10kV高壓開關柜故障原因分析及措施

10kV高壓開關柜故障原因分析及措施【摘要】在電力系統(tǒng)中10kV高壓開關柜出現故障將會產生較大的影響，會直接導致電力項目運營成本增加，并且對相關電力操作者的人身安全造成極大威脅，極易引起安全事故。為有效地保障自身及電力系統(tǒng)的安全，運維人員應當嚴格按照相關規(guī)范要求，對高壓開關柜進行設備維護，通過防護來降低其發(fā)生故障的概率，使其具有穩(wěn)定可靠的工作性能。通過對10kV高壓開關柜故障原因進行分析，并對相關防范措施進行論述，以保證10kV高壓開關柜正常工作?！娟P鍵詞】10kV高壓開關柜;故障分析;防范措施隨著我國電力工作改革的不斷推進，10kV高壓開關柜在電力項目中的運用變得越來越廣泛。10kV高壓開關柜在保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作的同時還可以實現在系統(tǒng)出現故障時將相互連接的設備斷開，從而有效地保障了電力操作者與電力設備設施的安全。從當前發(fā)展的狀況來看，電力公司應當對10kV高壓開關柜的故障判斷與處理能力進行加強，以進一步提升電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。1.引起10kV高壓開關柜故障的原因在生產實踐中引起10kV高壓開關柜故障的原因主要包括產品的絕緣性、材料設備的質量、安裝維檢的隱患、防護措施以及操作原因等。高壓開關柜的絕緣性能是一項重要指標，在市場上銷售的電力產品的質量參差不齊，一旦質量偏低的產品在電力項目中被使用，極易造成設備設施絕緣性能的破壞。比如像常用的PT手車和避雷器手車等，如果它們的外形尺寸與配套元器件的配置沒有統(tǒng)一在投入到運行后極易受到外部環(huán)境的影響造成其性能的減退，另一方面，通常來講當低于10kV等級的電力配套設備如果在它的主回路或是聯(lián)絡橋中采用的銅排規(guī)格不統(tǒng)一，則需要對冷縮管、熱縮管等增加絕緣層來加強系統(tǒng)的安全性。但是當電力系統(tǒng)在進行高負荷的運轉時又會對銅排產生一定程度的破壞，加速絕緣層的老化使絕緣性能降低，容易引起安全事故的發(fā)生。在電力工程中，材料和設備的質量直接關系到高壓開關柜的質量，進行相關的電力系統(tǒng)改造施工中需要使用眾多的材料與設備，它們質量的優(yōu)劣直接對發(fā)、供、輸電產生影響。當前高壓開關柜通常出現的故障中，當隔離觸頭存在質量問題時會引起手車柜隔離觸頭的接觸不良現象發(fā)生，造成設備產生電弧故障。而絕緣子頭部的絕緣性相對較弱，酚醛氧玻璃絕緣子與環(huán)氧澆注互感器的質量較差，這些材料在性能和質量上跟電力標準規(guī)范的要求相比有較大的差距。當電力設備處于正常的運行條件時，由于塵埃積灰和環(huán)境潮濕等原因也會造成電氣元件的老化，使絕緣性變差。通過對相關數據的分析發(fā)現有很多電力設備即使是處于標準狀態(tài)下工作，仍然會產生爬電現象，它給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定帶來了極大的挑戰(zhàn)。在進行高壓開關柜設備的安裝與檢修工作時，如果工藝水平不夠高不但不能維護保障好設備的安全，相反還有可能給設備增添某些不安全的因素。在進行母線和相關出線的安裝與維檢時涉及的工作量較大，在進行母排連接螺栓的緊固時有時會因為個別螺栓的固定不牢造成在運行后出線發(fā)熱現象，這時候要對全段的母線與各出線停電進行故障處理。在對高壓開關柜的事故進行處理時經常會發(fā)現由于制作電纜的工藝不良而造成柜內線路短路的發(fā)生，主要存在的問題包括電纜頭內的氣體沒有完全的排除、在進行電纜的制作時由于切割引起絕緣層的破壞、電纜的接地不良以及在運行過程中有環(huán)流或是感應電壓存在于屏蔽層中。當前在高壓開關柜中采用的五防措施通常為電磁鎖、機械聯(lián)鎖以及五防程序鎖。電磁鎖較多的運用于對設備帶電的判定來控制后網門，機械聯(lián)鎖較多的運用于各類開關以及網門相互之間的閉鎖，程序鎖則多被用于對整個高壓開關柜的全部操作步驟間的聯(lián)鎖，通過實踐運用發(fā)現不同的閉鎖形式存在各自的優(yōu)缺點，很多時候是對三者進行配合運用。由此同樣會帶來一些問題，比如三者的重復使用使操作過程變得極為繁雜、增加了工作量以及維護作業(yè)的難度。在某些情況下甚至造成五防邏輯上的沖突，比如在對XGN型的高壓開關柜進行后網門的操作時，要先將出線側接地隔離開關合閘然后才能進行開啟，這就造成了接地前進行驗電的困難，造成帶電合接地刀閘的安全隱患。在10kV開關柜中斷路器的使用具有一次性的特點，在使用過程中，它需要承受較高電壓和較大的電流作用，會對設備運行的穩(wěn)定性產生影響。如果柜體的機械強度不足，出現短路電流經過開關時，由于電動力的存在極易引起柜體與開關產生相對位移，這就會造成觸頭處的電阻值迅速增加，出現電弧現象，嚴重時直接導致爆炸的產生，因而十分危險。另外，經過長期的使用后，在動觸點和靜觸點處由于存在機械磨損的現象，造成接觸點和接觸面的損耗，因此會導致觸點間的接觸不良情況的發(fā)生。在進行設備的安裝作業(yè)時由于不規(guī)范的操作可能會對結構的完整性產生破壞，當動、靜觸點插入不標準時，過大的接觸電阻會造成不同的故障出現。在操作過程中出現的拒動與誤動等都極易引起開關柜發(fā)生故障。具體的表現形式包括：操作機構與傳動系統(tǒng)出現機械故障時導致開關柜故障，會出現部件的變形、卡澀以及位移、脫滑失控。在電氣控制系統(tǒng)和輔助回路產生故障時，會使保護裝置失去有效的控制，對正常的命令無法有效執(zhí)行。2.10kV高壓開關柜故障的防范在對10kV高壓開關柜的故障進行防范時可以從材料的選型、爬電比距、環(huán)境、安全、性能以及技術手段等方面進行控制。在開始對電力系統(tǒng)進行設計時就要重視對開關柜可能的故障進行防范，對可能存在的安全隱患要進行科學的分析處理。在設計中要特別注意柜體及斷路器等一次性配件的優(yōu)選，要對所使用的配件的性能有清楚的了解和認識，綜合考慮它們的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性等來進行優(yōu)化配置，柜體內部要進行科學的規(guī)劃布局，保證設備工作具有良好的環(huán)境。對于爬電比距也是需要關注的重要指標，由它所控制的可靠性直接關系到整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。在國家標準中高壓開關柜的相關組成部件以及支持絕緣件的外絕緣爬電比距當為純瓷絕緣時不應低于10kV/MM，爬電距離不小于140mm;為有機絕緣時不應低于10kV/MM，爬電距離不小于160mm。要符合這一規(guī)定需要電力公司進行嚴格的管控，進行專業(yè)化定制確保其安全性。外部環(huán)境條件也會對高壓開關柜產生較大的影響，因此需要加強對外部環(huán)境的監(jiān)控。通過采取有效的通風控制措施，來減少開關柜內灰塵的進入量，如可以加裝過濾網，處于潮濕環(huán)境中的開關柜，采取相應的驅潮措施，如配置去濕設施等。在安全用電方面一直是電力行業(yè)研究的重點學科，必須保證高壓開關柜內導體的對地凈距符合規(guī)范要求。當采取的是復合絕緣結構設計時，需做好絕緣材料介電常數的配置，這樣在保障人員安全的同時也可以有效防止母線受到鹽霧污染和有害氣體等的侵蝕。對于電力系統(tǒng)中的保護結構繼電保護在保證系統(tǒng)安全上具有重要作用，在對其進行設計安裝時要依據規(guī)范執(zhí)行。要根據系統(tǒng)的運行方式來對繼電保護進行調整和完善，讓其能夠以最佳的狀態(tài)保證系統(tǒng)的安全。3.結語在保證10kV高壓開關柜的安全穩(wěn)定性工作中，電力公司需要建立科學的管理體系，努力提高相關工作人員的技術水平和綜合能力素質，工作中以相關的國家標準為準則，嚴格操作規(guī)程做好自身的工作。要從根源上對故障因素進行摸排，有效降低10kV高壓開關柜故障的發(fā)生率，以保證電