高压开关柜常见故障和检修维护策略

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:李卫华
[导读] 摘要:在技术不断进步的今天,国家电网在开展电力工程项目的过程中,可选择的技术、工艺越来越多,且一些新工艺、技术的应用提升了电力工程建设水平。
        (安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司技术中心  安徽芜湖  241008)(安徽省电器设备电磁兼容(EMC)省级实验室  安徽芜湖  241008)(安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司  安徽芜湖  241008)
        摘要:在技术不断进步的今天,国家电网在开展电力工程项目的过程中,可选择的技术、工艺越来越多,且一些新工艺、技术的应用提升了电力工程建设水平。高压开关柜在电力工程中的应用日渐普遍,但高压开关柜在应用过程中的故障问题也频繁发生,严重影响了供配电质量。因此,电力企业在高压开关柜的使用中,必须要注重日常的检修与维护工作。基于此,本文从高压开关柜的常见故障出发,探析了相应的检修与维护策略。
        关键词:高压开关柜;常见故障;检修维护;策略
        电力需求的增加刺激了我国电力行业的稳步发展,高压开关柜在电力网络中的应用越来越多,作为电能分配和接收装置,其配置与运行与供配电质量息息相关。我国的电力网络结构非常复杂,在电力网络中包含了很多的电力设备设施等要素,高压开关柜运行时的故障不仅会对相关电力装置产生一定的影响,还会导致整个电力系统的故障乃至事故。因此,电力企业需将结合高压开关柜运行时可能存在的几种故障,来制定行之有效的检修维护策略。
        1.高压开关柜的基本概述
        电力系统中如果要发挥高压开关柜的作用,就必须要使得高压开关柜的质量能够符合相应的标准。从高压开关柜的构成来看,主要包含了柜体、绝缘件和连线,大多数的高压开关柜体都为金属外壳结构,这三个构成都必须要符合质量标准,只要其中任何一个存在质量缺陷,后续在高压开关柜的使用过程中都会造成一定的问题,导致其功能难以正常发挥[1]。质量不合格的高压开关柜的性能和功能都相对较差,当后续电力网络运行时出现了故障以后,高压开关柜不能及时利用自我的功能来排查和切断故障,导致故障的影响范围非常大,甚至在严重时会引起局部电力系统的瘫痪,因此,加强高压开关柜的质量控制是非常重要的。
        2.高压开关柜的常见故障
        2.1拒动与误动
        误动和拒动故障都属于高压开关柜的动作故障,这一故障在高压开关柜的使用过程中发生频率是非常高的,这一故障常常是由于传动系统操作机构故障、辅助回路与电气控制故障所引起的,如果高压开关柜的拒动与误动故障是由操作机构故障所引起的,其故障更多地表现为脱扣失灵、卡涩、分合闸铁芯松动、位移损坏等现象;如果此故障是由辅助回路与电气故障所引起的,拒动和误动更多地表现为合闸接触器故障、操作电源故障、开关灵活性不足、开关烧毁等方面[2]。
        2.2绝缘故障
        绝缘故障同样是高压开关柜使用时的常见故障,此类故障多是由于高压开关柜捏的绝缘体绝缘性能较差、绝缘间隙不符合要求所造成的。事实上,在高压开关柜的运行过程中,如果一些绝缘材料的绝缘性能不足,当处于高电压、强电流条件下,放电现象将是不可避免的,尤其是在一些特殊的条件下,可能还会伴随着绝缘击穿问题,复杂、恶劣的运行环境使得高压开关柜的绝缘故障威胁非常大[3]。根据电力系统中高压开关柜的实际运行情况,污闪是绝缘故障的突出表现,当开关柜在长时间、高强度的运转状态下,柜内的绝缘体会积累很多的污垢,如果运行环境比较潮湿,就会使得绝缘体难以发挥其作用,引发污闪现象。
        2.3载流故障
        在一般条件下,高压开关柜会面临柜体发热的情况,而异常发热将会增大开关柜的载流故障。电力系统中的部分高压开关柜会出现导电回路、柜体过热所引起的发热现象,此种发热现象是异常现象,并不处于正常状态,会引起开关柜的其他过程。比如,导电回路所引起的柜体过热情况,多是由导电回路中的发热和散热问题所引起的,当回路接头存在接触不良时,开关闭合状态下将呈现出明显的热量聚集现象,引起局部过热。而柜体过热是主母导体电流超过了特定负荷,持续的热量聚集所引起的。


        3.高压开关柜检修维护策略
        3.1环境因素
        3.1.1海拔
        高压开关柜运行时会受到运行环境的影响,其中,海拔是一个关键的环境因素,相关的规范中明确规定了普通高压开关柜不能在1000m以上的海拔中使用,如果必须要在1000~4000m的海拔中应用高压开关柜,尤其要保障设备良好的绝缘性。与低海拔地区相比,高海拔地区的气压低、空气稀薄,这一特征也就使得开关柜在此处的绝缘性能难以保障。此外,电气间隙和耐冲击电压之间存在着紧密的关系,根据帕邢定律,如果要有效解决高压开关柜在高海拔地区的使用限制,可以在开关柜基础上适当增加一定的爬电距离和电气间隙,选用长触头盒,将其中所使用的各种金属活门材料都使用SMC绝缘材料来加以替代[4]。
        3.1.2污秽
        高压开关柜在实际的运行过程中,如果没有做好及时的清理工作,将会导致柜体内存在杂物和灰尘的累积,影响高压开关柜的正常运转。如果柜体内的飞尘、杂物等积累过多,就会在绝缘子表面形成薄膜,当处于干燥条件下时,该污层不会产生过多的电导,对柜体运行的影响非常小,但处于高湿度条件下时,电导将大大增大,绝缘子的闪络非常小。污闪如果发生在工作电压条件下,将会引起大范围的停电现象,相关部门在日常的工作中,必须要在污闪季节做好对开关柜的清理。如果是靠近沿海地区的变电站等,高压开关柜要做好通风散热处理,并考虑安全防护的现实需求。
        3.1.3湿度
        高压开关柜的运行过程中,如果湿度非常高,在柜体的内壁和外壁位置上就会出现一定的水珠,此水珠对相关电力设备设施的不利影响是非常大的。绝缘材料在没有水珠的情况下,空气湿度将相对较高,此时的闪络电压也非常大。如果绝缘材料表面存在凝露现象,闪络电压将随之明显降低,水珠的存在降低开关设备绝缘材料的绝缘性能,闪络事故和爬电问题将会导致高压开关柜的正常运营受到影响。这些故障问题多是由室内外温度极端变化所引起的,相对湿度和露点温度下,如果高压开关柜存在极端的温度变化,水珠形成以后就会引起闪络和爬电故障。因此,高压开关柜的日常检修与维护中,同样需要加强湿度控制。
        3.2联锁装置改进
        对于部分中置高压柜而言,在柜体中存在接地开关的安装,其中比较完整的五防连锁,操作轴机械连锁的存在可以有效应对带电合接地开关的问题,有效避免带接地开关的合闸情况。机械连锁与手柄操作的有效配合,通过对接地刀轴的有效调整,使得接地开关能够处于特定的位置上,在这一条件下,柜体导轨限位锁板会及时伸出来,挡住手车,无法进入到工作部位上。针对这一现象,可以通过以下的处理方式:接地刀到达合闸位置时,断路器手车要恰好撞弯限位锁板,手车在此时达到了工作位置,带地接线合闸实现,相关人员要做好与生产厂家的沟通与协作,通过热处理的方式来适当增强限位锁板抗弯性;加强对技术人员的培训和教育,使得相关人员能够严格开展规范化的操作和处理。
        结束语:
        高压开关柜的故障频发,在实际的工作过程中,电力企业需要加强对高压开关柜的故障处理,通过一系列的检修维护策略,最大程度上为高压开关柜提供良好的运行环境,保持高压开关柜的可靠运转。
        参考文献:
        [1]李宁钢.高压开关柜常见故障和检修维护[J].价值工程,2020,553(05):252-253.
        [2]李刚.10kV高压开关柜常见故障与检修维护浅析[J].建筑工程技术与设计,2017,000(036):1827.
        [3]海波.浅析10kV高压开关柜检修维护注意事项[J].山东工业技术,2018,000(022):204.
        [4]黄媛.户内10kV高压开关柜常见电气故障与处理方法[J].电气工程应用,2018,130(02):33-35.
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