高压开关柜绝缘事故的分析及防范措施论文_宋克涛

高压开关柜绝缘事故的分析及防范措施论文_宋克涛

(国网冀北电力有限公司唐山供电公司 河北唐山 063000)

摘要:目前,高压开关柜得到了广泛的使用,其适用范围广泛,在开关设备领域应用数量越来越多,对经济社会的发展起到了良好的推动作用。但是,根据相关调查,在国内,70%以上的高压开关柜的运行状况都处于较差的境地之中,不但受到粉尘、烟雾和蒸汽的侵袭和影响,还会因此处于复杂的环境之中,绝缘层表面被腐蚀的情况时有发生,而这一结果的出现还会进一步生成导电物,给绝缘带来了十分负面的影响。此外,一些配出线路状况堪忧,甚至会出现接地、短路等状况,使得非故障相电压显著升高,这对非故障相的绝缘来说会造成严重的劣化影响。尤其在一些个别高压开关柜的使用单位中,由于意识等方面的原因,对设备的检修和维护工作置之不理,对于其中出现的问题也不进行及时的处理,使绝缘事故时有发生。高压开关柜是一种成套高压装置,其组成结构复杂,不但包括高压断路器,隔离、接地开关,还包括互感器和站用电变压器等,能够起到控制、测量、保护、调节的作用。

关键词:高压开关柜;绝缘事故;防范措施;分析

1导言

高压开关柜由高压断路器、隔离开关、接地开关、互感器及站用电变压器,以及控制、测量、保护、调节装置,内部连接件、辅件、外壳和支持件等组成的成套高压装置。其内的空间以空气、瓷瓶或者复合绝缘材料作为绝缘介质,用作接受和分配电网的三相电能。运行中比较普遍的是GG—1A(F)固定式高压开关柜和XGN2-12箱型固定式金属封闭开关柜两种。高压开关柜柜体的制作主要有两种:1、焊接式:柜体由金属板焊接而成,易变形。2、组装式:将金属板根据柜体尺寸,剪裁成各种板块并带组装螺孔,再用螺栓和螺母紧固。

2高压开关柜绝缘事故的原因分析

2.1环境的负面影响

环境对高压开关亏的绝缘情况会产生直接的影响。比如,污秽与潮湿因素会对绝缘子的表面产生影响,当灰尘附着在绝缘子表面时,如果处于干燥的状态,绝缘电阻会正常的工作,也就是说,在干燥的环境中污闪事故一般不容易发生。如果此时清洁的水电阻也处于较高水平,只要绝缘子不脏污,即便在受潮的情况下,也不容易产生污闪情况,绝缘强度还会处于较高水平。但是,一但条件与此相反,潮湿的气候持续较长的时间,绝缘子和母线就会汇集校对的污秽,使之难以适应污秽与潮湿的环境,污闪就极有可能出现,导致绝缘电阻下降和泄漏电流增大情况的发生。

2.2绝缘爬距和空气间隙不足

在高压开关柜的绝缘事故中,绝缘爬距和空气间隙不足是其中的一个主要原因,尤以电压作用下和运行电压下发生的相间电弧事故为最多。根据以往的大量案例进行分析之后发现,如果高压开关柜的绝缘强度处于较低的水平,绝缘等级较差,以及相关设备和材料的质量达不到相关的要求,绝缘事故就极有可能发生。在这一问题上,电气设备绝缘泄漏比距较小、绝缘薄弱等,都是高压开关柜的共同缺陷。尤其当系统出现了扰动情况,或者过电压较低时,绝缘闪络等事故就极易发生。

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2.3设备制造质量和工艺缺陷

对高压开关柜来说,制造质量和装配质量会对高压开关柜的整体耐压性能产生明显的影响。比如,高压开关柜中的部分元件能够通过相关的耐压试验,可是在整体性能上却达不到标准,其中的原因主要在于设备制造质量和工艺缺陷。较差的装配质量,比如紧固螺丝不符合操作规则,在拧紧之后螺杆长出螺母的尺寸超过规定要求;支持瓷柱的紧固底板在支持瓷柱处未作特殊处理,这样一来,不但对绝缘距离产生了影响,还会使电场局部更加集中。此外,在高压开关柜设备中,相关的防范措施做得不到位,比如开关机械的联锁设计缺陷,使得合闸、分闸的位置未作明显的区分,致使在实际操作中出现错误操作,扩大事故的范围和影响力等。

3原因分析

3.1绝缘爬距及空气间隙不够

l0kV开关柜绝缘事故中,在过电压作用下或运行电压下发生相间电弧事故居多,从大量的事故实例分析,绝缘强度薄弱,绝缘等级低,设备、材料质量差等是事故的根本原因。电气设备绝缘泄漏比距偏小,绝缘薄弱是开关柜的共同缺点。柜内支持绝缘子有部分爬距140-145mm,个别的仅为130-135mm,按高压开关柜是使用极广、数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题,因而事故率比较高。同时因污秽、绝缘薄弱、小动物侵入等原因常引发事故,表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿,相间绝缘闪络击穿,雷电过电压闪络击穿,瓷瓶套管闪络、污闪、击穿、爆炸,C T闪络、击穿、爆炸,瓷瓶断裂等。

3.2设备制造质量及工艺不良

绝缘子内部绝缘强度降低,环氧绕注电流互感器绝缘老化,正常运行电压下,产生爬电,最终发展成对地闪络。以及绝缘元件上的污秽物受到潮湿,形成了电解质薄膜,此时在电场作用下,泄漏电流相应就增加,常在阴、雨、雾、雷等恶劣气象条件下常造成瓷瓶闪络接地短路等,使设备引发事故。也是破坏绝缘的主要原因。制造质量及装配质量对开关柜整体耐压水平有很大的影响。开关柜内的有些元件可以通过耐压试验,但开关柜整体却通不过,原因是装配质量差。如紧固螺丝不规则,拧紧后螺杆长出螺母过多;有的支持瓷柱的紧固底板成“丁”型,在支持瓷柱处作特殊处理,这样不仅缩短了绝缘距离,而且造成电场局部集中。开关柜内的“五防”措施不完善,开关机械联锁部分不灵,合、分闸位置不明显,经常造成误合、分闸。另外,支持瓷柱质量差,动稳定性能差,在短路电流冲击下发生断裂,造成事故扩大。

4开关柜的维护整改措施

1)事故发生后,检修人员将所有手车开关柜手车推出,用酒精擦拭干净,更换烧损开关柜及母线铜排,清扫母线铜排,并用酒精擦拭干净,将母线连接好并用高压绝缘自沾胶带包扎,将开关柜盖板全部拆下来清扫并装复,清扫并检查所有开关柜二次回路。2)将开关柜之间绝缘隔板全部拆下来更换为环氧或SMC材料隔板。3)按国家电网典型设计图要求重新改造该变电站10kV PT柜,使避雷器与母线之间有一断开点,只要将手车拉出,就能检查维护避雷器。确保不同相的导体之间和导体至接地间净距应保证在125mm以上,各开关柜空气绝缘净距离和爬电比距都符合《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》规定。4)保持10kV高压室空气干燥,在10kV高压室内安装空调,夏天可以降低室内温度,冬天可以抽出室内湿度,确保设备不受外部天气影响。5)制定周密的运行维护措施,定期检查开关柜的绝缘情况,同时,在运行中还要加强清扫,要贯彻“逢停必扫”的原则。

5结论

压开关柜是一种成套高压装置,其组成结构复杂,不但包括高压断路器,隔离、接地开关,还包括互感器和站用电变压器等,能够起到控制、测量、保护、调节的作用。但是,在实际操作用中,由于技术和规程等方面的原因,高压开关柜还是可能出现绝缘事故,所以高压开关事故多发于绝缘污秽、绝缘强度薄弱,过电压、误操作等原因,只有通过加强运行维护管理,及时处理事故隐患,及时更换不合格产品,才能提高设备健康水平,以确保安全发电、供电、用电。

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论文作者:宋克涛

论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期

论文发表时间:2018/4/17

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