淺談10kV高壓開關柜故障原因及防范措施
發(fā)布時間：2015-03-10 08:43 來源：華電國威
高壓開關柜是電力系統(tǒng)重要的裝置之，而其引發(fā)的故障大大降低了系統(tǒng)的運行效率�，F主要分析了導致10 kV高壓開關柜故障的具體因素，并提出了防范10kV高壓開關柜故障的具體措施。
引言
近年來電力行業(yè)進行了深入改革，l0kv高壓開關柜的使用也變得更為普及。開關柜不儀維持了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，而H在各種故障狀態(tài)下可斷開連接的設備，保證了設備及操作人員的安全。從長期發(fā)展的角度考慮， 電力企業(yè)需加強10kV高壓開關柜故障診斷及采取對應的處理措施，使其在系統(tǒng)r十1發(fā)揮更加全面的安全。
1 導致10kV高壓開關柜故障的具體因素
1.1 環(huán)境因素
從長期運行經驗看，外在條件對高壓開關柜的影響作用甚大，環(huán)境因素讓會限制開關柜作用的穩(wěn)定發(fā)揮。以污閃事故為例，開關柜受環(huán)境影響而發(fā)生的故障表現在：首先，正常條件下開關柜不會出現污閃事故，其基本上保持著正常的運 行狀態(tài)。但如果外界環(huán)境處于潮濕狀態(tài)，造成絕緣子及母線表面的積污增多，持續(xù)潮濕的環(huán)境極易引發(fā)污閃事故。其次，絕緣子的泄漏距離偏小，這種情況難以滿足 污穢和潮濕環(huán)境的要求，一段時間運行后也會使得污閃, 概率的增大。
1.2 老化因素
隨著社會用電量的增多，原先安裝的電力 設備開始處于老化階段，各種裝置及元器件性能日趨下降。如：真空斷路器在使用過程,易發(fā)生不同的故障，特別是電流值處于異常變化的故障發(fā)生率更高。真空泡在真空度明顯降低或者在運行中受損后，真空斷路器的整體性能就會隨之降低，當出現故障時就容易發(fā)生爆炸事故。同時變電站的高壓柜，在系統(tǒng)負荷增加后，系統(tǒng)的短路電流 I容量也會隨之增加。若真空斷路器的電流值難以達到系統(tǒng)運行的標準，其常會受到短路故障的影響而降低性能。這些問題的存在都會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
1.3 絕緣因素
絕緣能力是高壓開關柜的另一大影響因素， 由于市場上電力產品的質量層次不一， 電力工程建設中使用低質量產品破壞了設備的絕緣性能。一般低于10kV電壓等級的成套設備的主回路或聯(lián)絡橋所用的銅排規(guī)格不一，有的還另外增加諸如熱縮管、冷縮管等的絕緣層來增加安全性。電力系統(tǒng)高負荷運行會對銅排造成 一定的損壞，使其絕緣層的性能趨于老化，容易造成一次相問直接放電的事故。
除此之外，爬距和空氣間隙過小也會引起開關柜出現絕緣問題。如：手車柜，使用時為縮短柜體的外形尺寸，往往會減少裝于柜內的斷路器，隔離插頭相間或對地的距離，結構改造后并沒有加強絕緣措施，導致開關柜正常使用后的故障發(fā)生率提高。
1.4 質量因素
質量因素包括電力設備、電力材料2個方面。電力工程改造需用到諸多不同的設備及材料，其質量好壞對系統(tǒng)的發(fā)電、供電也會造成明顯的影響。就目前開關柜存在的故障來說，隔離觸頭的質量不合格會造成手車柜的隔離觸頭因接觸不良，最終引起電弧故障的發(fā)生。
由于絕緣子頭部內部絕緣能力偏弱，環(huán)氧澆注電互感器和酚醛氧玻璃絕緣子的質量差，這種材料的質量及性能與電力標準規(guī)定的要求相差甚遠。電力系統(tǒng)在正常運行狀 態(tài)下，會引起不同程度的塵埃積聚、受潮，使得構件的絕緣性能老化。調查顯示，許多電力設備在標準狀態(tài)下依舊會出現爬電現象，這對電力系統(tǒng)的安全性是極為不利的。
1.5 操作因素
斷路器在10 kV開關柜中屬于一次性的主體設備，在運行期間要面臨大電流、高電壓等環(huán)境，這些都會影響到設備的運行狀態(tài)。主要表現為：(1)柜體的機械強度不夠，當短 路電流流繹開關的時候，在電動力的作用下而導致柜體與開關之間發(fā)生位移，從而致使觸頭間接觸電阻急劇增大，而產生電弧，甚至會引起爆炸。(2)靜觸頭或動 觸頭在長期的使用過程當中，因為它們之間相互的機械磨損而導致接觸點或面的減少，從而造成觸頭之問接觸不良的現象。(3)設備安裝中因操作不當破壞了結構 的完整性，如：動靜觸頭插入不標準，接觸電阻過大易引起不同的故障問題。
操作巾的拒動、誤動等均是開關柜事故的誘發(fā)因素，主要表現在：首先，操動機構以及傳動系統(tǒng)的機械故障引起的開關柜故障，這種情況體現于卡澀、部件變形或位移、脫扣失靈等;其次，南于電氣控制及輔助回路引起的故障，該情況會造成保護裝置難以正常執(zhí)行命令。
2 防范10 kV高壓開關柜故障的措施
2.1 材料選型
電力系統(tǒng)設計階段應注重開關柜的故障防范，對潛存的安全隱患 實施必要的處理。開關柜設計的關鍵內容包括：柜體、斷路器等一次元器件的選型，全面分析各種元器件的性能，從穩(wěn)定性、可靠性等方面優(yōu)化設計，如：對柜體內的元器件科學分布，使設備存更加優(yōu)越的環(huán)境下完成操作�？紤]到用戶的實際需求，可選擇高性能的材料組裝系統(tǒng)，如：變電站、開閉站等要選用進口材料，提高設備運行的安全系數。
2.2 爬電比距
爬電比距是高壓開關柜設計的重點參數，該指標控制的可靠性影響著系統(tǒng)正常運行的性能。依 照國家標準，高壓開關柜中的各組件及其支持絕緣件的外絕緣爬電比距為純瓷絕緣不小于18 mm/kV，有機絕緣不小于20 mm/kV。為了達到這一功能要求，電力單位應嚴格控制組配件的規(guī)格，盡可能找專業(yè)廠家訂做，以保證電力系統(tǒng)的優(yōu)越性能。
2.3 安全方面
安全用電是電力行業(yè)長期研究的重點，柜內各相導體之間與對地凈距必須滿足電力行業(yè)標準：相間及對地空氣間隙在125mm以上。若運用了復合絕緣結構，則要加強絕緣材料介電常數的配合，這不僅有助于防I卜人身傷亡事故的發(fā)生，也能避免鹽霧污閃以及有害氣體對母線的腐 蝕。
2.4 環(huán)境方面
外在環(huán)境對高壓開關柜的事故影響較大，防范故障發(fā)生時應注意環(huán)境的監(jiān)測控制。如：對通風窗可以通過加裝網柵或過濾網的方法，來降低進入開關室的灰塵量，而對于較潮濕的開關室，可以加裝紅外線燈的加熱或去濕裝置來降低潮濕度。
2.5 性能方面
繼電保護是電力系統(tǒng)的保護結構，其需在設計安裝時嚴格按照標準操作。通常要不斷改善繼電保護對運行方式變化的適應性能，使其更好地服務于系統(tǒng)的運行。另外，當斷路器容量不足時，繼電器應該及時更換，對一些重要的參數指標需重新規(guī)劃設計。
3 結語
總之，高壓開關柜事故對電力系統(tǒng)性能的影響甚大，不僅增加了電力工程的建設成本，對操作人員的生命安全也會構成較大的威脅。操作人員應結合具體的標準要求，對高壓開關柜采取安全防護措施，降低故障的發(fā)生率以保證其性能。
