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10kV开关柜运行过程中的常见故障及处理措施研究

2019-10-21黄德鸿

中国电气工程学报 2019年18期
关键词:开关柜断路器绝缘

黄德鸿

摘要:随着社会的发展和经济水平的提高,10kV开关柜是我国电力系统当中非常重要的一个部分,近年来,我国对10kV开关柜的重视程度越来越高,特别是在故障的检修与处理方面。由于10kV开关柜是比较容易出现故障的设备,相关部门必须准确的分析可能产生故障的原因,并采取有效的手段来保证10kV开关柜的正常运行,从而使我国的供电系统更加的稳定。

关键词:10kV开关柜运行;常见故障;处理措施

引言

随着科技的不断创新和发展,电力系统中的各种设备质量均明显提高,电力安全事故发生率不断降低,10kV开关柜作为电力系统中常见的一类设备,其具有体积小、维护简单易操作等优点,但因各种因素10kV开关柜在运行过程中依然存在很多安全隐患,从而威胁电力系统的安全和稳定运行,因此要想确保10kV开关柜运行安全稳定,势必要重视10kV开关柜的设计、安装、检修和维护。本文分析了10kV开关柜可能出现事故的原因,并给出了有效的防范措施,希望能够对我国供电系统的发展有所帮助。

110kV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绝缘故障

10kV开关柜出现放电击穿故障,产生放电的主要原理为:绝缘件或者绝缘间隙的绝缘强度低于外加电压,情况严重时,还可能发生绝缘击穿事故,绝缘故障又可以分为:导电部位与绝缘件之间发生放电。若绝缘板跟导电体之间的固定不够牢固,开关在经过多次操作后难免会松动,在操作振动冲击之后,会出现间歇性放电,但是这种放电不容易被操作人员发现,当进行超声波检查或局放检测时才能被发现,有时在10kV开关柜内,因为整个开关柜为密封状态,无法准确地找到故障所在的位置,等到放电严重时,引起绝缘板损坏贯通性击穿,便会引起严重故障。在事故停电后开展检修,可以发现在绝缘件的表面上附着大量放电或者放电后的炭黑,而绝缘件因为长时间放电最后裂开,不再具有绝缘功能,而导电铜排与环氧穿心间隙放电。在安装过程中,因为施工方面的失误导致导电铜排两边跟内层之间的间隙过小,当运行环境湿度较大时,会引起小间隙放电,出现放电累积效应,导致内侧绝缘层被烧坏,引起事故扩大。

1.3安装、检修维护隐患。

在对10kV开关柜进行安装过程中,极易出现电缆绝缘层损坏、屏蔽层接地不良形成环流、未排尽电缆头内部气体等现象。因此,需要在实际工作过程中从源头抓起,提升安装质量,严禁出现柜内短路情况。此外,在检修过程中,需要对母排连接螺栓予以合理固定,以免出现停电事故。

210kV开关柜运行过程中的处理措施

2.1加强开关柜设计及制造阶段全过程质量控制

设计出一个合理可靠的开关柜产品是关键。开关柜厂家在进行开关柜设计时,首先应对开关柜的运行环境进行充分调研,要在充分听取客户要求与意见的基础上进行设计;其次,开关柜的设计方案应结合当地电网现状以及气候条件等多种因素,因地制宜;最后,在选择开关柜元器件时要保证质量,尽量避免因为元器件质量差所导致的开关柜故障。有了一个合理的设计方案和优良的元器件,还要对开关柜生产过程中的质量控制严格把关。在组装开关柜时,需要保证车间的清洁卫生;要加强对制造工艺的改进与检查,将制造过程中的误差降到最小。

2.2提高开关柜的绝缘性能

对于10kV的开关柜,在将其接入电网后,必须要具备承受工作电压的能力。假如原件质量不可靠,会增加故障的发生率。因此,在生产和制造开关柜时,必须高度重视其绝缘性能,从而减少10kV开关柜运行过程中的绝缘故障。因此在设计绝缘件时,在充分满足基本的机械强度的基础上,还应该注意其必须承受规定的电压,对此,可以采取以下措施:第一,针对10kV开关柜中的绝缘件均应使用阻燃绝缘材质,禁止使用聚氯乙烯、酚醛树脂、聚碳酸脂等有机绝缘材料;第二,高度重视元件的选择,特别是要选择伏安特性较好的电压互感器,换而言之就是要选择在线电压下无明显饱和的电压互感器,除此之外,还应该选择绝缘性能优、不燃烧或者阻燃的隔板;第三,针对一些使用时间较长的开关柜,当增加空气间距和漏泄比距难度较大时,最好选择改善开关柜的环境,在开关室内配置温度计、通风设置、防潮设备等,在雨季期要多启动开关柜,以防其凝露出现绝缘故障;第四,定期清洁开关柜,严格执行“停止一次,清洁一次”的原则;第五,若条件许可,针对开关柜中所有带电体均使用热缩,从而提高开关柜的运行效率。

2.3提高安裝调试工艺水平。

开关柜在运行过程中出现绝缘间隙与要求不符。传动机构卡涩以及开关手车不灵活等情况时,需要与生产厂家及时联系并妥善处理;导电回路电流出现发热情况时,应对接触结构进行改进,并对设备连接点予以紧固的方式解决;加大对相关安装调试人员的教育培训力度,并实行严格的考核制度,考核通过之后,方可持证上岗,切实提升10kV开关柜安装调试水平。

2.4加强对10kV开关柜的运行管理

一是维修人员在开展检修工作时要注意观察隔离开关法兰以及绝缘子瓷件是否伴有裂纹,在巡视期间注意观察瓷件是否伴有不正常的电晕情况;二是当断路器出现动作断开故障电流时,检修人员应该立即检查断路器;三是当10kV开关柜的断路器在工作时,一旦遇到启动操作机构压力高引起其分合闸闭锁、油断路器油量不足以及SF6断路器气体压力过低等情况时,检修人员要停止对断路器的操作;第四在进行隔离开关倒闸时,应该注意全面监控隔离开关的动作,一旦发现发生卡涩故障时必须先分析全面卡涩的原因,然后采取对应措施,切记不可强行操作;第五,若断路器对故障线路进行强送时,需要认真检查断路器的工作状况。

2.5加大新技术研发和更新力度

具体来说,主要表现为以下几个方面:第一,在10kV开关柜中应用电阻率低的材料和自动控制技术;第二,相关部门还需要转变观念,高度重视设备更新换代工作,为确保10kV配电网的安全运行打下坚实基础。

结束语

10kV开关柜的运行状况在很大程度决定着对电力系统是否能够安全可靠地运行,因此一旦其发生故障,不仅会带来严重的经济损失,而且还可能威胁工作人员甚至群众的生命安全。随着近年来开关柜性能的日趋完善、设计水平不断提高,这也对其运行过程中的维护和检修提出了更高要求,通过上文笔者对10kV开关柜运行过程中常见故障的分析,发现开关柜在运行过程中主要存在绝缘故障、误动和拒动误差、开关柜发热、开关柜电气元件故障等故障,作为运维、检修人员,必须不断提高自身的专业技能,能够在第一时间洞察开关柜的异常,采取对策,及早发现故障,采取有效措施处理,将故障控制在可控范围内,全面保证电力系统的正常、安全运行。

参考文献

[1]吴宇翔.10kV开关柜运行中的常见故障及处理措施研究[J].机电信息,2013,09:61-62.

[2]施育恒.浅析10kV高压开关柜故障原因及处理措施[J].机电信息,2013,18:81-82.

[3]叶伟标.10kV开关柜常见故障分析及对策[J].电世界,2013,05:7-9.

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