1.高电压开关柜因出口室地板发热导致的电缆故障

案例:110千伏变电站变压器只有一个主变压器。一天，一个“35kV母线接地”的信号被报告，并被检查为A相故障。然后35kV出线和PW线同时被过流一段保护动作跳闸。设备现场检查发现，当PD线开关柜后，后下门冒出黑烟，柜门打开。发现a相电缆的端子严重烧伤，电缆端子的绝缘层几乎完全被电弧熔化，露出电缆的内导体(见图1)。用户检查线路后，PW线路的c相出现接地故障。

专业人员检查了PD线开关柜中的设备，除了A相电缆终端严重烧伤外，没有发现异常。柜内无电弧短路迹象，电缆端子夹无烧熔现象。

图1局部放电线路开关柜A相电缆终端烧毁

在低于开关柜的电缆隧道中，PD线a相电缆穿过板，在检查过程中发现电弧烧穿的孔(见图2)。发现屏蔽线开关柜出线室的底板为铁板，屏蔽线电缆以分相方式穿过电缆孔。机柜底部的两块铁板之间没有间隙，它们重叠并压在一起形成闭合磁路(在A相电缆一侧)。当A相电缆终端流过大负载电流时，感应电流在形成闭合磁路的铁板上，产生的热量对电缆终端的外部绝缘构成严重威胁。

图2电弧烧穿的孔形成在铁板上，其中相电缆的PD线穿过铁板。

根据对上述现象的分析，局部放电线路的A相电缆端子在穿板处受热损坏，形成薄弱的绝缘点，逐渐发展到铁板穿孔处的绝缘被烧穿的程度，A相电缆端子向柜体底部铁板的电弧形成单相接地故障。如果发生故障，由于系统B和系统C的电压相对较高，PW线C的弱相绝缘将导致不同线路的两点接地短路，两个线路保护装置将同时跳闸。

PD线A相电缆的绝缘弱点可能是电缆敷设过程中的施工质量或维护质量问题。

预防措施

(1)规范电缆终端制造工艺，提高电缆终端制造质量，防止“野蛮施工”。电缆分相敷设穿过底板，开关柜出口室底部铁板不允许形成闭合磁路。

(2)开关柜出口室的底板应由非导磁材料制成。

(3)开关柜当出口室的底板由铁板制成时，铁板必须固定，以防止左间隙因位移而形成闭合磁路。

2、10kV高压开关柜手动，静触头接触不良发热

案例:一天，阳光明媚，环境温度25℃。一次110千伏变电站10千伏开关柜红外测温，发现10kV一次开关柜前门温度达到34.5℃(见图3)，当负载电流350A..在负载电流为330A的情况下，b 开关柜时，同一部件的温度为28.4℃(见图4)，两者之差开关柜前门温度为6.1℃。

图3a =前门0+红外测温图

图4b =前门0+红外测温图

在几次后续温度测量之后，发现A 开关柜的温度继续上升，并且高于其它开关柜的温度。两年后的某一天，天气晴朗，环境温度为30℃，负载电流为360安；检测前门温度在此开关柜时为55℃(见图5)。当拆除开关柜后柜门进行温度测量时，发现手车母线侧静触头盒最高温度为69.1℃(见图6)。因此，怀疑手车的手动触点和静态触点接触不良。

图5a =前门0+红外测温图

图6 b柜母线侧静触头盒红外测温图

将手车拉至开关柜进行外部检查，发现手车和下动触头臂的绝缘筒烧坏变形，动触头座的复合材料受热损坏(见图7)。

图7手车关闭损坏

母线停电检查后，发现故障是由于静触头座与母线连接的固定螺栓松动，造成接触不良和发热。故障定位从静触头座和母线之间的连接开始，并受到热传导的影响，导致动触头烧毁。动触头上的压缩弹簧受热后逐渐退火，紧固力减小，接触电阻进一步增大，触指局部烧伤。过热的静态触点如图8所示。

图8过热静态触点

发热缺陷应该有一个逐渐发展的过程。长期大电流作用逐渐发展为轻微发热，接触电阻逐渐增大，形成恶性循环。如果不能及时发现，将会导致严重的设备事故。

预防措施

(1)坚持在开关柜范围内对主流接触部分进行常规红外温度测量。

(2)断路器手车拉出柜检修时，应更换老化、疲劳的压缩弹簧和腐蚀的螺栓，并采取防锈措施。

(3)规范设备安装调试过程，确保手车手动触点和静触点的接触行程符合标准。设备安装调试时，必须测量动、静触头的接触行程。

(4)在安装、调试和维护过程中，手车手动触点和静态触点的接触电阻应按规定进行测量。

(5)利用母线停电的机会，检查各手车手动触点和静触点的接触行程，检查静触点座的连接螺栓是否松动，及时发现和消除隐患。

(6)进行开关柜工作温度的检测，加强对开关柜异常温度的监测、分析和处理，防止导电回路过热造成柜内短路故障。

(7)开关柜含有许多有机绝缘成分，加热后绝缘性能会不可逆地逐渐丧失，可能引起火灾。因此，关于主电流接触部分最高允许温度和热缺陷表征的规定应不同于裸金属导体接触部分最高允许温度和热缺陷表征的规定。建议将主电流接触部分的最高允许温度值和开关柜时加热缺陷的定性温度值降低10℃。

(8)制造商应严格控制产品质量，规范装配过程，特别是提高工厂的装配质量。所有螺栓的拧紧力矩应明确规定并满足要求。

3、母线内高电压开关柜且手车接触座接触部位发热

案例:一天，阳光明媚，高压室内环境温度10℃。当10kV开关柜进行110kV变电站红外测温时，发现10kV 1号主进线柜后门温度达到34.8℃(见图9)，比其他开关柜柜的表面温度高14.8℃，比环境温度高24.8℃。1号主进线柜前门温度达到27.0℃(见10)，比其他开关柜柜的表面温度高6.0℃，比环境温度高17.0℃。根据分析，1号主进线柜存在加热缺陷，具体加热部位需要进一步验证。测量温度时，10k1主进线柜的负载电流为1152A。

图9 10kv 1号主进线柜后门红外测温图

图10 10kv 1号主进线柜前门红外测温图

接下来，测量10kv号主进线封闭母线桥(开关柜端)的表面温度达到31.0℃(见图11)，比其他开关柜柜的表面温度高3.8℃，比开关柜后门的温度低，表明热点不在封闭母线桥内，可能在开关柜内的手动、静触头和母线的连接部位。

3天后，检查10KV号主进线柜是否停电。将手车拉出机柜，并立即对手车进行红外测温(剩余温度)。手车b相动触头的整体温度为42.7℃(剩余温度)(见图12)，b相动触头的前部温度为46℃(剩余温度)(见图13)，手车母线侧的静触头温度为48.5℃(剩余温度)(见图14)，穿板套管处的温度在开关柜后为39.2℃(剩余温度)(见图15)，手车母线侧的静触头盒附近的母线排温度在=的内侧和后侧这证明手车的手动触点和静态触点的接触部分不是热点，在开关柜之后的穿板套管也不是热点；1号主进线柜手车母线侧静触头座与母线排的接触部位是热点。

图11 10kv 1号线封闭母线桥表面发热红外测温图

图13 1号主进线柜手车b相动触头前部红外测温图

图14 1号主进线柜手车母线侧静触头红外测温图

图15 1号主进线柜后穿板外壳红外测温图

图16 1号主进线柜后部静触头盒附近母线红外测温图

通过对红外测温图的分析，可以清楚地看到10K1主进线柜的背面是热的。停电检查时，发现主变压器10K1主入口开关柜后门的B相母线绝缘热缩管因发热而开裂变黑，手车母线侧母线与静触头座连接处螺栓松动，接触不良，导致运行时发热。

预防措施

(1)修订相关维护和维修程序，规范和完善设备维护和维修作业指导书，防止遗漏必要的工作流程。

(2)规范小型设备维修项目流程，明确主流位置螺栓拧紧力矩。

(3)除了由运行和维护人员定期对设备进行正常红外温度测量外，还应在重载条件下进行集中温度测量，并由维护人员进行专门的温度测量。

(4)开关柜用铜母线替换内铝母线。

(5)在高压开关柜操作期间，红外热像仪用于测量温度，只能检测机柜外部。很难直接找到热点，需要进行比较分析。在测试开关柜的每个部分并将其与环境温度进行比较后，它高于环境温度，证明机柜中存在热点。在相同的环境温度下，几乎没有差异的负载电流的表面温度等于0+。如果有很大的差异，在高温开关柜有热点。对于发热的开关柜，在加强安全监控的情况下，可以打开柜门进行测温，检查特定的热点。设备断电后立即测量每个零件的残余温度也是检查特定热点的一种方法。

4、10kV手动接触压力弹簧因接触部位发热而损坏

案例:一天，阳光明媚，高压室内环境温度14℃。当10kV开关柜进行110kV变电站红外测温时，发现10kV 1号主进线柜后门温度达到27.8℃，比环境温度高13.8℃。1号主进线柜前门温度达到26.0℃，比环境温度高12.0℃。根据分析，1号主进线柜存在加热缺陷，具体加热部位需要进一步验证。测温时，10K1主进线柜的负荷电流为1252A。

经专业人员检查，确定母线室和后下柜无发热开关柜，手车甲、乙相母线侧动、静触头和甲相下动、静触头的触头部分发热。开关柜电源故障检查:将手车拉出机柜。发现一个压缩弹簧在手车的a相母线侧(上部)上的移动触点的端部缺失，并且一个压缩弹簧在手车的a相母线侧上的下移动触点的导电杆和b相母线侧上的移动触点的绝缘外壳侧缺失(见图17)。当检查手车的静态接触情况时，发现下落的压缩弹簧留在相应的静态接触盒中(见图18)。

图17手动触点缺失压缩弹簧情况图。

图18静触头盒中的压缩弹簧

检查静触头盒中的压力弹簧是否脱落，发现弹簧有断裂痕迹，但没有烧蚀。更换压缩弹簧消除缺陷，10KV号主进线柜恢复正常运行。

之后，利用停电机会调查隐患。共发现7条10kV出线开关柜手动触点压缩弹簧存在上述断裂隐患(见图19)，因此判定属于家族缺陷。

同变电站和同型号开关柜有相同的设备隐患，这应该是压缩弹簧的质量问题。手车上次推入操作位置后，动触头的压紧弹簧断裂，紧固力减小，触指与静触头之间的接触压力减小，接触电阻进一步增大，接触部分受热。手车A相下动触头的绝缘壳侧压缩弹簧和B相母线侧动触头的导电杆断裂，使得手车动触头和导电杆之间产生热量。手车手动触点压紧弹簧断裂，可能造成10kV母线接地和电弧短路，也可能因手动触点和静触点起弧而造成母线短路事故。这种变电站10kV开关柜压缩弹簧多次发生断裂而没有造成事故，这是非常幸运的。

图19手动触点压簧断裂

预防措施

(1)坚持在开关柜范围内对主流接触部分进行常规红外温度测量。

(1)断路器手车从柜中拉出检修时，应更换老化和疲劳压缩弹簧。

(3)停电检修设备时，仔细检查手动触点是否有缺陷，手动触点压缩弹簧是否变形、变色、松动，检查热退火是否有隐患。

(4)对同一批次、同一型号开关柜进行调查，消除类似隐患。

(5)制造商应严格控制产品质量，规范装配工艺，提高压缩弹簧的制造质量，尤其是工厂的装配质量。设备质量验收时，应严格检查手车操作的灵活性和准确性，防止手车操作时动静触头的接触位置偏差对压缩弹簧造成机械损伤。

来源:权力伙伴