近年來，變電站lOkV配電裝置廣泛采用小車式開關(guān)柜。小車式開關(guān)柜將斷路器手車置于柜體的底部或者中部，斷路器隔室內(nèi)安裝了特定的導(dǎo)軌，可使手車方便靈活地處于各需要位置。斷路器在試驗位置與工作位置之間移動時，隔離活門自動打開或關(guān)閉，保證了工作人員不觸及帶電體。當(dāng)斷路器手車從工作位置移到試驗位置或拉出柜外時，位于觸頭盒前面的防護(hù)檔板會通過傳動機(jī)構(gòu)自動從上方向中間合攏，將靜觸頭隔離開，以防止誤入帶電間隔，碰觸帶電部位。當(dāng)斷路器手車推向工作位置時，防護(hù)檔板又會自動分開，使斷路器上、下隔離斷口的動靜觸頭能夠緊密接觸。如果防護(hù)檔板的傳動機(jī)構(gòu)損壞，不但不能起到安全防護(hù)作用，而且還有可能造成開關(guān)設(shè)備損壞或出安全問題。
1、故障發(fā)生及原因分析
2004年3月，某電廠10kV高壓室的一二段母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜發(fā)生短路，造成母線失壓事故。現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)該開關(guān)柜柜門嚴(yán)重變形，開關(guān)小車灼傷嚴(yán)重，絕緣受損；開關(guān)柜上、下隔離斷口的防護(hù)檔板出現(xiàn)明顯的閃絡(luò)放電現(xiàn)象。
該臺10 kV開關(guān)柜是1994年出廠，同年投運，型號為HS4010M。此型號產(chǎn)品在該站共有12臺，十多年來，按制造廠提供的安裝使用說明書及檢修工藝導(dǎo)則要求進(jìn)行維護(hù)檢修，而每年一度的設(shè)備預(yù)防性試驗也未發(fā)現(xiàn)問題。
在對故障進(jìn)行深入檢查時．發(fā)現(xiàn)問題如下：
(1)開關(guān)小車上部三相動觸頭的頂部出現(xiàn)一道整齊的燒焦痕跡，其位置剛好就是防護(hù)檔板自由下放的停止位置。對開關(guān)小車的推入進(jìn)行模擬試驗，發(fā)現(xiàn)該小車柜控制防護(hù)檔板拐臂的轉(zhuǎn)軸動作卡澀，機(jī)構(gòu)輕微變形，小車在推入過程中不能將上防護(hù)檔板從上部三相動觸頭的頂部完全移開，防護(hù)檔板直接落在開關(guān)小車的動觸頭上。而按照DL／T404-1997《戶內(nèi)交流高壓開關(guān)柜訂貨技術(shù)條件》規(guī)定，高壓帶電裸導(dǎo)體與該絕緣板間應(yīng)保持不小于30mm的空氣間隙，不應(yīng)直接接觸。
(2)由于該開關(guān)柜的防護(hù)檔板與開關(guān)小車動觸頭形成直接接觸，因此必須校核該絕緣檔板的絕緣情況。測量防護(hù)檔板下落在開關(guān)小車動觸頭上時的絕緣爬距，其相間爬距約為218～223mm。根據(jù)GB／T 16434-1996“高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)》及DL／T593-1996《高壓開關(guān)設(shè)備的共用訂貨技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，污穢等級為1級時，有機(jī)材料取1.6cm/kV，即10kV戶內(nèi)有機(jī)材料爬距184mm;污穢等級為2級時，有機(jī)材料取2.0cm/kV，即10kV戶內(nèi)有機(jī)材料爬距230mm。可見當(dāng)防護(hù)檔板直接落在開關(guān)小車動觸頭上時，絕緣板的絕緣爬距大干1級污穢等級設(shè)備要求的184mm，但小于2級污穢等級設(shè)備要求的230mm。
(3)檢查絕緣檔板情況。絕緣檔板已燒糊炭化，將其沿中心剖開，其內(nèi)芯亦嚴(yán)重炭化，由此判斷此次相間短路是由絕緣檔板被擊穿造成的。當(dāng)?shù)貧夂蛟?月間異常潮濕，剖開的絕緣檔板內(nèi)芯有潮氣存在，說明絕緣檔板受潮嚴(yán)重。圖2為絕緣檔板情況。
對該廠其它開關(guān)柜的同類絕緣檔板進(jìn)行工頻耐壓試驗，發(fā)現(xiàn)僅能承受20kV左右的電壓，遠(yuǎn)低于規(guī)程規(guī)定的42kV耐壓值。
我國南方多屬亞濕熱或濕熱地區(qū)。雖然開關(guān)柜是安裝在戶內(nèi)的設(shè)備，但絕大多數(shù)安裝開關(guān)柜的配電室都不是密閉的房屋，目前更不具備空調(diào)條件。因此安裝在重工業(yè)、化學(xué)工業(yè)地區(qū)、山區(qū)、江河、沿海地區(qū)以及濕熱帶氣候地區(qū)的開關(guān)柜就容易受到來自外部環(huán)境的影響。其中濕度、溫度及污穢是影響開關(guān)設(shè)備運行安全的決定因素。該電廠的10kV高壓室運行工況比較惡劣，開關(guān)柜絕緣檔板在運行中受潮，絕緣表面產(chǎn)生凝露和附著污穢，因而使絕緣水平下降。該開關(guān)柜絕緣防護(hù)檔板運轉(zhuǎn)不到位，檔板絕緣材料爬距不足，未滿足加強(qiáng)絕緣的要求，再加上絕緣檔板內(nèi)部嚴(yán)重受潮，在長期工頻電壓作用下形成閃絡(luò)放電，造成三相短路事故，燒毀斷路器。
2、處理措施
(1)更換合格的絕緣防護(hù)檔板，調(diào)整防護(hù)檔板傳動機(jī)構(gòu)。
由于原裝的絕緣防護(hù)檔板均存在不同程度的受
潮情況，更換了所有開關(guān)柜的絕緣防護(hù)檔板，并且適當(dāng)減少了檔板的高度，在確保檔板關(guān)閉良好的情況下，使得電裸導(dǎo)體與該絕緣板間保持不小于30mm的空氣間隙。調(diào)整防護(hù)檔板的傳動機(jī)構(gòu)，使防護(hù)檔板在打開或關(guān)閉時能靈活到位。
(2)加強(qiáng)維護(hù)，加裝驅(qū)潮裝置。
在開關(guān)柜內(nèi)下部安裝功率為100W的驅(qū)潮裝置，以利于開關(guān)柜防潮。制定運行維護(hù)措施，周期性檢查柜內(nèi)絕緣防護(hù)檔板的絕緣情況及開閉動作情況，確保傳動機(jī)構(gòu)靈活到位，防護(hù)檔板絕緣良好。
3、結(jié)束語
(1)小車式開關(guān)柜廣泛采用絕緣材料制成的隔板和活門，構(gòu)成復(fù)合絕緣以達(dá)到縮小體積降低成本的目的，這使得設(shè)備的絕緣問題較一般純空氣絕緣復(fù)雜得多。運行經(jīng)驗表明，影響復(fù)合絕緣水平的因素有大氣條件、板材質(zhì)量、隔板表面清潔狀況、帶電體與隔板間的空氣凈距、隔板的接地部位離帶電體的距離等等。現(xiàn)有開關(guān)柜的設(shè)計對上述后兩個絕緣距離缺乏足夠的研究，設(shè)備在運行中容易出現(xiàn)閃絡(luò)放電事故，對此問題生產(chǎn)廠家應(yīng)進(jìn)行校核驗證，改良設(shè)計。
(2)在開關(guān)柜安裝驗收時，其設(shè)備爬距一定要符合規(guī)范要求，根據(jù)不同電壓等級，保證足夠的安全凈距。絕緣夾板在使用前一定要進(jìn)行烘干處理，并應(yīng)按國家施工驗收規(guī)范做絕緣和耐壓測試，符合要求才能使用。開關(guān)柜內(nèi)必須安裝驅(qū)潮裝置，以利于開關(guān)柜防潮。
(3)運行中應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)，有條件時應(yīng)周期性檢查柜內(nèi)絕緣防護(hù)檔板的絕緣情況及開閉動作情況。
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