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          10KV 開關柜運行故障分析及處理對策

          發布時間:2021-04-18 瀏覽次數:883

          10 KV 開關柜作為電力系統中常見的一類設備,其具有體積小、維護簡單易操作等優點,但因各種因素10 KV開關柜在運行過程中依然存在很多安荃隱患,從而威脅電力系統的安荃和穩定運行,因此要想確保10 KV 開關柜運行安荃穩定,勢重視10 KV 開關柜的設計、安裝、檢修和維護。



           

          10 KV開關柜運行過程中的故障分析

           

           1 、絕緣故障

           

               10 KV 開關柜出現放電擊穿故障,產生放電的主要原理為:絕緣件或者絕緣間隙的絕緣強度低于外加電壓,情況嚴重時,還可能發生絕緣擊穿事故,絕緣故障又可以分為:導電部位與絕緣件之間發生放電。

           

                 若絕緣板跟導電體之間的固定不夠牢固,開關在經過多次操作后難免會松動,在操作振動沖擊之后,會出現間歇性放電,但是這種放電不容易被操作人員發現,當進行超聲波檢查或局放檢測時才能被發現,有時在10 KV 開關柜內,因為整個開關柜為密封狀態,無法準確地找到故障所在的位置,等到放電嚴重時,引起絕緣板損壞貫通性擊穿,便會引起嚴重故障。在事故停電后開展檢修,可以發現在絕緣件的表面上附著大量放電或者放電后的炭黑,而絕緣件因為長時間放電后裂開,不再具有絕緣功能,而導電銅排與環氧穿心間隙放電。

           

                 在安裝過程中,因為施工方面的失誤導致導電銅排兩邊跟內層之間的間隙過小,當運行環境濕度較大時,會引起小間隙放電,出現放電累積效應,導致內側絕緣層被燒壞,引起事故擴大。

           

          2 、主母線跟絕緣套之間出現放電

           

                主母線跟開關柜內的間隔穿墻絕緣套之間出現放電,引發放電的原因也主要是因為導電銅母排與絕緣套的間隙過小,引起放電。隨著開關柜的體積不斷縮小,對地絕緣尺寸也不斷減小,當柜內的有機絕緣件表面積累的灰塵較多,遇到潮濕天氣時,柜內的濕度常常較高,從而導致絕緣表面結露發生放電和擊穿等事故,從而引起運行故障。



           

          3、誤動、拒動誤差

           

               10 KV 開關柜常見故障還有誤動和拒動誤差,該類故障形成的主要原因為:,由于輔助回路跟電氣控制回路存在問題,主要表現為輔助開關無法正常切換,轉換開關失效或者機構卡澀導致分合閘線圈被燒毀,引起端子松動,操作電源、合閘接觸器、接線失誤、微動開關故障、二次接線接觸老化等,均會影響整個電力系統的安荃運行。,可能是因為傳動系統跟操作機構出現機械故障而引起誤動、拒動誤差,常見的表現為分合閘的鐵芯松動或者卡澀軸銷松動、脫扣失效、個別部件發生位移變形等。

           

          4、開關柜發熱

           

                 在正常情況下,10 KV 的開關柜在運行過程中均伴有輕度的發熱,但是一旦10 KV 開關柜發生過熱或者導電回路同時伴有發熱情況時,則提示發生故障。導體散熱的途徑有兩類,分別為導電回路散熱和導電回路發熱,若導電回路的發熱超過散熱時,便會導致開關柜溫度升高,當上升的溫度超過本來設定的溫度時,開關柜便會出現局部過熱的現象,在局部發熱的作用下,產生的瞬間能量會引起嚴重故障。根據電阻跟發熱功率的計算公式可知,電阻跟發熱功率呈正相關,若導體的截面積過小,便會引起電阻率較高時發熱情況嚴重,另外,導體發熱跟負荷電流的平方值也存在正相關關系,因此當電流值較小時,發熱情況可能不明顯,但是當電量值過高時,便會出現發熱甚至過熱的情況,除此之外,導體發熱也跟發熱的時間存在相關性,發熱的時間越長,那么累積的發熱效應越嚴重。歸納起來,開關柜發熱主要有以下三類:

           

               導體發熱。該類故障常常發生在開關柜的部分母線中。當主母線在運行過程中,假如負荷的電流過高,主母線的發熱功率也相應較高,但是高于額定功率的部分便會導致導體出現發熱。我國目前主母線的材質主要為銅質或者鋁質,但是因為這兩類材料常常含有很多雜質,因此電阻率往往較高,因此一旦發熱時,這些雜質會引起熱量集中,引起導體出現過熱故障。

           

                導電回路過熱。該類故障發生的主要原因為接頭接觸質量過差,對于主變總開關的大電流回路中,接頭接觸不良會導致熱量過度集中,從而引起回路出現局部過熱的情況。

           

                 渦流發熱。當前,渦流發熱也成為10 KV 開關柜運行中常見的發熱現象,當負荷電流在穿墻套管固定鋼板中產生交變磁場時,然后產生感應電壓,但是對于普通鋼板來講,電阻較小,因此會產生較大的環流,導致鋼板出現發熱的情況,當負荷電流高達幾千安培時,渦流發熱的情況非常明顯[4]。

           

          5、開關柜電氣元件故障

           

                 在10 KV 開關柜運行過程中,所涉及的電壓互感器、帶電顯示器、避雷針等相關電氣元件若運行時間過長,也會發生各類故障。其中電壓互感器發生故障的主要原因為安裝調試不合理、二次側出現短路、互感器質量有問題等,帶電顯示器發生故障可能是因為自身質量存在問題,再加上運行的環境較差,常常發生故障。據調查,很多開關柜中的帶電顯示器在現場中無法正常使用,而避雷針發生故障的主要原因為閥片性能不斷老化,密封性不好以及瓷套被污染等引起,密封性不好引起避雷針發生故障主要是因為潮氣進入避雷針內部,導致內部絕緣性能降低,進而加速了閥片性能老化。



           

          10 KV開關柜運行過程中常見故障的處理對策

           

                 1、 做好10 KV開關柜的安裝調試和試驗

           

                 由于10 KV 開關柜的安裝調試是否合理在很大程度上影響著其是否安荃、可靠運行,假如在安裝調試過程中發生了絕緣間隙不符合放電要求、傳動卡澀、調試不合理等情況時,必然會影響開關柜后期的運行,因此從事開關柜安裝調試和試驗的人員在面臨上述情況時,一方面要迅速聯系廠家來處理(例如:假如發現導電回路存在發熱時,可以采取改進接觸機構、緊固設備聯結點等措施);另一方面在對開關柜安裝調試和檢驗時,嚴格執行相規定和要求,從而保證開關柜處理良好的運行狀態,減少其故障發生率。



           

                 2、 提高開關柜的絕緣性能

           

                 對于10 KV 的開關柜,在將其接入電網后,要具備承受工作電壓的能力。假如原件質量不可靠,會增加故障的發生率。因此,在生產和制造開關柜時,高度重視其絕緣性能,從而減少10 KV 開關柜運行過程中的絕緣故障。因此在設計絕緣件時,在充分滿足基本的機械強度的基礎上,還應該注意其承受規定的電壓,對此,可以采取以下措施:,針對10 KV 開關柜中的絕緣件均應使用阻燃絕緣材質,禁止使用聚氯乙烯、酚醛樹脂、聚碳酸脂等有機絕緣材料;,高度重視元件的選擇,特別是要選擇伏安特性較好的電壓互感器,換而言之就是要選擇在線電壓下無明顯飽和的電壓互感器,除此之外,還應該選擇絕緣性能優、不燃燒或者阻燃的隔板;第三,針對一些使用時間較長的開關柜,當增加空氣間距和漏泄比距難度較大時,好選擇開關柜的環境,在開關室內配置溫度計、通風設置、防潮設備等,在雨季期要多啟動開關柜,以防其凝露出現絕緣故障;第四,定期清潔開關柜,嚴格執行“停止一次,清潔一次”的原則;第五,若條件許可,針對開關柜中所有帶電體均使用熱縮,從而提高開關柜的運行效率[5]。

           

                  3、 強化開關柜體的封閉

           

                 ,要進一步加強開關柜柜內分割防護程度,以此方便開關柜的檢修并提高運行安裝的安荃性??梢詫⒛妇€、斷路器以及電纜等運用阻燃絕緣板將其分為若干個獨立的小室,在小室和小室之間設置排氣通道和減壓閥,實現控制故障進一步擴大的目的;,但凡插頭經過的插孔均增加絕緣罩,從而保護檢修人員的安荃,另外,所有的分支母線和主母線均運用阻燃絕緣管套裝,以防故障的進一步擴大;第三,提高開關柜機械動作的可靠性,要利用經過技術鑒定且合格的操作機構。



           

          4、加強對10 KV開關柜的運行管理

           

                 一是維修人員在開展檢修工作時要注意觀察隔離開關法蘭以及絕緣子瓷件是否伴有裂紋,在巡視期間注意觀察瓷件是否伴有不正常的電暈情況;二是當斷路器出現動作斷開故障電流時,檢修人員應該立即檢查斷路器;三是當10 KV 開關柜的斷路器在工作時,一旦遇到啟動操作機構壓力高引起其分合閘閉鎖、油斷路器油量不足以及SF6 斷路器氣體壓力過低等情況時,檢修人員要停止對斷路器的操作;第四在進行隔離開關倒閘時,應該注意全面監控隔離開關的動作,一旦發現發生卡澀故障時先分析全面卡澀的原因,然后采取對應措施,切記不可強行操作;第五,若斷路器對故障線路進行強送時,需要認真檢查斷路器的工作狀況[7]。

           

          5、加強對10 KV開關柜的定期管理維護

           

                 對于從事10 KV 開關柜的維護人員,需要根據設備的運行現狀制訂出合理的檢修計劃,以定期去掉10 KV開關柜運行過程中的安荃隱患,在完成設備檢修工作后,還需要開展整定測試工作,加強對保護界限、壓板位置以及操作機構整定值的檢查和管理,防止因為維護不當導致10 KV 開關柜出現各類故障。檢修人員在檢查設備時一旦發現有任何異常,要通過觀察設備的震動、溫度、氣味、顏色以及聲音等來判定其是否發生異常,然后再開展對應的診斷測試工作,若發現音響、光字牌、信號、表計等監控設備存在異常情況時,要對其進行全面分析,針對出現的故障問題要加強監測防御;針對伴有缺陷的設備,要加強跟蹤監視,及時掌握這些設備故障的發生規律。



           

          6 、10 KV開關柜的運行環境

           

                 若10 KV 開關柜長期運行在不合格的環境中,很容易導致開關柜上附著污垢,發生絕緣放電以及導體銹蝕等問題。因此要想保證開關柜的安荃有力運行,其運行環境,若10 KV 開關柜運行的環境溫度較高、負荷較大,加強通風散熱,以防開關柜出現過熱故障,并定期清理開關柜,避免出現污染的情況。除此之外,維護人員還應該加強開關柜運行環境的除濕和除潮工作,以防導體發生銹蝕。

           


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