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高压开关柜绝缘事故原因的分析

时间:2016/4/16 来源:

 高压开关柜是使用极广、数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题,因而事故率比较高。在诸多性质的开关柜事故中,绝缘事故多发生于10kV及以上电压等级,造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜,绝缘事故率更高,而且往往一台出现事故,殃及邻柜的现象更为突出。关键词:高压开关柜绝缘事故分析


    高压开关柜是使用极广、数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题,因而事故率比较高。在诸多性质的开关柜事故中,绝缘事故多发生于10kV及以上电压等级,造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜,绝缘事故率更高,而且往往一台出现事故,殃及邻柜的现象更为突出。开关柜绝缘事故原因分析有以下几方面:


    1爬距及空气间隙不够


    爬距和空气间隙不足是开关柜发生绝缘损坏事故的根本原因。特别是手车柜,为了缩短柜体尺寸,大幅度减小装于柜内的断路器,隔离插头相间或对地距离,却未采取有效的保证绝缘强度的措施。


    2制造质量及工艺不良


    制造质量及装配质量对开关柜整体耐压水平有很大的影响。开关柜内的有些元件可以通过耐压试验,但开关柜整体却通不过,原因是装配质量差。如紧固螺丝不规则,拧紧后螺杆长出螺母过多;有的支持瓷柱的紧固底板成“丁”型,在支持瓷柱处作特殊处理,这样不仅缩短了绝缘距离,而且造成电场局部集中。开关柜内的“五防”措施不完善,开关机械联锁部分不灵,合、分闸位置不明显,经常造成误合、分闸。另外,支持瓷柱质量差,动稳定性能差,在短路电流冲击下发生断裂,造成事故扩大。


    3接点容量不足或接触不良,发热导致开关柜起火


    当接点容量不足或接触不良时,该处局部温度升高,严重时烧断该处载流部,引起对地或相间闪弧,造成绝缘闪络。某110kV变电所就发生一起因刀闸下桩头发热烧断造成短路,引起开关屏起火、爆炸事故。


    4环境条件的影响


    开关柜运行的环境条件是导致开关柜发生绝缘闪络的主要原因,大气污染不断加剧,逐渐污染了电力设备的绝缘子、套管及母线。分析多年来污闪事故,总结出发生污闪的原因主要有二:第一(客观存在的)是污秽和潮湿两个因素同时存在于绝缘子的表面,灰尘附在绝缘子表面,在干燥的时候,绝缘电阻仍然很高,所以在干燥气候下不发生污闪。清洁的水电阻也很高,如果绝缘子不脏污,它虽然受潮了,但绝缘强度仍很高,这里也不发生污闪。一般情况下,干旱气候持续的时间较长,绝缘子及母线积污多了。这时又突然下雾,而下雾的时间较长(一般2~3小时),污秽被雾水充分地潮湿,此时产生污闪的可能性较大。第二(人为原因)是绝缘子串的泄漏距离偏小,不能适应污秽和潮湿的环境。污闪是在绝缘电阻下降、泄漏电流增大到一定程度时才发生的。在同样的污染受潮和同样的电压下,如果绝缘子的泄漏距离较长,泄漏电流增长就比较快,泄漏距离越长,电弧的弧径就越长,闪络就难以发生。如果绝缘子的泄漏距离小,放电容易跨接两端电极,从而发展闪络。


    5雷电过电压造成开关柜闪络


    在电力系统,由雷云放电引起过电压造成开关柜放炮的事情时有发生。雷电过电压根据其产生的原因,通常大致可分为两种:


    5.1直击雷过电压


    雷电直接击中输电线路等电力设备所产生的过电压。例如,对地电压高达几百兆伏的雷云,它的电荷突然直接对输电线路的导线放电,这种异常高的电压从落雷地点以行波的形式沿导线向两端传播,所到之处就出现过电压。此外雷电击中杆塔或落在避雷线上时,大量的电荷经过避雷线、杆塔、接地电阻流入大地,巨大的电流沿途产生很大的电压降,使避雷线和杆塔的电位上升,与输电线路形成一个很高的电位差。当电位差足以使其间的绝缘发生击穿时,就在输电线上产生过电压,这时电压以行波的形式向导线两端传播。


    5.2感应过电压


    感应过电压是指雷击中电力设备附近的物体,或者雷云在输电线路上空放电时,在输电线路上引起的过电压。由于导线附近遭受雷击,大量的雷电电流沿通道流入大地产生迅速变化的电磁场,这个电磁场也能使导线遭受电磁感应而产生过电压。


    雷电过电压的特点:


    (1)持续时间很短,一般仅十微秒。


    (2)它是单极性的,直击雷多数是负极性,而感应电压多是正极性。


    (3)雷电过电压的峰值很高,可达数千千伏。它有可能引导线对地或相邻两相的绝缘发生闪络,且行波进入变电所使


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