低压抽屉式开关柜应用起源于上世纪80年代，产品推出以后以其运行可靠、操作维护安全、方便以及标准化、模块化、体积小、具备较高的阻隔电弧能力等优点深受广大用户的欢迎。近年来，ABB、西门子、施耐德以及天津首钢、上海欧通、天水长控等厂家陆续推出低压抽屉式开关柜设备。随着我国工业的迅速发展，为适应电力工业发展的需求，低压抽屉式开关柜以独特的设计、突出的优点，能够适应各种供电、配电的需要，广泛应用于发电厂、变电站、工矿企业、市政建设等各种低压配电系统。本文主要介绍ABB公司生产的MNS型低压抽屉式开关柜在实际使用维护过程中遇到的一些典型问题。 MNS型低压抽屉式开关柜相比于传统式GGD型开关柜有着明显的优点，但在长期运行维护中，其不足之处也日渐明显，主要体现在：柜体操作机构易卡涩、开关操作频繁易变形；抽屉式开关推入时缺少缓冲设计，容易出现抽屉定位销变形损坏；大负荷抽屉柜出线一次插头部位以及柜后接线板过热烧损问题等。本文着重针对抽屉式开关柜存在的一些典型突出问题，研究并提出改善方案，希望在今后的生产实践中进行进一步推广应用。
1 MNS型抽屉柜系统构成与使用现状
1.1MNS抽屉柜系统构成
MNS低压抽屉开关柜采用钢板制成封闭外壳，进出线回路电气元件均安装在可抽出抽屉中，构成供电任务的功能单元。功能单元与母线或电缆之间，用接地金属板或塑料制成的功能板隔开，形成母线、功能单元和一次插头３个区域。每个功能单元之间也有隔离措施。抽屉式开关柜有较高的可靠性、安全性和互换性。
MNS型低压抽屉柜框架是由模数为25mm 的“C”型钢材组装而成，该类型抽屉回路规格一般适用于630A及以下的一般馈电出线及电加热器、电动机回路等，设计过程中除了配置正常工作抽屉回路外，还需要配置适当数量的同规格备用回路，以便正常回路故障后能够迅速利用备用回路进行检修替换，保障供电。
1.2MNS抽屉柜插头接插方式
MNS抽屉柜上不同规格的抽屉在抽出时要从主回路、控制回路上脱离下来；而在推入时又需与主回路、控制回路连接上去这个功能一般都采用插头、插座来实现。这种脱离与连接可在抽屉动作的过程（抽出、插入）自动完成也有分两步完成的。
1.2.1MNS抽屉柜的操作方式
MNS抽屉柜的抽出和推入除了受一次回路和控制回路插件摩擦阻力的影响外，还受到抽屉本身重量的影响，所以在抽屉的操作过程中需要一定推力和拉力，且回路的容量越大所需的力也越大。
1.2.2MNS抽屉柜一次接插件运行基本要求
MNS抽屉柜一次接插件的质量好坏对开关柜稳定运行至关重要。目前，抽屉柜一次插头检修一般以加润滑脂（NB52）为主，其他检修测试工作开展有限。近几年，MNS抽屉柜内部多次发生一次插头以及接线一次部位烧损故障。故障原因均为因一次插头夹紧力下降，导致其与垂直母排、出线接线板之间接触不良，设备运行电流较高，长时间运行导致一次插头部位温升过高，最终造成抽屉柜烧损故障。经过分析认为，一次回路连接插头夹紧力是否满足要求，是其质量好坏判定的重要指标，其决定了抽屉柜运行时能否耐受长时间较大启动电流冲击以及满负荷运行时温升影响。一次回路接插件主要由动插件和导电铜排组成，导电铜排厚度为 5 mm ，动插件一般是由一组或几组具有一定接触压力的插头组成。分断状态下，插头间触点距约为4.5mm ，即为导电铜排厚度的 90% 左右。接通状态下，动插件插入到导电铜排中，每对插头触头的间距随即增大至导电铜排的厚度，在压紧弹簧压力的作用下，形成良好接触状态。一次插头夹紧力越大，接触与导电性越好，电流通过时接触点发热越少。若一次插头夹紧力过小，接触电阻增大，在长期电流的作用下，触点会出现过热、氧化和压紧弹簧退火变形等现象，如此恶性循环，直至一次插头过热损坏。一次插头不具备灭弧能力，当插头压力偏低时，在冲击电流或电动机起动电流的作用下还会导致接插件的接触点产生电弧灼伤，发生烧损故障。
MNS 系列开关柜是一种用标准模件组装的组合式低压开关柜，适用于交流50 Hz、额定工作电压 690 V 及以下的电力系统，作为发电、输电、配电、电能转换、电能消耗的设备控制。 为提高 MNS 系列开关柜的一次接插件系统的可靠性和耐用性，厂家进行了数次一次连接部位接插件更新改进，一次插头运行稳定性有所提高。但是，MNS抽屉柜一次插件在抽屉柜的操作过程中仍然会出现翘起、变形、松动等问题，影响动触头与静触头之间配合的夹紧力下降。一次插头损坏或接触不良导致接触电阻增大是一个渐进的过程。接触不良刚出现时，一次插头热量增加，插接部位出现发热痕迹，随着操作次数的增加，动静插头接触夹紧力会进一步下降，直至出现金属熔点，甚至在大电流起动或运行时出现拉弧现象。因此，我们需要在一次插头接触不良，出现发热痕迹之前及时对触头进行检查维护，一般进行润滑和紧固，检查插紧力，检测结果要与厂家提供的标准值进行比较，一旦出现偏差，需要及时处理，消除设备隐患。同时，还应通过增加抽屉柜一次插头部位测温监控、固定式抽屉柜改造等方式进行多方面改善。
1.3 制氧区域MNS型抽屉柜应用介绍
1.3.1制氧区域MNS抽屉柜在装数量统计
制氧区域现有MNS低压抽屉式开关柜63台，其中：1#制氧机组9台，2#制氧机组15台，3#制氧机组12台，4#制氧机组13台，5#制氧机组14台。
1.3.2制氧区域MNS抽屉柜故障情况统计
组织对2012-2021年这十年制氧区域MNS低压抽屉柜故障次数进行统计，其中1#制氧机组2次，2#制氧机组13次，3#制氧机组7次，4#制氧机组7次，5#制氧机组2次。拆分来看，每套机组MNS低压抽屉柜故障点位均集中在X60冷冻机组、E09电加热器、E08A电加热器、P03液氧泵、D05发电机等设备，此类设备的共同点是单体容量均超过100kW，而最大的X60冷冻机组单体容量达到了257kW，运行负荷较大。
通过对制氧机组MNS低压抽屉柜故障进行分析发现，抽屉柜一次插头变形、插头疲劳等原因造成的一次抽头接触部位夹紧力降低是发生抽屉柜烧损的根本原因。针对上述设备故障问题，在接下来的工作中，我们要通过在MNS柜体增加一次插头无线测温系统，实时监控设备运行情况；定期进行一次插头夹紧力检测，保证设备稳定运行；通过对部分大负荷MNS抽屉柜一次插头进行固定式改造，彻底解决柜体因一次插头夹紧力降低造成的抽屉烧损问题等几方面入手，最终切实解决能源部制氧区域MNS低压抽屉柜故障率过高问题。
2 MNS型抽屉柜系统应用研究与改善
2.1 MNS柜增加一次触头测温系统，实时监控设备运行情况
制氧区域MNS型低压抽屉柜柜型因其标准模块化设计、扩展（替代）性强、便于日常维护等优点而被广泛使用。这种类型的抽屉柜，通过插头连接装置将可插拔抽屉柜的输入端导引到配电母排上和输出端导引到外部接线母排。在抽屉柜的推入过程中，其输入端和输出端与母排容易接插不对位或者出现插头疲劳变形问题，造成母排接触面小，长期大电流运行时将会造成插头连接部位温度过高，引起设备故障甚至烧毁设备。目前，由于抽屉柜柜体空间受限，单体插头连接部位暂未安装温度实时监控探头，出现问题时无法及时进行报警、维护和更换。
前期，我们只能通过间接测量抽屉柜外接电缆部位温度的方法来进行。但由于测量位置离接插部位有一定距离，且电缆存在不同规格，如截面积差别、绝缘护套厚度不同等问题，换算成接插部位即触头的温度，存在较多不确定因素，会有较大偏差，具有很大局限性。
针对此问题，通过对MNS抽屉柜空间进行研究测量，选用合适的温度监测探头，安装MNS抽屉柜插头无线测温预警系统，能够解决一次插头连接部位温度无法实时监控问题。硬件上，该测温装置一款MNS专用温、湿度无线采集预警系统。测温传感器与监控系统之间采用433MHZ FSK射频通讯技术进行数据交互，采用网关模型设计的核心目的在于使传感器无线传输的功耗达到最低，集成5寸高清触摸屏使人机交互更方便、易操作，实现现场可视化，异地电脑远程汇总分析数据，智能手机随时随地掌控温度，最终达到及时发现问题，及时消除设备隐患的目的。
2.2定期进行一次触头夹紧力检测，保证设备稳定运行
近十年来，低压开关柜抽屉一次插头烧损故障平均每年发生3起左右，占低压开关柜总体故障的80%以上。故障原因均是低压抽屉柜一次插头疲劳变形、压紧力不够，造成接触不良以及发热故障。经过多年的数据调查研究和试验，发现抽屉柜一次动静插头连接可靠性至关重要，插头夹紧力大小将影响到插头的接触可靠性、开关柜的温升与使用寿命等。
前期，利用检修机会尝试对MNS电源柜抽屉出线一次电缆抽头压紧力卡簧进行调整更换，同时对插头压接处重新进行压接紧固，但是一次插头夹紧力数据无法进行检测，调整精度无法保证。
现有MNS柜型由设备厂家可以实施插头压力检测维护，插头夹紧力检测仪器由ABB公司委托瑞士KISTLER公司特殊定制，暂不公开对外销售，ABB公司负责检测服务，不但费用高昂，而且具体检测工作开展极为不便。针对此问题，通过对MNS柜型一次触头进行测量研究，计划通过采购力学检测仪器，同时制作适合于现场检测的探头来实现对MNS柜型一次触头夹紧力的测试工作。
根据ABB MNS开关柜分支母排厚度和一次插件的结构，设计了专用的固定导向检测探头。夹紧力测试仪数显部分研究采用单片机和A/D转换器进行数字处理，可以得出精度不小于±1%的数据，具有测量数据存储功能，同时可使用分析软件进行特定分析。
2.3 组织对MNS抽屉柜动静触头进行固定式改造
随着MNS抽屉柜一次插头部位故障率逐步升高，设备实际运行负荷较大问题被分析为故障影响因素。针对该问题，利用现有柜体备用柜位对原有冷冻机组单体设备进行负荷合理分配，将原有单一抽屉柜供电改为两台抽屉柜供电，将原有抽屉柜负荷降低50%，取得一定效果，但始终没有从根本上解决MNS抽屉柜一次插头部位故障率过高问题。
为了彻底解决MNS抽屉柜一次插头部位故障率过高问题，必须从根本环节入手，采取有效方法进行一次插头部位固定式改造。
2016-2021年，制氧区域共完成MNS抽屉柜固定式改造19台套，改造完成后设备运行稳定。接下来，结合机组检修将进一步推广实施。
3 结论
综上所述，MNS型低压抽屉式开关柜一次插头连接部位夹紧力降低是造成抽屉柜烧损故障率较高的第一要因。我们在生产实践中通过在MNS柜体一次连接插头部位增加无线测温监控系统，实时监测设备运行情况，实现一次插头运行温度超温预警功能；通过定期进行柜体一次插头夹紧力数据检测，控制一次插头夹紧力始终在正常范围内，提前排除设备运行隐患，保证设备稳定运行；通过对部分大负荷MNS型抽屉柜一次插头连接方式进行固定式改造，彻底解决柜体因一次插头夹紧力降低造成的抽屉烧损问题等几方面入手，最终解决了制氧区域MNS型低压抽屉柜故障率较高问题。
参考文献
1 廖艳安.400V抽屉式开关柜存在的缺陷及对策［J］.电世界2016-9.
2 吴朝祥.低压抽屉柜一次接插件的运行维护［J］.电世界2022-4.
