開關(guān)柜典型故障研究分析及解決方案

--.z..z.高壓開關(guān)柜典型故障分析及解決案10kV6kV)—35kV用電、變電站和用戶供電的任務(wù)，且用量大，分布廣。由于1OkV的問題，因而開關(guān)柜事故率比較高，危及人身、電網(wǎng)和設(shè)備平安，影響供電牢靠性。一、下面列舉幾種類型的開關(guān)柜事故〔故障〕案例：由于開關(guān)柜防爆性能缺乏或防誤性能不完善，近幾年省外發(fā)生多起人身損害大事，以以下舉四起事故：2023年2月24*220kV變電站10kV型〕由于饋線故障，開關(guān)發(fā)生拒動(dòng)，運(yùn)行人員在處理開關(guān)拒動(dòng)過程中，當(dāng)拉開開關(guān)，確認(rèn)開關(guān)位置指示處于分閘位置后，操作拉開隔2人重傷1查覺察：該開關(guān)操作機(jī)構(gòu)A、B相拐臂與絕緣拉桿連接處松脫，造成A、B由于906柜壓力釋放通道設(shè)計(jì)不合理，下柜前門強(qiáng)度缺乏，弧光短路時(shí)被電弧氣浪沖開，造成現(xiàn)場(chǎng)人員被電弧灼傷。開關(guān)柜的上述問題是人員被電弧灼傷的直接緣由。7月1*單位發(fā)生一起因變電運(yùn)行人員擅自翻開10開關(guān)柜柜門，誤碰帶電部位造成的人身觸電死亡事故。設(shè)備缺陷是事故發(fā)生的又一間接緣由。由于6522A化，松動(dòng)后偏移，刀閘斷開時(shí)護(hù)套卡入動(dòng)觸頭與刀閘接地側(cè)的靜觸GG－1A系609697程序防誤鎖，于2023開關(guān)柜原設(shè)計(jì)不完善，不能實(shí)現(xiàn)線路有電強(qiáng)制閉鎖。2023930*220kV變電站發(fā)生一起10kV開關(guān)柜部三相短路，電弧產(chǎn)生高溫高壓氣浪沖開柜門，造成21人于10月1日死亡。4.20238月19日，8月19*單位在更換*220kV變電站10kVI段母線PT過程中，工作班成員觸遇到帶電的母線避雷器上部接線樁頭，造成21人重?zé)齻?。初步分析，事故主要緣由為廠家設(shè)備一次接線錯(cuò)誤。1010線應(yīng)接在母線設(shè)備間隔小車之后〔見附圖1接10101010壓互感器9511小車后，102109511工作負(fù)責(zé)人一同到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)10壓互感器位置在9511由于電壓互感器與避雷器共同安裝在10圖3造成人員觸電傷亡。圖1：附圖23：〔二〕開關(guān)設(shè)備接〔觸〕頭過熱性故障封閉式開關(guān)柜在運(yùn)行中不能翻開，因此難以測(cè)量運(yùn)行中柜接〔觸〕頭的實(shí)際溫度，如不準(zhǔn)時(shí)覺察并處理接〔觸〕頭過熱性缺陷，重威逼電力平安生產(chǎn)。固定式開關(guān)柜每個(gè)進(jìn)出線間隔共有負(fù)荷電流流過的33或39個(gè)接〔觸頭〕，小車移動(dòng)式開關(guān)柜每個(gè)進(jìn)出線間隔共有負(fù)荷電流流過的24個(gè)〔或更多〕接〔觸頭〕。這些接〔觸〕頭直由于發(fā)熱點(diǎn)在密封柜，運(yùn)行中的柜門制止翻開，值班人員無法通過影響系統(tǒng)平安運(yùn)行。下邊四起故障分析。202323235910kVIII644開關(guān)跳閘，保護(hù)裝置顯示“過流I段動(dòng)作〞?，F(xiàn)場(chǎng)檢查覺察，10kV配電室有濃煙，10kV電容器組III開關(guān)柜下部有著火現(xiàn)象。其次天檢查狀況：10kV電容器組III644開關(guān)柜B相CT和鋁排連接處松動(dòng)引起發(fā)熱導(dǎo)致該處燒斷和熱縮材料燃燒，A、C2023816*10kV多面開關(guān)柜。10kV農(nóng)專Ⅰ線柜〔開關(guān)、CT、靜觸頭及套管、母排及相接銅排、母排套管、保護(hù)測(cè)控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒A相 B相 C相開關(guān) 電纜頭及CT 母線10kV下白貨柜〔母排、母排套管、靜觸頭及套管、保護(hù)測(cè)控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損；相接銅排、開關(guān)CT、母排 保護(hù)及二次控纜10kV醫(yī)院Ⅰ柜〔母排、母排套管、靜觸頭及套管、保護(hù)測(cè)控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損；相接銅排、開關(guān)CT、保護(hù)及二次控纜 母排故障緣由分析：10kV農(nóng)專Ⅰ線開關(guān)柜由于隔離插頭接觸不良，開關(guān)長期在滿負(fù)荷運(yùn)行，觸頭發(fā)熱引起梅花觸頭的彈簧退火變形，失去彈性，造成該隔離插頭接觸電阻變大，運(yùn)行中發(fā)熱燒熔，燒損觸頭圍的絕緣件，最終絕緣擊穿，造成觸頭相間短路故障。2023年8月12日*變電站*1主變低壓側(cè)631開關(guān)因發(fā)熱造-成開關(guān)柜部三相短路燒毀。初步分析是：1*主變10kV側(cè)631手車開關(guān)柜斷路器A側(cè)梅花插頭〔上側(cè)〕與靜觸頭間接觸不良發(fā)熱，最終開展成梅花插穿墻套管燒毀并產(chǎn)生大量的含有金屬離子、碳合物的煙氣，造成母1#變母排開關(guān)開關(guān)柜接線圖斷路器A相觸指被電弧燒損。2023年38日，*單位在處理*變電站*110kV側(cè)61A3刀閘缺陷時(shí)覺察：⑴、61A3*1主變10kV側(cè)61A1刀閘下斷口A的痕跡，C相靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡〔有三只彈簧熔在一起C相支柱絕緣子上有被熱氣薰的痕跡。⑶、10kV分段回路6001刀閘下斷口C相丟. z.--.z..z.掉一只靜觸指，靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡〔有一只彈簧熔在一起口也存在類似的問題。該變電站該段母線的開關(guān)柜型號(hào)為GG*2，61A1、61A3刀閘和10kV分6001GN30-10，4S接觸的點(diǎn)、面少，在通過大電流時(shí)，固定靜觸指與夾緊彈簧的螺栓和夾緊彈簧參與分流、導(dǎo)電，造成有些螺栓燒斷〔靜觸指丟落的緣由〕和夾緊彈簧過熱退火，也造成動(dòng)、靜觸頭接觸不是很好，造成動(dòng)靜觸頭局部過熱、熔焊。圖1 61A1刀閘C相觸頭的過熱狀況 圖261A1刀閘A相觸頭的過熱狀況圖3 10kV分段回路6001刀閘的過熱狀況 圖4 丟落的靜觸指和燒斷的固定靜觸指夾緊彈簧的螺栓〔三〕小動(dòng)物進(jìn)入開關(guān)柜引起短路故障2023914單位*變電站*1開關(guān)。檢查覺察，10kV開關(guān)室煙霧布滿，10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜600110kV60010kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜下柜門被沖開，下柜門上的觀看窗與、斷路器前柜10kVIII聯(lián)絡(luò)柜底部有只毛燒光的死老鼠，隔壁柜〔備用柜〕底部電纜洞未封堵〔該開關(guān)柜原為運(yùn)行間隔，配網(wǎng)調(diào)整間隔，該柜電纜調(diào)到其它10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜與隔壁柜間的接地銅排穿未封堵。故障緣由分析：老鼠從隔壁柜電纜進(jìn)入，再經(jīng)10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜與隔壁柜間的接地銅排穿爬到10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜，老鼠活動(dòng)時(shí)引起短路。〔四〕開關(guān)柜組件絕緣爬距或絕緣距離缺乏引起開關(guān)柜故障早期投運(yùn)的開關(guān)柜支持瓷瓶及電流互感器等的外絕緣爬距較小，當(dāng)運(yùn)行中絕緣外表消滅凝露或有污穢時(shí)，系統(tǒng)中消滅不高的過電壓或運(yùn)行電壓下發(fā)生絕緣件沿面閃絡(luò)。還存在對(duì)地和相間距離不夠，在系統(tǒng)單相接地諧振或雷電等過電壓狀況下，直接造成對(duì)地或相間擊穿?！笆‰娏?*戶溝通金屬封閉高壓開關(guān)柜訂貨技術(shù)規(guī)“〔閩電生產(chǎn)〔2023480號(hào)高壓開關(guān)柜中各組件及其支持絕緣件的外絕緣爬電比距〔即高壓電器組件外絕緣的爬電距離與額定電壓之比〕相應(yīng)值的應(yīng)用圍應(yīng)不小于18mm/kV。單純以空氣作為絕緣介質(zhì)的開關(guān)柜，柜各相導(dǎo)體的相間與對(duì)地距離、手車開關(guān)隔離觸頭與靜觸頭絕緣護(hù)罩的凈空氣距離、相間隔板與絕緣隔板的凈空氣距離： 12kV為125mm，40.5kV為300mm。404-1997〕規(guī)定：在金屬封閉式高壓開關(guān)柜中，凡承受非金屬制成的隔板來加強(qiáng)相間或相小于30mm的空氣間隙；40.5kV，保持不小于60mm的空氣間隙，且為阻燃材料制成。2023年9月6日，*變電站*1主變差動(dòng)速斷動(dòng)作跳閘。從現(xiàn)場(chǎng)檢查分析認(rèn)為：*133AA、B線〔從固定鋁排引至過壓保護(hù)器的連接銅線〕過長，跳線彎曲弧度較大，A、B距離〔最小處〕僅5cm左右。A、B相跳線之間的絕緣僅通過絕緣隔板隔離，長時(shí)間運(yùn)行中造成A、B相跳線對(duì)絕緣隔板放電，絕緣檔板被碳化后，絕緣破壞并擊穿，引起A、B相短路。A相 B相〔五〕開關(guān)柜組件質(zhì)量〔如過電壓保護(hù)器、傳感器等〕劣引起開關(guān)柜故障1.930831分，*變電站10kVI633開關(guān)因過流10kVI633器AB路器前門〕稍微變形，柜其他設(shè)備未損傷。2.2023年11月10*110kV變電站因10kV開關(guān)短路引發(fā)10kV母線故障，造成該變電站全停及10kV局部設(shè)備重?fù)p壞。現(xiàn)場(chǎng)檢查狀況：最重的母聯(lián)刀閘柜的帶電顯示器傳感器〔高高壓電器**產(chǎn)品〕燒損狀況：覺察A、B相已燒成灰，C相略好；結(jié)合刀閘觸頭燒損狀況：C相觸頭根本完好、A相略有燒損、B相最為重。推想故障是從B為了進(jìn)一步驗(yàn)證造本錢次事故的緣由，對(duì)開關(guān)柜未損壞的帶電顯示器傳感器，抽兩只傳感器進(jìn)展解剖，覺察部芯棒填充劑軟化，存在絕緣薄弱點(diǎn)。由于10kV系統(tǒng)消滅失地引起過電壓，使傳感器部局部放電，逐步開展為貫穿性擊穿，造成相間短路。此外，開關(guān)柜故障的緣由還有檢修預(yù)試時(shí)在開關(guān)柜遺留工具或多面開關(guān)柜被電弧燒毀，“慘〞不忍睹。造成事故擴(kuò)大的緣由主要有三點(diǎn)：首先，由于開關(guān)柜母線室是連通的，當(dāng)一個(gè)間隔故障時(shí)，電弧侵害鄰柜造成“火燒連營〞;其次，繼電保護(hù)整定協(xié)作不盡合理，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間過長或保護(hù)有缺陷不動(dòng)作靠上一級(jí)保護(hù)動(dòng)作隔離故時(shí)引起保護(hù)損壞或直流電源故障，造成保護(hù)失靈，短路長時(shí)間不消逝，整個(gè)高壓室?guī)缀跞康拈_關(guān)柜均燒毀，最終連主變lOkV低壓架空母線都被弧光燒斷，直至越級(jí)跳閘，往往連主變也被長時(shí)間短路所損壞。二、防措施：〔一〕加快老舊開關(guān)柜〔如GG1A、GG*2、*GN型等〕改造或完善化大修。各單位要按“關(guān)于印發(fā)2023-2023年縣供電企業(yè)電氣設(shè)備技改、大修指導(dǎo)性意見的通知“〔生變〔2023〕145號(hào)〕加大老舊開關(guān)柜技改力度，運(yùn)行時(shí)間短、達(dá)不到技改的條件的開關(guān)柜要按省公司完善化案開展完善化大修。開關(guān)柜絕緣牢靠性低的酚醛環(huán)氧類絕緣子和爬距缺乏的絕緣子安排更換為符合要求的瓷絕緣子。母線加阻燃熱縮絕緣套，絕緣套本身應(yīng)耐受20U,的溝通耐壓，目的是防止小動(dòng)物爬人柜造成短路,也可防止因煙氣、游離氣體進(jìn)人時(shí)空氣間隙絕緣降低造成的弧光短路。〔二〕做好開關(guān)柜訂貨、出廠前驗(yàn)收、安裝與驗(yàn)收治理工作依據(jù)國際、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和“預(yù)防溝通高壓開關(guān)事故措施“〔電網(wǎng)公司生〔2023〕641號(hào)〕、“預(yù)防12kV-40.5kV溝通高壓開關(guān)柜事高壓開關(guān)柜訂貨技術(shù)規(guī)“〔閩電生產(chǎn)〔2023〕480號(hào)〕等文件，做好開關(guān)柜招標(biāo)文件、訂貨技術(shù)協(xié)議的審查工作，開關(guān)柜出廠前赴廠驗(yàn)收，開關(guān)柜安裝調(diào)試過程安排專業(yè)人員開展技術(shù)監(jiān)視工作，組織做好開關(guān)柜投產(chǎn)前的驗(yàn)收工作。把好10kV開關(guān)柜的選型及選購關(guān)。選型要留意開關(guān)設(shè)備有關(guān)參數(shù)是否滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件。對(duì)開關(guān)柜所配的元件應(yīng)格把關(guān)，盡量選用運(yùn)行狀況良好的產(chǎn)品；并要求驗(yàn)收時(shí)，開關(guān)設(shè)備配置要有各元件試驗(yàn)報(bào)告，特別是帶電顯示器的傳感器的局放試驗(yàn)報(bào)告，杜絕不良設(shè)備入網(wǎng)?！踩臣訌?qiáng)巡察運(yùn)行治理作業(yè)文本(含標(biāo)準(zhǔn)巡察卡)或PDA作時(shí)著裝應(yīng)規(guī)，并留意站位。開關(guān)柜操作前應(yīng)確認(rèn)柜斷路器和隔離開關(guān)的實(shí)際狀態(tài)，進(jìn)展倒閘操作時(shí)，應(yīng)格監(jiān)視設(shè)備的動(dòng)作狀況，如覺察機(jī)構(gòu)卡澀、動(dòng)觸頭不能插入靜觸頭、合閘不到位等，應(yīng)停頓操作，待缺陷按規(guī)定程序消退后再行操作。對(duì)防誤、防爆等功能不符合規(guī)要求的開關(guān)柜，應(yīng)逐一列出清單，做好危急點(diǎn)分析和預(yù)控措施，納入紅線設(shè)備治理，并依據(jù)紅線設(shè)備要求在開關(guān)柜面板上貼標(biāo)識(shí)，有方案地安排改造。巡察中應(yīng)留意開關(guān)柜的門和面板是否鎖緊，對(duì)螺栓喪失、損壞的，應(yīng)準(zhǔn)時(shí)上報(bào)缺陷處理。格依據(jù)“省電力**高壓帶電顯示裝置治理規(guī)定“的要求，做好開關(guān)柜帶電顯示裝置的巡察和維護(hù)工作，確保帶電顯示裝置工作正常?？蓹z查柜體溫度是否特別。誤造成事故擴(kuò)大。在開關(guān)柜配電室配置通風(fēng)、防潮設(shè)備和濕度計(jì)，并在梅雨、多雨季節(jié)或運(yùn)行需要時(shí)啟動(dòng)?！菜摹臣訌?qiáng)檢修維護(hù)治理開關(guān)柜檢修重點(diǎn)對(duì)觸頭接觸狀況〔有無過熱變色的痕跡〕、柜電氣主回路連接螺栓緊固、傳動(dòng)部件軸銷的固定狀況、機(jī)構(gòu)關(guān)心開關(guān)接觸、操作機(jī)構(gòu)手車軌道及閉鎖裝置部件是否有機(jī)械變形或損壞等狀況等進(jìn)展檢查。對(duì)于變電站電容器組等操作頻繁的高壓開關(guān)柜要適當(dāng)縮短巡察檢查和維護(hù)期。是否封堵，有無小動(dòng)物進(jìn)入的可能。檢修試驗(yàn)完畢后，應(yīng)重點(diǎn)檢查開關(guān)柜有無遺留工具、物件以及試驗(yàn)用的短接線、接地線。由于GG*2、*GN等型號(hào)開關(guān)柜選用運(yùn)行中易造成發(fā)熱的旋轉(zhuǎn)隔離開關(guān)(如GN30-12型隔離開關(guān))，應(yīng)結(jié)合停電檢查隔離開關(guān)觸頭〔含彈簧〕有無過熱或燒損，重點(diǎn)為大電流開關(guān)柜〔如主變進(jìn)線柜、分段開關(guān)柜等〕。對(duì)重負(fù)荷且無法開展測(cè)溫的開關(guān)柜盡快安排停電檢查，可選一、二座變電站嘗試安裝開關(guān)柜在線測(cè)溫裝置如：中科微聲無線無源在線測(cè)溫系統(tǒng)，測(cè)溫傳感器。結(jié)合停電檢查開關(guān)柜各相帶電體之間、相對(duì)地之間空氣距離是否符合規(guī)要求〔如35kV開關(guān)柜的為300mm，10kV開關(guān)柜的為125mm〕。結(jié)合停電檢查開關(guān)柜的機(jī)械聯(lián)鎖，是否滿足“五防〞要求。檢查開關(guān)柜手車活門翻開、