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摘要：分分析了10kV开关柜系统在正常运行中发生短路和人身事故的原因，提出了改善开关柜绝缘隐患的措施。为防止类似事故的再次发生，对活动开关柜的选用标准进行了改进，并为电网健康安全装置的使用提供了标准指南。
关键词：开关柜；绝缘缺陷；改进措施
开关柜作为电网中使用最广泛的电力设备，在10kV系统中使用对电网的安全稳定有着非常重要的影响。然而，50%以上的开关柜事故是由绝缘故障引起的。造成开关柜绝缘失效的原因有很多，其中大部分与开关柜本身的可靠性有关。通过分析事故原因并采取改进措施，可以从根本上提高开关柜产品的可靠性和电网运行的稳定性。
1 事故简况
设置10kV母线2电容器组512开关时，开关柜配电室短路爆炸，被电弧烧伤。事故发生后，512开关小车保护室和2号电容器烧毁，与三相真空灭弧室连接的箱体接触臂烧毁。一侧的静态接触严重烧伤，另一侧的挡板固定螺丝严重烧伤。挡板掉了。根据操作程序,当运营商确认72640接地开关和接地开关726 F26线的一侧,与汽车在旋转过程中,开关车移动到工作位置,从测试位置F26交换容器将短路形成的高温高压气体的柜门,裂缝在高温气体放电烧伤运营商,事故发生后,发现B、C触点开关被烧毁，金属护板被烧毁。如图1和图2所示，金属挡板的碎片与B相和C相接触。
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图1 事故开关柜
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图2 烧毁后的手车
2 事故原因
根据110kv站记录的波形图，故障为三相短路，故障电流15300降至10kV。东南8002PAS系统记录的电容器开关位置状态记录与事故前后的开关位置相对应。事故发生后，检查开关小车母线侧三相导电棒是否在同一位置燃烧并直线燃烧。金属挡板接触接地在同一位置烧伤。根据110kV电厂波形图，故障为三相短路，故障电流由10kV转换为17000 A。监控后台信息显示，72640接地网和F26线侧开关重新启动时断开。事故发生后，我们发现右侧的防撞装置已经到位。右侧防撞玻璃全开，左侧挡板锁定。当小车推至静态触点位置时，左侧金属隔板与开关触点的绝缘距离不足，导致B、C交变阶段短路，导致强电弧和ABC三相电弧短路。对2台10kV开关柜在正常运行中发生短路事故的原因进行了综合分析。主要有两种情况是相同的:一是开关柜金属阀在推断路器小车的过程中没有正常打开，没有正常打开;第二，断路器小车的导电臂没有配备绝缘护套。因此，当阀门接触接地导电臂时，当车辆进入时，阀门与高压静态触点之间的绝缘距离可能不足以击穿放电，导致相对相短路事故。
3 改进措施
3.1 保温结构的改进。(1)绝缘衬套技术要求。断路器小车外露的导电臂应装有绝缘护套，其强度应足以防止阀门落在驱动臂上，防止静态触点与阀门之间击穿。技术要求:导电臂绝缘护套厚度应保证10kV系统使用的开关柜耐压值不小于20kV, 35kV系统使用的开关柜耐压值不小于40kV。绝缘护套应覆盖导电接触臂外露部分，不包括接触手指。但是，对于静态的浅接触箱，如果阀门没有打开，小车会导致开关柜泄水阀触碰手指。触指部位也应配备绝缘护套，但绝缘护套不应影响触指的正常运动。所述导电臂背后装有绝缘护套。如果阀门没有打开，它将在接触位置停止。可以在输入框上进行接触，但接触将继续前进。应用实际施加的电压以验证满足要求。安装后，绝缘护套应与导电臂密切接触，不应松动。确保绝缘夹套的安装不会对开关柜造成其他损坏。应保证所安装的绝缘护套具有良好的抗热老化性，不影响导电臂的温升，并与开关柜具有相同的电气寿命。(2)绝缘护套试验要求。在断路器导电臂上安装绝缘护套后，通过试验验证开关柜的绝缘性能。小车的作用是验证试验位置或在过程中进入工作状态时进行检查，即使阀门没有打开。在进入期间，包括在固定接触盒，跌落的小车驱动臂导致地击穿或相间短路。
3.2 运动部件可靠性的改进。（1）活门机构的潜在缺陷。在动开关柜领域，UniGear VSI、AMS-12、KYN27-12、KYN28-12、KYN44-12等型号采用或借鉴了ABB的挑帘技术。触头盒活门由连杆和断路器推板组成。这种挑帘活门机构在国内已经由许多专业零部件生产制造。完整的成套开关设备由制造商采购后进行组装。分析了零件刚度和精度、动、静态触点啮合时间、静态触点载荷距离和断路器旋转时间等几个关键影响因素。通过对10kV系统中滑车柜活门的不同传动方式的分析，指出了活门存在的主要问题是开活门速度慢。活门板断路器动触点与活门板断路器静触点之间的振动电荷小于125mm时，动触点损坏活门板断路器和静触点的地冲程。活门板断路器和静触点的接地冲程不足以满足大于15 ~ 25mm的一般要求。断路器两侧推力板与活门连杆机构配合不佳，影响阀活门连杆的运动。多次操作后活门接头不易变形，断路器不平衡。(2)改善活门。通过深入的研究和分析，改进了挑帘活门的方法，保证了活门的可靠性。方法是加强侧向驱动机构的刚性控制，改变悬臂支撑轮的长度，使其不易变形。更换旧尼龙辊轴承，提高耐磨性，延长活门摆臂，调整最佳运动角度，保证活门开启速度，防止断路器在开启过程中损坏活门。断路器的轧制过程包括带电距离、啮合行程和触点与门板距离的协调。
3.3 开发一种特殊的小车，用于检查开关柜活门的可操作性。为了对10kv系统进行全面控制，在安装过程中使用移开式小车柜，对于活门的开启和关闭，开发了专门的检查车，在检查施工期间检查移动开关活门的开启情况进行验收。投运后，作为停电测试的一部分，使用专用检查车检查开关柜活门的开度。移动式异常情况，如有卡滞，必要时使用专用检查车检查移动开关柜活门的开启程度。通过这种测量方法，可以对控制活门的工作状态。在开发过程中，必须同时考虑以下两个方面:易用性和清晰度，同时强调开关柜的适用性、操作安全性和未来的维护要求。主要要求如下:检查小车底盘结构与小车实际运行的底盘结构一致，仅关闭与接地开关和带电显示的连锁;只有在控制开关柜柜门关闭时，控制车才可操作;检验车的金属框架应涂上深橙色，并涂上至少8毫米厚的透明高强度钢化玻璃板，并配以清晰的指示板和良好的视野;检查小车的导电臂和动触头均应用环氧树脂浇注并进行浸漆处理，其安装位置应与实际运行的小车保持一致。触臂和触头的总长度不小于288 mm(1.2×12×20)，动触头外径不变，内径应稍大，刚好不接触静触头；控制小车应配备LED照明装置和9v电动层压板电池;检查小车应配备手动操作手柄和防尘罩。
3.4 为了满足目前的性能和性能要求，有必要对小车导电臂进行隔离密封，提高采购技术标准。确保在小车运行的整个过程中，从测试位置到操作位置，直到阀门直接落在小车的导电臂上，使小车能进入静态接触箱，无相间或短路接地故障。采用热缩绝缘密封，厚度不小于2mm。
针对10kV系统使用的动开关柜在正常运行中发生的三相短路事故，在明确事故原因的基础上，及时提出了动开关柜的防事故措施。从原因的两个方面创新性地提出了检测车的研发及相应的技术改进措施并付诸实施。要求所有的刹车更换变电站配备检查小车，以供实际使用。
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