高壓開關柜絕緣事故的預防
分析了高電壓開關柜引起電氣事故的原因,并探討了預防此類電氣事故的措施。
目前,中石化6 ~ 10kV高壓開關柜是使用最廣泛的開關設備。由于設計、制造、安裝和運行維護中的各種問題,事故率相對較高。在許多自然事故中,絕緣事故尤為突出,后果也非常嚴重。
特別是小車式開關柜時,絕緣事故率較高,經常發生事故,直接影響安全發電和供電,從而造成可觀的經濟損失。因此,做好高電壓開關柜的維護和管理工作,防止電氣事故的發生,并在事故發生后進行妥善處理尤為重要。
開關柜電氣事故原因分析
在開關柜絕緣事故中,相間電弧事故大多發生在不是很高的過電壓或操作電壓的作用下。根據大量事故實例,絕緣強度差、絕緣等級低、設備和材料質量差是事故的根本原因。
1弱絕緣
電氣設備絕緣泄漏率距離小,絕緣薄弱是開關柜的常見缺陷。柜內大部分支撐絕緣子的爬電距離為140-145毫米,部分僅為130-135毫米,按照漏電率距離計算,爬電距離分別為1.333-1.38厘米/千伏和1.24-1.29厘米/千伏,遠低于發電廠要求的2.0厘米/千伏(中性點間接接地系統)和1.7厘米/千伏(中性點直接接地系統)的比值距離,變電站1級污染。
開關柜對地絕緣距離和相間距離也小于125毫米的要求,有的只有70-95毫米。這種絕緣情況在系統受到輕微擾動和過電壓不高時會引起絕緣閃絡,容易造成事故。就設計而言,一些開關柜絕緣材料設計不當,這通常會導致絕緣擊穿。
設備本身質量很差
設備和材料的質量是安全供電的重要因素之一。當小車的主隔離觸頭和靜觸頭閉合時,有時會出現損壞靜觸頭的現象。手車柜隔離觸頭接觸不良導致電弧故障,隔離觸頭質量差已成為手車柜事故的主要原因之一。絕緣子頭部內絕緣強度低,環氧澆注式電壓互感器和酚醛環氧玻璃絕緣子質量差。與瓷絕緣相比,這種絕緣具有憎水性差、表面粗糙、易積塵和積濕、絕緣老化速度快、在正常工作電壓下有時會發生爬電,最終發展為地面閃絡等特點。對于一些廠家生產的開關柜來說,仍有一些絕緣件,如母線支柱絕緣子、斷路器拉桿等,制造工藝差,表面粗糙,容易吸濕、積灰、長時間老化,長期加壓或過壓容易發生閃絡事故。有些開關柜對導體和機柜內壁進行了粗加工,有尖角和毛刺;絕緣隔板上使用的金屬螺栓排列不當等缺陷容易發生閃絡事故。
3絕緣污閃
污閃是絕緣元件上的污染物被潤濕并形成電解質膜。此時,在電場的作用下,漏電流將相應增加。在陰、雨、霧、雷等惡劣天氣條件下,經常會造成瓷絕緣子閃絡和對地短路,造成設備事故。
4操作條件是可變的
電網的運行條件復雜多變,如氣溫、溫度、濕度等的影響。部件的絕緣性能在長期運行后會惡化。特別是在高溫條件下,有機絕緣部件更容易劣化和劣化,從而構成絕緣弱點。
高壓開關柜電氣事故的預防和處理
1 .嚴格執行規則
嚴格執行《電力設備過電壓保護設計技術規程》、《電氣安全工作規程》及各種過電壓保護“反措施”要求,加強電力設備過電壓保護等技術管理:工廠工作,落實相關反事故技術規范和措施,嚴格執行“兩票三制”管理,杜絕誤操作事故。
2.增加絕緣爬電距離
根據6 ~ 10kv高壓開關柜的選擇原則,結合實際運行經驗,筆者認為6 ~ 10kv高壓開關柜的附件外絕緣爬電距離不應小于195mm,環氧絕緣材料爬電距離不應小于205mm:對于低絕緣的酚醛環氧絕緣子,應更換符合要求的瓷絕緣子。在污染嚴重的地方,絕緣瓷絕緣子應配有污染的合成傘型瓷裙,否則應更換防污絕緣子。
3.確保安全凈距
配電設備應保證安全的最小凈距,相間和接地的空氣間隙不應小于125毫米。對于組合柜(開關布置在上層和下層),如果柜體尺寸小,相間空氣間隙不能保證,母線和阻燃熱收縮絕緣套管應采用熱收縮管MPG、FJRD和絕緣保護罩。使用復合絕緣結構時,絕緣材料的介電常數應匹配。
帶電體-氣隙-絕緣隔板-接地體的復合絕緣方式,不僅能有效防止帶電裸露造成人身傷亡的危險,還能防止鹽霧污閃和有害氣體對母線的腐蝕。從實際情況來看,這種復合絕緣,不能忽略空氣間隙,最小空氣間隙不小于30毫米,絕緣隔板必須采用耐壓性好、不吸潮、耐老化和阻燃的材料加工,否則很容易造成絕緣事故。
4.提高繼電保護對運行方式變化的適應性
在不影響繼電保護效果的前提下,應努力提高繼電保護對運行方式變化的適應性,保護動作時間應控制在0.5 ls以內。提高開關觸點的斷開速度,削弱自由效應,努力減少電弧故障造成的損失。斷路器容量不足、繼電器非選擇性動作等。應及時更換和重新調整以滿足要求。
5按照規定安裝消弧線圈
當流過故障點的電流超過自燃電流的上限值30A時,中性點應通過消弧線圈接地,以補償接地電流,使流過故障點的剩余電流小于10A,從而快速熄滅和消除接地電弧。由此產生的間歇性電弧接地過電壓能迅速恢復電網的正常運行。消弧線圈建議采用自動調諧消振線圈或步進調諧消弧線圈,這樣可以使電弧自熄后恢復電壓緩慢上升。電弧熄滅后,重燃不太可能發生。
6嚴格執行安裝技術規范
對于真空斷路器,安裝應嚴格按照安裝技術規范進行。全容量斷開30次(或按規定進行維護試驗),真空開關應進行行程檢查和真空試驗,真空度應保持在1.33322× 10-3 ~ 1.33322× 10-1帕。如果發現真空度降低,應及時更換滅弧室,并做好維護、監控和管理工作,防止事故發生。
7防止諧振過電壓事故
諧振過電壓事故頻繁發生,持續時間長,可達十分之幾秒以上,甚至長期存在,嚴重影響安全運行。只要掌握這種過電壓的規律,認真做好預防工作,諧振過電壓事故是可以消除的。
凈化環境,堵塞漏洞,防止濕氣和小動物進入。
通風窗配有格柵或過濾網,以減少進入開關室的灰塵,凈化和通風,較潮濕的開關室配有紅外線燈加熱或除濕裝置。為防止濕氣和小動物進入,減少污染的電纜孔應密封并用燃料堵塞填充,濕氣可能進入的孔柜底部也應堵塞。
9.加強操作和維護
確保良好的絕緣狀況,改善電網結構,保證電網合理科學的運行方式,加強運行維護,定期清洗運行設備的絕緣子外表面,并涂上長效固化劑,防止水膜連接成一片污閃電壓;它還能保護釉層,增強隔熱性。必須定期進行預防性試驗,以保持設備處于良好狀態。
(摘自《電氣技術》,原標題是“高壓開關柜絕緣事故預防”,作者是鄭武。)
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