开关柜温升故障分析

成套开关柜的防护等级及温升问题分析发布时间：2021-08-02T03:43:18.110Z 来源：《电力设备》2021年第4期作者：王彬翰1 武克耀2 [导读] 有利于推进成套开关柜的产业化发展。

下面先对外壳防护等级与温升的关系进行说明。

（西电宝鸡电气有限公司陕西宝鸡 721000）摘要：在成套开关柜中，外壳与温升均起着十分重要的作用。

以外壳为例，可以预防操作人员触及带电部分，并对外来固体形成隔离作用，防止此类物质进入柜体。

以温升为例，在施加额定电流后，观察每小时自然升温条件下的温度变化情况是否在国家标准规定值之内，可以实现对温升的试验考核，从而确定成套开关柜设计质量与使用寿命。

由于外壳与温升属于成套开关柜生产制造中的两项重要衡量指标与性能参数，并且存在相互联系、相互制约的关系。

所以，本文在分析成套开关柜的防护等级及温升问题过程中，概述了二者的关系，剖析了外壳防护等级的选择。

以此为基础，从外壳设计与验证分析的角度进行了具体讨论。

关键词：成套开关柜；防护等级；温升问题按照国家标准GB4208—2017《外壳防护等级（IP 代码）》规定要求，在额定电压不大于72.5千伏的电气设备中，可以通过电气设备外壳防护实现相应的防护。

在该标准中，防护等级分级系统的第一位特征数字、第二位特征数字分别表示，防止接近危险部件的能力、防止井水造成有害影响的能力；附加字母、补充字母标示防护相关的附加信息。

同时，该标准完善了检验方法实施要求，为不同使用条件下的成套开关柜外壳生产制造提供了质量体系管理标准限定与指导，有利于推进成套开关柜的产业化发展。

下面先对外壳防护等级与温升的关系进行说明。

1、成套开关柜外壳防护等级与温升关系在成套开关柜中，外壳防护等级与温升之间存在相互联系、相互限制的关系。

从这种关系的表现方面的看，外壳密闭性越好、防护等级越高，开关柜的温升相应增高，电气绝缘性能随之下降。

反之，通风散热性能变强、温升变低、电气绝缘性能增加。

- 68 -工 业 技 术在配电系统当中，开关柜是相当关键的电力控制和分配调控的电气设备，开关柜在运行过程中的整体安全与问题将会在很大程度上对供电网络的供电质量造成影响。

伴随着中国经济的高速发展，人们在生产和生活过程当中，对电能质量也会有更高的要求，所以针对开关柜的温度上升过快、温度过高现象问题的解决效果，将会成为相关工作人员所必须要思考的一个重要问题。

一、开关柜温度上升过快、温度过高的原因解析相关工作人员在针对开关柜进行设计选型时，都会按照电网系统的实际容量和电网系统中开关设备在使用过程当中所涉及的对应技术的标准开展仔细的动稳定计算与热稳定检验，尽管如此，在电网系统运行过程当中，依旧会出现很多状况，导致开关柜在使用过程中温度上升过快、温度过高。

（一）开关柜结构设计缺乏合理性笔者发现，很多开关柜产品主变柜后面的架空部分都存在较为严重的发热现象，分析造成这一现象的原因，认为是大截面通流排自柜顶部套管一直到达柜体底部流变，在这一段长母排安置在细长的后背空间当中，并且开关柜顶部与底部都是密封状态，构成的一个相对独立的封闭环境，在这种环境当中，开关柜在运行过程当中产生的热量不能够迅速有效地排出，若使用绝缘母线或者电缆来朝着开关柜柜体下部进行导线的接入，开关柜内部能够产生热量的电子元件数量便会大幅度降低，并且开关柜的法装情况也会得到明显的好转。

而气体绝缘柜，主要是因为产生热量的高压元件都储存在密闭环境的不锈钢气体箱当中，尽管这种做法提升了开关柜的环境适应能力和运行过程当中的稳定性，但是也导致了开关柜在使用过程中温度严重上升的问题，热气在不锈钢气体箱当中不能够进行有效的排出。

解决这一问题的有效办法是在气体箱的外部进行大型散热片的安装，同时在气体箱外部表面进行黑漆的涂抹，以求达到散热的效果。

（二）开关柜的制作材料问题通流回路铜制排线材料的质量没有达到相关的标准，同样是开关柜在使用过程当中出现温度上升过快、温度过高的一大重要原因；当前我国有些铜材质排线的制作技术存在有缺陷，铜质纯度不高，材料当中含有大量的杂质，排线实际电阻很大，致使排线在运行过程当中产生了极为严重的发热现象。

浅谈10kV开关柜常见故障及解决方法开关柜的使用不仅可以保证电力系统的稳定运行，而且可以在不同的故障条件下采取断开动作。

然而，在实际运行中，由于接触或设计缺陷等原因，开关设备经常出现绝缘故障、导电电路发热等故障，在一定程度上影响着开关设备的工作质量和使用寿命，甚至导致电力系统故障。

因此，加强对10kV开关柜故障的研究，对提高高压开关柜的运行质量具有重要的现实意义。

标签：10kV开关柜;常见故障;解决方法1 10KV开关柜故障原因分析1.1 开关柜发热故障在10kV开关柜中，发热的主要来源是导电回路，如导体发热、接头发热以及涡流发热等。

一旦开关柜的发热量超过了其能够排出的热量，就会导致开关柜异常温升，严重时会造成事故。

导体发热主要是母排发热，由于母排长期通过较高的负荷电流，因此在高负荷情况下发热明显。

此外，目前生产制造的母排中含有一定的杂质，使得其电阻率偏高，对发热量也会有助增作用。

而接头发热主要是由于刀闸接头、刀闸引线、手车动静触头以及互感器接线板等连接部位接触不良以及电化学腐蚀所导致的。

涡流发热则是负荷电流在开关柜中各种钢板材质的隔板中所产生的环流引起的，负荷电流越大，这种发热效应就越明显。

1.2 开关柜绝缘故障导致10kV开关柜绝缘故障的主要原因是绝缘放电问题，例如导体相间或对地闪络以及支柱绝缘子闪络等。

绝缘放电的原理：由于开关柜内绝缘体或绝缘间隙的绝缘强度不满足要求，在高压条件下发生放电，严重时甚至会发生绝缘击穿事故。

10kV开关柜的运行环境较差是造成绝缘故障的主要原因，污闪就是这种绝缘故障的主要表现形式。

在一些工业比较发达的地区和沿海城市，开关柜内部的绝缘子以及套管等部位日积月累就会堆积较多的污秽，在空气湿度较大的气候条件下，如果某些绝缘子支柱的泄漏距离偏小，就难以适应这种污染较重和湿度较大的环境，极易造成污闪。

1.3 开关柜电气元件故障10kV开关柜的电气元件，例如带电显示器、避雷器以及电压互感器等在长期的运行过程中都比较容易出现故障。

运行中高压开关柜实际温升分析介绍高压开关柜是电力系统中重要的设备之一，用于控制和保护电力系统的稳定运行。

在高压开关柜使用过程中，由于电流通过导电部件会导致温升，进一步影响开关柜的安全性和性能。

本文将通过对运行中高压开关柜实际温升进行分析，探讨温升的原因和影响因素，并提供解决方案以降低温升水平，提高开关柜的运行效率和可靠性。

温升的原因高压开关柜的温升主要由以下几个因素引起：1.热跨导：当电流通过开关柜的导电部件时，导电部件会产生电阻，从而产生热量。

这种由电流通过导电部件引起的热量被称为热跨导。

2.热辐射：高压开关柜中的电流导体会产生辐射热，即通过辐射传递的热量。

3.热对流：开关柜中的空气被加热后会形成对流流动，导致热量通过对流传递。

4.热传导：开关柜内部各个组件之间的热传导也会导致温升。

影响因素高压开关柜实际温升受到多种因素的影响，主要包括：1.电流大小：电流大小是决定高压开关柜温升的主要因素。

电流越大，产生的热量就越多，从而导致温升升高。

2.工作时间：开关柜的工作时间越长，产生的热量积累也会越多，进一步导致温升升高。

3.外界环境温度：外界环境温度的升高会影响开关柜的散热效果，增加温升的可能性。

4.空气流通状态：开关柜内部的空气流通状态会影响热对流的效果，进而影响温升水平。

解决方案为了降低高压开关柜的温升水平，提高其运行效率和可靠性，可以采取以下解决方案：1.优化导电部件：选择材质导热性能好的材料作为导电部件，并优化导电部件的结构，降低电阻，减少热跨导。

2.散热设计：对高压开关柜进行合理的散热设计，增加散热面积，提高散热效率。

可以采取增加散热片、风扇等散热装置，以增强热对流和散热效果。

3.温度监测与控制：安装温度传感器来监测开关柜的温度情况，及时采取控制措施，保持温度在安全范围内。

4.冷却系统：针对特殊工况或者环境温度较高的情况，可以考虑引入冷却系统，如风冷系统或水冷系统，以降低开关柜的温升。

结论通过分析运行中高压开关柜的实际温升情况，我们可以看到温升的主要原因和受影响因素，并提供了降低温升水平的解决方案。

10kV开关柜发热问题的解析方案摘要：本文对10kV KYN28高压开关柜发热原因进行了分析，特别是对10kV4000A大电流开关柜发热问题进行了剖析，在实践中采取了改进散热条件，加强通风；进行触头改造，增加载流量的有效措施，取得了良好效果。

关键词：开关柜发热原因分析解决方案1、概述国内10KV高压开关柜广泛使用的是KYN28封闭式开关柜，其开关柜体具有结构紧凑、防护性能好、操作简单、维护方便等特点，其备主要分布在断路器室、母线室、电缆室、控制室4个相互独立的隔室内，柜体防护等级为IP4X，各隔室防护等级为IP2X。

采用金属全封闭结构，除实现电气连接、控制、通风而必须在隔板上的开孔外，所有隔室呈封闭状态。

一面独立的开关柜体内，除断路器真空灭弧室内主触头外，还有断路器自身结构、触头与铜母排三相共24个流过负荷电流的连接点以及柜体连接母线铜排、电流互感器、出线电缆等连接点。

这些连接点运行中都会不同程度发热。

对于用户，由于节约成本，所选的断路器都接近于满载运行，因开关柜处于密封状态，运行人员对其温度测量的难度大，如开关柜内没有内置测温措施，运行时产生的发热问题就不能及时发现，会造成生设备烧坏等事故。

2、110kV站系统主接线、开关及设备配置110kV变电站内设计两回110kV电源进线，4台63000kVA（110/10.5kV）电力变压器，110kV主接线为单母线分段，110kV开关设备为室内GIS成套组合电器，每段110KV母线带2台主变，10kV为单母线分段。

10kV高压开关设备选用KYN28开关柜，除开关选用上海SIEMENS真空断路器外，开关柜体、静触头等均由开关柜成套厂自配3、运行中发现问题110kV变电站投入运行后，当主变负荷达到50MVA，10kV侧电流3000A时，主变10kV侧4000A手车开关触头温度达85℃左右，柜后门板温度达50℃左右（环境温度30℃）。

为了维持运行，只能打开开关柜前门，外接轴流风机冷却降温，同时将主变负荷控制在50MVA。

开关柜典型故障分析引言开关柜作为电力系统中的重要组成部分，主要用于控制、保护和分配电能。

然而，由于长期使用、环境恶劣等原因，开关柜可能会出现各种故障。

正确分析和定位故障是维护电力系统安全稳定运行的关键所在。

本文将对开关柜的典型故障进行分析，并提出相应的解决方案。

1. 电气接触不良电气接触不良是开关柜常见的故障类型之一。

在长时间运行中，开关柜的接线端子等电气接触部分会受到电流的冲击和振动，导致接触不良。

这种故障一般表现为断断续续的电流、电压波动，甚至可能出现设备跳闸。

解决方案： - 定期对开关柜的接线端子进行检查和紧固。

- 使用质量可靠的接线材料，保证接触部分良好的导电性能。

- 注意开关柜使用环境的湿度和温度，避免导致接触不良的因素。

2. 绝缘击穿绝缘击穿是指开关柜绝缘部分发生跳闸、放电和击穿等现象，导致电压不能正常传递的故障。

这种故障可能由于介质老化、灰尘积聚、湿度过高等原因引起。

解决方案：- 定期对开关柜绝缘部分进行维护，清除灰尘和积水等。

- 优化开关柜的设计，采用高质量的绝缘材料。

- 控制开关柜使用环境的湿度，避免湿度过高对绝缘性能的影响。

3. 过载故障过载故障是指开关柜在负荷超过其额定容量时出现的故障。

在长时间高负荷运行下，开关柜内部的电气元件可能受到过大的电流冲击，导致元件损坏、电路短路和设备跳闸等问题。

解决方案： - 选择合适容量的开关柜，避免长时间高负荷运行。

- 定期检查开关柜内部的电气元件，及时更换老化和损坏的元件。

- 合理分布负荷，避免在某一开关柜上堆积过大负荷。

4. 温升过高温升过高是指开关柜运行过程中产生过多的热量，导致开关柜温度升高超过设计要求的故障。

温升过高可能由于电气元件损坏、通风不良等原因引起。

解决方案： - 确保开关柜通风良好，避免过多热量的积聚。

- 定期检查电气元件的工作状态，及时更换损坏或老化的元件。

- 采用散热好的材料和结构设计，提高开关柜的散热性能。

低压开关柜常见故障及处理方法一、低压开关柜常见故障：1.电器元件损坏：低压开关柜中的电器元件如断路器、接触器、熔断器等可能会因长期使用或外部因素损坏，导致设备不能正常运行。

2.线路短路：低压开关柜中的线路可能会因绝缘损坏、接触不良等原因导致短路，造成设备停电或者烧毁。

3.过载：低压开关柜中的负载超过额定电流容量会引起过载，导致开关器件受损或烧毁。

4.温升过高：低压开关柜在长时间高负荷运行下，由于内部电器元件损耗产热，可能会导致温升过高，进而影响设备的正常运行。

5.电源故障：低压开关柜的供电线路或者电源设备可能会发生故障，导致设备无法正常供电。

6.过压或欠压：低压开关柜在过压或欠压情况下，由于设备电气参数超过了额定值，可能会造成设备损坏或无法正常工作。

二、低压开关柜常见故障处理方法：1.电器元件损坏处理方法：-损坏的电器元件需要更换为新的设备，确保其符合规格和要求。

-设备更换后需进行测试和验收，确保安装正确并且能够正常运行。

2.线路短路处理方法：-首先需要切断电源，避免进一步损害设备和人员伤害。

-检查线路是否有损坏，如发现问题，需要修复或更换受损的线路。

-检查线路的绝缘情况，确保没有绝缘损坏的地方。

-确保线路连接良好，避免接触不良导致线路短路。

3.过载处理方法：-检查负载情况，确保不超过低压开关柜的额定电流容量。

-如需增加负载，可以考虑添加额外的低压开关柜来分担负荷。

-检查开关器件的额定电流容量，更换不符合要求的设备。

4.温升过高处理方法：-检查低压开关柜的通风情况，确保良好的空气流通。

-检查电气元件的正常工作，是否存在损坏或制冷不良等问题。

-如有需要，可以增加降温设备如风扇或散热片。

5.电源故障处理方法：-检查电源线路和设备是否与低压开关柜的连接良好。

-如发现电源线路有损坏，需要进行修复或更换。

-检查电源设备是否正常工作，如有问题需及时修复或更换。

6.过压或欠压处理方法：-安装过压保护和欠压保护装置，能够及时切断电源保护低压开关柜。