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高压开关柜绝缘事故分析及防范措施鄂宇航

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：鄂宇航

[导读] 摘要：高压开关柜是供电系统中重要的电力设备，对保证电力系统的稳定运行起着重要作用。

        （珠海广达电气有限公司广东省珠海市 519000）
        摘要：高压开关柜是供电系统中重要的电力设备，对保证电力系统的稳定运行起着重要作用。但在实际使用过程中，由于各种原因的存在，高压开关柜的绝缘事故时有发生，造成了很大的隐患。原因可以分为主观原因和客观原因。客观原因是大多数高压开关柜的安装环境非常恶劣，在运行过程中受到各种外部环境的干扰，如灰尘等长期腐蚀，造成大量导线绝缘腐蚀，容易引起短路和漏电事故，不能保护高压绝缘柜的绝缘性能。另一方面，企业忽视高压柜在使用过程中的维护和维修，使设备在长期运行过程中容易出现各种绝缘缺陷，导致绝缘事故。
        关键词：高压开关柜；绝缘事故；防范措施
        引言
        电力高压开关柜是控制电路在高压输电过程中的重要设备，高压开关柜是指在电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用于一体的电力控制装备，基本涵盖了高压输电工程的每个环节的操作，保证了高压输电工程的安全性。由此可见，电力高压开关柜在高压输电过程中占据重要位置，设备的安全工作直接影响到高压输电工程的进行，所以必须保证高压开关柜的正常使用。基层的工作人员，要明白高压开关柜突发绝缘事故的原因及应对策略，规范自己对设备的操作手法，保障高压输电工程的顺利进行。
        1 常见的绝缘事故原因及分析
        1.1 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。
        1.2 闸线圈烧毁原因
        分闸回路从接通到断开的时间不到1 s，而且在对铁芯的作用过程中，其大部分电能转换为铁芯动能，只有少量电能以热量形式在线圈中消耗。因此，分闸线圈是按短时通电设计。线圈中电热转换公式Q=I2Rt，其中，Q是线圈中产生的热量，I是线圈中的电流值，R是线圈电阻值，t是线圈通电时间。R与I近似为常量，则Q与t成正比。若分闸回路因某种原因未能及时切断，则Q会持续增加，直到分闸线圈被烧毁，这一过程一般不到10 s。在分闸回路工作原理中可以看到，决定分闸回路通断的开关是TBJ和DL，TBJ为自保持开关，一旦通电之后不会主动断开，切断回路只能依靠DL的动作来完成，其能否正确动作是问题的关键。
        1.3 高压开关柜作业环境不佳，诱发绝缘事故
        电力高压开关柜的工作环境也是诱发绝缘事故的重要原因，高压开关柜的不同工作环境对高压开关柜的工作要求不同，所以，相同的高压开关柜不一定就适应不同的工作环境，这时高压开关柜的使用范围问题就显露了出来。比如，在一些潮湿环境下进行高压输电工作，这时对高压开关柜的耐高压性能就有了更加严格的要求，设备中不能容许有铁器的加入，因为铁器受潮很容易生锈，对一些合成材料来说潮湿的环境更容易使材料生锈，这就会导致高压开关柜设备的报废。设备在材料损坏的情况下不能够正常工作，就会影响到高压输电工作的顺利进行，诱发绝缘事故。
        2 改善及防范措施
        2.1 保证高压开关柜良好的运行环境
        按照《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》要求，配电室内环境温度超过5℃~30℃范围，应配置空调等有效的调温设施；室内日最大相对湿度超过95%或月最大相对湿度超过75％时，应配置除湿机或空调。配电室排风机控制开关应在室外。

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开关柜内可增加除湿器或加热器，以控制柜内运行的环境湿度；对于4000A以上大电流开关柜，柜内应加装风机进行风冷，以满足柜内温升要求，降低绝缘件老化程度。对于配电室环境，也应加装相应的设备来调控运行环境，保证电力设备运行的稳定性，降低故障发生率。
        2.2 培养优秀的工作人员，规范设备调控操作
        虽然技术的不断升级会将人力的操作通过科技的手段逐一代替，但是在一些重要的决断操作面前，优秀的操作人员仍占据着主导地位。优秀的工作人员可以引导输电工程正常有序地进行，同时也可以在一些突发事故面前实施相应的应对操作，将事故造成的损失最小化。尤其是现在，电力高压开关柜技术还没有到达完全替代人力的程度，这个时候更需要优秀的操作人员对输电工程中的高压开关柜进行精确规范的操作，在输电工程中充当指挥的作用。基层的工作人员需要得到操作技术的培养，规范设备的调控操作，掌握设备操作的具体作用，从而更好地应对高压开关柜的操作问题。要教导操作人员在设备出现故障时的应对策略，保证操作人员在突发事故面前可以以良好的工作心态和准确的操作应对突发事故，只有这样才可以将设备的功能交由到技术人员身上，保证输电工作在人的掌控内进行。同时也要设计好操作人员之间的沟通术语和操作方案，这样在突发事故面前，操作人员之间也可以有效地沟通和同步的操作，同时提高操作人员的容错率，保证故障在多人配合的情况下逐一排除，在技术人员的操作下，将突发事故的损失降到最少。
        2.3 使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。
        2.4 严格要求制作流程，提出设备的规定指标
        要保证电力高压开关柜具有适合输电工作的设备质量，就必须对电力高压开关柜的制作流程作以严格要求，对相关的设备配置提出标准的设备指标。制作流程的严格化可以有效防止存在质量问题的设备投入输电工作的现象，对设备的配置提出相应的设备指标可以有效防止高压开关柜各设备之间不能相互配合的现象，这两者的落实可以使设备方面遇到的问题得到解决，是非常有必要进行的规定工作。制作流程的严格化，不仅仅指制作工序的严格化，还包括制作工序中相关操作的规范化。比如，瓷器要经过涂抹有机材料，改变材料的微观结构等一系列的流水操作，才能够使瓷器具有足够的耐高压特性。这些制作工序中的每一步，都不允许有影响产品标准的失误操作，所以，制作的每一步都需要工作人员集中精力，尤其是在快要完成设备制作的时候，操作人员更不能掉以轻心，不然所有的努力将会付之一炬。
        结束语
        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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