高漩
摘 要:10 kV開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行時(shí)的安全性較高、日常維護(hù)方便,在電力系統(tǒng)10 kV等大型企業(yè)變配電所得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)10 kV手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中發(fā)熱的原因進(jìn)行了分析,并提出了改進(jìn)措施,從理論上突出了10 kV開(kāi)關(guān)柜日常管理重點(diǎn),提升了設(shè)備安全水平。
關(guān)鍵詞:10 kV開(kāi)關(guān)柜;電能;熱能;物理性能
中圖分類(lèi)號(hào):TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.150
文章編號(hào):2095-6835(2015)15-0150-02
開(kāi)關(guān)柜的安全性體現(xiàn)在日常管理、使用時(shí)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、發(fā)生故障時(shí)及時(shí)地?cái)嚅_(kāi)連接,在一定程度上確保了工作人員和設(shè)備的安全。但在使用過(guò)程中,因接觸不良或設(shè)計(jì)缺陷等因素導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜發(fā)生絕緣失效、導(dǎo)電回路發(fā)熱等故障,進(jìn)而造成工作質(zhì)量下降、開(kāi)關(guān)柜使用壽命縮短,還有可能造成電力系統(tǒng)出現(xiàn)跳閘、失去負(fù)荷等嚴(yán)重后果。因此,研究10 kV開(kāi)關(guān)柜的發(fā)熱原因及其改進(jìn)措施,對(duì)提升開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行質(zhì)量具有重要價(jià)值。
1 10 kV開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱故障的產(chǎn)生原因
當(dāng)設(shè)備處于正常運(yùn)行的狀態(tài)下,10 kV開(kāi)關(guān)柜中高壓電氣導(dǎo)電回路因長(zhǎng)時(shí)間有電流通過(guò),導(dǎo)致一部分電能轉(zhuǎn)換成熱能,進(jìn)而使觸頭材料的溫度上升。當(dāng)溫度高于相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),高壓電氣導(dǎo)電回路上會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,比如2條母線(xiàn)排以螺栓連接時(shí),因運(yùn)輸、運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)、碰撞等外部原因,造成螺栓松動(dòng)、接觸位置的接觸電阻過(guò)大,進(jìn)而導(dǎo)致正常運(yùn)行過(guò)程中該位置的溫度高于電氣材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),最終使材料的機(jī)械強(qiáng)度、物理性能大幅降低,嚴(yán)重時(shí)可能造成開(kāi)關(guān)柜燒毀甚至引發(fā)火災(zāi)。
1.1 安裝工藝選擇不當(dāng)
在10 kV開(kāi)關(guān)柜的安裝調(diào)試過(guò)程中,如果未選取合適的安裝工藝、未按照安裝規(guī)范完成安裝等,均會(huì)導(dǎo)致10 kV開(kāi)關(guān)柜存在故障隱患。特別是在10 kV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部對(duì)手車(chē)式開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭進(jìn)行安裝時(shí),如果未按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,極易導(dǎo)致手車(chē)式開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭發(fā)生“虛接”現(xiàn)象,造成接觸電阻過(guò)大,導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱。
1.2 試驗(yàn)檢修、維護(hù)不到位
因10 kV手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜具有獨(dú)特的滑動(dòng)式接觸結(jié)構(gòu),在一定程度可使運(yùn)行維護(hù)人員在整個(gè)檢修維護(hù)過(guò)程中獲得一定的便利性,但正因此,要求開(kāi)關(guān)柜日常檢修維護(hù)過(guò)程中均要遵循嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。若未嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,存在缺項(xiàng)、漏項(xiàng)操作,且忽視了關(guān)鍵點(diǎn),則極有可能使開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭在性能上無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)備的正常運(yùn)行條件,進(jìn)而發(fā)生過(guò)熱效應(yīng),導(dǎo)致事故發(fā)生。
1.3 誤操作和不良運(yùn)行環(huán)境的影響
變電工作人員的安全意識(shí)淡薄、責(zé)任心不強(qiáng)、素質(zhì)不高,導(dǎo)致日常操作不規(guī)范;開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行工作環(huán)境不良,也是導(dǎo)致10 kV開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象的原因之一。
誤操作分為以下2種情況:①因開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)的相對(duì)復(fù)雜性,如果在操作力度上把握不當(dāng),則可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)械部件損壞變形,進(jìn)而導(dǎo)致觸頭角度錯(cuò)誤、接觸不良、接觸電阻過(guò)大;②操作順序上的錯(cuò)誤可能導(dǎo)致開(kāi)關(guān)五防閉鎖功能生效,無(wú)法操作到位,導(dǎo)致觸頭虛接,最終引起火花發(fā)電。
在工作環(huán)境方面,因開(kāi)關(guān)柜長(zhǎng)時(shí)間放置在有大量灰塵、較高溫濕度等環(huán)境中,加之部分日常維護(hù)工作不到位,導(dǎo)致灰塵等積聚在觸頭表面,進(jìn)而造成動(dòng)靜觸頭本身具有的接觸性能逐漸降低,觸頭溫度上升事故的概率增加。
1.4 設(shè)備更新?lián)Q代的速度較慢
由于部分開(kāi)關(guān)設(shè)備處于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài),導(dǎo)致部分超期服役的元件嚴(yán)重老化、機(jī)械結(jié)構(gòu)變形等現(xiàn)象頻發(fā)發(fā)生。同時(shí),由于開(kāi)關(guān)設(shè)備實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)尚未普及,國(guó)家要求的相對(duì)服役時(shí)間較長(zhǎng),整體質(zhì)量參差不齊,導(dǎo)致開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)無(wú)法快速升級(jí),開(kāi)關(guān)柜整體的可靠性無(wú)法持續(xù)上升,進(jìn)而提高故障發(fā)生的概率。
1.5 廠用負(fù)荷急劇上升
生產(chǎn)過(guò)程中突發(fā)的高供電負(fù)荷沖擊產(chǎn)生的大電流等刺激,可導(dǎo)致10 kV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)薄弱部位的溫度明顯升高,進(jìn)而使絕緣的老化速度加快,極易導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜內(nèi)連接點(diǎn)、開(kāi)關(guān)觸頭處機(jī)械材料氧化、變形和老化等。因此,在日常工作中應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理超過(guò)最大短路電流沖擊次數(shù)的開(kāi)關(guān)柜等安全隱患,否則極易造成開(kāi)關(guān)柜處于老化的惡性循環(huán)中,進(jìn)而導(dǎo)致接頭或觸頭燒損甚至引發(fā)火災(zāi)。
2 10 kV開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱溫升故障的預(yù)防措施
2.1 加強(qiáng)對(duì)開(kāi)關(guān)柜的日常檢修維護(hù)
對(duì)10 kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行日常檢修維護(hù)時(shí),應(yīng)仔細(xì)檢查開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的開(kāi)關(guān)是否具有良好的接觸性、開(kāi)關(guān)外表的顏色是否發(fā)生了變化,且應(yīng)配合預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)開(kāi)關(guān)觸頭、觸頭片的接觸情況、咬合力是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在開(kāi)關(guān)柜性能檢修后,需在開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭處涂抹凡士林,從而減少開(kāi)關(guān)觸頭灰塵的積累等,使開(kāi)關(guān)觸頭在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的接觸電阻值減少、觸頭運(yùn)行時(shí)的溫度明顯下降。在開(kāi)關(guān)柜保持正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),運(yùn)行人員需應(yīng)用紅外溫度測(cè)試儀對(duì)銅排連接點(diǎn)等關(guān)鍵位置的溫度進(jìn)行定期監(jiān)測(cè),并認(rèn)真記錄、比對(duì)分析。如果開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行時(shí)的溫度存在明顯異常或高出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),需及時(shí)采取有效的預(yù)防處理,立即查找溫升異常的誘發(fā)因素,減少溫升所造成的損害,防止出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。
2.2 采用全密封式的接線(xiàn)座
開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行時(shí)所處的環(huán)境嚴(yán)重影響著溫升效應(yīng)程度,因此,采用全密封性結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)接線(xiàn)座能使開(kāi)關(guān)柜的密封性能明顯上升,避免灰塵等物質(zhì)進(jìn)入開(kāi)關(guān)柜,從而改善開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行環(huán)境。
2.3 配置溫升在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
10 kV常用開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)過(guò)熱故障時(shí),往往會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)電氣安全故障,因此,其與先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合具有現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)10 kV開(kāi)關(guān)柜溫升情況實(shí)施在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),比如采用聲表面波技術(shù)及時(shí)預(yù)警出現(xiàn)的異常溫升現(xiàn)象,能為開(kāi)關(guān)運(yùn)行維護(hù)人員提供較為詳細(xì)參考資料,防止溫升過(guò)熱故障發(fā)生。
3 結(jié)束語(yǔ)
開(kāi)關(guān)柜是否具有較高的安全性,對(duì)縮短輸變電停運(yùn)時(shí)間、提升整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性具有直接作用。因此,在日常管理過(guò)程中,應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化檢修維護(hù)工作、合理應(yīng)用先進(jìn)材料、積極采用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),從而降低開(kāi)關(guān)柜溫升故障的發(fā)生率,確保10 kV變配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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〔編輯:張思楠〕