高压开关柜触头发热原因分析及解决措施研究

摘要：高压输电线路的带载能力主要取决于开关柜和电缆的额定工作电流。但是实际中由于大部分高压开关柜采用小车式或中置式断路器，经常发生断路器和开关柜之间动静触头部位发热的现象，影响线路的带载能力，严重时还可能导致开关柜烧损等事故。本文结合实际，对高压开关柜断路器触头发热的原因进行分析，并提出应对措施来提高设备的运行安全。

关键词：高压开关柜;触头;发热;原因分析;应对措施

1触头发热的主要原因分析和预防措施

1.1触头外侧的紧固弹簧张紧力不足

由于材质或安装匹配不当等因素，导致触头外侧的紧固弹簧张紧力不足，造成触头接触电阻增大，引起触头发热;触头发热又引起弹簧发热，使弹簧的张紧力进一步下降，加剧触头发热。对于这种因素引起的触头发热，必须选用优质的触头和弹簧，并定期检查弹簧的张紧力。

1.2触头和导电臂连接过松

断路器的触头一般通过螺栓和导电臂进行连接，在运行中由于受到电动力等因素的影响，连接螺栓会发生松动，导致接触电阻增加，使连接部分温度上升，触头的温度也会随之上升，引起紧固弹簧发热，长时间的温升作用会使弹簧张紧力进一步下降，导致触头发热发黑。对于这种原因引起的触头发热，必须在断路器定期检修时检查触头的连接松动情况，将触头的连接紧固作为断路器定期检修的一项固定内容来进行。

1.3触头外侧的紧固弹簧选用了磁性材料

根据需要，紧固弹簧必须选用非导磁材料制造，以避免在运行中负荷电流在弹簧中产生涡流而发热，发热造成弹簧逐渐退火，紧固力越来越小，接触电阻越来越大，从而导致触头发热或烧损。对于这种因素引起的触头发热，必须在开关柜采购或触头备件采购过程中明确提出触头弹簧必须选用非导磁材料，避免选材不当。

1.4开关柜静触头座与母排点接触

某110kV变电所6kVI段母线进线开关B相温度高（A相44℃、B相78℃、C相48℃），通过负荷控制和增加通风等措施，温度有所下降，但无法根本解决问题，判断为触头发热，并停电处理。检查后发现该开关柜静触头座与母排的连接处烧损，测量该处直流电阻分别为A相18μΩ、B相185μΩ、C相22μΩ。拆下静触头座后发现其与母排接触处有4个烧损点，分析认为是由于加工或装配原因导致开关柜静触头座与母排点接触，从而减小了接触面、增大了接触电阻，在负荷较大时导致静触头座发热烧损。检修时对母排进行了打磨处理，并更换了新的静触头，检修设备投运后温度监测正常。对于这种因素引起的触头发热，必须要求厂家提高加工精度和安装工艺，必要时测量静触头和母排之间的直阻。

1.5开关柜静触头和断路器动触头接触不良

这种情况主要是由于安装精度或加工精度达不符合要求造成静触头位置不正造成动、静触头点接触等接触不良现象，也有可能使用了不同型号的备用断路器造成动、静触头型号不配套等原因引起。这种情况，除要求厂家提高加工精度和安装工艺外，必须选用配套的动、静触头;如果在现场使用过程中需要使用不同型号的备用断路器来代替原有断路器时，必须保证动、静触头接触良好，并测量接触电阻满足要求。

1.6开关柜静触头和断路器动触头镀银层厚度不符合要求

为减小接触电阻，提高动、静触头的导电性能，大部分的开关柜静触头和断路器动触头都进行了镀银处理，根据要求触头镀银层厚度要在9μm以上，但有案例发现有的厂家为了节省成本，镀银层厚度只有3μm～4μm，降低了触头的导电性能，在设备投运一段时间后，由于觸头的腐蚀和氧化等原因进一步降低了其导电性能，容易出现触头发热。对于这种情况可以要求厂家提供相关检测报告，并在开关投运或定期检修时在触头处涂导电膏，防止氧化和利于散热降温。

2其他应对措施分析

2.1防止开关触头接触面氧化、脏污

开关柜的动触头是最容易发热的部位，由于该部位接触不良、脏污等原因，接触电阻较大，在大电流情况下该处的热功率很大，结果使接头发热严重，危及系统安全运行。

2.2提高大容量开关柜的散热性能

大容量的开关由于负载电流大，柜内温度高，如果散热性能不好也容易引起开关触头温度整体上升。对于这种情况引起的发热，可以对开关柜的结构进行分析研究，通过改造隔板配置等措施来改变开关柜内的风道，提高散热效果;对于未加装排热风扇的大容量开关柜，可以在开关柜外壳上设计和增加风扇。通过这些措施，可以有效提高开关柜的散热效果，增加开关柜的实际带载能力。

2.3加大手车触头预防性试验力度

由于电力负荷的不断增加，为了提高开关柜综合运行效率，需要定期对开关柜触头进行预防性试验，防止负荷突然剧烈增加，在开关柜触头部位形成较大的电流，导致触头剧烈发热，引起其它附属开关元件发生烧毁事故。在开关柜选型设计时，应充分考虑电力负荷后期扩容需求，并根据变电站工程特性选取高一等级的开关容量产品，尽量减小开关设备在运行过程中由于容量不足引起触头发热事故。应该重视在预防性试验中所获得的异常试验数据，并通过多次试验后进行详细的分析研究，不能以某一次异常数据就进行故障定性判断。在检修或试验完成后，应该根据试验记录认真复原，防止人为失误给开关设备留下巨大的安全漏洞。

2.4开关柜触头加装无源无线测温监控系统

由于开关柜触头位置隐蔽，正常运行时难于提前发现触头发热现象，往往要在开关烧损发生故障停电后才能发现。这不但扩大了开关的损伤面积，而且会给生产带来严重影响，因此，非常有必要对触头发热进行有效监控。例如，在变电所等房所开关柜触头加装无源无线测温监控系统，可以有效地监测房所内开关柜触头的温度和发热状况。测温监控系统主要由装在与断路器触头连接的导电臂上的无源无线测温探头（每相一个探头，探头用不锈钢片捆绑固定在导电臂上）以及安装在开关室墙上的信号接收主机组成。主机上有大屏幕显示器，可以对应显示每个开关柜每相触头的温度，运行人员可以在巡检时方便查看该开关室的每个开关的触头温度状况，及时跟踪触头的发热情况，以便提前安排和消除开关触头的发热故障。主机还具有通讯功能，可以接入远方监控系统或能源中心，有利于站所的无人值守。

3结语

总而言之，在电力设备的生产运行当中，高压开关柜触头发热影响带载能力，甚至开关柜、断路器烧毁的现象屡见不鲜，因此需要针对实际情况采取相应的措施防止触头发热。希望未来有关的工作人员能够更加深入地分析高压开关柜触头发热问题，以有效解决故障问题，促进相关工作的顺利开展。

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作者简介：王永刚（1995.5-），男，宁夏固原人  单位：国网固原供电公司检修分公司。