【摘要】通过分析变电站室内开关柜内设备故障状况、气候环境等,找出设备发生故障的根本原因及存在的问题,并提出防范措施。 高压开关柜运行环境差,常受粉尘、烟雾、湿气等的侵袭,使得绝缘层表面被腐蚀,生成导电物,构成绝缘缺陷。如果不重视设备的检修、维护,不能及时发现和消除绝缘缺陷,那么最终将导致绝缘事故的发生。某变电站主变中压出口断路器支持绝缘子及拉杆绝缘子发生闪络故障时,因未能及时有效地切除故障电流,而引起主变三侧开关跳闸。更多资讯尽在中国电工网。 2011年8月15日,某110kV变电站35kVI、II母线接地,6分钟后3501断路器跳闸。现场检查发现3501间隔柜内有浓烟冒出,3501开关柜壳内被烧黑,手车整体被烧黑。 故障断路器为ZN12-40.5型、手车式,配用KYN61-40.5型高压开关柜,额定电流为1600A,额定短路开断短路电流为25kA,操作机构和真空灭弧室为前后布置,2002年12月出厂,2003年2月投运。该型号断路器在该站共有7台,投运以来各台状态一直良好,从未检修过本体,仅按制造厂提供的《安装使用说明书》及《检修工艺规则》定期进行过检修清扫和例行试验,并更换过部分易损件等。 故障设备所在地区早晚温差大且故障发时为阴雨季节,对设备的安全运行有不利影响。35kV开关柜内壁和部分设备表面有较多水珠,开关柜柜面四周有水流痕迹,母线螺栓有铜绿,部分螺栓已严重锈蚀。 故障发生当日,该变电站无操作,现场检查也未发现小动物尸体及其它异物,开关柜内未安装加热驱潮装置,高压室内排气风扇长期未运转(无人值守变电站)。 退出运行的故障3501断路器及其它同型号在运断路器,并抽取3台进行检查试验,以期尽快找出故障位置。 (2)检查3501断路器灭弧室发现三相灭弧室良好,无漏气,动触头有自闭力;真空度测试测得三相真空度分别为7.54×10-5、8.25×10-5、3.54×10-5Pa。 (3)开关柜空气距离、三相母线间及对地间的空气净距都远大于规程规定值。正常情况下,这些部位是不可能发生绝缘击穿事故的,但检查中发现3501断路器支持绝缘子和绝缘拉杆全通道沿面闪络,断路器灭弧室上下端对开关柜壳体放电,且放电路径较大,这说明这些部位对地放电是由其它原因导致的。 检查运行的同型号的其它3台断路器,发现存在同样缺陷。于是对3511断路器进行95kV工频耐压试验,当加压到50s时,绝缘拉杆发生击穿放电。进行外观检查发现3台断路器的5个绝缘拉杆沿面有放电痕迹,紫外成像检查发现绝缘拉杆增爬裙结合面有严重放电痕迹,内表面有树枝状放电痕迹。 综上所述,开关柜的绝缘结构存在薄弱环节,在湿度、温度等外因的诱发下,断路器支持绝缘子和拉杆绝缘子劣化引起绝缘降低,造成故障。 严把产品质量选型关,新选开关柜均严格按照DL404《户内交流高压开关柜订货技术条件》、DL/T539《户内交流高压开关和元部件凝露污秽试验技术条件》、GB3906《3~35kV交流金属封闭开关设备》的要求订购,严禁工艺缺陷和技术不成熟的产品入网运行。用于户内的40.5kV及以下的开关设备应在85%~95%的相对湿度下进行凝露试验,以防止设备闪络。 改善开关柜绝缘部件电场分布,杜绝尖端放电和沿面放电。 开关柜内部凝露会大大降低设备绝缘水平及可靠性,因此必须采取有效措施防止开关柜内部产生凝露。 方法一,可通过封堵来防湿。封闭开关柜电缆室底部,及时清理电缆夹层内的存水,采取措施杜绝电缆夹层进水,同时用阻燃材料封堵高压室内可能进潮气的柜底孔洞,既可防止小动物进入,也能防止电缆沟潮气侵入。 方法二,增加空气流通来减少凝露。存在室内外温差时,开关柜内空气湿度增大,建议在保证35kV配电室密封及室内卫生均良好的前提下,在室内开关柜箱体两侧适当位置开孔,安装网格栅、加装滤灰海绵,以增强空气对流、减少温差、防止凝露。
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