关键词：高压设备；预防措施；故障分析；短路故障
引言
当前高压输电线路短路故障有着很多的检测方式，归结起来基本分为两种：一种是根据电流的大小来对短路故障进行检测，但是线路负荷往往在变动，特别是启动或者停止线路内大型电器设备的时候，其电流有着比较大的变动范围，所以这种短路故障检测方式通常不够精准；另一种是根据电流的变化率来对短路故障进行检测，当线路正常运转时，电流的变化率会在有限的范围内，而当线路发生短路故障的时候，电流的变化率会有着明显的增大。所以，线路是否发生短路故障可以通过电流变化率的大小来判别。
1高压设备短路故障危害
若高压设备运行中出现短路事故，将会造成离子膜电解槽停车，或引起厂区电力系统大面积的停电停车，不仅造成严重的经济损失，甚至发生安全事故。高压设备出口短路时，很大的短路电流经过高压设备的绕组，会产生极大的电动力。若高压设备的抗短路能力不够，便会导致绕组变形，绕组饼间、匝间相互剧烈的运动，会造成高压设备绝缘，引起内部短路。同时，巨大的短路电流在流经绕组时，会产生大额的损耗，让绕组发热，在短时间内温度骤升，导致高压设备绝缘老化，绝缘结构遭到破坏，甚至可能熔断导线，这将严重缩短高压设备的使用寿命，或直接损坏高压设备。对此，国家及IEC标准都要求高压设备具有一定的动、热稳定性，以保障高压设备能够安全运行。抗短路能力是高压设备制造的硬指标，这也促使高压设备的生产厂家不断在设计、工艺、原材料上采取各种措施来提高高压设备的抗短路能力。
2高压设备短路故障产生的原因
2.1绝缘坏损
第一，高压设备长期过载运行，致使绕组温度过高，将绝缘烧焦，甚至损坏绝缘介质，使介质脱落，造成绕组匝间或层间短路。第二，外部短路或负荷急剧变化，使流过高压设备的电流超标，产生较大电动力而使绕组发生变形，此外，过高的电流使绕组温度急剧升高，最终导致绝缘损坏。第三，绕组引线或分接开关等位置焊接不良，运行时接头发热使周围绝缘损坏，造成匝间及层间短路。第四，因绕组浸漆不透，绝缘油中含水分，或运行中密封不严导致水分入侵等原因，使绕组绝缘受潮，失去绝缘作用。第五，受操作过电压、雷电过电压等的影响，使绕组绝缘因过电压而损坏。第六，高压设备制造、运输、安装过程不规范，导线常常存在含有杂质、毛刺等隐患，运行过程中易发生局部放电，导致绕组绝缘损坏。
2.2高压设备油受潮和劣化
高压设备油在运行中,与空气接触而受潮,同时由于长期受温度、电场及化学分解的作用,会使油质劣化。高压设备油的受潮和劣化会导致其绝缘性能降低,容易引发高压设备内部故障。此外,高压设备瓷套管受损或脏污会使其绝缘强度降低,这是引发高压设备瓷套管绝缘击穿进而导致高压设备发生外部短路故障的重要因素。
2.3操作引起的故障
一是柜体的强度较差，当高压开关柜中通过短路电流时，电动力产生的作用足够使开关和柜体本身出现位移现象，继而短时间内增加了接头的电阻值，形成电弧现象，有可能会发生爆炸；二是静接头和动接头经过长时间的使用后，容易形成不同程度的磨损，减少彼此的接触面积，继而出现接触不良的情况；三是在安装设备的过程中，由于施工人员的疏忽破坏了原本的结构，致使高压开关柜在运行时发生故障。
3高压设备短路故障预防措施
3.1做好高压设备日常检修维护
首先，对故障高压设备进行更换处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，加强高压设备质量管理，严格控制油位计制造质量，出厂前按照规程要求对高压设备开展密封试验，确保密封良好。另外，加强高压设备运输及安装管理，确保过程中不发生窜动、位移、磕碰现象。最后，加强运维管理，对同批次设备开展抽查，进行绝缘油及其他相关试验，对运行中设备开展红外检测，重点关注油位计是否存在锈蚀现象，必要时开展停电试验。
3.2加强短路故障预防
首先，做好事前预防。由于发生故障原因多样且不可控,因此要做好事前的预防控制。在购买高压设备时要层层把关和做好质量检验,其中涉及到的参数标准、质量规范、材料构造等都要满足要求,对已经得到的结果综合分析,确保使用的高压设备满足供电的需求。其次，检修人员要具备责任心和过硬的技术。及时调整方案针对故障出现的原因,企业应该制定出管理制度,采取培训的方式来提升企业员工的技术能力。另外，检测短路事故后高压设备的部件运行情况。最后，观察高压设备短路故障处理之后零部件的运行情况。
3.3提高设备抗短路能力
第一，强电气设备的运行管理，减少短路事故的发生。第二，流高压设备继电保护的定期检测和保护定值及压板的管理，另外，还包括非电量保护的运行管理。第三，高压设备的高压试验工作，以及绝缘油的运行监督管理工作，严禁设备超周期运行。第四，提高电力系统文档运行水平，合理安排运行方式，限制高压设备的短路电流，减小外部短路对线圈造成的危害。第五，提高阀侧铜排的固定能力，做好相见绝缘防护，严禁阀侧发生短路事故。第六，做好柜内的元件选择和运行工作，防止出现大面积元件损坏引起的短路事故。第七，防止直流侧铜排发生正负极发生短路事故，对高压设备线圈造成的短路冲击。
3.4电流速断保护和纵差保护
电流速断保护一般用于容量较小的高压设备，通常保护装于电源侧，与瓦斯保护配合反映高压设备绕组及引出线上的相间短路故障，当高压设备电源侧为直接接地系统时，保护采用完全星形接线，若为非直接接地系统，可采用两相不完全星形接线。纵差保护作为高压设备的主保护，由于需要高压设备两侧均装设保护装置，造价相对比较高，因此主要用于中大型高压设备的保护，主要用于防护内部故障和外部故障的相间短路、接地短路及防护内部的匝间短路，但是需要注意的是，并不是所有的匝间短路都能反映，如果内部匝间短路比较多，反映在外部电流互感器的电流变化比较大，则能够进行保护，如果内部匝间短路匝数很少，则外部电流变化很小，纵差保护不会动作，但是由于匝间短路循环电流比较大，导致发热比较严重，瓦斯保护可以动作，下面说明纵差保护的原理及接线方式，对于传统的电磁式保护来说，高压设备的纵差保护产生不平衡电流的因素很多，不像线路纵差保护那样简单，必须保证高压设备正常运行时和外部故障时流入差动继电器KD的电流相等，否则会产生很大的不平衡电流，导致保护误动作。
3.5安全用电的防范措施
在设定和检查时需要确定开关柜内导体是否全部与地相连接，是否符合电力行业的相关标准，即相间空气间隙和对地空气间隙的值都要超过125mm以上。如果使用了较为复杂的复合型绝缘结构，就需要强化绝缘材料与介电设备间的有效配合，这样做既可以降低相关人员接触高压开关柜发生触电伤亡的安全事故，也可以防止有害的腐蚀性气体对电线造成伤害，如酸、盐、雾等。
结语
总而言之，高压设备故障类型多种多样，尤其对于大型高压设备而言，保护的设置更加全面，需要从多方面加强管理和维护，重视高压设备日常运行状态监测，从实际入手做好短路故障的预防控制。
参考文献
[1]蒙国斌，王飞风，苏毅，等．10kV高压设备短路故障分析及防范措施[J]．能源与环境，2019(3):43-44.
[2]陈晴，叶江明．10kV高压开关柜故障分析与防范措施[J]．电工电气，2017(4):68-69.
[3]王克为，徐明，周斌．10kV高压开关柜的故障及防范措施分析[J]．科技创新与应用，2014(32):167.
论文作者:方建峰,,方流庆
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年23期
论文发表时间:2020/5/8