【摘 要】高壓柜是電力系統(tǒng)的重要裝置，如果發(fā)生故障很可能降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率，如果發(fā)生事故的影響更大，不僅會(huì)增加電力工程的建設(shè)成本同時(shí)會(huì)對(duì)操作人員的生命安全構(gòu)成威脅。本文針對(duì)10kV高壓柜的故障情況進(jìn)行調(diào)查，對(duì)故障原因進(jìn)行了一定的分析同時(shí)也提出了具體的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的方法和措施。

【關(guān)鍵詞】10kV高壓柜；故障原因；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

隨著我國(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展和深入改革，10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的使用變得越來(lái)越普及。10kV的高壓柜不僅可以很好的維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作，而且在發(fā)生故障時(shí)能夠斷開(kāi)連接設(shè)備，方便對(duì)其采取有效的維修措施，不易產(chǎn)生故障。對(duì)10kV的高壓柜的故障診斷并且采取相應(yīng)的措施可以更好地發(fā)揮它全面的安全作用。

1 造成10kV高壓柜發(fā)生故障的因素

1.1 絕緣因素

絕緣能力是判斷電力設(shè)備好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是影響高壓開(kāi)關(guān)柜正常工作的重要因素。在進(jìn)行電力維修時(shí)，使用的電力產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，很容易在維修過(guò)程中給電力設(shè)備帶來(lái)?yè)p壞，降低其絕緣能力。另外，維修人員的維修程序不規(guī)范，也極易給供電設(shè)備的絕緣能力造成損壞。在開(kāi)關(guān)柜平時(shí)的使用過(guò)程中，電力系統(tǒng)髙負(fù)載的運(yùn)行往往會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，久而久之會(huì)就使開(kāi)關(guān)柜絕緣層性能逐步降低。

1.2 安裝、檢修維護(hù)隱患

在對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行安裝或者維修的過(guò)程中，由于操作人員水平的限制，有時(shí)不但不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，還有可能增加設(shè)備的不安全因素，有可能會(huì)出現(xiàn)電纜絕緣層損壞。比如，在對(duì)母線(xiàn)和各個(gè)出線(xiàn)安裝或檢修時(shí)，工作量很大，這就很容易造成個(gè)別螺栓固定不牢固，在實(shí)際運(yùn)行中連接處就會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，造成母線(xiàn)和各出線(xiàn)不得不進(jìn)行停電維修。在高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)生的事故中，因?yàn)殡娎|的制作工藝不良造成柜內(nèi)電路短路的情況占大多數(shù)。另外，在對(duì)髙壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行操作時(shí)，沒(méi)有將電纜頭內(nèi)的氣體全部排出，不經(jīng)意的刀割也會(huì)將電纜線(xiàn)的絕緣層損壞。

1.3 質(zhì)量原因

高壓柜是否出現(xiàn)故障和電力設(shè)備以及電力材料質(zhì)量的好壞有著密切的關(guān)系。在電力工程建設(shè)或者改造過(guò)程中，用到的各種設(shè)備和材料，其質(zhì)量的好壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電、供電影響非常明顯。對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜而言，隔離觸頭質(zhì)量不合格很容易造成手車(chē)柜的隔離觸頭接觸不良，從而引發(fā)各種事故；電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，大量灰塵的沉積或者是受潮會(huì)使元件的絕緣能力下降。調(diào)查顯示，很多電力設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)爬電現(xiàn)象，這就給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定工作帶來(lái)了一定的安全隱患。

1.4 操作因素

斷路器在10kV開(kāi)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)短路電流流經(jīng)開(kāi)關(guān)的時(shí)候，在電動(dòng)力的作用下而導(dǎo)致柜體與開(kāi)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?）靜觸頭或動(dòng)觸頭在長(zhǎng)期的使用過(guò)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。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(guò)大易引起不同的故障問(wèn)題。操作中的拒動(dòng)、誤動(dòng)等均是開(kāi)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(kāi)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，由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。

1.5 五防帶來(lái)的隱患

現(xiàn)在主要采用的高壓開(kāi)關(guān)柜五防措施有機(jī)械聯(lián)鎖、五防程序鎖和電磁鎖。機(jī)械聯(lián)鎖的作用主要是實(shí)現(xiàn)控制開(kāi)關(guān)、接地隔離開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)以及網(wǎng)門(mén)的關(guān)閉。程序鎖用于整個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜所有操作步驟之間的聯(lián)鎖。電磁鎖主要判斷設(shè)備是否帶電，從而判斷是否閉鎖后網(wǎng)門(mén)。以上3種閉鎖方式各有優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際工作中為了達(dá)到比較好的效果，通常相互配合使用。但是這3種閉鎖方式重復(fù)使用也會(huì)造成操作繁瑣、工作量加大等問(wèn)題，甚至有些五防措施并不符合五防的邏輯。

2 關(guān)于10kV高壓柜的故障防御措施

2.1 爬電比距

爬電比距是高壓開(kāi)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(kāi)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18mm/kV，有機(jī)絕緣不小于20mm/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(zhuān)業(yè)廠家訂做，以保證電力系統(tǒng)的優(yōu)越性能。

2.2 安全方面

安全用電是電力行業(yè)長(zhǎng)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(mǎn)足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：相間及對(duì)地空氣間隙在125mm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，這不僅有助于防止人身傷亡事故的發(fā)生，也能避免鹽霧污閃以及有害氣體對(duì)母線(xiàn)的腐蝕。

2.3 材料選型

電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段應(yīng)注重開(kāi)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(kāi)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(hù)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(kāi)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)。

2.4 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。這種設(shè)計(jì)并不是一成不變的，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)，只有這樣才能提高系統(tǒng)的工作效率。

2.5 環(huán)境方面

外在環(huán)境對(duì)高壓開(kāi)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(cè)控制。如：對(duì)通風(fēng)窗可以通過(guò)加裝網(wǎng)柵或過(guò)濾網(wǎng)的方法，來(lái)降低進(jìn)入開(kāi)關(guān)室的灰塵量，而對(duì)于較潮濕的開(kāi)關(guān)室，可以加裝紅外線(xiàn)燈的加熱或去濕裝置來(lái)降低潮濕度。

3 關(guān)于10kV高壓柜的監(jiān)測(cè)方法

3.1 位移傳感器

測(cè)量直線(xiàn)位移的傳感器有很多，如差動(dòng)變壓器式、差動(dòng)電容器式、霍爾效應(yīng)式等。如果直接測(cè)量斷路器動(dòng)觸頭的行程曲線(xiàn)，首先要考慮安裝，以上所述的位移傳感器都需要將傳感器在位移方向上與動(dòng)觸頭導(dǎo)桿相連，安裝上比較困難。解決方案是尋求間接的方法，一種設(shè)想是在可動(dòng)部分貼上或加上對(duì)光線(xiàn)敏感的條碼狀線(xiàn)條或圖案，通過(guò)光電的發(fā)射和接收信號(hào)。

3.2 感應(yīng)式位置傳感器

感應(yīng)式位置傳感器用于監(jiān)測(cè)斷路器分合位置。這種傳感器只能安裝于操作機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部分，通過(guò)判斷操作機(jī)構(gòu)的位置間接推斷斷路器動(dòng)觸頭的位置。這種推斷是不可靠的，并且只能測(cè)平均速度，無(wú)法測(cè)得包含大量信息的斷路器觸頭行程曲線(xiàn)，但它可以作為斷路器開(kāi)斷次數(shù)統(tǒng)計(jì)的依據(jù)。

3.3 溫度傳感器

溫度傳感器用于母線(xiàn)連接處的溫升測(cè)量，包括石英傳感器、光微硅溫度傳感器和吸收型光纖溫度傳感器，它們分別以石英晶體、硅片作為感溫元件，以光纖作為傳輸介質(zhì)，這就有效地解決了電磁干擾問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

高壓柜對(duì)于保障整個(gè)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大的意義，因此，在高壓柜的使用過(guò)程中要注意避免開(kāi)關(guān)柜故障的發(fā)生。這需要操作人員有足夠的知識(shí)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)有足夠的經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)完善管理制度，運(yùn)行維護(hù)人員要掌握高壓開(kāi)關(guān)柜的技術(shù)性能特點(diǎn)，嚴(yán)格按照有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)規(guī)程要求去從事本職工作，這樣才能從根本上減少10kV高壓開(kāi)關(guān)柜事故的發(fā)生，保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

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[責(zé)任編輯：劉帥](méi)