高压开关柜绝缘事故分析及防范措施

发表时间:2021/3/16   来源:《中国电业》2020年第30期   作者:李展鹏1 纪晓艳2 牛晓娟3
[导读] 在人们生活水平不断提升的过程中电力事业迎来更高的发展机遇,
        李展鹏1 纪晓艳2 牛晓娟3
        1,2青岛海电电气有限公司,山东省青岛市 266000  3青岛海电新能源有限公司 ,山东省青岛市 266000
        
        摘要:在人们生活水平不断提升的过程中电力事业迎来更高的发展机遇,但同时也对其安全稳定的运行提出更高的挑战。高压开关柜的运行可靠性直接影响着整个线路系统的安全性及使用效率。绝缘作为高压开关设备最基础的一项性能,却经常出现在各种安全事故中,绝缘事故所占的比例极大,造成事故后果严重。总结绝缘事故类型,探索分析事故发生原因,提出相应的有效防范措施,以提高开关柜及电网运行可靠性。
        关键词:高压开关柜;绝缘事故;防范措施
        引言
        高压开关柜由断路器、接地开关、隔离开关、互感器以及各类控制构件组成,设备内部以复合绝缘材料和空气作为绝缘介质,用来分配电网三相电能。高压开关柜在运行时由于设备所处环境恶劣,或维护工作不到位,导致设备外部保护层被破坏,进而发生开关柜外部漏电现象。近年来,电力企业不断在改善高压开关柜的运行环境与设备的性能,希望通过这些举措规避绝缘故障。
        1高压开关柜绝缘故障常见类型
        高压开关柜绝缘故障主要包括母排相间或相对地短路、母排与穿盘管套之间的放电、动静触头的放电及电缆室的隐患放电四种。这四种学员故障都会对高压开关柜的稳定运行造成很大影响,严重时还会造成绝缘事故的发生,对人民群众的生产生活造成严重影响。
        2高压开关柜绝缘事故的原因
        2.1绝缘距离不满足要求
        相间导体或者相对地的绝缘距离不满足要求,从而发生绝缘事故。例如:高压开关柜内铜排搭接处的螺栓尖端对壳体放电;电缆室内A或C相导体对柜体侧板上的二次元件放电;断路器触臂对触头盒安装板或金属活门放电,这些绝缘故障都是由于绝缘距离不足引起的。绝缘件表面的沿面爬电距离设计不足或设计裕度不够,也容易造成绝缘击穿,造成绝缘故障。
        2.2环境影响因素
        高压开关柜大多是处于恶劣的环境运行,绝缘子作为设备的重要组成部分,如果空气湿度较高,绝缘子干燥状态受到影响,绝缘电阻无法正常工作,高压开关柜绝缘层被损坏。因此,人们需要保证环境的干燥度,及时清理高压开关柜外部的水渍,确保内部绝缘电阻正常工作。为避免高压开关柜出现污闪事故,要求运维人员做好对环境的把控,防止电流泄漏引发绝缘故障。
        2.3相关设备制造装配质量及工艺不良
        相关设备和装配质量较差时,经过长时间使用,高压开关柜中的绝缘子绝缘性降低,设备线路老化,就会很容易引发爬电问题的发生,进而造成闪络问题。另外,绝缘设备质量较低,很容易受到污染与天气影响。当开关柜中的设备和绝缘零件受到污染和潮湿天气时,就会形成电解质薄膜,极易引发闪络和短路问题,导致绝缘事故的发生。高压开关柜内的绝缘元件由于质量较差,不符合耐压标准,在应用过程中,也会导致绝缘问题。反正过程中使用的磁柱不符合质量相关标准,就无法保证开关柜的整体稳定性,在短路电流的影响下,很容易会出现裂缝和断裂问题,进而引发绝缘事故。另外,在开关柜的安装过程中,安装人员的安装工艺与绝缘问题也有着重要关系。例如,安装人员未做好开关柜内的五防措施,对开关机械的连锁没有进行全面检查,分合闸的位置错误等等,就会引起误合、分闸问题的发生,引发绝缘事故。
        3高压开关柜绝缘事故的处理措施
        3.1改善高压变量的运行环境
        为了应对由操作环境引起的故障,电力部门必须在操作期间积极改善高压开关柜的环境质量。下雨天,准备排水;当温度高时,通风并消散高压变量。

点火柜已正确切断热量;还应注意,空调和加湿器安装在高压柜中,并且在设置温度和湿度时,必须确保高压开关所在环境的温度和湿度;必须定期清洁变量,并且抛光旋转完全展开,以确保高压开关柜的安全可靠运行。目前,丽水国家电网公司的最先进的开关设备室均配备了空调,以使现有高压开关设备的环境温度和湿度保持在标准范围内。
        3.2严格按照规范进行操作
        近年来国家已出台高压开关柜相关设计规范,确保高压开关柜在运行时拥有稳定性。要求电力运维人员做好元件质量的检验与控制,对于制造工艺存在缺陷的元件进行优化,必须保证单个元件通过测试才能开始组装。各元件组装之前,必须保证元件外表干燥,没有污垢,同时应选择相适应的螺栓连接组件。可以借助网络系统,凭借通信技术与传感技术的优势,对高压开关柜进行实时监测,帮助人们及时发现故障,尽快找出故障位置,从而排除故障,避免绝缘事故发生。可以使用高压开关柜温度监测系统对设备温度在线监测,凭借系统的高压隔离、抗强电场与热稳定性能,可以即时监测高压开关柜触头温度情况,即时找出异常发热的故障现象。
        3.3确保安全距离符合要求,增加绝缘爬距
        如果以空气为绝缘介质时,高压开关柜中的各种导体之间相互的安全距离应该符合相关相关的净距标准。增加绝缘爬外绝缘爬距要大于等于195mm,对于爬距还要进行定期检查,保证其符合距离标准。另外,高压开关柜中的相关原件要达到环境污秽的一定等级,污秽等级为二级的高压开关柜柜内的元件之间的爬电比距应该高于18mm/kV,污秽等级为三级时元件之间的距离要大于20mm/kV,并且环氧绝缘材料的爬距要超过或等于205mm,保证符合相关的要求与标准,避免绝缘事故的发生。另外如果高压开关柜中的绝缘子绝缘性较低,要及时更换,可以采用瓷瓶绝缘子和复合材料绝缘子进行更换,污秽严重的情况下绝缘瓷瓶应该对其安装污秽合成伞瓷,可以直接将其替换为防污型绝缘子,防止绝缘事故的出现。
        3.4用科学合理的绝缘材料
        我国大部分12kV-40.5kV高压开关柜,其采用的绝缘材料需要具备成本低、抗腐蚀性能好的特点。按照《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》要求,开关柜中的所有绝缘件都应采用阻燃性绝缘材料,阻燃等级需要达到V0级。对于高压开关柜内部重要的绝缘器材,比如穿墙套管、支撑绝缘子、触头盒等元件,应该选择如SMC或环氧树脂的材料,并在材料选择过程中加强质量监管力度,保证绝缘件的质量。
        结语
        电力高压开关柜的技术仍存在很大的发展空间,这表明设备在某些方面还存在漏洞,这些漏洞会导致绝缘事故的发生。要保证电力高压开关柜的安全性,人们必须要做好弥补漏洞的工作,对这些位置的漏洞需要采取拉网式的排查。从高压开关柜设备质量、设备之间的配置、相关工作环境的考量、操作人员的失误等一系列方面都加以关注,细致地进行排查。对发现的问题要提出很好的解决策略,加以落实,对无法解决的问题要抓紧研究,只有这样面对高压开关柜技术发展中的问题,才可以在面对突发事故时有计可施,而不是坐以待毙。严格规划设备的制作流程,提出设备配置的重要指标,做好设备的合格检查工作,抓紧技术和设备的更新工作,也培养好操作人员对设备精确调控的能力,从设备、技术、人力三方面对高压开关柜进行要求,会更加规范输电工作的进行,从而提高输电工作的质量,加强对电力能源的利用能力。高压开关柜的绝缘事故的预防和控制工作,这需要相关工作人员的不断努力。
        参考文献
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        [4]尹嵩,胡广俊.高压开关柜绝缘事故的分析及防范策略的探讨[J].科技风,2020(01):177.
        
        
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