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      開關柜故障因素分析
      點擊次數:1224 發布時間:2018-12-26

      導致開關柜故障的因素主要有以下幾種:

      (1)制造質量及工藝不良,制造質量及裝配質量對開關柜整體耐壓水平有很大的影響。開關柜內的有些元件可以通過耐壓試驗,但開關柜整體卻通不過,原因是裝配質量差。如緊固螺絲不規則,擰緊后螺桿長出螺母過多;有的支持瓷柱的緊固底板成“丁”型,在支持瓷柱處作特殊處理,這樣不僅縮短了絕緣距離,而且造成電場局部集中。開關柜內的“五防”措施不完善,開關機械聯鎖部分不靈,合、分閘位置不明顯,經常造成誤合、分閘。另外,支持瓷柱質量差,動穩定性能差,在短路電流沖擊下發生斷裂,造成事故擴大。

       

      (2)環境條件的影響,開關柜運行的環境條件是導致開關柜發生絕緣閃絡的主要原因,大氣污染不斷加劇,逐漸污染了電力設備的絕緣子、套管及母線。分析多年來污閃事故,總結出發生污閃的原因主要有二:(客觀存在的)是污穢和潮濕兩個因素同時存在于絕緣子的表面,灰塵附在絕緣子表面,在干燥的時候,絕緣電阻仍然很高,所以在干燥氣候下不發生污閃。清潔的水電阻也很高,如果絕緣子不臟污,它雖然受潮了,但絕緣強度仍很高,這里也不發生污閃。一般情況下,干旱氣候持續的時間較長,絕緣子及母線積污多了。這時又突然下霧,而下霧的時間較長(一般2-3小時),污穢被霧水充分地潮濕,此時產生污閃的可能性較大。第二(人為原因)是絕緣子串的泄漏距離偏小,不能適應污穢和潮濕的環境。污閃是在絕緣電阻下降、泄漏電流增大到一定程度時才發生的。在同樣的污染受潮和同樣的電壓下,如果絕緣子的泄漏距離較長,泄漏電流增長就比較快,泄漏距離越長,電弧的弧徑就越長,閃絡就難以發生。如果絕緣子的泄漏距離小,放電容易跨接兩端電極,從而發展閃絡。

       

      (3)爬距及空氣間隙不夠,爬距和空氣間隙不足是開關柜發生絕緣損壞事故的根本原因。特別是手車柜,為了縮短柜體尺寸,大幅度減小裝于柜內的斷路器,隔離插頭相間或對地距離,卻未采取有效的保證絕緣強度的措施。

       

      (4)雷電過電壓造成開關柜閃絡,在電力系統,由雷云放電引起過電壓造成開關柜爆炸的事情時有發生。

       

      (5)接點容量不足或接觸不良,發熱導致開關柜起火。當接點容量不足或接觸不良時,該處局部溫度升高,嚴重時燒斷該處載流部,引起對地或相間閃弧,造成絕緣閃絡。

       

      調查顯示,電力設備的多數故障是絕緣性故障。電應力作用引起絕緣劣化,導致絕緣故障,在機械力、熱和電場的共同作用下,終也會發展為絕緣性故障。

       

      局部放電引發開關柜事故統計

       

      如圖所示,1989-1997年全國開關柜事故統計顯示,35.47%的開關柜事故是由于開關柜絕緣事故所導致,這給開關柜的安全運行和電力系統的可靠供電帶來了極大威脅,是電力設備生產部門和電網運行單位均十分關注的熱點問題。2004年,我國高壓開關絕緣故障分類統計情況如下:當年全國共發生各類開關絕緣故障56次,占開關故障總數的14.3%,其中126-550kV開關絕緣故障占26.8%;10-40.5kV開關絕緣故障占73.2%。由此可見,開關柜故障是開關故障的主要形式,而絕緣故障又是開關柜故障的重要原因之一。目前,為獲取高壓開關柜內的絕緣信息,通常進行離線的周期性試驗。由于檢測是在停電狀態下進行的,因而無法展現絕緣狀態在電場、熱場和機械應力作用下發生漸變而劣化的過程,進而不能對開關柜的維護檢修提供合理的建議,造成了大量的人力、物力和財力的浪費,甚至造成誤判,形成大的停電事故。為彌補周期性試驗的缺陷,新近發展起來的在線監測方法己受到國內外研究人員和工程技術人員的重視。在線監測方法可以實時獲取絕緣的電氣、熱、光學、化學或形變等信息,通過通訊系統將上述信息傳輸至控制中心,采用特定的計算機輔助算法,剝離無效的噪聲信息,得到實實在在反映絕緣性能的有用信號,并對絕緣狀態的好壞進行甄別。盡管在線測溫技術,在線測位移技術等己在高壓開關柜中獲得應用并取得了不錯的效果,但其測取絕緣材料劣化過程的能力并不令人滿意。

       

      近年來,基于局部放電在線監測的開關柜絕緣故障診斷方法不斷被提出和完善。局部放電的幅值、重復率及放電能量與固體絕緣的老化狀態有著很好的相關性,是一種用來表征絕緣狀態的很好的工具。另外,通過局部放電的在線監測長期觀測開關柜設備的絕緣狀態并且分析局部放電特征量的變化趨勢,可以了解到開關柜工作時所處的安全境地。一旦發現局部放電幅值或重復率發生顯著增長,即可確認開關柜中發生較危險的絕緣故障,需停電進行維修。這樣,既為設備的維修提供了有效的參考建議,也避免了周期性試驗的盲目性、信息缺失性和浪費。因此,局部放電在線監測具有諸多周期性試驗*的優點,成為未來開關柜絕緣監測及診斷技術的發展方向。

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