高压开关柜触头发热原因分析及其对策

高压开关柜触头发热原因分析及解决措施研究刘永军(涟水供电公司，江苏淮安223400)脯要】在分析了高压开关柜触头发热的危害和原因后．对触头发热的综合预防处理措施进行了详细的分析研究。

联键词】高压开关柜；变电站；触头发热手车式高压开关柜由于其具有结构简单、运行维护方便等优点被广泛应用于发电厂、变电站、以及工矿企业变配电所中。

高压开关柜是保障配电系统安全可靠、持续稳定、高效经济供电的重要配电设备。

国民经济的进～步发展，电力负荷容量也剧烈增加，各类电力设备负载率普遍较高，高压变配电设备长期处诵蔓负荷运行工况，如果不采取良好的负荷分配调度措施，就可能造成高压开关柜出现发热故障。

加上高压开关柜采用的手车式触头结构，如果在运行过程中出现触头部位松动、触头面接触不良、动作弹簧性能老化下降、开关柜接触面不干净等情况，均能引起高压开关触头温升发生异常，极易导致开关柜内设备发生烧毁、炸裂等事故，引起大面积停电，给供电企业、工农业生产企业等带来巨大的经济损失。

在实际运行过程中发现，高压开关柜触头发热故障主要发生在负荷较重目负荷波动特性较大的手车式开关柜触头处。

手车式高压开关柜由于采用封闭式结构，其在正常运行过程中是不能打开的，也就是无法直接测量开关柜内触头的实际温度，因此，在日常生产运行中，制定科学完善的维护制度，并结合先进的技术和仪器提高高压开关柜发热温升在线监测性能，已成为高压电气设备研究的—个重要课题。

1高压手车式开关柜触头发热的危害手车式高压开关柜是一种具有优良性能的一次变配电设备，是电能分配调度重要的执行电气设备。

在日常运行中发现，手车式高压开关触头发热故障是高压电气设备中最为常见的故障，加上其发热危害是一个逐步演变的过程，给发供电企业和工农业生产企!Ik带来巨大的经济损失，主要表现在以下多个方面：13损坏设备较多开关柜触头发热温升效应是一个由安全隐患逐步演变到故障或事故的恶性循环，当触头发热量逐渐积累后，就可能通过连接铜排串入到其它设备元件中，破坏设备间的绝缘层，引起设备发生单相或相间绝缘击穿短路事故，同时还可能造成高压绝缘套管发生绝缘损坏炸裂、连接母线}{鼬曲变形、相邻电流互感器发生烧毁炸裂等敷设设备损坏事故。

高压开关柜发热故障分析及防范措施发布时间：2021-08-02T08:53:54.938Z 来源：《电力设备》2021年第5期作者：王欢[导读] 高压开关柜在生产、传输、供配以及使用电能的各个环节中是不可缺少的，使用率非常高。

（宁波天安智能电网科技股份有限公司浙江宁波 315700）摘要：在电力行业中，要保障给用户供电就需要用到高压开关柜，这个设备的主要作用就在于在进行主、配网电能转换期间，可以发挥出开合、控制以及保护用电设备的作用。

高压开关柜同其他变电设备相比是有许多好处的，其主要的优势有量大，生产商多，对应型号多。

本文对于高压开关柜的相关发热故障原因来进行分析，并且探讨具体的防范措施。

关键词：高压开关柜；故障；防范措施一、高压开关柜发热对电力系统的影响高压开关柜在生产、传输、供配以及使用电能的各个环节中是不可缺少的，使用率非常高。

其是否能够安全稳定的完成这些功能的关键因素就是其柜内的电磁交互环境是否稳定。

所以，如果高压开关柜处于发热的状态之下，并且对其没有专业的处理或者处理的不够及时，便会引发很严重的高压开关柜故障，对电能相关的各个环节造成很不好的影响，甚至会威胁到运维人员的人身安全。

根据对以往高压开关柜发生故障部位的统计结果可以看出，最容易产生发热故障的部位是其触头。

一旦出现了发热故障，不但会严重破坏设备自身的工作性能，而且由于触头内部的构造比较复杂，导致需要比较长的检修周期，影响开关柜的正常使用，且会造成巨大的经济损失。

高压开关柜形成发热故障的过程是日积月累的，例如高压开关柜长期处于不良的运行环境当中或者自身结构出现损坏等都会导致触头的接触面温度骤升，并且电流发热效应的作用会促使触头温度逐步升高。

如果这种温度升高的速度过快，导致触头温度高于高压开关柜内部互感器、绝缘套管等设备的耐热标准，便会导致高压开关柜内部设备的损坏，造成相间短路，最终造成发热故障的破坏力变大，波及到其余附属设备，使整个供配电系统或变压器的稳定性受到影响，严重的情况会出现火灾，乃至爆炸。

高压开关柜断路器触头发热原因分析及预防措施摘要：温升是断路器的重要考核指标之一，如果温升过高，则会影响触头周围绝缘件的绝缘性能和强度，不利于断路器的安全工作；如果温升过低，即触头系统设计余量过大，触头系统外形尺寸过大，进而使得断路器的外形尺寸过大，不仅大大增加断路器成本，而且应用受到局限。

而如今在新开关设计时，对结构紧凑要求越来越高，做好发热设计至关重要。

关键词：高压开关柜；断路器触头发热；预防措施1研究背景高压开关柜的种类。

（1）固定开关装置，在某些变电所和煤矿中使用最多。

此开关柜具有较大的容量和较大的容量，可将各类电子元器件灵活地安置在柜内。

但是，传统的固定开关装置因其密封、防护能力差、故障率较高而逐步被淘汰。

（2）我国部分电力设备因负荷小，多采用箱型配电柜。

由于其体积较小，散热能力较差，因此不适用于电力系统中的大负荷场合。

（3）新客户一般都会选用HXGN负载控制柜，因为它不但品种繁多，而且具有较高的保护级别，维修起来也方便。

（4）目前市场上引进的产品多为落地式手推车，对箱体的强度有很高的要求。

（5）目前在电网中使用最多的是台车切换装置，其优点也十分突出，市场前景广阔。

2高压开关柜断路器触头发热分析2.1发热分析断路器在额定工作电流下长时间通电，当触头系统的发热量与散热量相等时，即达到热平衡，断路器就处于热稳定状态，温度不再发生变化。

此时断路器触头系统的温度叫做稳定工作时的温度。

对断路器触头系统温度场进行分析，主要是对触头系统的发热情况和散热情况进行分析。

发热分析主要是分析触头系统在各种发热源的作用下累积发热的情况。

断路器的发热主要来自三个方面：电流通过导体产生的电阻损耗；交流电器铁磁体内产生的涡流、磁滞损耗；交流电器绝缘体内产生的介质损耗。

2.1.1导体电阻发热电流通过触头系统导电体产生的能量损耗叫做导体电阻发热。

该部分的发热主要受导电体的载流量的影响，导电体载流量越大，导电体电阻越小，导电体发热越小，但是导电体的外形尺寸和重量也越大，使得断路器的外形尺寸和重量增大，断路器成本增高。

浅析高压开关柜发热故障成因及处理措施摘要：高压开关柜是供配电企业重要的变配电设备，直接关系到电能供电的可靠性和经济性。

在日常检修、维护过程中可发现，高压开关柜的触头是最容易出现故障或事故的部位，常常由于触头松动接触不良、开关弹簧性能老化、外部环境差形成接触面不洁等因素引起开关柜触头发热，实际温度升高等异常工况，极易造成开关设备发生烧毁、变形而导致系统发生大面积停电事故，其不仅影响系统供电的可靠性，同时还在一定程度上增加了单位电能成本，降低了供配电企业的经济效益。

关键词：高压开关柜；发热故障；原因；措施引言：高压开关柜由于具有操作方便、安全可靠等特点被广泛应用于发电厂、变电所以及工农业生产中。

现对手车式高压开关柜在实际运行过程中发生的温升及发热故障的现状进行分析探讨后，总结了高压开关柜触头发热的主要原因，并结合运行经验，提出了可行、实用的预防和处理措施，有效提高了开关柜的综合电气性能，保障了供配电可靠性。

1 高压开关柜手车触头发热的危害高压开关柜是发电、输电、供配电、用电企业电能传输和调度的主要电气设备，其内部稳定的电磁交融环境是电能输送的有效保障。

高压开关柜作为一次核心电气设备，如果发生故障将会严重影响供电可靠性。

在实际运行中我们发现，高压开关柜手车触头温升及发热故障是最为普遍的，不仅会造成电气设备的损害，而且整个检修周期相对较长，给企业带来巨大的经济损失。

高压开关柜手车触头发热并不是一个瞬时故障，它是一个渐变的恶性循环过程。

在柜内开关设备或运行环境出现异常情况后，触头接触面的温度就会升高，并在持续的电流发热效应下，触头温度逐步上升。

当触头温升超过绝缘套管或柜内电流互感器的额定耐热水平时，就会造成套管绝缘受到损坏，电流互感器发生炸裂等严重事故，对地或对相邻设备放电的通道而引起的单相或两相间短路故障，从而将触头故障扩大到引发大量附属设备损害的严重事故，造成电力变压器或供配电系统运行工况发生波动，影响系统的稳定性，甚至会由于设备发热或爆炸引起火灾。

高压开关柜异常发热隐患的预防与处置发布时间：2023-05-05T02:52:27.544Z 来源：《福光技术》2023年5期作者：王晖[导读] 高压开关柜触头异常发热会导致生产过程中配变电设备的不稳定因素增加。

大唐国际发电股份有限公司张家口发电分公司河北省张家口市 075000摘要：在电力设备运行过程中，高压开关柜触头发热问题会影响带载能力，甚至会导致开关柜、断路器烧毁的后果，给生产活动带来许多影响和危害，本文基于现状，首先介绍了高压开关柜触头异常发热的原因，并结合其原因，探讨了高压开关柜触头发热隐患的预防处置策略，希望可以延长设备使用寿命，提升生产稳定性。

关键词：高压开关柜；异常发热；预防策略高压输电线路带载能力与开关柜的额定工作水平密切相关。

在正常生产过程中，一部分高压开关柜存在触头异常发热的情况，导致线路的整体稳定性下降，不但影响了实际的生产效率，同时也会引发开关柜烧毁等事故，导致企业蒙受经济上的损失。

为了进一步探讨高压开关柜触头异常发热的防控策略，现就高压开关柜触头异常发热的风险与危害分析如下。

1 高压开关柜触头异常发热的危害高压开关柜触头异常发热会带来诸多风险与危害，简单归纳如下几个方面。

1.1 设备损坏高压开关柜触头异常发热会导致生产过程中配变电设备的不稳定因素增加。

作为整个生产过程中性能关键的分配调度设备，其在正常运行过程中最常见的问题就是高压开关柜触头异常发热。

在发热效应出现的前期，并不会产生较大的影响，但是如果不及时予以处理，可能会逐渐演变为严重的故障甚至导致设备破损。

另外，触头发热后，热量会逐渐积累，借助于铜排线路进入到其他设备当中，一旦出现绝缘层遭受破坏的情况，势必会导致内部设备单相连接，进而出现短路事故。

除此之外，高压绝缘套管也会引发绝缘损坏问题，出现连接母线扭曲变长的情况，导致互感器出现烧毁炸裂等事故[1]。

1.2 工期延长高压开关柜触头在整个生产过程中具有重要的作用，其不但是变配电的主要设备，同时也是供电的关键设备之一。

高压开关柜触头发热原因分析及解决措施研究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。

标签：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。

封闭式高压开关柜触头发热原因分析及其对策1.引言运行中的电力发电厂、变电站的高压开关柜是重要的电器设备。

而这些开关柜主要维护部位就是触头部位,如触头松动,弹性老化,接触面不洁等,都会引起触头温度的异常变化,以往由于没有可靠的手段在线检测触头运行温度,往往采用“计划维修”, 因此极易导致设备烧毁或突然停电等事故，在一定程度上影响了企业的效益。

近几年电力生产中广泛运用各种先进的温度测试设备，如：光纤光栅测温，取得了很好的效果，开关柜触头的温度得到了有效监视，触头发热事故大大减少。

封闭式高压柜在运行中不能打开，因此无法测量运行中柜内触头的实际温度。

封闭式开关柜内触头发热事故在近几年有增长的趋势，已经成为严重影响安全生产的难题。

结合我公司实际，下面以6 kV金属铠装抽出式开关柜为对象对此类事故原因进行分析。

2、我公司6kV封闭式开关柜概况2.1 6 kV封闭式开关柜的概况恒通化工股份有限公司热电厂现有三台60MW发电机，三台15MW发电机，总装机容量22.5万kw,年发电量12.7亿度。

我厂厂用电采用6kv供电,6kv封闭式高压开关柜采用常熟通用开关厂生产KYN18-12型户内交流金属铠装抽出式开关设备配用VD4真空断路器型号如下额定电压6KV 动稳定电流100KA额定电流1500A 4S热稳定电流40KA额定开断电流40KA 防护等级IP4X2.2封闭式开关柜结构特点封闭式高压开关柜的设备分布在4个相互独立的隔室内，分别是断路器室、母线室、电缆室、控制室。

按有关的规程要求，除实现电气连接、控制、通风而必须在隔板上开孔外，所有隔室呈封闭状态。

由于发热点在密封柜内，运行中的柜门禁止打开，值班人员无法通过正常的手段检测到开关内部特别是触头的温度，所以一旦触头发热严重必然造成事故发生，影响系统安全运行。

3、我厂6KV封闭式开关柜发热事故统计2007年3月，我厂6KV备用段6008#开关因触头发热故障减负荷。

2007年4月，我厂6KVI段进线开关6101#开关触头发热严重烧毁。

高压开关柜的温升及发热解决措施发布时间：2021-06-23T02:21:22.898Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第5期作者：李三明[导读] 高压开关柜在供配电企业拥有非常高的使用率，其作为变配电组成设备，对维持供电系统正常运行有着十分重要的作用。

广安电气检测中心（广东）有限公司广东东莞 523000摘要：高压开关柜具有较高的可操作性和安全性，在发电厂、工业、农业的生产中被广泛应用。

在实际的使用中，受实际温升的影响，高压开关柜时常发生发热问题。

本文从高压开关柜温升的危害出发，阐述高压开关柜温升发热的原因，并就如何解决高压开关柜温升发热的问题提出有效建议。

关键词：高压开关柜；温升；发热；解决措施引言高压开关柜在供配电企业拥有非常高的使用率，其作为变配电组成设备，对维持供电系统正常运行有着十分重要的作用。

但在实际的使用中，受各个因素的影响，比如：高压开关柜的触头位置接触不良或弹簧老化等，高压开关柜的触头经常发生异常，包括但不限于高压开关柜的触头发热、高压开关柜的实际温度身高，使得高压开关柜损坏，从而造成大面积停电，这不仅影响人们的正常生活，对供配电企业的发展也十分不利。

因此，供配电企业应针对高压开关柜出现的问题，采取相应的处理措施，提高高压开关柜运行的安全稳定性。

1、高压开关柜手车触头温度升高的危害分析高压开关柜的主要作用是为供配电企业传输和调度电能，保障高压开关柜拥有稳定的电磁交融环境，是保障电能输送的关键，如果在使用过程中，高压开关柜出现问题，对电能的供应将会造成严重的影响。

据调查显示，在高压开关柜运行中，经常出现的故障是手车触头温度过高，这种故障会损坏电气设备，并且检修时间很长，在一定程度上也给供配电企业增加了损失。

高压开关柜手车触头温度升高的问题，如果不加以解决，它将随着时间的推移逐渐加重影响，是一个恶性循环的过程。

当高压开关柜的运行环境有问题时，在持续电流的影响下，温度将会逐渐升高，如果手车触头的温度超过国标GB/T11022-2011规定的温升限值，长期这样工作下去，就会损坏开关柜内部绝缘，进而引发开关柜内部短路，使得电力变压器发生强烈的波动，对供配电系统的稳定运行造成不利影响，严重的情况下，开关柜会有爆炸的风险，还会引发火灾，危害人们的生命安全。

1、高压开关柜出线室底板发热导致电缆故障案例：某110kV变电站仅有1台主变压器。

某日，报出“35kV母线接地”信号, 检查为A相故障；接着35kV出线PD线和PW线同时由过流I段保护动作跳闸。

现场检査设备，发现PD线开关柜后下门冒出黑烟，打开柜门，发现A相电缆终端严重烧损，电缆终端绝缘层几乎被电弧完全烧熔，露出电缆内部导体（见图1）。

经用户查线，PW线C相发生接地故障。

专业人员检査PD线开关柜内设备，除看到A相电缆终端严重烧损以外，其余无异常。

柜内无弧光短路迹象，电缆终端线夹无烧熔现象。

图1 PD线开关柜A相电缆终端烧损情况在开关柜下面的电缆隧道内，PD线A相电缆穿板处，检查发现有电弧烧穿的孔洞（见图2）。

发现PD线开关柜出线室底板是铁板，PD线电缆分相穿过电缆孔，柜底两块铁板之间没有缝隙，相互重叠压在一起，形成了闭合磁路（在A 相电缆一侧）。

A相电缆终端流过大负荷电流时，形成闭合磁路的铁板上有感应电流，产生热量对电缆终端的外绝缘构成严重威胁。

图2 PD线A相电缆穿板处的铁板上有电弧烧穿的孔洞依据以上现象分析，PD线A相电缆终端，在穿板处受热损伤，形成绝缘薄弱点，逐步发展到铁板穿孔部位的绝缘被烧穿，A相电缆终端对柜底铁板电弧放电，形成单相接地故障。

发生故障时，由于系统B、C相对地电压升高, PW线C 相绝缘薄弱点击穿而形成不同线路两点接地短路，两条线路保护装置同时动作跳闸。

PD线A相电缆的绝缘薄弱点，可能是电缆敷设时的施工质量或维护质量问题。

预防措施（1）规范电缆终端制作工艺，提高电缆终端制作质量，杜绝“野蛮施工”。

电缆分相穿过底板的敷设方式，开关柜出线室底部铁板不允许形成闭合磁路。

（2）开关柜出线室底板应采用非导磁材料制作。

（3）开关柜出线室的底板采用铁板时，铁板必须固定安装，防止所留缝隙因变位形成闭合磁路。

2、10kV高压开关柜手车动、静触头接触不良发热案例：某日，晴，环境温度25℃。

某110kV变电站10kV开关柜进行红外测温时，发现10kV甲开关柜前门处温度达34.5℃(见图3)，当时负荷电流350A。

10kV开关柜触头发热的原因分析及对策措施摘要：作为供配电系统重要设备的断路器，和开关柜之间连接动静触头承担电能的转换及传输。

静触头、连接母排、动触头臂、梅花触指及断路器导电臂为高压开关柜中主要的发热元件。

高压开关柜触头温度过高会导致开关柜中触头盒绝缘降低发生单相接地或相间短路，引发各类安全事故，造成电力系统瘫痪或人员伤亡。

关键词：10kV开关柜；触头发热；原因分析；对策措施1触头发热的主要原因1.1静触头跟母排连接面接触不良或固定螺栓松动１０ｋＶ开关柜中的中置柜静触头是一个圆形的铜体，通过螺栓与母排相连。

开关柜的容量不同，静触头铜体、螺栓大小不同。

若静触头与母排的接触面积和接触压力达不到规范要求，搭接面小于母排宽度的１．５倍，就会因缺乏足够的搭接压力而导致母排联接点实际电阻增大。

若静触头及母排截流偏小，就可引起高压开关触头温度异常。

母排与静触头连接面镀银或镀锡，可提高导电性能，降低导电热效应。

与静触头连接的母排一般选用铜排，避免铜铝过渡而产生热量。

坚固螺栓采用力矩扳手，坚固力矩不能过松也不能过紧，过松会造成接触不良，而过紧会使金属面发生蠕变，导致螺栓周围的金属上翘，使接触面积减少。

1.2动触头坚固弹簧张力不足或选材不当１０ｋＶ手车柜采用滑动接触结构，断路器的动触头由多片梯形触指组成。

梯形触指安装在触指支架上，梅花触头支架由两个圆形圈及连接杆组成，一般用弹簧把梯形触指坚固在支架上。

断路器在工作状态时，触指与静触头和导电臂的接触电阻由坚固弹簧张力决定。

坚固弹簧张力不足时，动静触头接触电阻会增大，根据电流的热效应公式Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ可知发热会增大，而触头热量传给弹簧，使得弹簧螺旋体的弹性变大。

若张力进一步下降，则会加剧触头的发热。

对发热损坏的触头进行检查，发现静触头表面有明显电弧灼伤痕迹，梯形触指在运行过程中存在放电，若不能及时发现和处理就会导致单相接地或短路事故的发生。

固定弹簧张力的大小与弹簧的材质、弹簧粗细、弹簧螺旋体紧密程度有关。