基于10kV高壓開關(guān)柜故障原因及防范措施

基于10kV高壓開關(guān)柜故障原因及防范措施摘要：本文主要對(duì)10kV高壓開關(guān)柜故障原因及防范措施進(jìn)行分析了解。伴隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)的電力領(lǐng)域也已經(jīng)越來越多的應(yīng)用現(xiàn)階段最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：10kV；高壓開關(guān)柜；故障原因；防范措施

引言：

10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元器件眾多，通常包括高壓斷路器、隔離開關(guān)與接地開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、電壓互感器和電流互感器、操作機(jī)構(gòu)等。高壓開關(guān)柜具有架空進(jìn)出線、電纜進(jìn)出線、母線聯(lián)絡(luò)等功能，適用于發(fā)電廠、變電站、石油化工、冶金軋鋼、輕工紡織、廠礦企業(yè)和住宅小區(qū)、高層建筑等各種不同場(chǎng)所，用途廣泛，使用數(shù)量眾多，承擔(dān)著電能的分配任務(wù)，這使得在越來越重視供電可靠性和電能質(zhì)量的當(dāng)下，對(duì)10kV高壓開關(guān)柜的運(yùn)行情況進(jìn)行系統(tǒng)分析尤為重要。

一、10kV高壓開關(guān)柜故障原因的分析

1.防爆性能和防護(hù)性能較差

開關(guān)柜在運(yùn)行過程中，因?yàn)榉N種原因，如短路、絕緣老化、人為操作失誤等。造成一次回路短路故障發(fā)生，在數(shù)萬安培的短路電流下，瞬間產(chǎn)生高溫高壓氣體，若高溫高壓氣體在狹窄的柜體內(nèi)不能在極短時(shí)間內(nèi)有效釋放，會(huì)造成開關(guān)柜炸裂，相鄰開關(guān)柜損壞，同時(shí)可能傷及人身安全。因此，開關(guān)柜在設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮有效泄壓措施。開關(guān)柜的泄壓方向必須優(yōu)先考慮頂部泄壓，在頂部難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，可考慮柜后泄壓。一次回路隔室如母線室、斷路器室、電纜室必須考慮泄壓通道，且各室泄壓通道獨(dú)立。高壓開關(guān)柜的面板孔和觀察孔一旦處理不善，就會(huì)嚴(yán)重的影響高壓開關(guān)柜的防護(hù)等級(jí)，因此在日常的應(yīng)用過程中要格外的給予留意。

2.絕緣性能差

絕緣性能是高壓開關(guān)柜的一項(xiàng)重要指標(biāo)，易受到外部情況、安裝維護(hù)、運(yùn)行操作不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊?。開關(guān)柜所處運(yùn)行環(huán)境在惡劣的環(huán)境下，比如內(nèi)部環(huán)境潮濕且有絕緣子和母線表面積污的情況下，其內(nèi)部會(huì)積污受潮，進(jìn)而發(fā)生污閃，破壞開關(guān)柜絕緣。在長(zhǎng)期過負(fù)荷的情況下，原先安裝的高壓開關(guān)柜內(nèi)部絕緣材料老化情況十分嚴(yán)重。絕緣比距和空氣間隙也影響著高壓開關(guān)柜的絕緣性能。許多廠家為了滿足用戶要求，減小開關(guān)柜外型尺寸，通常的做法是減小高壓開關(guān)柜內(nèi)部的高壓斷路器、隔離插頭相間或?qū)Φ氐木嚯x；而在作出此類結(jié)構(gòu)方面的改動(dòng)之后，并沒有采用其他提高絕緣水平的相應(yīng)措施，導(dǎo)致高壓開關(guān)柜絕緣水平下降，高壓開關(guān)柜在使用過程中事故頻發(fā)。

3.設(shè)備老化

社會(huì)對(duì)于電力的需求越來越大，高壓開關(guān)柜要承載的壓力也越來越大，高負(fù)荷的工作狀態(tài)加快了設(shè)備的老化速度。比如，真空斷路器在電流值在不穩(wěn)定和真空泡在真空度大幅下降的情況下都會(huì)發(fā)生故障，甚至引起爆炸。系統(tǒng)超負(fù)荷的工作也會(huì)增加電路短路的情況，這些都極易造成系統(tǒng)設(shè)備的故障。

4.操作因素

柜體的機(jī)械強(qiáng)度不夠，當(dāng)短路電流流經(jīng)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?；靜觸頭或動(dòng)觸頭在長(zhǎng)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，從而造成觸頭之間接觸不良的現(xiàn)象；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)，接觸電阻過大易引起不同的故障問題。操作中的拒動(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。

5.設(shè)備與材料的質(zhì)量因素

質(zhì)量因素包括兩個(gè)方面，一是電力設(shè)備質(zhì)量，二是電力材料質(zhì)量。在電力工程建設(shè)中，會(huì)用到多種不同的材料設(shè)備，這些材料設(shè)備的質(zhì)量如何，對(duì)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性有著直接性的影響，對(duì)發(fā)電、供電的質(zhì)量也會(huì)造成影響。目前，10kV高壓開關(guān)柜的故障，隔離觸頭質(zhì)量不合格，可引發(fā)手車柜隔離觸頭由于接觸不良而引發(fā)電弧故障。

二、防范10kV高壓開關(guān)柜故障的措施

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)潛在的安全隱患實(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)備在更加優(yōu)越的環(huán)境下完成操作?？紤]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、開閉所等要選用進(jìn)口材料，提高設(shè)備運(yùn)行的安全系數(shù)。

2.內(nèi)部環(huán)境處理

10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫濕度以及灰塵等環(huán)境因素對(duì)開關(guān)柜的絕緣情況有著直接影響，因此對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部環(huán)境的處理是防范事故的不可或缺的部分。對(duì)于開關(guān)柜內(nèi)部濕度較大的情況，需要增加除濕裝置；對(duì)于開關(guān)柜內(nèi)部溫度較大的情況，則必須增加開關(guān)柜內(nèi)部空氣流動(dòng)，可通過開通風(fēng)窗并加裝過濾網(wǎng)的方法來處理；而對(duì)于柜內(nèi)落塵的情況，在增加柜內(nèi)空氣流動(dòng)和干燥時(shí)，則不會(huì)發(fā)展為污閃。

3.技術(shù)措施

所選用的高壓開關(guān)柜應(yīng)滿足相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁選用已明令停止生產(chǎn)、使用的各種型號(hào)的開關(guān)設(shè)備。曾造成重大事故的同一生產(chǎn)廠家、同一種型號(hào)產(chǎn)品，在未采取有效改進(jìn)措施前禁止選用。設(shè)備的交接驗(yàn)收必須嚴(yán)格按照國(guó)家和電力行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，不符合交接驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不能投運(yùn)。新裝及檢修后的開關(guān)設(shè)備必須嚴(yán)格按照《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》、《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)程》、產(chǎn)品技術(shù)條件及有關(guān)檢修工藝的要求進(jìn)行試驗(yàn)與檢查，交接時(shí)對(duì)重要的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)進(jìn)行復(fù)查。

4.提高工作人員的安裝和維修水平

10kV高壓開關(guān)柜的安裝技巧和科學(xué)的調(diào)試方法也是減少故障發(fā)生的重要措施，所以必須加強(qiáng)工作人員的專業(yè)水平，對(duì)工作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)和考核，嚴(yán)格按照考核標(biāo)準(zhǔn)選拔人才。在平時(shí)的工作過程中還要定期進(jìn)行新技術(shù)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)最新的科學(xué)方法增加對(duì)設(shè)備故障的研究分析，提高設(shè)備的安裝和維修效率。

5.安全防護(hù)措施

對(duì)于電力行業(yè)來說，安全是一個(gè)永恒的話題，也是企業(yè)必須認(rèn)真面對(duì)的一個(gè)課題。為了確保10kV高壓柜的安全性，柜內(nèi)各相導(dǎo)體間與對(duì)地凈距等，均符合電力行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其中，對(duì)地空氣間隙及相間控制在125mm以上。如果在系統(tǒng)中運(yùn)用了復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)，可需要加強(qiáng)絕緣材料介電常數(shù)配的合理設(shè)置，這不僅對(duì)于避免人身安全事故有重要作用，同時(shí)也能避免污閃、有害氣體等對(duì)母線的腐蝕。

6.對(duì)環(huán)境的控制

在各種影響10kV高壓開關(guān)柜的因素中，環(huán)境是一個(gè)重要的方面。為了降低10kV高壓開關(guān)柜的故障率，必須嚴(yán)格控制環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)。比如，對(duì)于通風(fēng)窗，可增加過濾網(wǎng)或者網(wǎng)柵減少進(jìn)入室內(nèi)的灰塵量，而對(duì)于比較潮濕的開關(guān)室，可通過安裝紅外線燈或除濕裝置來降低室內(nèi)的潮濕度。

7.爬電比距的處理

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(guó)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18kV/mm，有機(jī)絕緣不小于20kV/mm。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。

結(jié)束語

高壓開關(guān)柜在保障整個(gè)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定工作上具有比較重要的意義，因此在使用過程中要避免開關(guān)柜事故的發(fā)生。需要工作人員在施工或改造工程中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)施工，并對(duì)各項(xiàng)參數(shù)做好記錄，相關(guān)部門要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)明確各個(gè)施工過程中的責(zé)任，并定期對(duì)高壓開關(guān)柜做好安全測(cè)試工作，尋找有效的解決方法確保寓壓開關(guān)柜在最佳狀態(tài)下運(yùn)行為人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活用電提供保障。

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