(吉林省中泰电力设备制造有限公司吉林长春130052)
摘要:高压开关柜是供配电系统中的重要构成部分。在供配电运行过程中由于高压开关柜出现问题而造成的电力事故屡见不鲜,严重影响了电力企业的供电质量与用电客户的满意度。正因如此,高压开关柜的设计与应用成为现如今供配电工程施工建设关注的重点所在。
关键词:高压开关柜;故障;处理措施
引言
高压开关柜是指用于电能分配、计量及连接线路的高压配电设备,因其能够起到电路的通断、控制或保护等作用,故被广泛应用于高压供配电系统中。高压开关柜的安全可靠运行是确保供配电作业有序进行的基础,一旦高压开关柜出现故障,往往会造成大范围的停电,影响居民生活和工业生产。由于高压开关柜结构复杂,涉及断路器、熔断器、各类仪表、保护器等多种元件,故障形式表现多种多样,故障判断和故障处理难度往往较大,本着提高高压开关柜故障判断处理速度、降低停电影响时间等目的,有必要对高压开关柜常见故障和处理方法进行研究。
1供配电系统中高压开关柜常见故障分析
1.1绝缘故障
1.1.1短路
因蛇、老鼠等小动物通过电缆槽沟的孔洞进入开关柜内,在开关柜内的母排或母线形成搭接,造成相间或单相对地短路故障,导致开关柜跳闸停电,影响电网的安全运行。
1.1.2绝缘件受潮及表面脏污
开关柜内含有许多由环氧树脂制成的绝缘件(如穿柜套管、互感器、支柱绝缘子等),由于设备本身没有完全密封,防潮防污能力较差,并且环氧树脂材料容易吸水,多雨天气空气湿度大时,绝缘件表面受潮后,在电场作用下加速浸入绝缘件内部,导致绝缘件的绝缘电阻大大降低,表面泄漏电流增大,引发电晕或电弧放电,如图1所示绝缘件相间放电现象。
图1绝缘件相间放电
1.1.3断路器触头放电
断路器动、静触头放电主要是因动、静触头接触不良引起的,触头磨损、位移、腐蚀、生锈或动触头插入不够深,不良接触严重影响触头的导电性,因接触电阻过大引发触头发热,甚至引起开关柜燃烧,引发爆炸。
1.2柜体发热故障
通常情况下,10kV~35kV的大电流高压开关柜极易出现柜体发热的问题,这也是目前配电工程中高压开关柜最为常见的运行故障之一。而造成高压开关柜柜体发热的根本原因主要是因为高压开关柜的设计存在不合理之处。例如,高压开关柜在柜体温度、裕度设计上过小,或者是高压开关柜本身的载流密度设计过高,这些都会造成高压开关柜的通风散热出现问题引发柜体的发热故障。且在此背景下,如若高压开关柜柜体触头的实际接触情况发生变化,那么势必会造成更为严重的高压开关柜运行故障引发设备短路问题。
1.3雷击造成的故障
配电工程中的高压开关柜极易因为雷击危害而造成绝缘串子被击穿,进而产生高压开关柜故障问题。笔者认为针对这一问题,可以在配电线路的变电设备上安装相应的避雷防护措施,以此降低雷击给高压开关柜所造成的损害。同时,还可以选择提升高压开关柜裕度的方式以及设置架空线路避雷保护,以此降低高压开关柜出现因雷击而造成的运行故障。
2供配电系统中高压开关柜故障处理措施
2.1确保电力高压开关柜运行环境安全,规避运行隐患问题
一般来说,运行环境是影响电力高压开关柜运行水平的关键要因。目前,生态环境恶化且大气污染加剧,暴露于外界的电力设备中的母线、套管以及绝缘子等设施逐渐受到环境因素的干扰,出现不同程度的污染问题。其中,电力高压柜开关受到潮湿环境或者污秽环境的影响,绝缘子很容易出现电流泄露问题。久而久之,很容易出现闪络问题。为进一步确保电力高压开关柜运行环境安全,工作人员需要定期实行通风净化工作,将滤网以及网栅安装到抽风机或者通风窗口处,达到通风净化的目的。与此同时,在空气较为湿热的高压室内,可以增设去湿装置或者热能灯等设备。最好将空调的运行模式调至到N-1状态,阻挡湿气侵入。如此一来,基本上可以有效规避运行隐患问题。
2.2做好日常维护监管工作,贯彻及落实监管内容
定期实行维护与检测工作,是确保电网安全运行的前提保障,同时也是比较基础性的措施。为确保电力设备日常维护与监管措施得以顺利落实,工作人员需要强化自身的工作职责,贯彻及落实日常监管内容。如可以将长效固化剂涂抹到绝缘设备表面处,并注意老化设备的更换问题,防止故障问题。在此基础上,工作人员可以根据当前电网的运行情况,制定一套安全、合理的维护与监管措施,确保电网运行安全。首先,监测技术人员应该定期检查电力系统的运行情况,尤其是高压开关柜的运行情况。如果在检查过程中,发现高压开关柜绝缘性能出现明显不足情况,必须予以及时改进。其次,电力单位需要实时监控电力系统的运行情况,做好系统故障问题的处理工作,避免因电力高压开关柜运行问题而造成绝缘事故。最后,安装人员应该根据安装原则及规范,做好日常安装工作,且明确各个点的安装措施,防止出现安装隐患。在安装电力设备时要注意将设备的冲击耐压值调整到最佳状态,具体如表1所示。
表1安装数据表
2.3开关柜整体防潮处理
为保证开关柜整体绝缘及防潮效果,最后对开关柜内部用透明SRTV防污闪涂料进行整体喷涂,包括开关柜内所有绝缘件、绝缘挡板、自粘胶带包覆的母排母线及开关柜内壁等,以免因部分区域空间狭小或边角处绝缘处理不到位,对开关柜的安全运行造成不利影响。
2.4发热故障处理
发热故障对高压开关柜和供电系统危害甚大,若处理不当极易烧坏各种内部元件,严重时还会导致安全事故的发生。避免发热故障,首先要严把高压开关柜质量关,加强开关柜的日常检修工作,尤其是对易出现发热部位的部件进行定期检查;其次应控制过流和过载,降低过载运行次数以防过热问题;最后应加强过热监测,过热监测可分为手触监测和仪表监测,前者主要通过手摸感知柜体的温度来进行判断过热,后者主要通过安设温度传感器来监测过热,温度传感器灵敏度高,安装简单,已经成为高压开关柜温度监测的主要手段。
2.5储能故障处理
通过对高压开关柜的储能故障分析,认为可从电机停转、储能不到位等方面进行查找,而引起该问题的主要原因是行程限位高度不合理、电机故障和控制回路故障等,这些故障的直接表现形式为电机停转、储能指示灯不亮、线路出现冒烟和异味等,对于行程限位高度可通过调整行程来实现,用万用表和电流表等排查电机和回路故障,若电机出现问题及时更换电机,若控制回路不能闭合或者控制回路出现断路等及时进行处理。
结语
高压开关柜是供配电系统中最常用的电气设备,其运行质量是确保供配电系统正常供电的重要基础。但是受到开关柜质量、运行、检修和工作环境等多方面的影响,高压开关柜在运行过程中出现的故障也多种多样,故在处理高压开关柜故障时,只有掌握各类故障产生的内在原因,同时施以有针对性的处理措施,才能解决高压开关柜故障。另外,应做到未雨绸缪,进一步加强高压开关柜的检修和维护力度,可有效降低其故障率,减少供电事故的发生。
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