就是典型的因为回路电阻较大导致局部温度升高，因温度过高会对绝缘件产生绝缘老化作用，最终绝缘失效而引发对地短路故障。

图1 全回路电阻超标导致整体温度升高，热老化迫使绝缘失效

图2 电缆接头局部温度急剧升高导致绝缘故障

3.该研究主要理论支撑

开关电器中的主要热源来自三个方面：

（1）电流通过导体产生的电阻损耗，从广泛意义上说，电阻可以是导体的金属电阻，可以是导体连接处的接触电阻；（2）交流电器铁磁体内产生的涡流、磁滞损耗；（3）交流电器绝缘体内产生的介质损耗。

通过对电力系统大量常规使用的两种规格，即1250A和3150A的高压金属封闭开关柜的温升性能在不同情况下进行测试，通过不同情况下所测得的温升数据来观测到回路电阻对其性能的影响。

试验样本的设置：

（1）1250A电流等级：是电力系统目前应用量最大的样本，对这一样本的试验研究具有广泛、普遍的代表意义。

（2）3150A电流等级：是电流等级较高的样本，主要用于主变和母线分段等回路，测试全回路电阻的变化或者模拟连接故障对其温升性能的影响具有对产品设计和检修以及新品验收工作具有理论指导意义。

（3）对样本测试过程中，人为地设置了一些机械连接故障来模拟检修或者新产品安装过程中可能出线的故障隐患：A.对断路器的B相动触头连接紧固力矩人为降低为20N.M；b.对高压开关柜的C相支排与主排搭接紧固力矩人为力降低为10N.M。

4.测试过程

本项目从2015年7月开始到2015年12月，通过对两种电力系统内部大量使用的两种规格的高压开关柜的全回路电阻和所对应的温升性能进行了测试，并对测试数据进行了整理和归类。其中1250A电流等级的高压开关柜进行了7次测试，3150A电流等级的高压开关柜共进行了6次测试。

5.测试结果的技术分析

通过对测试数据的总结和归纳可以得出以下关键技术指标和数据：

6.该研究带来的经济效益和社会效应

（1）经济效益。为检修人员提供可参考的技术标准从而有效控制高压开关柜的导电全回路电阻的大小，可以直接避免因电阻大、温升高而导致绝缘失效所产生的直接经济损失和意外停电，可以减少用电用户因停电产生的经济损失。

（2）社会效益。供电可靠性是用电客户对电力系统运行部门的最高要求，也是最基本的需求。同时供电安全性对电力系统内部检修人员是最重要的安全保证。合理的对高压开关柜的全回路电阻进行定量，可以有效降低因其过高而带来温升过高，最终导致绝缘失效的风险。从而可以有效降低计划外停电的概率，为用户提供更高的供电可靠性，给客户间接带来的经济利益，从而为电力系统运行提高社会公信力和认可度。

7.总结及展望

高压开关柜的导电全回路电阻是影响其温升性能的关键参数之一，从测试数据看尤其大容量的开关柜的温升性能的好坏与全回路电阻没有完全的一一对应的关系，原因是温升还会受到：交流电器铁磁体内产生的涡流、磁滞损耗以及交流电器绝缘体内产生的介质损耗的影响，同时也跟高压开关柜的通风散热设计有关。但是对同一厂家、同一规格的高压开关柜设计的监造、验收和检修后的验收具有绝对指导意义。还需努力的方向：

（1）不同开关柜厂家设计的高压开关柜导电全回路电阻的定量参考范围还需采用不同厂家的通风、散热设计进行系统的研究。

（2）为了科学、实用的定义高压开关柜导电全回路电阻定量参考范围还需对大量不同厂家设计的样本进行测试。

［1］江苏省电力设备交接和预防性试验规程［S］.江苏省电力公司，2001.

［2］陈化钢.电气设备预防性试验方法［M］.北京：水利电力出版社，1999.