摘要：高壓開關(guān)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(yùn)行效率。現(xiàn)主要分析了導(dǎo)致10 kV高壓開關(guān)柜故障的具體因素，并提出了防范10kV高壓開關(guān)柜故障的具體措施。
0 弓l言
近年來電力行業(yè)進(jìn)行了深入改革，l0 kv高壓開關(guān)柜的使用也變得更為普及。開關(guān)柜不儀維持了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而H 在各種故障狀態(tài)下可斷開連接的設(shè)備，保證了設(shè)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(qiáng)10 kV高壓開關(guān)柜故障診斷及采取卡n應(yīng)的處理措施，使其在系統(tǒng)r十1發(fā)揮更加全面的安全件川。
1 導(dǎo)致10kV高壓開關(guān)柜故障的具體因素
1.1 環(huán)境因素
從長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)看，外在條件對(duì)高壓開關(guān)柜的影響作用甚大，環(huán)境【因素 讓會(huì)限制開關(guān)柜作用的穩(wěn)定發(fā)揮。以污閃事故為例，開關(guān)柜受環(huán)境影響而發(fā)生的故障表現(xiàn)在：首先，正常條件下開關(guān)柜不會(huì)出現(xiàn)污閃事故，其基本上保持著正常的運(yùn)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(shí)間運(yùn)行后也會(huì)使得污閃, 概率的增大。
1.2 老化因素
隨著社會(huì)用電量的增多，原先安裝的電力設(shè)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(yùn)行中受損后，真空斷路器的整體性能就會(huì)隨之降低，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)就容易發(fā)生爆炸事故。同時(shí)變電站的高 柜，在系統(tǒng)負(fù)荷增加后，系統(tǒng)的短路電流 I容量也會(huì)隨之增加。若真空斷路器的電流值難以達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，其常會(huì)受到短路故障的影響而降低性能。這些問題的存在都會(huì)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(guān)柜的另一大影響因素， 由于市場上電力產(chǎn)品的質(zhì)量層次不一， 電力工程建設(shè)中使用低質(zhì)量產(chǎn)品破壞了設(shè)備的絕緣性能。如：避雷器手車、PT手車等的外觀尺寸和元器件的配置不統(tǒng)一，避雷器手車、PT手車等實(shí)際運(yùn)行巾，會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境指標(biāo)的變化而使其性能減弱。另外，一般低于10 kV電壓等級(jí)的成套設(shè)備的主回路或聯(lián)絡(luò)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(fù)荷運(yùn)行會(huì)對(duì)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(huì)引起開關(guān)柜出現(xiàn)絕緣問題。如：手車柜，使用時(shí)為縮短柜體的外形尺寸，往往會(huì)減少裝于柜內(nèi)的斷路器，隔離插頭相間或?qū)Φ氐木嚯x，結(jié)構(gòu)改造后并沒有加強(qiáng)絕緣措施，導(dǎo)致開關(guān)柜正常使用后的故障發(fā)生率提高。
1.4 質(zhì)量因素
質(zhì)量因素包括電力設(shè)備、電力材料2個(gè)方面。電力工程改造需用到諸多不同的設(shè)備及材料，其質(zhì)量好壞對(duì)系統(tǒng)的發(fā)電、供電也會(huì)造成明顯的影響。就目前開關(guān)柜存在的故障來說，隔離觸頭的質(zhì)量不合格會(huì)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(nèi)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(zhì)量差，這種材料的質(zhì)量及性能與電力標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求相差甚遠(yuǎn)。電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，會(huì)引起不同程度的塵埃積聚、受潮，使得構(gòu)件的絕緣性能老化。調(diào)查顯示，許多電力設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下依舊會(huì)出現(xiàn)爬電現(xiàn)象，這對(duì)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(guān)柜中屬于一次性的主體設(shè)備，在運(yùn)行期間要面臨大電流、高電壓等環(huán)境，這些都會(huì)影響到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。主要表現(xiàn)為：(1)柜體的機(jī)械強(qiáng)度不夠，當(dāng)短路電流流繹開關(guān)的時(shí)候，在電動(dòng)力的作用下而導(dǎo)致柜體與開關(guān)之間發(fā)生位移，從而致使觸頭間接觸電阻急劇增大，而產(chǎn)生電弧，甚至?xí)鸨ā?2)靜觸頭或動(dòng)觸頭在長期的使用過程當(dāng)中，因?yàn)樗鼈冎g相互的機(jī)械磨損而導(dǎo)致接觸點(diǎn)或面的減少，從而造成觸頭之問接觸不良的現(xiàn)象。(3)設(shè)備安裝中因操作不當(dāng)破壞了結(jié)構(gòu)的完整性，如：動(dòng)靜觸頭插入不標(biāo)準(zhǔn)，接觸電阻過大易弓1起不同的故障問題。
操作巾的拒動(dòng)、誤動(dòng)等均是開關(guān)柜事故的誘發(fā)因素，主要表現(xiàn)在：首先，操動(dòng)機(jī)構(gòu)以及傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械故障引起的開關(guān)柜故障，這種情況體現(xiàn)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(huì)造成保護(hù)裝置難以正常執(zhí)行命令。
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2 防范10 kV高壓開關(guān)柜故障的措施
2.1 材料選型
電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段應(yīng)注重開關(guān)柜的故障防范，對(duì)潛存的安全隱患實(shí)施必要的處理。開關(guān)柜設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)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(shè)計(jì)，如：對(duì)柜體內(nèi)的元器件科學(xué)分布，使設(shè)備存更加優(yōu)越的環(huán)境下完成操作。考慮到用戶的實(shí)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(jìn)口材料，提高設(shè)備運(yùn)行的安全系數(shù)。
2.2 爬電比距
爬電比距是高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)的重點(diǎn)參數(shù)，該指標(biāo)控制的可靠性影響著系統(tǒng)正常運(yùn)行的性能。依照國家標(biāo)準(zhǔn)，高壓開關(guān)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(jī)絕緣不小于20 mm/kV。為了達(dá)到這一功能要求，電力單位應(yīng)嚴(yán)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(diǎn)，柜內(nèi)各相導(dǎo)體之間與對(duì)地凈距必須滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：相間及對(duì)地空氣間隙在125 tnrn以上。若運(yùn)用了復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)，則要加強(qiáng)絕緣材料介電常數(shù)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(duì)母線的腐蝕。
2.4 環(huán)境方面
外在環(huán)境對(duì)高壓開關(guān)柜的事故影響較大，防范故障發(fā)生時(shí)應(yīng)注意環(huán)境的監(jiān)測控制。如：對(duì)通風(fēng)窗可以通過加裝網(wǎng)柵或過濾網(wǎng)的方法，來降低進(jìn)入開關(guān)室的灰塵量，而對(duì)于較潮濕的開關(guān)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(hù)是電力系統(tǒng)的保護(hù)結(jié)構(gòu)，其需在設(shè)計(jì)安裝時(shí)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作。通常要不斷改善繼電保護(hù)對(duì)運(yùn)行方式變化的適應(yīng)性能，使其更好地服務(wù)于系統(tǒng)的運(yùn)行。另外，當(dāng)斷路器容量不足時(shí)，繼電器應(yīng)該及時(shí)更換，對(duì)一些重要的參數(shù)指標(biāo)需重新規(guī)劃設(shè)計(jì)。
3 結(jié)語
總之，高壓開關(guān)柜事故對(duì)電力系統(tǒng)性能的影響甚大，不僅增加了電力工程的建設(shè)成本，對(duì)操作人員的生命安全也會(huì)構(gòu)成較大的威脅。操作人員應(yīng)結(jié)合具體的標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)高壓開關(guān)柜采取安全防護(hù)措施，降低故障的發(fā)生率以保證其性能。
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