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6~ 10kV高压开关柜常会出现哪些事故
6~ 10kV高压开关柜常会出现哪些事故
来源: 未知 同升s8s1111国际:2017-09-23 10:57 点击数:未知
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    6~10kV高压开关柜是电力系统中应用量大、分布面广的开关设备,由于各种原因,开关柜在电网运行中发生事故较多,据现场统计,6~10kV开关柜事故约占各种电压等级开关设备事故总和的50%以上,严重威胁电网的安全运行。因此对开关柜的事故原因进行分析是非常必要的。
 
    一、开关柜事故分类
 
    现场对全国电力系统6~10kV高压开关柜在1989~1992年期间发生的事故统计结果如图 1-21所示。由图可见开关柜在运行中所发生的事故大家可分为:绝缘事故、拒分事故、拒合事故、由于接触不良而引起的载流事故、由于开断性能不好或关合性能不佳而引发的事故,以及由于开关柜封闭不好,有小动物进入等引发的事故。其中最多的是绝缘事故,其次是拒分事故等。
 
    二、开关柜事故原因分析。
 
    (一)绝缘水平低
 
    外绝缘的绝缘水平低
 
    现场对1989~1992年期间的高压开关柜绝缘事故统计结果如图1-22所示。由图可见,外绝缘对地闪络、击穿事故居首位,其主要原因是爬距不够。例如,母线支持绝缘子的爬距有170mm和150mm的,材质有瓷的,也有是环氧树脂浇注的。手车式开关柜上的支持绝缘子,最小爬距有138mm的;GG-IA型固定式开关柜用的隔离开关支持绝缘子爬距有140mm的。
 
    应用这样绝缘子的开关柜,在空气湿度大,又有污秽的环境中,容易发生沿面闪络。当电网中出现过电压时,更容易发生闪络,并可能导致三相短路事故。例如,在1991年11月13日,某电厂厂用6kVⅠ段各用电源的SN10一10Ⅲ型少油断路器靠母线侧短路,引起6kVⅠ段高压室着火,靠近该断路器左邻右舍的三台开关柜及一组TV(6kVⅠ段母线TV)彻底烧毁,部分小车插头及母线固定绝缘子受损。
 
    1992年11月14日,该断路器又发生类似事故。事故后检查,发生事故的开关柜已彻底烧毁,柜内断路器的主、副筒,绝缘拉杆、支持绝缘子及绝缘隔板均已烧焦,筒体顶盖熔缺。解体检查,灭弧室绝缘片尚好。动、静触头略带轻伤,在断开位置。
 
    2.主要器件的绝缘水平低
 
    开关柜中所用的主要器件的绝缘水平也不能满足工况的要求。例如,LZX?10型电流互感器的绝缘爬距为 135mm; LAJ一10型电流互感器的绝缘爬距为160mm;环氧树脂浇注的电流互感器绝缘表面憎水性较差,若表面粗糙憎水性就更差了,其雾闪络电压将大幅度降低。所以上述电流互感器,在运行中若遇上不利条件,可能发生绝缘闪络或击穿,乃至爆炸事故。
 
    (二)拒分
 
    拒分事故在开关柜事故中居第一位。断路器拒分原因的统计结果如图1-23所示。由图可见,断路器拒分的主要原因如下:
 
    1.操动机构卡涩
 
    卡涩主要是加工质量低劣,其次是安装、调试不当。如SN10一10Ⅲ少油断路器由于主筒内拐臂与动触杆的连板及其座箱内的固定螺母相磨卡而造成断路器拒分。磨卡部位如图6-24所示。两联板之间外边缘宽度为 41mm,而连板在基箱内运动空间的实效宽度也是41mm.(铸铁件),因此,新断路器的调试和运行常发生磨卡现象,只有经过磨合后才会避免这种磨卡现象的发生。
 
    再如,横轴连接不同心,也能产生摩擦,增加分闸阻力,严重时将发生拒分,其装配图如图1-25所示另外,CD10电磁机构的四连杆调整不当,连板中间轴过死点太大(大于1mm),也可能造成断路器拒分。
 
    2.部件变形移位损坏
 
    部件变形移位有设计问题,也有材质问题。如SN10一10Ⅲ型断路器副筒因自重有的引起相对变位,使副臂的动、静触头磨卡;断路器主轴(¢40mm)发生弯曲,造成分闸阻力加大等。
 
    开关分闸后脱扣机构不复归;托架动作后不复归;分闸电磁铁的铁芯动作后卡住不复归或断路器分闸瞬间分闸铁芯被振动弹起;机构反背等原因都会造成断路器拒合事故
 
    3.分闸铁芯卡涩
 
    分闸铁芯卡涩往往是由于铁芯的铜套变形,或铁芯与铜套间有油垢阻塞所造成。另外,由于分闸铁芯顶杆冲击间隙过小,铁芯顶杆短都能造成断路器拒动。
 
    4.辅助开关故障
 
    辅助开关质量不佳,接触不良会造成断路器拒动;另外也有在分闸回路中串入辅助开关的长接点,如果长接点调距离过小,断不开直流电弧,将造成分闸线圈烧毁。
 
    (三)拒合
 
    由图1-21可见,拒合也是造成开关柜事故的重要原因之一。断路器拒合原因的统计结果如图1-26所示。由图可见,机械方面的原因与拒分时相似,已在上面叙述。电气方面原因主要是接触器故障、二次接线故障和电源电压过低等。
 
    (四)载流回路过热
 
    载流回路过热事故的统计结果如图1-27所示。
 
    由图可见,导致载流回路过热的原因主要有:
 
    1.触头接触不良
 
    如隔离插头弹簧片疲劳变形,触指错位,插不正等接触不良引起的过热。
 
    2.引线连接不良
 
    有的电流互感器的接线端子只采用一个螺栓连接,运行中过热。如 LQJ~10; LA?10/5~200;LAJ?10/20一300; LFZ11一10等都只有一个螺栓。还有中相穿墙瓷套管也有些是一个连接螺栓。
 
    3.加工工艺粗糙
 
    由于加工工艺粗糙引起的过热也不少,如连接螺孔过大;铝排接触面不烫锡等。
 
    (五)管理不善
 
    1.柜内及柜间的分隔防护较差
 
    6~10kV高压开关柜由于柜内及柜间分隔防护较差,“火烧连营”事故时有发生。1992年全国仅“火烧连营”就烧损百余面开关柜,造成部分重要地区停电。
 
    2.柜本体封闭不严
 
    开关柜本体封闭不严,不但电缆沟的潮湿气体易于侵入,导致绝缘事故;而且由于小动物进入造成对地或相间短路事故也不少。
 
    三、改进措施
 
    (一)提高绝缘水平
 
    1.相间及相对地空气间隙
 
    对单纯以空气作为绝缘介质的开关柜,柜内各相导体的相间与对地净距必须符合电力部DL404-91《户内交流高压开关柜订货技术条件》规定。对额定电压10kV开关柜,不同相的导体之间和导体至接地间净距应保证在125mm以上。
 
    2.外绝缘爬电比距
 
    按着DL/T539-93《户内交流高压开关和元部件凝露及污秽试验技术条件》规定,户内开关柜外绝缘按最小爬电比距和人工污秽耐受值分为0、Ⅰ和Ⅱ共3级。
 
    根据开关柜运行环境条件分析和开关柜发生绝缘事故情况看,绝大多数开关应具有凝露型的爬电比距。
 
    0~Ⅱ级相应的最小公称爬电比距应符合表1-6的规定。
 
    本技术条件规定的是下限值,当环境稍微苛酷一些就不能满足。另外根据运行经验,环氧树脂绝缘子表面状态对憎水性影响很大,所以其凝露闪络电压分散性很大,就是爬电比距符合规定,在开关柜中也应尽量少采用。
 
    3.相间绝缘隔板
 
    目前在电网中运行的6~10kV开关柜,柜宽630~100mm各种宽度的都有。
 
    小车开关柜,由于相间距离不能满足绝缘要求,而利用加装相间绝缘隔板办法来解决。
 
    所用绝缘隔板应采用通过技术鉴定的“整体胶粘式绝缘隔板”,其材质有:电加热固化制成环氧树脂层压玻璃布板;近几年有些开关厂采用 DMC和 SMC不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料板,这种材料阻燃性达到FVO级,耐电弧时间可达180s,浸水后绝缘电阻达107MΩ;而且价格较低。
 
    (二)加强柜体封闭
 
    l.柜内分隔
 
    加强柜内分隔防护程度,以提高开关柜运行及检修的安全度。小车开关柜内的母线、断路器(小车)、电缆与互感器、继电器和二次端子等,应用钢板或阻燃绝缘板严密分割成各自独立的小室。且各间隔小室应尽可能有排气通道或减压窗。这样可防止意外发生的事故扩大与蔓延。
 
    2.应用阻燃绝缘件
 
    全部母线及分支母线均应用阻燃热缩绝缘管套装;两柜母线室之间均应用耐弧并阻燃的绝缘板或穿墙套管进行封隔,以防“火烧连营”事故的发生。
 
    3.严密封闭
 
    柜底部必须严密封闭。防止小动物进入、防止电缆沟的潮气侵入受潮,引发对地或相间短路事故。
 
    对环境条件太差的,如发电厂装在0m用的开关柜,电缆沟与外边电缆联通,潮湿气体易于侵入的,尚应改善环境条件,如必要时加电生热去潮湿等。
 
    4.加绝缘罩
 
    小车插头通过的插孔应加绝缘罩,当小车退出开关柜后,触头插孔应有绝缘挡板将静触头带电部分与手车室隔开,防止检修人员误触电。有的也可以用绝缘挑帘,但小车开关推入到运行位置后,要保证带电部分与插孔边缘的空气隙要大于30mm。但是这又带来一个缺点。降低了各小室之间的封闭程度。
 
    (三)提高机械动作可靠性
 
    (1)操动机构应选用两部定点厂生产,通过技术鉴定合格的操动机构,以确保机构的产品质量。
 
    (2)外配的操动连接轴、杆件等应选用通过机械寿命试验合格的相同材质,以保证整体的可靠性。
 
    (3)严格按工艺要求加工,并加强质检保证体系。
 
    (4)保证安装、调试质量,出厂产品必须经出厂试验合格。
 
    (四)改善截流回路状况
 
    (1)母线、分支母线排的截面应满足额定工作电流和动、热稳定的技术要求。母线截面尺寸可按着额定电流大小参照电工手册选取。
 
    (2)母线、分支母线排的接头应压花,烫锡以减小接触电阻,防止发热。
 
    (3)小车柜的隔离插头插入深度,应保证小车推到工作位置时满足温升的技术要求(温升试验通电流应为额定工作电流的1.l倍)。
 
    隔离插头用圆形的好,活动范围大,接触好;鸭嘴插头活动范围小,容易发生接触不良。
 
    为了保证产品质量,产品出厂时应进行回路直流电阻测试,标准可由厂家自定。
 
    (4)电流互感器的引线端,应改为双螺栓压紧连接,孔眼与螺栓之间不应有过大间隙。
 
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