田小东，武卫平，秦绘彩，徐　莉（河北钢铁集团邯宝公司能源中心，河北邯郸　056015）



大电流开关柜触头发热问题解决方案

田小东，武卫平，秦绘彩，徐莉
（河北钢铁集团邯宝公司能源中心，河北邯郸056015）

【摘要】通过对部分10 kV大电流开关柜进行技术性改造，大幅度提升了大电流开关柜运行的安全可靠系数，解决了10 kV大电流开关柜触头发热问题。

【关键词】大电流开关柜；触头发热；改造；应用

1　邯钢10 kV大电流开关柜运行现状

邯钢钢轧泵站、干熄焦发电、TRT发电、烧结余热发电等岗位部分10 kV开关柜长期运行在大负荷、大电流状态，在运行中经常出现触头严重发热现象，直接影响到设备的安全运行，一旦开关柜发生弧光短路事故，将造成电力系统大面积停电，炼钢、轧钢等生产线大幅度停产、减产的重特大事故发生。为了确保设备的正常运行和安全，遏制设备过发热现象，降低设备运行温度，同时对触臂、触头温度进行实时性检测，需对10 kV大电流开关柜进行技术性改造。

2　开关柜触头温度升高原因分析

（1）各中间导电单元（静触头、动触头即中间触头、动触头臂）间彼此接触点、面间出现斑坑。从而导致接触面积过小，通流面积减小，单位面积电流加大，导致设备发热。

（2）动触臂与断路器本体触座连接臂载流有效面积过小。电流梭在（动触臂）载流面从大变小时产生电流梭压缩，通电电流密度加大，从而使通流温度增大，设备发热。

（3）动触头座与触臂的焊接面积不能满足运行电流的正常通流。

（4）各导电单元部分表面高性能导电介质完全损失或变质。降低了导电效应，增加了相对电阻，这也是设备运行温度升高因素之一。

（5）各导电单元（动触臂、中间触头、静触臂）异线性（不同心）。造成的不完全接触，减小有效导电面积，从而导致热效应严重，设备温度升高。触头尾部采用两点接触，与触臂接触面形成了一个平面，使触头不具有方向性，所以才出现触头的撞坏、变形现象（动触头自身缺乏自动校正功能）。

（6）因导电单元的不同心，对触头的吻合度及触头的安全性严重危害，造成小车触头因偏心在推进、退出时与静触头相顶撞而损坏，及强劲性分离动触头。

3　开关柜触头发热解决方案

（1）对触头结构进行改造。增大触指接触点的圆滑度，减小接触电阻。增加触指支架的稳固性，杜绝手车在分合推进退出时的损坏率，主要是确保动触头、触臂及静触头之间的同心性。动触头与触臂间接触面采用圆弧接触，对手车与静触头在0～5°偏差内能自身校正，做到完全结合满足最大接触面，减小相对接触电阻，减小通流时接触电流的相对“负荷”，从而有效遏制设备发热。

（2）增大动触臂与连接板间的有效接触焊接面积，从而使流过焊接处的电流梭密度减小，减小热效应减低设备温度。

（3）对触臂连接板进行增容，由原来的12 mm增加到15 mm。触臂进行高镀层银全处理，提高导电性能降低导电热效应，从而降低设备的运行温度。

（4）触臂尾部平侧增加软连接，固定在触臂外底面，连接断路器触座内侧，增加触臂与断路器触座的载流量，每个固定螺栓外侧增加附垫，使连接板与触座更完善接触。

（5）加大动触头座与触臂间的焊接面，从而减小电流梭通过的密度，焊接部采用银质焊接，降低焊接面的相对电阻，做到降低相应的热效应，降低温度。

（6）各导电单元高镀层银处理，增加单位导电面积，提高导电性能。

（7）加装无线测温装置，实时监测设备运行温度。发射模块采用手表式安装，固定牢靠，不影响设备的原有结构和安全距离，检修、更换方便。

4　实施效果

通过以上技术性创新改造，大幅度提升了大电流开关柜运行的安全可靠系数。以干熄焦发电并网柜为例，额定电流2500 A，负荷1600 A以下时，改造前运行温度55℃左右，改造后温度35℃~40℃；当负荷2000 A时，改造前运行温度60℃左右，改造后温度维持在45℃~50℃，触臂及动、静触头同负荷运行温度较改造前降低20℃左右，减少和避免了因开关柜触头发热引发弧光短路而导致的大范围停电事故发生。同时由于可对触臂、触头温度进行实时监测，大幅度提升了大电流开关柜运行的安全可靠系数，减少和避免了因开关柜触头发热引发弧光短路而导致的大范围停电事故发生。

[参考文献]

[1]白玉新.关于电力设备接点发热的危害及防治[J].科学之友，2011（2）.

[2]霍北季.电气设备连接头过热原因及处理方法[J].机电信息，2011（7）.

[3]李林卿，尹中党，徐琳，陆正北.金属封闭开关设备温度监测技术[J].电气时代，2011（7）.

Solutions for Contact Heating in High Current Switchgear Cabinet

TIAN Xiaodong，WU Weiping，QIN Huicai，XU Li
（Energy Center of Hanbao Company, Hebei Iron and Steel Group Co., Handan, Hebei 056015, China）

【Abstract】Through technical transformation of some 10 kV high current switchgear cabinets at Hanbao Steel, the operation safety and reliability of high current switchgear cabinets were greatly improved and the problem of contact heating in the high current switch cabinets was solved.

【Keywords】high current switchgear cabinet; contact heating; transformation; application

作者简介：田小东（1985-），男，2007年毕业于燕山大学电气工程及其自动化专业，工程师，现从事电气技术、管理工作。

收稿日期：2015－03－31

【中图分类号】TM591

【文献标识码】B

【文章编号】1006-6764(2015)10-0013-02