(身份证号码:11010619860826XXXX 北京 100025)
摘要:随着电力工程的发展越来越好,我国在对于高压开关设备机械的一些试验中,会存在着一些由于人为操作而引起的故障或由于电器或机械问题引发的故障,其中以电气故障和机械故障为主。
关键词:高压开关;设备机械试验;故障诊断
引言
高压开关设备的检修应用于高压电器行业中,对于延长高压电器的工作寿命起到了一定的积极影响,这些都是非常好的,对于整个高压电器行业来说也是非常有利的。
1高压开关的概述
在我国中,高压开关一般会以开关柜的形式存在,开关柜内一般存在隔离开关断路器、负荷开关、互感器、断路器等设备。同时高压开关主要应用在石油化工厂内变电站、发电厂、冶金场所,轻工业纺织、高层建筑等这些场所内,高压开关在这些场所内都发挥着十分重要的重要。在近几年中,我国高压开关柜安全事故在检修维修电力系统中不断发生,对社会与生命健康安全造成了极大的损失,严重影响相关企业的发展。在现代经济生活中,高压开关的使用频率越来越多,在所有的开关设备中,高压开关的使用范围最广,影响最大、使用量最大。在过去的时间内,由于设计人员的设计缺陷,制作流程不精准、安装维修操作不规范等问题高压开关的使用检修过程中发生了很多的安全事故。
2高压开关设备事故隐患的分析
2.1环境客观因素
潮湿与脏乱的环境是导致绝缘问题的主要因素,这两者同时在绝缘子表面存在就会导致严重的事故。在外界环境干燥时,如果有杂物于尘土依附在绝缘子上,绝缘部分的组织仍然会保持在很高的范围内,不会轻易发生故障。洁净的水附加阻值也十分高,如果在水中不存在其他杂物,就算绝缘子受潮,但是它的绝缘程度仍然很高,也就不会产生安全事故。通常情况下,在长时间的干燥环境下,母线与绝缘子表面会累积大量的污染物,在这个时候一旦空气变潮湿,例如下雾等,空气湿度超过一定程度保持一段时间之后,污染物就会完全潮湿。除此之外,小泄露绝缘子串距离也是一种问题,这种器件易受环境的影响,在相同的潮湿污染环境下,加上一定的电压,这种元件的漏电距离会更大。泄漏电量的距离与电流的增长速度成正比,电弧直径也会越长,更加容易发生隐患。
2.2操作因素
单纯在柜体位置上,其机械强度是不足的,一旦发生短路情况,短路电流通过开关、电气柜体发生作用的情况下柜体与开关之间会发生位置偏移,间接导致触头之间的接触电阻明显增加,产生反应电流、电弧,甚至会产生爆炸。在高压开关的长期使用过程中就会产生接触不良的情况。在具体的操作中,因为操作不符合要求就会破坏整个高压开关柜体的完整性,这种问题的主要表现可以进行如下概括:开关柜的故障有时会因为传动机制发生问题、操动机构异常而引起,直观的外界表现为流程卡涩、原件形变严重、脱扣失效的情况。除此之外,在电气控制中,控制电路异常以及辅助电路异常就会导致开关柜故障,在实际工作中,这种情况还会导致设备保护系统难以正常启动,不能有效地解决故障问题。
2.3老化因素
伴随着我国对电能需求的不断增长,建设初期的电力设备就会进入新一段的老化过程,很多机械设备的性能就会逐渐降低,组件的性能就会下降。其中最为明显的就是真空断路器,在使用过程中很多会出现很多的异常,但是故障在电流输出下一阶段中更加容易发生。在实际工作中的真空度会比正常值更低,甚至导致运行损毁。这种问题对真空断路器的整体性能会造成严重的影响,在发生异常时更容易发生爆炸,造成更加严重经济财产损失。发生异常时,高压开关柜的系统负荷会剧增,整个系统中就会出现短路电流,电路中的电流容量也会增加,变电站的风险就会随之增加。假如当前使用的真空断路器的价值很难达到操作系统的标准,那么这样往往会引起系统故障和降低系统的性能,所以这些问题的存在往往会损坏电力系统的稳定性。
2.4制造质量及工艺不良
高压开关柜的制造质量高低与装配的质量高低都与开关柜的整体耐压水准有很大关系。在某些测试中,高压开关柜可以顺利通过测试,但是一旦遇到了耐压测试,开关柜的质量高低就可以分辨出来了,这就是因为开关柜的装配质量低。在具体的开关柜中,装配质量低主要就表现为:机械联锁的开关部分失效、开关柜内的五防设备在开关部分是不灵敏的、柜体中紧固螺丝分布不规则、支持瓷柱的固定地板没有呈现正常形状、合,分闸的位置不明显,工作人员经常会发生误解。
2.5爬距和空气间隙不足
爬电距离与气隙都是影响开关设备会不会出现绝缘损害的主要原因之一。在手车柜中设计人员为了尽量减少柜体之间的距离,以此来减少负载断路器在柜体内的安装,对于隔离插头或者对地的高度都是影响因素。
3实现故障诊断的途径
3.1拒分诊断
对于判据进行诊断时,也要利用一些特别的诊断方法。在对于拒分的情况进行诊断时。要将PLC的RUN输入接通,使PLC的程序运行。此时若试品处在分闸状态,辅助开关的动断触头闭合真空接触器辅助开关接通动断触头DLI和分一合时间控侧即接通延时0.95s使合指令输出—驱动执行继电器输出合指令,并驱动执行继电器CH,试品合闸。试品合闸后,DL1断开,真空接触器辅助开关接通动断触头DL1、分一合时间控侧、合指令输出———驱动执行继电器CH,复位CH也随之复位。在试品处在合闸状态时辅助开关的动合触头DLZ是闭合的,真空接触器辅助开关接通动断触头DL12接通,合一分时间控侧被启动延时0.65s后使分指令输出———驱动执行继电器CF输出分指令,并驱动执行继电器CF,试品分闸.在正常情况下试品被程序控制按“0.9s-合-0.6s-分”进行周而复始的操作。分指令输出———驱动执行继电器CF输出分指令的同时接通拒分诊断时间控制,拒分诊断时间控制整定在0.5s建立起拒分诊断时间。
3.2拒合诊断
按拒分诊断前的实验步骤实验后,合指令输出———驱动执行继电器CH输出合指令的同时接通拒合诊断时间控侧,拒合诊断时间控侧整定在0.55s建立起拒合诊断时间。若试品未在拒合诊断时间内完成合闸操作,合指令输出———驱动执行继电器CH不能正常复位,致使拒合诊断时间控侧顺利达到整定时间接通拒合显示并自锁,则显示出拒合信号。
3.3误分诊断
在进行误分诊断时,也要先按照据分诊断中的操作来进行实验。首先将电路中负责电路的总开关真空接触器主触头ZN闭合,接通开关列中第1个开关接通,同时保持第2个以及第3个开关保持自锁并处于接通状态直至合闸指令发出。并在此时发出指令串联在回路中的合指令输出———驱动执行继电器CH动断触头断开,从而建立起误合诊断时间。当试品已被判为拒合时,拒合显示动断触头断开,误分显示不能接通,不会再判误分。
3.4误合诊断
试品完成分闸操作后主触头ZN断开,真空接触器主触头ZN以及电路中的第一个开关均为断路态。之后再使得第一个开关的动断触头闭合,同时下一组开关的第二个以及第三个开关自锁保持在接通状态直至合闸指令发出,串联在回路中的合指令输出———驱动执行继电器CH动断触头断开,从而建立起误合诊断时间。在误合诊断时间内第二组的第三个开关动合触头始终处于闭合状态,与其串联的MZH动合触头是断开的,始终处于监测着主触头ZN的状态。在误合诊断时间内试品自行合闸时,ZN闭合、MZl动合触头即闭合、驱动M314使误合显示通电并自锁,显示出误合信号。
结语
近年来,我国高压开关设备的发展很快,取得了较大的进步。为了适应我国电力系统发展的需要,企业还应继续加大科技投入,加大研制开发力度,以求尽快缩小国际先进水平的差距。企业应从加强自身管理出发,做到细分销售市场,在有限的市场空间找到发展动力。认识高压开关设备市场的现状及技术发展趋势,审慎地研发与投资,是业界面临的重大课题。总之,高压开关设备作为国家重点扶持的重大机械装备业,是输配电系统中起控制和保护作用的最重要电力设备,智能电网的发展又是经济腾飞的新增长点,因此行业使命任重而道远。
参考文献:
[1]谢静,束洪春,王科,彭晶,向恩新.基于模糊分层理论的高压开关柜状态评估算法[J].高电压技术,2019,10:3186-3192.
[2]陆茂鑫,季海华,莫颖涛,王昭夏.电力设备尤其开关设备节能减排的实现途径[J].电工电气,2019,09:60-61
[3]张玮亚,王紫钰.智能配电系统分区电压控制技术研究综述[J].电力系统保护与控制,2019,45(1):146-154.
[4]钟宇峰,黄民翔,羌丁建.电池储能系统可靠性建模及其对配电系统可靠性的影响[J].电力系统保护与控制,2019,41(19):95-102.
[5]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,2019,32:167.