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高压开关柜温升原因及监测方法

发布时间:2022-10-27 点击量:64

我国电力系统的大规模发展,增加了高压开关柜的运行压力,随着电网的改革与建设,高压开关柜的数量越来越多,增加了故障的发生机率。目前,电力系统内部使用的开关柜,都要通过型式试验对入网的开关柜进行处理,在温升方面,要求比较严格。根据相关理论进行分析可知,在实际运行过程中,通常情况下,负荷不会达到开关柜的设计满容量,更不会引发开关柜的温升问题。但是,实际情况并非如此。根据实际运行经验可知,随着负荷的不断增加,使得开关柜的温升迅速增加。当负荷超过开关额定电流的75%时,在这种情况下,温升尤为明显,此时早已不符合标准要求。当负荷比较低时,温升现象不明显。在实际运行中,与试验室测出的温升数据相比,开关柜实际温升水平普遍比较高,并且多数情况下,当温升超标时,开关柜甚至远没有达到设计满容量。对于高压开关柜来说,开关触头、母排连接点的实际温升,通常情况下总是高于试验数据,其原因主要表现为:

       (1)在试验室完成型式试验,测得相应的数据,在持续时间方面,虽然达到了稳定温升所需要的试验时间,但现场环境复杂,加上试验过程中,不具备温升累积效应,不能等同现场长期运行并持续发热的设备。

       (2)不同金属在膨胀效应方面存在差异。钢制螺栓的金属膨胀系要比铜质、铝质母线的金属膨胀系数小得多,对于螺栓型设备接头来说表现得尤为突出,在实际运行过程中,随着负荷电流、温度的变化,在膨胀、收缩程度方面,由于铝、铜与铁之间存在一定的差异性,在一定程度上造成蠕变,也就是受应力作用的影响和制约,导致金属缓慢发生塑性变形。实践证明,当接头处的运行温度超过80℃时,因过热使得接头金属发生膨胀,同时受各种因素的影响,进一步产生微小的空隙,早成氧化腐蚀。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,造成接触电阻变大,每次温度变化的循环都会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合理。对于导体连接,在部分安装、检修人员意识中,在拧紧连接螺栓的过程中,认为螺栓拧得越紧越好,实际并非如此。由于铝质母线的弹性系数较小,当螺母压力达到临界值时,如果材料强度比较差,当继续增加压力时,将会导致接触面变形隆起,使得接触面积进一步减少,增大接触电阻,进而影响导体的接触效果。

       (4) 由于导体原材料纯度不够,造成导体材料电导率不满足要求。

       (5) 其它因素,例如在加工、连接、安装母线过程中,对母线接触表面处理不到位、不够平整,进而减少有效接触面积,增大接触电阻而产生发热。

以上的情况都会造成高压开关柜的温升异常,所以加强对运行开关设备温升的监视,发现问题及时采取措施就变得非常必要。高压开关柜内有裸露高压, 空间封闭狭小,无法进行人工巡查测温,传统的测温方式无法有效地解决这个问题。为了解决这个问题,应用于高压柜的无线测温方式应运而生,无线测温由温度传感装置和显示报警装置两部分组成,温度模块包括温度传感器和数据发射器,温度模块可安装于柜内任何的发热点上,利用无线数据传输技术,可遥测每一个重要部位的发热问题包括开关柜内触头、铜排接头等非可视部位,并可实时把检测数据发射出去,由安装在仪表门上的显示报警装置接收记录。利用现场总线技术,还可实现远程智能监控,这样就不需要人工现场勘测,不存在安全隐患,还实现了高压柜的温度在线实时监测,避免高温造成的设备故障。

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