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一起开关柜凝露闪络事故分析与预防措施

admin 2018-10-28 技术论文 224 ℃ 0 评论

一引言高压开关柜是使用数量最多的开关设备。近年来,随着小型真空断路器技术的开发和推广,作为金属封闭铠装小车式开关设备的中置式开关柜得到了快速发展。因该产品为全封闭结构,互换性好,受现场地面水平条件的影响小,正常操作性能和防误操作功能完善、合理,检修维护方便,因此在供电系统停电后检查发现:开关柜的出线小室支持瓷瓶上端的铜排A、c相端部烧损严重,瓷瓶有沿面闪络痕迹,安装处的铁构架表面均有明显的电弧灼伤痕迹,B相端部发黑,但未发现贯通性放电痕迹,如图1所示。开关线路侧梅花式隔离动触头A相已经烧掉。c相即将脱落,母线侧的触头B相烧损也较为严重,如图2所示。A、CSH[,H特性试验项目全部正常,绝缘试验未见异常:出线小室内凝露现象严重,高压室内测试相对湿度为86%。中应用的数量也越来越多。本文针对某110kV变电站发生的一起因凝露闪络导致10kV小车式开关柜烧损事故,从设计、安装和运行维护等方面分析事故原因,探讨解决问题的办法。

事故概况2008年8月13日,某集控中心集控组发现某110kV变电站l0kvⅡ母所带的150出线开关跳闸。

重合闸动作成功,立即通知操作组到现场巡视检查设备。操作组现场检查发现:150出线开关过流I段保护动作,开关柜前门被炸开,后网门及侧盖(最东边的间隔)严重变形,观察窗玻璃破碎,开关柜的上盖

图1出线小室支持瓷瓶

被炸飞。集控组远方操作,试图拉开150出线开关时开关拒控,在后台机操作时开关仍拉不开,最后用100、102开关将10kVⅡ母停运后,手动打 ̄L15o出线开关。现场试验检查10kvⅡ母其余设备无异常后,恢复对Ⅱ母其余设备的供电。现场将150出线高压

开关柜转检修后发现设备损坏严重,修复需要的时间较长,临时把150电缆线路倒至相邻的149开关柜收稿日期:2009—02—18作者简介:李英奇(1971-),男,陕西合阳人,高级工程师,从事高电压技术方面的工作。

图2开关隔离动触头
事故原因分析(1)开关柜的出线小室支持瓷瓶上端的铜排

预防措施及建议(1)封堵防湿。及时清理电缆夹层内的存水,采取有力措施杜绝电缆夹层进水,同时对高压室内可能进潮气的柜底孔洞用阻燃材料进行封堵。以防止、c相端部都有电弧灼伤痕迹,且瓷瓶沿面有闪络和对地放电痕迹,两相都发生了对地短路故障;故障录波显示A、c相短路,短路电流为3.76kA;出线潮气和小动物进人。对于安装全封闭开关柜的高压室,应加装排气扇或抽湿机,始终保持开关室的干燥,必要时加装空调设备,防止设备凝露闪络事故的发生。

过流I段保护动作,表明故障点在LH的线路一侧;现场把150电缆线路倒至相邻的149开关柜后恢复了线路的运行,表明线路侧无故障。因而分析认为出线小室内的A、C相支持瓷瓶是本次事故的故障点。(2)事故发生HI,]okV高压室电缆夹层有较多的存水,电缆出线孔密封不严,高压室内测试相对湿度达到了86%:出线小室的支持瓷瓶为复合有机外套。爬电比距仅为18.6mm/kV,而规程规定其最小标称爬电比距应该不小于20mm/kV(有机材料)川。因而(2)重视设备的安装和检修验收。由于封闭式开关柜合上后其状态良好与否不易检查发现.隔离静触头的安装位置与隔离动触头的位置如有偏差.就可能造成开关推人后动静触头接触不实或接触面积不够,容易出现发热故障,因而需要运行人员在小车式开关新安装或检修后把好设备验收关。(3)严把设备选型关。新颁布的DIJF593-2006提示了对户内开关装置外绝缘爬电比距的要求,将瓷质材料的爬电比距提高到18mm/kV,将有机材料的爬电比距提高到20mm/kV,而且要求进行型式试分析认为支持瓷瓶复合外套表面凝露、爬距不够是导致事故发生的直接原因。(3)由图2可以看出,开关梅花式隔离触头线

路侧的A、c相和母线侧的B相烧损严重。分析认为,瞬间的电弧能量不足以使铜触头烧掉,运行验时,用于户内的40.5kV及以下的开关设备应将相对湿度控制在85%~95%的条件下进行凝露试验。以防止设备的凝露闪络。注意复合外套和瓷外套爬电比距要求标准不一,把好产品质量选型关,严禁工艺缺陷和技术不成熟的产品入网运行。

中动静触头已存在严重的接触不良,因柜体内自然通风散热条件差,时间稍长时即会造成梅花式触头紧固压力弹簧退火,导致触指压力减小,引起发热.而发热又进一步增大了接触电阻,所增加强导电回路电阻测试。小车式开关柜投运前,应严格按规程规定,用大电流直流压降法测量回路电阻,并作好相关的试验记录:因检修原因需要调换小车开关时,若有条件应停运母线测试动静触头接触位置的电阻,并与历史数据进行纵向比较,数值增加较多或者超过10n时应查明原因。

大的接触电阻又加剧了接触部分的氧化和发热程度,导致触指对静触头之间放电,灼伤接触表面,造成触头有效接触面积减小,形成了恶性循环。事故时在短路电流的冲击下,造成梅花触头的严重受损

综上所述:支持瓷瓶复合外套表面凝露、爬距不够是导致瓷瓶闪络事故发生的根本原因,开关隔离触头的接触不良使事故损失范围进一步扩大。复加强设备的巡视和维护。对于封闭式开关柜,由于发热点在密封的柜内,运行中柜门是禁止打开的,值班人员无法通过外部正常的监视手段发现发热的运行缺陷,也无法进行红外测温检测.建议厂家在开关柜柜门上加装红外测试窗或红外感知装置。另外根据运行经验,检测发热的有效方法是用手摸接头附近柜体的外壳来感知柜内的温度.或是用红外测温仪来测试柜体的外壳温度。(6)有条件时,建议试点加装由主机控制柜、多路温湿度传感器、抽湿机(或空调机)、排风扇等外围设备组成的开关室环境温湿度自动控制系统。该系统作用于开关室的环境控制时。可确保在高湿气候合绝缘材料与瓷绝缘材料相比,憎水性差,在空气湿度大的情况下,瓷瓶复合外套表面吸潮凝露,导致表面泄漏电流增大,介质表面的游离电子增加。

引起传导电流也增加,因此绝缘电阻便相应降低。由于潮湿的作用在绝缘下降到一定程度时即引起沿面放电闪络,发生单相对地短路,在线电压的作用下另一相也很快短路接地.并通过铁构架构成相间短路,开关跳闸[2-3]。在短路电流热效应的作用下,支持瓷瓶外套表面凝露消失,绝缘恢复,重合闸动作成功。下,开关室仍能保持一个干燥、安全的绝缘环境,提
结语近年来,因凝露闪络导致的开关柜故障频繁发生,建议运行单位从设计、安装和运行维护等方面进行综合分析,探讨解决问题的办法,及时处理事故隐

【1】DIJT593-2006,高压开关设备和复合外套控制设备标准的共用技术要求[s].【2]张纬钹.过电压防护及绝缘配合[M].北京:清华大学出版社.2002.

[3]朱德恒,严璋.高电压绝缘[M].北京:清华大学出版社,1990.



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