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一起開關柜凝露閃絡事故分析與預防措施

四川桂豐源科技 2018-10-28 21:31:54 技術論文 2820 ℃ 0 評論

一引言高壓開關柜是使用數量最多的開關設備。近年來,隨著小型真空斷路器技術的開發和推廣,作為金屬封閉鎧裝小車式開關設備的中置式開關柜得到了快速發展。因該產品為全封閉結構,互換性好,受現場地面水平條件的影響小,正常操作性能和防誤操作功能完善、合理,檢修維護方便,因此在供電系統停電后檢查發現:開關柜的出線小室支持瓷瓶上端的銅排A、c相端部燒損嚴重,瓷瓶有沿面閃絡痕跡,安裝處的鐵構架表面均有明顯的電弧灼傷痕跡,B相端部發黑,但未發現貫通性放電痕跡,如圖1所示。開關線路側梅花式隔離動觸頭A相已經燒掉。c相即將脫落,母線側的觸頭B相燒損也較為嚴重,如圖2所示。A、CSH[,H特性試驗項目全部正常,絕緣試驗未見異常:出線小室內凝露現象嚴重,高壓室內測試相對濕度為86%。中應用的數量也越來越多。本文針對某110kV變電站發生的一起因凝露閃絡導致10kV小車式開關柜燒損事故,從設計、安裝和運行維護等方面分析事故原因,探討解決問題的辦法。

事故概況2008年8月13日,某集控中心集控組發現某110kV變電站l0kvⅡ母所帶的150出線開關跳閘。

重合閘動作成功,立即通知操作組到現場巡視檢查設備。操作組現場檢查發現:150出線開關過流I段保護動作,開關柜前門被炸開,后網門及側蓋(最東邊的間隔)嚴重變形,觀察窗玻璃破碎,開關柜的上蓋

圖1出線小室支持瓷瓶

被炸飛。集控組遠方操作,試圖拉開150出線開關時開關拒控,在后臺機操作時開關仍拉不開,最后用100、102開關將10kVⅡ母停運后,手動打 ̄L15o出線開關?,F場試驗檢查10kvⅡ母其余設備無異常后,恢復對Ⅱ母其余設備的供電?,F場將150出線高壓

開關柜轉檢修后發現設備損壞嚴重,修復需要的時間較長,臨時把150電纜線路倒至相鄰的149開關柜收稿日期:2009—02—18作者簡介:李英奇(1971-),男,陜西合陽人,高級工程師,從事高電壓技術方面的工作。

圖2開關隔離動觸頭
事故原因分析(1)開關柜的出線小室支持瓷瓶上端的銅排

預防措施及建議(1)封堵防濕。及時清理電纜夾層內的存水,采取有力措施杜絕電纜夾層進水,同時對高壓室內可能進潮氣的柜底孔洞用阻燃材料進行封堵。以防止、c相端部都有電弧灼傷痕跡,且瓷瓶沿面有閃絡和對地放電痕跡,兩相都發生了對地短路故障;故障錄波顯示A、c相短路,短路電流為3.76kA;出線潮氣和小動物進人。對于安裝全封閉開關柜的高壓室,應加裝排氣扇或抽濕機,始終保持開關室的干燥,必要時加裝空調設備,防止設備凝露閃絡事故的發生。

過流I段保護動作,表明故障點在LH的線路一側;現場把150電纜線路倒至相鄰的149開關柜后恢復了線路的運行,表明線路側無故障。因而分析認為出線小室內的A、C相支持瓷瓶是本次事故的故障點。(2)事故發生HI,]okV高壓室電纜夾層有較多的存水,電纜出線孔密封不嚴,高壓室內測試相對濕度達到了86%:出線小室的支持瓷瓶為復合有機外套。爬電比距僅為18.6mm/kV,而規程規定其最小標稱爬電比距應該不小于20mm/kV(有機材料)川。因而(2)重視設備的安裝和檢修驗收。由于封閉式開關柜合上后其狀態良好與否不易檢查發現.隔離靜觸頭的安裝位置與隔離動觸頭的位置如有偏差.就可能造成開關推人后動靜觸頭接觸不實或接觸面積不夠,容易出現發熱故障,因而需要運行人員在小車式開關新安裝或檢修后把好設備驗收關。(3)嚴把設備選型關。新頒布的DIJF593-2006提示了對戶內開關裝置外絕緣爬電比距的要求,將瓷質材料的爬電比距提高到18mm/kV,將有機材料的爬電比距提高到20mm/kV,而且要求進行型式試分析認為支持瓷瓶復合外套表面凝露、爬距不夠是導致事故發生的直接原因。(3)由圖2可以看出,開關梅花式隔離觸頭線

路側的A、c相和母線側的B相燒損嚴重。分析認為,瞬間的電弧能量不足以使銅觸頭燒掉,運行驗時,用于戶內的40.5kV及以下的開關設備應將相對濕度控制在85%~95%的條件下進行凝露試驗。以防止設備的凝露閃絡。注意復合外套和瓷外套爬電比距要求標準不一,把好產品質量選型關,嚴禁工藝缺陷和技術不成熟的產品入網運行。

中動靜觸頭已存在嚴重的接觸不良,因柜體內自然通風散熱條件差,時間稍長時即會造成梅花式觸頭緊固壓力彈簧退火,導致觸指壓力減小,引起發熱.而發熱又進一步增大了接觸電阻,所增加強導電回路電阻測試。小車式開關柜投運前,應嚴格按規程規定,用大電流直流壓降法測量回路電阻,并作好相關的試驗記錄:因檢修原因需要調換小車開關時,若有條件應停運母線測試動靜觸頭接觸位置的電阻,并與歷史數據進行縱向比較,數值增加較多或者超過10n時應查明原因。

大的接觸電阻又加劇了接觸部分的氧化和發熱程度,導致觸指對靜觸頭之間放電,灼傷接觸表面,造成觸頭有效接觸面積減小,形成了惡性循環。事故時在短路電流的沖擊下,造成梅花觸頭的嚴重受損

綜上所述:支持瓷瓶復合外套表面凝露、爬距不夠是導致瓷瓶閃絡事故發生的根本原因,開關隔離觸頭的接觸不良使事故損失范圍進一步擴大。復加強設備的巡視和維護。對于封閉式開關柜,由于發熱點在密封的柜內,運行中柜門是禁止打開的,值班人員無法通過外部正常的監視手段發現發熱的運行缺陷,也無法進行紅外測溫檢測.建議廠家在開關柜柜門上加裝紅外測試窗或紅外感知裝置。另外根據運行經驗,檢測發熱的有效方法是用手摸接頭附近柜體的外殼來感知柜內的溫度.或是用紅外測溫儀來測試柜體的外殼溫度。(6)有條件時,建議試點加裝由主機控制柜、多路溫濕度傳感器、抽濕機(或空調機)、排風扇等外圍設備組成的開關室環境溫濕度自動控制系統。該系統作用于開關室的環境控制時??纱_保在高濕氣候合絕緣材料與瓷絕緣材料相比,憎水性差,在空氣濕度大的情況下,瓷瓶復合外套表面吸潮凝露,導致表面泄漏電流增大,介質表面的游離電子增加。

引起傳導電流也增加,因此絕緣電阻便相應降低。由于潮濕的作用在絕緣下降到一定程度時即引起沿面放電閃絡,發生單相對地短路,在線電壓的作用下另一相也很快短路接地.并通過鐵構架構成相間短路,開關跳閘[2-3]。在短路電流熱效應的作用下,支持瓷瓶外套表面凝露消失,絕緣恢復,重合閘動作成功。下,開關室仍能保持一個干燥、安全的絕緣環境,提
結語近年來,因凝露閃絡導致的開關柜故障頻繁發生,建議運行單位從設計、安裝和運行維護等方面進行綜合分析,探討解決問題的辦法,及時處理事故隱

【1】DIJT593-2006,高壓開關設備和復合外套控制設備標準的共用技術要求[s].【2]張緯鈸.過電壓防護及絕緣配合[M].北京:清華大學出版社.2002.

[3]朱德恒,嚴璋.高電壓絕緣[M].北京:清華大學出版社,1990.



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