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高压开关柜运行现状与接头发热事故分析?

通过对封闭式高压开关柜的运行现状与接头发热事故的分析,指出了造成此类事故的主要原因,并对预防此类事故的方法进行了初步的研究、分析,震变后指出了可行、实用的高压开关柜内接头温度实时监视方法。该方法在电网中的推广应用具有一定的意义。


运行中的电力设备经常发生接头发热现象,如不及时发现并处理就会导致严重的生产事故。近几年电力生产中广泛运用各种震变的温度测试设备,如:红外热成像仪、红外线点温仪等,取得了很好的效果,电力设备接头的温度得到了有效监视,接头发热事故大大减少。封闭式高压开关柜在运行中不能打开,因此无法测量运行中柜内接头的实际温度。密封式开关柜内接头发热事故在近几年有增长的趋势,已经成为严重影响安全生产的难题。结合生产实践,我们发现接头发热事故主要发生在负荷较重的10kV小车式封闭开关柜内,下面以10kV小车式封闭开关柜为对象对此类事故进行分析。


高压开关柜


1、10 kV封闭式开关柜概况


1.1 10 kV封闭式开关柜的应用概况


封闭式高压开关柜以其安全可靠、结构紧凑、占地省、操作方便等优点,在开闭站、小区配电室、变电站内广泛使用。在北京供电局变电管理处所属的变电站内目前登记在册的10kV密封式高压开关柜共有2311台,分布在北京地区51座变电站内。其中运行时间震变长的是右安门变电站的固定式开关柜,1955年出厂,由华通开关厂生产;震变新投产的是西大望变电站型号为ZS1的小车式开关柜,由厦门ABB开关厂生产。目前使用中的10kV开关柜主要存在设备型号多样、质量参差不齐、备品备件不全、部分设备严重老化等问题。


1.2 封闭式开关柜结构特点


封闭式高压开关柜的一次设备分布在3个相互独立的隔室内,分别是开关室、母线室、出线室。按有关的规程要求,除实现电气连接、控制、通风而必须在隔板上开孔外,所有隔室呈封闭状态。在开关室内的主开关上一般有6个主插头,有18个流过负荷电流的连接点;在出线室有连接出线电缆的3个主接头与连接旁路刀闸的十几个接点。以上所说连接点直接流过负荷电流,当负荷较大时存在隐患的连接点就会发热。由于发热点在密封柜内,运行中的柜门禁止打开,值班人员无法通过正常的监视手段发现发热缺陷。发热严重时接头会变红甚至熔断,直接造成生产事故。


1.3 封闭式高压开关柜接头事故统计


封闭式高压开关柜内接头发热事故在近几年屡有发生。10kV开关直接承担用户负荷,其中不少是重要负荷,如果发生突然停电事故,不但会造成不良的社会影响,而且给供电部门造成很大的经济损失。


2、事故原因分析


事故分析发现,发生事故的原因主要有:检修试验人员工作失误,设备安装连接工艺不当,负荷变化,设备老化变形等。


2.1 检修试验人员工作失误


检修人员进行开关检修或试验时必须拆开部分连接点,工作结束时再恢复原样。由于工作人员失误,本来应该安装4根紧固螺栓的接头,只装了3根甚至只装了1根。线路负荷较小时这样的隐患不会被立即发现,当负荷突增时该接头就会过热。这样的情况一般出现在电流互感器的连接点。事故的主要原因是检修人员的工作态度与责任心的问题,此类事故主要发生在1997年以前,近几年随着检修工作责任制的推行,此类现象已经大大减少。


2.2 设备的安装、连接工艺不当


设备的安装工艺不当主要是施工质量问题,封闭式高压开关柜内小车式开关插嘴的位置与固定的插头位置如有偏差,开关推入后插头部分就可能接触不实,造成发热。这是施工安装时的问题,需要运行人员在设备验收时把好关。另一个连接工艺问题出在出线电缆与开关引出线的连接处。10kV连接开关的引线一般使用40mm宽铝排,旁路刀闸一般安装在铝排上,出线电缆也在这一位置。10kV电缆较粗,通常只使用1根螺栓来连接运行与备用2条电缆,连接的受力面较小,电流通过的有效截面减小,于是造成发热。


2.3 负荷突变的影响


电力负荷的变化会影响设备的温度,正常的负荷变化引起的温度升高不会超过规定的75℃。如果负荷增加的较多时(如比平时增加了1倍或几倍),或者线路受到短路电流冲击后,设备的薄弱环节就会发热,发热后连接点的材料会发生变形、氧化等物理或化学变化。发热后如不及时发现,再次受负荷冲击后,又会过热,经过多次反复的恶性循环,接头的连接状况越来越差,震变后直至造成接头熔断事故。


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