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纯干货高压开BOBVIP体育关柜发热故障形成原因及
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BOBVIP体育高压开关柜具有防护性能好,“五防”闭锁功能可靠、维护方便、操作简单、运行可靠性高等优点,被广泛应用于开断重要负荷和频繁操作的场所。但是一旦发生过热事故,对电力系统的危害是不可估量的。

纯干货高压开BOBVIP体育关柜发热故障形成原因及应对措施分析

紫电君根据多年的实践经验,向大家介绍高压开关柜过热事故对电力系统的危害,分析高压开关柜发热故障的形成原因,并提出了预防控制措施。

BOBVIP体育1、高压开关柜过热事故对电力系统的危害

在电能的生产、输送、供配以及使用的过程中均离不开高压开关柜,它是对电能进行调度与输送的关键电气设备之一,尤其是高压开关柜内部的电磁交融环境的稳定性更是直接决定了自身功能发挥的有效性。因此,一旦高压开关柜出现发热故障,并且没有能够得到及时有效的处理和解决时,便会大幅度增加高压开关柜的故障发生率,同时对供电可靠性产生影响。

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BOBVIP体育紫电君在这里提醒您:高压开关柜最容易出现发热故障的部位是其手车触头。一旦发生发热故障,不仅会严重损害设备自身的性能,而且需要比较长的检修周期,由此导致的经济损失也比较巨大。导致高压开关柜发热故障形成的过程不是一蹴而就的,而是一个“循序渐进”的过程。即处于不良工作环境当中或者自身出现异常情况时的高压开关柜接触面温度升高,同时电流发热效应的持续作用会促使触头温度逐渐提高。一旦这种温度升高趋势过快,致使触头温度高于高压开关柜内部电流互感器的额定耐热标准或者高于绝缘套管的耐热标准,便会导致电流互感器和绝缘套管的损坏,造成单相或两相间短路,最终使得该发热故障的破坏力被放大,波及到其他附属设备,最终供配电系统或者电力变压器的稳定性受到影响,甚至出现火灾,乃至爆炸。 几乎所有的高压开关柜手车触头的连接均利用铜排,但是金属铜不仅具有良好的导电性能,更具有优秀的导热性能。高压开关柜在工作状态中形成的热量会使铜排快速加热,导致高压开关柜内部对应触头的开闭性能受到严重影响。一旦高压开关柜手车触头出现发热事故,如果要对高压开关柜进行全面系统地检修和修护时不仅过程麻烦,而且比较困难。即便经过检修维护处理,开关的电气性能也基本上得不到完全的恢复。

2、高压开关柜的过热故障成因

一般开关柜选型都会根据系统容量及设备的使用标准进行动稳定、热稳定校验,但在实际运行中,仍有较多复杂因素导致开关柜的过热故障。根据紫电君积累的开关柜运行管理经验,分析开关柜过热故障的主要原因有几个方面。

①高压开关柜的安装工艺存在问题。在安装高压开关柜时需要严格依照设备的安装说明以及相关的技术标准。如果安装工艺出现了问题电力开关柜生产厂家,便为高压开关柜埋下了故障隐患。因此,需要专业人员监督设备的施工安装,并在设备安装完毕的测试验收环节认真把关,不为设备发热故障留下隐患。除此之外,在母线的加工、连接以及安装环节当中,彻底杜绝母线表面不光滑、不平整、未使用专用电力脂等等加工处理纰漏,避免因为这些失误和纰漏在无形当中增加了母线的接触电阻值,导致发热问题的出现。

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②设备的试验和检修人员未能认真履行工作职责。对高压开关柜的试验和检修需要相关的工作人员具备高度的责任心和认真履行工作职责的能力。通常情况下,试验人员和检修人员需要拆开高压开关柜的某些连接点进行连接,以便能够对设备进行准确的试验和检修。待试验和检修工作结束之后,则应该依照原样对高压开关柜设备进行连接。但是某些试验人员和检修人员责任心不够、工作态度不端正,直接忽视了某些细节问题。

③设备更新换代速度较慢,许多设备超期服役、元件老化变形问题突出。虽然我国在电网当中大力推行应用了众多的新工艺、新材料和新设备,促进了电网的优化改革,但是许多陈旧落后的高压开关柜设备仍然坚守在工作岗位。此举虽然表面上是降低了运行成本,但是电网运行的可靠性被无限地降低,出现故障和事故的可能性被大幅度提升。这些陈旧落后的高压开关柜设备内部的导体原材料纯度不够,降低了该导体材料的电导率。尽管断路器的工作条件正常,但是导流仍然能够发出很高的热量,使高压开关柜内部的温度处于不断升高的过程中。

④运行操作人员没有掌握高压开关柜的操作要领。运行操作人员操作刀闸与断路器的时候,导电触头会进入到母线室当中,使小车处于工作位置,行程开关会闭合,并且绿色指示灯亮起。在这个时候,运行操作人员应对小车进行轻轻地摇晃电力开关柜生产厂家,确保小车完全合上,让动触头和静触头能够全面的接触,此时接触面的电阻值最低,发热问题也就得到了有效解决。

⑤环境条件因素。国内气候报告显示,我国南方夏季室外温度维持在35℃~40℃,少数地区超过40℃,叠加设备本身散发的热量,将导致配电室内环境温度过高,如开关柜采用传统散热方式电力开关柜生产厂家,加上通风设施欠缺,则会间接增大室内的灰尘、湿气的进入量,使开关柜处于较恶劣的运行环境,这将加剧开关柜内一次元件的发热,形成开关柜的异常发热。

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⑥电力负荷的突然变化产生的不利影响。电力负荷是影响高压开关柜设备内部温度的重要因素,如果电力负荷能够持续保持在正常的范围之内,那么它所导致的高压开关柜设备温度上升一般不会超过75℃。但是因为短路或者其他原因导致的电流急剧增加会显著提升电力负荷,高负荷冲击会加速高压开关柜设备薄弱环节的温度上升。一旦温度过高,则容易导致连接点材料氧化、变形、老化加剧等问题。如果这种问题没有被及时发现并得到有效处理,则下一次的高负荷冲击所造成的损害会在上一次损害的基础之上进行累计。一旦进入恶性循环,则接头的连接状况便会持续地恶化下去,最终导致接头熔断。

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3、高压开关柜发热故障的应对措施

设备选型和准入把关

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国家标准或IEC标准规范了开关柜设备设计、制造、试验、安装以及安全环保技术要求电力开关柜生产厂家,目前很多开关柜生产厂家一般会按照通用标准进行制造,但由于地域运行条件不同、维护管理要求不同电力开关柜生产厂家,使用单位有必要结合实际进一步规范厂家的制造标准、工艺和质量,严格选型和准入条件,从源头上保证开关柜适应“本土化运行”。在高温、潮湿、设备容载率较高的经济较发达地区,开关柜出现过热故障概率较高,故企业有必要结合实际,对设备的动热稳定校验、温升试验、设备温、湿度控制及排风系统等方面提出相应的制造标准和要求。如,要求在开关柜内设智能数显温湿度控制器和功率不超过100W的加热器,用于自动控制柜内湿度;对3150A、4000A的大电流柜采用额定电流为4000A真空断路器,配置使用寿命连续运行不低于2年的优质风扇,风扇能在母线不停电情况下进行维护,且方便更换,严禁采用风扇直接吹真空断路器的形式进行散热;对采用热缩绝缘包封,要求热缩绝缘厚度不小于2mm并满足温升试验要求(提供温升试验报告);对于额定电流2000A及以上的柜内CT,在保证内部安全距离的前提下,尽量选用穿芯式结构CT,改善CT散热条件等。

运行维护到位

结合开关柜可能导致异常温升的主要原因和实际运行易发热部位,综合落实各项运维防控过热措施,是保证开关柜安全运行的必要条件。具体如下:

①负荷控制。控制电流荷载,降低过载运行的次数以防过热问题。当前社会用电需求量持续增多,使大部分变电站长时间处于满负荷运行状态,特别是主变压器低压进线开关柜承担的电流值经常超标,荷载过重造成元器件发热次数增多进而导致异常温升。故运行管理上应做好负荷预测,合理安排运行方式和负荷割接,尽量避免开关柜满载或超载运行。

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②触头维护。开关柜断路器手车的触头未正常接触,尤其是动静触头之间的咬合状态不理想,是导致开关柜发热事故的主要原因。检修人员应特别关注对触头的维护。重点观察刀闸螺丝的紧固状况,必要时更换新的螺丝、弹簧等构件,防止弹簧经隔离触头多次分合后老化导致触头衔接过松,同时对隔离触头涂抹导电膏、凡士林以降低接触电阻。

③定检预试。定期检查、试验开关柜内设备,按照试验步骤逐一验证,发现异常数据应结合历史数据进行对比分析,判断开关柜内设备绝缘能力,及时更换柜内的绝缘劣化或失效元器件,杜绝人为失误给开关设备带来的巨大安全隐患。

④加装在线监测。在开关柜内装设在线温度测量装置,实时监测开关柜内触头、铜排、附属元件等运行设备的运行情况,测量装置同时与电流继电器相配合启动风机,当柜内温度或继电器中电流达到定值便启动风机降温,若温度继续升高到另一整定值,则发告警信号,通知值班员及时处理,也方便检修人员直观判断发热故障情况,锁定开关柜的过热位置,实施针对性的检修处理。

⑤改善运行环境。一般是考虑改善配电室通风排气系统和设置空调,整体控制配电室环境的温湿度,避免开关柜运行过程中的累积温升。

BOBVIP体育总之,高压开关柜作为供配电企业非常重要的变电站设备,需要对其发热故障进行及时处理,提供电网系统的供电可靠性与供电经济性。对于高压开关柜发热故障,需要在明确发热原因的基础之上进行有效的处理。