高壓開關柜的類型及常見故障分析
這本書在電力行業引起了巨大的轟動,讓許多電力從業者豎起了大拇指!
一、高壓類型開關柜
1.1室外和室內
根據高壓開關柜的排列,可分為室外型和室內型。10KV及以下采用室內型。根據不同的一次線方案,可分為進線和出線開關柜,接觸油開關柜,母線分段柜等。少油斷路器或真空斷路器安裝在10KV進線和出線開關柜處。裝有斷路器的操作機構主要是彈簧操作機構或電磁操作機構,也有手動操作機構或永磁操作機構。不同開關柜在結構上有很大差異,這將影響傳感器的選擇和安裝。
1.2固定和可拆卸
根據高壓開關柜的用途,可分為固定式和移除式。過去,發電廠的廠用電系統采用的是拆卸式開關柜,而供電系統采用的是更多的固定柜。隨著科技的進步和新產品的不斷開發,許多習語也在發生變化。例如,金屬裝甲移除類型開關柜是在固定類型開關柜的基礎上開發的。金屬脫甲式開關柜為全封閉結構,各功能室相互隔離,正常運行性能和防誤操作功能完善合理,維護方便,大大提高了運行的安全性和可靠性。
二、高電壓開關柜常見故障分析
分析高壓開關柜故障原因的原因,大多發生在絕緣、導電和機械方面。
2.1拒絕失敗和誤操作
這種故障是高壓開關柜時最重要的故障,其原因可分為兩種。一是操作機構和傳動系統機械故障,表現為機構卡死、部件變形、移位或損壞、開合鐵芯松動卡死、軸銷松動斷裂、脫扣故障等。另一種是由電氣控制和輔助電路引起的,表現為二次接線接觸不良、端子松動、接線錯誤、機構卡死或開關不良導致開關線圈燒損、輔助開關切換無效、操作電源、開關接觸器、微動開關等故障。
2.2故障和停機故障
這種故障是由斷路器本身引起的。對于無油斷路器,主要表現為噴油短路、滅弧室燒損、分斷能力不足、合閘時爆炸等。真空斷路器表現為滅弧室和風箱漏氣、真空度降低、電容器組重燃、陶瓷管破裂等。
2.3絕緣故障
絕緣水平是指正確處理各種電壓(包括工作電壓和過電壓)、各種限壓措施和作用在絕緣上的絕緣強度之間的關系。努力使產品安全經濟,獲得最佳經濟效益。在絕緣方面,主要故障有外絕緣對地閃絡擊穿、內絕緣對地閃絡擊穿、相間絕緣閃絡擊穿、雷電過電壓閃絡擊穿、瓷套管、電容器套管閃絡、污閃、擊穿、爆炸、起重桿閃絡、CT閃絡、擊穿、爆炸、瓷絕緣子斷裂等。
2.4載流故障
72 ~ 12kv電壓等級的載流故障主要是由于開關柜隔離插頭接觸不良,導致觸頭燒損。
2.5外力和其他故障
包括異物撞擊、自然災害、小動物短路以及其他未知外力和事故。
三、使用高壓開關柜并進行故障檢測
雖然在購買和使用高壓開關柜之前已經開始了相應的驗收工作,但在現實中存在先天質量問題的設備不可避免地會投入使用。此外,由于外力和機器老化,高壓開關柜很難保持永久的安全使用狀態。作為補救措施,用戶必須加強對高電壓開關柜的檢測。只要發現異常并及時發現,事故是可以避免的。
3.1機械故障的檢測和使用
許多統計數據表明開關柜的機械故障比例最高。這是因為有許多與機械操作相關的部件,包括開關電路系列中的許多環節。此外,開關的操作是不規則的,有時長時間不操作一次,有時連續操作。此外,它還受到全年環境變化的影響。因此,機械故障,尤其是拒絕動作故障,發生的概率最高。
為確保開關設備操作機構的可靠性,需要對其進行測試和驗證。例如,真空斷路器制造商通常必須在產品出廠前在標準規定的高和低工作電壓下進行數百次機械操作。如果有故障,應該在出廠前處理。其次,開關柜范圍內的所有部件,尤其是活動部件,包括緊固螺釘、彈簧和各處拉桿,應具有足夠的強度和可靠的結構,并能經受長期運行的考驗。
為了確保電路的良好連接,必須保證閉合和斷開線圈以及輔助開關等部件的性能。由于是串聯電路,電路中的所有開關、保險絲和連接應始終處于良好狀態,DC操作電源也應始終處于正常狀態。如果DC電路的絕緣不好,一點接地或多點接地可能導致開關誤動作。如果DC電路不導通或電源不正常,就會發生誤操作事故。
無論是制造商還是運營單位,他們都應該做好本職工作。以便最大限度地減少機械故障。
3.2絕緣水平的檢測
原則上,電壓水平越高,越注意絕緣水平的選擇。對于中壓等級,通常希望絕緣水平稍高一些,通過增加一點成本使操作更安全。
國家標準GB311.1997推薦了四種沖擊耐壓試驗方法。對于具有非自恢復絕緣的設備,可以使用三次方法。對于具有由非自恢復絕緣和自恢復絕緣組成的復合絕緣的設備,可以使用3/9倍的方法。對于具有復合絕緣的設備,通常使用15倍的方法。目前,高電壓開關柜的雷電沖擊耐壓試驗大多是進行15次。事實上,當中壓級設備達到要求的最小外絕緣空氣尺寸時,例如,當l0kV級設備外絕緣的凈氣隙為125毫米時,沖擊耐受電壓裕度較大,可達到試驗目的的3/9倍。
在實際測試中,還應考慮絕緣水平相同的產品,不同地方的運行條件差異很大。除了設備本身的絕緣水平外,影響運行中電氣設備絕緣性能可靠性的因素包括過電壓保護措施、環境條件、運行條件和設備隨時間的老化等。必須全面考慮這些因素的影響。
3.3導電電路的檢測
運行設備中發生的導電電路故障或事故表明,一旦導電電路接觸不良,問題將隨著時間的推移而惡化。隔離插頭通常配有緊固彈簧,加熱后會降低其彈性,進一步增加接觸電阻,直至發生事故。因此,制造商還應嚴格控制型式試驗中的溫升試驗項目。對于大量生產的品種,額定電流下的溫升試驗也應用于常規或不定期的泵送試驗。特別是大額定電流開關柜時,適合對每個產品進行溫升試驗驗證。
根據規定,用大電流直流壓降法測量回路電阻是防止導電回路事故的一種方法。由于用于回路電阻測量的電流有限,測量結果合格,但載流事故在運行中仍多次發生。實踐表明,這不是一個非常可靠的方法,不應該完全依賴。
對用戶來說,產品投入運行后,應充分了解其載流量和穩定性,確保設備可靠安全運行。在產品運行的初始階段加強監控是非常必要的。在夏季高峰負荷和高環境溫度下,監控設備的運行狀態尤為重要。例如,紅外測溫等方法可以用來監測設備的加熱狀況,及時發現潛在的異常加熱現象。
四.結論
設備故障一般被認為是由于設備質量差、等級低造成的,因此經常努力提高設備指標水平。事實上,設備的絕緣水平等指標不能也不應該盲目加強。應對事故進行具體分析,以檢查出現的缺陷是否普遍存在。另一方面,為了事半功倍,繼電保護和運行環境也應發揮作用。應正確使用和合理測試開關設備,確保其絕緣、導電、機械操作和分斷性能可靠安全,并能經受長期運行的時間考驗。
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