35kV高压开关柜绝缘事故的分析及防范措施

35kV高压开关柜绝缘事故的分析及防范措施

(西电宝鸡电气有限公司陕西宝鸡721006)

摘要:文章针对35kV高压开关柜绝缘事故的原因进行了分析,并提出切实可行的防范措施,对预防此类绝缘事故具有积极的意义。

【关键词】35kV开关柜;绝缘事故;防范措施

(一)引言:35kV开关柜由于在设计、制造、安装和运维方面存在着不同程度的问题,因而事故率比较高。据调查统计,35kV高压开关绝缘事故产生的可能性因素中,绝缘件老化是最主要的诱因。开关柜绝缘件容易受到温度、粉尘、水汽等的影响,造成绝缘件腐蚀、老化,直接影响绝缘件的绝缘性。另外,35kV高压开关柜绝缘事故发生的可能性因素还包括,操作过电压和谐振过电压、错误操作、SF6气体泄漏等。下文对35kV开关柜的绝缘事故进行分析,并提出有效的防范措施。

一、35kV高压开关柜绝缘件内容简析

35kV高压开关柜绝缘件的绝缘性是保证35kV高压开关柜能够安全运行的重要保障,对潜在的安全隐患进行排查有利于35kV高压开关柜的持久运行,延长设备的使用年限,节约维修成本。绝缘事故是35kV高压开关柜运行事故中的重大事故,也是最需要加强防范的。35kV高压开关柜绝缘事故的防范措施可从该事故引发的可能性因素上进行分析,包括定期清扫并检查开关柜回路、SF6绝缘气体的检测、绝缘净距及绝缘比距检查等,每个环节都不允许有疏漏,以避免绝缘事故的发生。

二、35kV高压开关柜绝缘事故发生可能性因素

(一)绝缘件老化受潮

基于35kv高压开关柜运行环境的基础上,35kv高压开关柜内部的绝缘件主要含有环氧树脂互感器、绝缘套管以及避雷器等装置,对于内部这些装置来说,它们极容易受到温度、水汽等的威胁,从而致使绝缘件出现老化等问题,最终严重影响了绝缘件绝缘性能。当其在实际运行工作状况时,则可能会引爬电问题,为绝缘事故的发生埋下隐患。

(二)柜内导体绝缘比距小

35kV高压开关柜对柜内导体的对地距离与相间距离有一定的要求,若在设备投入运行前期,未对柜内导体的对地距离及相间距离进行准确计算,造成偏差,导致对地距离与相间距离过小,很容易在操作过电压和谐振过电压下发生绝缘事故。

(三)操作过电压或谐振过电压

在35kV高压开关柜设备内部,真空断路器是开断作用不可忽视的重要部件,断路器在分合空载变压器时产生的操作过电压或谐振过电压容易造成绝缘件绝缘击穿,导致35kV高压开关柜绝缘事故的发生。

(四)错误操作

对于35kV高压开关柜来说,其在实际运行过程中,拥有着较为复杂的运行原理,再加上众多的内部组件。因此,其安全成为了首要问题。在实际35kV高压开关柜运行过程中,就必须要求操作人员拥有较高的操作能力,同时能够按照严格的操作流程进行工作。一旦出现违规操作或者是打乱操作流程的问题,那么势必会造成高压开关柜短路,最终引发绝缘问题的出现。

(五)线路运行状态异常

线路的正常运行是保障35kV高压开关柜安全运行的基本条件,在运行中,若出现线路运行异常,如单相线路接地,非故障两相电压将升高,可能引起绝缘的薄弱环节被击穿,引发35kV高压开关柜绝缘事故的发生[2]。

(六)SF6气体泄漏、SF6气体不纯净

随着高压开关柜应用范围的扩大,为适应更加复杂的运行环境,要求高压开关设备在尺寸上设计要更为紧凑,体积更小,同时必须满足绝缘性能要求,SF6气体绝缘金属封闭开关柜则满足了以上要求。SF6气体绝缘强度为空气的2.5-3.0倍,灭弧能力为空气的100倍,因此普遍应用于高压电气设备。由于35kV高压开关柜气室在制造工艺上可能存在缺陷,导致在充入SF6气体后,气室出现SF6气体泄漏现象,而SF6气体作为开关柜内起绝缘作用的重要组成部分,一旦泄漏将会造成高压开关柜绝缘性能降低,引起放电现象,最终导致绝缘事故发生[1]。

35kV高压开关柜气室在SF6气体充入前期,金属气室柜内必须保持干燥清洁,否则会降低SF6气体的绝缘性能,引起气室内电弧故障的产生,SF6气体在电弧作用下发生分解,并与水汽及杂质发生化学反应,生成有毒物质,进而腐蚀柜内导体及绝缘部件,同时也会引起开关柜气室压力剧增,严重时会造成开关柜爆炸。

二、35kV高压开关柜绝缘事故的防范措施

(一)定期清洁并检查开关柜

外在环境对高压开关柜的事故影响较大,防范故障发生时应注意环境的监测控制。如:对通风窗可以通过加装网栅或过滤网的方法,来降低进入开关室的灰尘量,而对于较潮湿的开关室,可以加装加热或去湿装置来降低潮湿度降低污秽物对开关安全运行的威胁,坚持贯彻“逢停必扫的原则”。气体绝缘金属封闭开关柜,高压部分采用全封闭,虽然避免了外界环境对开关柜高压侧的直接影响,但气室与柜外连接部分仍需要加强检查和维护,例如:高压电缆室电缆孔洞的封堵,气室压力传感器,气室充、排气接口的气密性检查。同时也要定期对开关柜柜体进行清洁,防止粉尘、湿气依附于开关柜柜体上,造成开关柜柜体金属锈蚀。

(二)检查绝缘净距和绝缘比距

对35kV高压开关柜的绝缘净距和绝缘比距的设置,国家电网已作出明确规定,开关柜空气绝缘的净距与比距都应该严格按照国家相关规定进行设置。在开关柜投入运行前,要检查绝缘净距和绝缘比距,若不符国家规定,则要对开关柜进行重新改造,以避免绝缘事故的发生。

(三)保持高压室空气干燥

35kV高压开关柜绝缘件最易受到潮气的侵蚀,导致表面保护膜被腐蚀,形成导电物质,造成绝缘弱化。为加强绝缘事故的防范,应做到保持高压室内的空气干燥,可安装小型空调设备,夏季可通过散热降低高压室内的温度,并保持高压室内干燥,冬季可将高压室内湿气抽出,保证高压室不受外界环境的影响[3]。

(四)增设防误操作的闭锁装置,实现高压开关柜的“五防”功能

该措施主要包括以下几方面,第一,防止误分、合断路器;第二,防止带负荷拉、合隔离开关;第三,防止带电挂接地线(和接地刀闸);第四,防止带接地线(接地刀闸)合断路器和隔离开关;第五,防止误入带电间隔。

(五)定期检测

SF6气室压力以及微水含量。为避免35kV高压开关柜绝缘事故的发生,排除安全隐患,要求定期对母线室、断路器室SF6气体进行压力及微水含量检测。保证气室内SF6气体压力在正常范围内,SF6气体微水含量符合规定。

(六)气室压力监测报警功能

通过气室压力传感器实时监测开关柜内气室压力情况,当气室压力达到设定告警或动作值时,输出报警或断路器动作信号,提醒检修人员及时对开关柜进行检查,防止绝缘事故的发生和绝缘事故的扩大,当气室气压急剧增大时,可通过气室内的防爆膜将气室压力释放,防止柜体发生爆炸,引起更严重的事故[4]。

综上所述,35kV高压开关柜是电力系统的重要设备之一,能够引起其绝缘事故的因素主要有绝缘件的老化、操作错误等。除此之外,35kV高压开关柜的设计、制造、安装的不足,使得绝缘净距和绝缘比距不在国家规定的范围内,导致设备在不安全的环境中运行,很容易造成绝缘件绝缘性能的弱化。

参考文献:

[1]王春生,杨志淳,漆璇,一种基于气体传感的新型中高压开关柜过温监测系统的研制[J].高压电器,2015(2).

[2]李鹏萱,韩克军,张星星,等.基于ZigBee的高压开关柜温度无线传输系统的研究[J].智能计算机与应用,2016(2).

[3]全光荣.基于高压开关柜常见故障和改进对策的分析[J].通讯世界,2014(20).

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