摘要：随着我国科技的发展与成熟，电网事业取得了很好的成果，一些电网相关技术预计设备也得到了一定程度上的提升，高压开关柜的应用得到普及，但一些问题随之而来，影响开关柜的正常运行。高压开关柜因其密闭性，使得在使用时会出现实际温升严重超标的现象，设备性能遭到损害，影响设备的安全稳定运行，对城市乡镇的供电情况造成不必要的影响。因此，该文将剖析开关柜的实际温升超标原因并提出一些应对对策，促进电网事业的发展与进步。
关键词：开关柜；实际温升；超标；对策探讨
现阶段，我国在电网事业方面投入了很多的高压开关柜，促进了电网事业的发展，但相关设备主要是以封闭式的结构为主，散热问题并没有得到很好的解决，并且相关设备又不可避免地在高电压、强磁场以及大电流的环境下长时间工作，使得设备内聚集了很多的热量，实际温升严重超标，损伤设备。基于此，笔者将对高压开关柜实际温升超标的原因进行剖析，并提出一些应对和预防的措施，共同促进我国电网事业的发展与进步。
1 高压开关柜概述
以电气一次主接线图的相关要求为依据，把所有的高压和低压相关电器设备安置在一个敞开或者密闭的金属柜中，并以这个金属柜为整个电力系统中接受和分配电能的一种装置[1]，就是高压开关柜，是一种以断路器为主要结构的电气设施，在电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等方面起着作用。
2 开关柜实际温升的数据分析
笔者对三种类型的开关柜进行了一些实际温升的数据分析，其中两种开关柜为国产的，分别的XGN15-12开关柜、KYN28-12开关柜，另一种类型是中外合资厂商生产的型号为NXAirs-12的开关柜。测量而得的数据表明，无论国产还是合资，开关柜都存在着温升超标的现象，尤其在母排母线桥、柜体侧板等部位。
2.1 国产XGN15-12开关柜
开关柜的温升速度与负荷之间呈正相关。某变电站选择了福建某开关厂制造的型号为XGN15-12的开关柜作为10kV主开关柜，并对其进行了箱体外表温度测量，出现这样的现象：随着开关柜的负荷的增加，开关柜的温度提升速度也越来越快。当开关柜的负荷为1200A以下的时候，开关柜的温升速度却很慢，几乎可忽略不计；而当开关柜的负荷上升到2100A时，温升速度是最快的，温升非常明显，达到了50℃，比规范标准值（30℃）高很多。
2.2 国产KYN28-12开关柜
广东某变电站的10kV主开关柜采用了加装了VD4型熔断器的国产KYN28-12开关柜。对该开关柜进行实际温升测量，结果显示该开关柜的主母排部位的最高温度达到了100℃，而此时的室温为15℃，实际温升为85℃，高于规范标准规定的实际温升最高值（65℃），超标问题非常严重。相关工作人员对其进行相关处理，加大开关柜的母线桥规格，把铜排规格换成2×TMY120×10，并且改良了开关柜内部的通风系统，最后测得的结果得到明显的好转，实际温升降低。
2.3合资NXAirs-12开关柜
合资生产的开关柜与国产同类开关柜相比，在温升方面有着不可忽视的优势，但实际温升情况却相差不大，一样会有超标现象。广东某一变电站使用了中外合资厂商生产的型号为NXAirs-12的开关柜。对这个开关柜的箱体外表面和内部母线母排进行了温度测量，结果没有明显的超标现象。但在此情况下，开关柜的负荷还没有达到额定容量的70%，但开关柜的实际温升情况却已经几乎达到了上限值。
3 开关柜实际温升超标的原因
3.1 型式实验与实际情况的区别
在试验室里进行测量的型式实验，开关柜工作的持续时间相对较短，不像开关柜正常进行工作时那样持续作用累积热量，不具备温升累积效应，测得的数据与开关柜正常工作时有出入。
3.2 电导率
在电导率方面，如果选择的导体材料不符合相关规定以及要求，会导致导体材料耐热性较弱；若是导体原材料的纯度也有问题，也会影响开关柜的实际温升。
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3.3 紧固螺栓压力过大
在用螺栓连接多个导体时，如果相关工作人员把螺栓拧得过紧，会造成消极的效果。铝质材料的延展性相对较差，若是螺栓压力不当，过大时会引起压陷螺母下面的那段连接部分，使其凹陷下去，而螺母周围的连接部分则会向上面翘起来，出现一个弧面的形状。若是压力更大，会导致螺母破裂，设备损坏；而铜质材料有着良好的延展性，当连接部位时铜质材料的时候，若是紧固螺栓时压力过大，铜质材料会产生一种均匀的形变，进而减少了导体的接触面积，增大了整个电路的电阻，引发实际温升出现异常。
3.4 膨胀系数
若材料不一样，其膨胀系数也不一样。在一般情况下，钢质（13×10‐6/k）螺栓的金属膨胀系数显著低于铝质（23.3 ×10‐6/k）和铜质（17.5×10‐6/k）的母线。而在正常的工作运行中，负荷和温度的变化，同样会引起铁、铝和铜质等材料的膨胀或收缩情况发生改变，出现变形或者塑性形变，导致异常情况的突发，同时形变的程度与导体接头处的温度也有一定程度上的联系。开关柜正常运行时，若接头处工作温度大于80℃，接头金属会因为过热而发生膨胀，出现空隙[2]，使得电阻变大，推积下来的电阻使得热量也随之积累，如此恶性循环反复，损伤接头。
3.5 其他原因
在生产过程中，施工方法出现差错，在加工、连接和安装母线时，出现不合理、不光滑的接触现象，进而导致接触面积减少，电路的电阻值出现增大的异常反应，使得开关柜的热量产生异常增多，测得的实际温升超标。
4 高压开关柜温升超标的一些应对对策
4.1 加大运行过程中温度监测力度
高压开关柜在正常运行工作的过程中，相关人员也需要对其进行日常检查以及维修工作。对于开关的动静接头稳固性、开关柜的箱体外表、触头光滑性等重要指标要重点定期进行检测，若出现异常现象，应及时报告并进行维修。对于触头的温度和铜排等特别部位，可应用红外线温度测量仪来进行检测和监控其温度，异常初显时，立刻报修。同时，在使用的过程中，对柜内积累下的灰尘、蜘蛛网进行及时的清理，保持开关柜内的运行环境的清洁，防止因条件恶劣而出现异常温升现象。
4.2 在线检测系统的发展
为了方便对开关柜内的接触头和铜排等特别部位的检测和监控，近阶段研发出了对于高压开关柜的在线检测系统[3]，可以在开关柜内部镶嵌入一些无线传达、传感器等在线检测元件，从而可以全天候、24小时地对开关柜内的情况进行检测和监控。系统还会把检测而来的数据传送到计算机终端，若是开关柜内情况异常，系统会警报信号、出现异常的部位和数据等信息发送到计算机，方便相关工作人员对开关柜进行及时的维修，防止温升超标现象的出现。同时，针对开关柜的问题，相关人员还可不断开发与升级迭代检测系统，进而达到更好的监控效果，减少事故发生。
4.3 预防性对策
在制作、选择、加工原材料的时候，要严格按照国家标注进行；在安装时，提醒工作人员注意操作的合理性和正确性，尽可能地减少连接点，降低电阻值，切忌出现不必要的错误。如可以，可对相关工作人员进行系统的培训和指导，并且可应用空调来使开关柜的整个环境的温度降低，加强空气流动，增强开关柜的对流散热效果。
5 结语
综上所述，型式实验与实际情况的区别、导体材料的选择、膨胀系数的不同、电阻值增高、热量的聚集和人工操作错误等因素都可能导致高压开关柜实际温升出现超标的异常情况，这就要求相关人员加大开关柜制造过程的检测力度，严格把控开关柜的安装工艺和质量安全，对相关工作人员进行相关培训，同时加强运行过程中温度监测的力度、积极开发相关检测智能系统、增强开关柜的对流散热效果，能把安全隐患降低到最小程度，使得开关柜正常运行，保障电网系统的安全温度，进而促进我国现代化建设的发展与进步。
参考文献：
[1]许高俊，徐超，何建.基于信息融合技术的高压开关柜温度预警研究[J].电工技术，2016，（10）：18-20.
[2]陈晓亮，包玲，高永鹏.高压开关柜实际温升超标原因分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2015（02）：217-218.
[3]付晓宇.高压开关柜实际温升超标的原因与解决[J].电子制作，2013（20）：162.
论文作者:余浩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/3
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