10kV開關柜斷路器間隔絕緣故障分析

1、10kV 開關柜斷路器間隔絕緣故障分析摘要：帶電檢測技術能夠有效實現(xiàn)設備運行狀態(tài)下的監(jiān)測，經過合理的信息分析及判斷，確保開關柜在未來某一段時間內的經濟、合理、安全、穩(wěn)定運行。此外，相關于于周期性的定期停機檢測及長期監(jiān)測來說，帶電檢測技術能夠越發(fā)節(jié)約資源及成本，見效快，在目前我國的電力生產運營環(huán)境中將發(fā)揮巨大作用。關鍵詞：開關柜；斷路器；電場仿真；絕緣故障引言介紹了一起 10kV 開關柜斷路器間隔絕緣故障，經過現(xiàn)場檢查、視頻分析、故障后試驗及故障分析，發(fā)現(xiàn)造成此次故障的主要原因為主變側隔刀相靜觸頭處的無線測溫傳感器不銹鋼綁扎帶斷裂或松開后從觸頭盒空隙伸出，導致關于地（柜體）距離不足引起放電，使靜

2、觸頭處燒蝕出凹坑，最終導致斷路器發(fā)生故障并且造成主變跳閘。開關柜絕緣狀態(tài)評估據不完全統(tǒng)計，開關柜故障中有 37.2%是由于開關柜絕緣問題導致的，可見開關柜絕緣故障是開關柜故障的主要原因。開關柜在運行進程中，工作人員誤操 作、開關動作和雷擊都會引發(fā)過大的電壓。由于制造進程、安裝進程、運行維持 方當導電回路接觸部位氧化、接觸松動、過載等都將導致觸頭接觸不良、接觸電阻 增大，造成載流故障的發(fā)生，出現(xiàn)觸頭溫渡過高以及環(huán)境溫度升高都會引發(fā)絕緣 最終造成開關柜故障。因此電應力、機械應力、熱老化和化學老化的共通作用是 引發(fā)絕緣材料劣化，最終發(fā)展成為絕緣故障的根本原因。開關柜絕緣狀態(tài)評估是 即時維修、更換，預

3、防發(fā)生絕緣故障的重要技術手段。開關柜絕緣狀態(tài)評估主要 將局部放電、運行環(huán)境(囊括氣溫、氣壓、濕度等)作為檢測關于象，局部放電是引 發(fā)絕緣問題的根本原因，因此本文著重關于開關柜局部放電檢測方法進行闡述。絕 4 種：由于制作工藝引入絕緣介質內部的氣隙、雜質等造成絕緣介質內部缺陷引發(fā)的內部放電； 由于暴露在空氣中的金屬表面毛刺引起的尖端電暈放電;絕緣介質表面污染物引起的沿面放電;由于結構設計缺陷、運輸以及運行進程中結構缺陷造成的接觸不良引起的懸浮電位放電。局部放電最直接和最鮮明的現(xiàn)象是導致電極間的電荷移動。 具體表現(xiàn)在:放電部位帶電粒子的變化。當發(fā)生局部放電時，帶電粒子會快速 地由帶電體向非帶電體遷

4、移(如開關柜柜體)，并且在非帶電體上產生高頻電流。 輻射高頻電磁波信號。根據麥克斯韋電磁場理論，局部放電會產生變化的電場， 變化的電場激發(fā)磁場，這樣交變的電場與磁場相互激發(fā)，并且向外傳遞便形成電磁 波。極短時間內的放電脈沖會產生較高頻率的電磁波，并且向外輻射。鑒于上述兩 個原理可知，局部放電的發(fā)生必然會伴隨電流和電磁波的產生，實際上除此之外 局部放電還伴有超聲波、氣體生成物、光、熱。依據局部放電時伴隨產生的這些 物理現(xiàn)象，可以將檢測手段分為電測量法和非電測量法。電力開關柜絕緣狀態(tài)檢 測與故障診斷依照檢測狀態(tài)分為離線檢測和帶電檢測。離線檢測具有背景干擾小 的優(yōu)點，但由于需要停電檢修，成本高，耗時

5、長，逐漸被帶電檢測取代。帶電檢 測又可以細分為定期檢測和在線監(jiān)測兩種。定期檢測依靠儀器在電力設備運行中 關于巡檢時刻的運行狀態(tài)進行檢測，用于發(fā)現(xiàn)設備運行中潛在的故障問題。在線監(jiān) 測一般是將監(jiān)測設備的傳感器長期置于被檢測的設備內部或者外表面關于設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測。定期檢測和在線監(jiān)測都具有被測設備不停電、檢測工況與運行工況完全一致的優(yōu)點。在線監(jiān)測憑借其實時監(jiān)測和分析開關柜目前絕緣狀態(tài)的能力，囊括識別故障早期征兆的預測能力，關于已經發(fā)生的擾動做出響應能力， 準確度更高，成為當下狀態(tài)檢測與故障診斷的發(fā)展趨勢。開關柜絕緣故障分析開關柜內部的誤動及拒動類故障引起這一故障的原因一方面主要是傳動及操作

6、機構的機械故障引起的。另一方面，電氣扶助回路系統(tǒng)故障或控制部分引起的絕緣故障導致局部放電，使得誤動或拒動的發(fā)生。需要指出的是，帶電檢測技術并且不針關于于機械故障。由于斷路器本體造成的開關柜開關與關合故障產生觸頭燃燒、融化，內部線路損壞而發(fā)生絕緣故障。各種內部原因引起的開關柜絕緣故障外絕緣關于地閃絡擊穿；雷電過電壓閃絡擊穿；瓷瓶套管、電容套管閃絡、污閃、 擊穿、爆炸；提升桿閃絡；瓷瓶斷裂；CT 爆炸、擊穿、閃絡等。不可靠抗力災禍、昆蟲、動物等引起的線路短路等，最終引發(fā)絕緣故障。開關柜帶電檢測技術的一般應用暫態(tài)的電壓檢測技術通常情況下，當開關柜因內部問題發(fā)生局部性的放電時，在不連續(xù)的金屬斷開面下，

7、經過開關柜內部導體的帶電粒子會部分遷移到開關柜上，在這樣的情況下，開關柜表面就存在電流。特別是相關于于高壓開關柜來說，高頻開關電流行波會集聚在開關柜外表面，并且以電磁波的形式向外部空間進行傳遞。關于于開關柜金屬外表面來說，局部放電使得金屬外表面產生暫態(tài)的關于地電壓，這些關于地電壓可經過帶電檢測技術利用傳感器進行接受，經過專用儀器、儀表進行讀數分析。經過讀數分析可判斷電壓信號幅度的大小、確定開關柜局部放電的信號具體位置及危險程度。超聲波檢測技術利用超聲波同樣可有效檢測開關柜的局部放電。在發(fā)生開關柜局部放電后， 電荷會發(fā)生快速性的遷移，遷移帶來電波的機械震蕩。而機械震蕩波可以轉換為聲波，這些聲波在

8、經過開關柜間隙時，其強度往往與放電活動呈現(xiàn)同等趨勢。即當開關柜的局部放電強度超過絕緣本身屬性時，開關柜的絕緣被擊穿，嚴重時會關于操作人員產生致命性的傷害。利用超聲波檢測技術，可關于放電頻率為 10 1000kHz 的全部電信號進行檢測，有效明確聲波的特征信息。不過，在經過關于便攜式的超聲波檢測設備進行檢測時，只能經過檢測分析超聲波反饋的電信號值的正常性，這種檢測也只是簡單層面上的信號強度性測試。要想更好地了解放電中存在的缺陷性，可借助于局放調理電路將檢測既得的超聲波信號轉化為可聽性的信號，操作人員可以利用可聽性聲信號耳機經過音頻設備間接性判斷信號放電的具體類型及具體位置。在超聲波技術檢測中，還可以利用 GIS 技術進行開關柜的局部檢測。這一技術相關于于前面的超聲波檢測方法無疑越發(fā)成熟，利用它可以有效進行開關柜局部放電檢測，最終實現(xiàn)關于局部放電進行綜合性檢測。結語電力開關柜作為電力系統(tǒng)中非常重要的配電設備，其運行的可靠性關于整個電力系統(tǒng)有著重要意義。開關柜的多數故障都是絕緣性故障，絕緣故障