对低压成套开关设备的可靠性探讨

对低压成套开关设备的可靠性探讨

李瑞鑫

身份证号码：44050919840513xxxx广东汕头515041

摘要：低压成套开关设备的可靠程度对低压供电设备的稳定性具有重要影响，而供电设备的稳定性会直接影响低压供电系统的稳定运行。基于此，本文就低压成套设备可靠性的影响因素进行了简要介绍，并进一步针对抽屉柜与固定柜开关设备进行了可靠性分析。

关键词：低压成套设备；抽屉柜；固定柜

前言

随着社会生产对电力供应质量的需求不断增加，电力系统的完整建设与有效应用成为了社会发展的重要部分。在电力系统建设当中，低压设备在电力系统的构建过程中属于必要结构，而低压成套开关设备在其中有着十分可观的使用数量。在电力系统建设规模与建设水平不断提升的推动下，对低压成套设备的质量提出了更高的要求，低压成套开关设备的可靠程度将对电力系统建设质量及发展造成一定影响。

1、低压成套开关设备可靠性的影响因素

1.1选材不当

低压成套设备开关，在设计过程中多选用铜导体作为连接回路，然而在实际制造当中，由于冶铜企业的制品与铜排纯度与质量不符合要求，导致连接回路的导电性能较差。大多数开关设备生产厂家，并未配备专门的检测电导率的相关设备，因此劣质铜产品的应用无法得到有效控制，触头与母线等设备的电阻过大，难以适用于额定载流较大的连接回路中。在运行过程中，引起发热升温效应，进而会导致电能资源的大量浪费；更有甚者，发热升温效应会导致母排或触头烧损，引起火灾。

1.2装配不当

低压成套开关设备的装配不当，会进一步造成回路过热现象，例如，移开式开关柜在安装过程中，一次断路的静插头与手动车的插入深度不够，那么与触头的接触压力就无法达到相关要求，造成动、静触头接触不良等安全隐患，很可能引发发热升温、触头烧损、拉弧等问题。在断路器的连接回路中，动、静触头之间的接触压力越小，电阻值就会越高，运行时的发热温度就越容易超出运行温度的最高标准指标。此外，断路器触头片压紧弹簧的压力不足，会造成运行中设备易磨损、老化、损坏等问题，影响触头接触面的接触性能；低压成套开关设备的内部支撑结构的综合强度过低，也会影响触头与导电板之间的接触失效；而后期运维措施的不足，内部灰尘大量积累，同样也会造成触头接触不良或发生闪络现象[1]。

1.3绝缘材料不合格

在低压成套开关设备的实际生产过程中，绝缘材料的性能对其生产质量具有重要的影响，由于绝缘材料的质量不合格导致的电力事故不在少数，若绝缘处理工艺不符合相关要求，开关柜绝缘性能就无法达到相关标准，在潮湿空气或柜内磁、热、电能的较强作用下，绝缘性能会不断恶化直至失效，进而对低压成套开关设备的供电可靠性形成了严重的危害隐患。

2、低压成套开关设备的可靠性分析

在相关标准规范中，将低压成套开关设备依据产品结构类型、形式特征、用途特征、规格号以及附加代号进行了详细分类。目前较为常见的设备类型有两种，即抽屉柜与固定柜，下文主要以这两种类型设备的可靠性展开分析。

2.1抽屉柜低压成套开关

2.1.1可靠性分析

从低压配电网络系统的检修工作中总结得出，抽屉柜内的断路器会受到触头与导电板的接触性能的影响，接触不良会造成发热升温效应，因此，在电路中，电路的动、静触头的接触性能越好、接触电阻值越小表示抽屉柜的可靠程度越高，运行是发热温度超标的可能性也就越小。需要明确的是，在抽屉柜低压成套开关运行过程中，弹簧压紧触头的的最高允许发热值为75℃。

在抽屉柜低压成套开关设备中，若发生可靠性能过低的现象，最终可能造成以下后果：

1）触头间的发热升温效应剧烈，导致金属退火，使弹性性能降低，接触处压力也随之减小，接触状态进一步恶化，发热升温效应加剧，形成恶性循环。期间可能会进一步引起触头间的放电现象，产生电弧，融化触头片，形成触头片脱落或金属喷溅等现象。

2）当触头片脱落或金属喷溅等现象发生时，由于各接触之间缺少绝缘挡板，则会进一步导致三项连弧的大短路事故，进而造成大规模停电。

2.1.2提升可靠性措施

针对抽屉柜低压成套开关设备，插接装置的可靠度为0.98；电缆转接头可靠度为0.999，进行固定柜可靠度估算得出一次电路可靠度RC=（0.98）9×（0.999）14=0.822，可靠度偏低，可通过以下几个方面来有效提升其使用可靠性：

1）在每次推入之前，对插接装置的一次触头进行性能检查；在推入后，对触头与抽屉座导电板之间的接触性能进行检查。

2）制定定期检修计划，及时发现抽屉柜内的断路器的插接触头损坏，从而及时进行修复或直接更换新设备。

3）安排巡检的值班人员，使用红外测温仪进行触头接触情况的检查与测温，实时监控抽屉柜内部插接触头的发热情况，并要求严格填写巡检记录。尤其在夏季高气温季节或用电负荷较大的情况下，应科学增加每天的巡检次数，规范巡检时段。

4）低压成套开关设备的制造厂商，应在触头输入与输出之间、相与地之间、相与相之间设置绝缘挡板，挡板应具有较高的耐热性与阻燃性，使其放连弧性能得到更好实现。这样一来，即便发生金属喷溅现象，值班人员也能通过挡板由于高温喷溅物喷溅在挡板上产生的焦糊气味，准确寻找到故障点，及时作出处理方案。

5）低压成套开关设备的制造厂商还应着重强化抽屉柜内的支撑构建与配电柜固定的机械强度，防止发生严重变形，从而有效保障内部断路器触头的准确插接，且接触性能良好。

2.2固定柜低压成套开关

固定柜内部断路器的一次电路电缆接头共有11处，以结构原理、运行原理、主电路连接方案，能够进一步得出如图1所示的一次电路可靠性框图。

图1固定柜内部断路器的一次电路可靠性框图

经过实践工作总结发现，在低压电力网络系统当中，电缆转接头在空气中的可靠度约为0.999，通过固定柜的可靠度估算，能够得出一次电路可靠度为RG=（0.999）11≈0.989[2]。

与抽屉柜的可靠性相比，固定柜的固有可靠度更高；固定柜低压成套开关设备的通风散热条件更好，检测工作更加便捷；由于连接点更少，故障隐患也就较少。因此，固定低压成套开关设备更适用于电流较大的运行工作当中。

3.结语

综上所述，低压成套开关设备的可靠性探讨，对提升电力系统整体质量与发展具有重要意义。通过相关分析，对设计、生产、维修等全过程强化监督管理，能有效控制安全隐患，提升低压成套开关设备的可靠性及安全性，从而提升整体供电服务水准。因此，重视对低压成套开关设备可靠性的相关研究，从而为低压供电网络的发展及区域经济建设贡献更多的价值。

参考文献：

[1]田思.低压成套开关设备多源信息融合方法的研究[D].河北工业大学，2015.

[2]王蒙.低压成套开关设备可靠性评估中先验分布确定方法的研究[D].河北工业大学，2015.