我廠6kV設備在運行中存在的問題及解決方案

李岐

摘 要：6kV交流金屬封閉鎧裝移開式高壓開關設備在實際應用中，開關柜本身存在的一些不足也隨之出現，開關柜受各種因素的影響容易產生過熱現象，嚴重時將大大降低設備絕緣危及設備安全運行，以下就開關柜存在的問題和解決方案進行分析論述。

關鍵詞：開關柜；刀閘；散熱不暢；發熱；環境溫度；保護

前言

隨著近年來國民經濟的高速增長，電網發展也迎來新的歷史機遇，6kV交流金屬封閉鎧裝移開式高壓開關設備（以下簡稱開關柜）在當前電力應用較為廣泛，其不僅結構具有較好的合理性，而且防護性能回頭好，更便于維護和操作，運行可靠性較高。盡管開關柜自身具有非常多的優點，但在實際應用過程中還是存在著一些不足之處，如主變低壓進線開關柜在應用過程中溫度過高，而且柜內沒有設置溫度監視系統等，這都使其在運行過程中安全無法得以有效的保證，給電廠安全生產帶來較大的隱患。所以針對我廠開關柜使用過程中存在的問題進行具體的分析，從而找出切實可行的解決措施。

1 刀閘過熱

近年來因開關柜斷路器手車的隔離觸頭接觸不良發熱引發的設備事故呈逐年遞增的態勢。限于開關柜自身結構，無法觀察到斷路器手車運行時其隔離觸頭與靜觸頭的咬合情況。所以在新設備入廠時需要做好驗收工作，把好進廠質量關。對新設備柜只的刀閘螺絲的接觸性能進行仔細的檢查，避免螺絲存在過松或是過緊的問題，確保刀閘銜接良好性。在檢查母線和斷路器手車時，則需要做好隔離觸頭的維護工作，仔細對隔離觸頭的螺絲和彈簧進行認真檢查，在使用過程中需要定期對彈簧進行更換，從而有效的避免彈簧在多次合分過程中老化而導致觸頭銜接不好的問題，平時在維護上可以利用凡士林及導電膏等涂抹在隔離觸頭上，有便于能夠更好的降低接觸電阻。

2 由防護等級因素造成的散熱不暢

由于高壓開關柜內部存在高壓帶電問題，而且開關柜內容易進入異物，從而導致設備發生短路，所以當前廠家在開關柜進行設計時都會嚴格按照國家規定的相關標準進行，通常都會采取防護等級為IP4X的全封閉式金屬外殼。但這種開關柜則存在著散熱不暢及溫度較高的問題，元件絕緣性能在長時間運行過程中存在著絕緣弱化的問題，極易導致設備故障或是事故發生。所以在實際設計過程中，需要對開關柜內散熱不暢的問題給予充分的重視。一些單位和廠家通常將4000A以下的開關柜的觀察窗改成通風窗，而較少采用貫流風機（以下簡稱風機）主動散熱的方式，一般來說原因有三點：（1）現在風機一般只在大電流（4000A及以上）開關柜采用（如ABB公司在大電流開關柜（4000A）所采用的風機）；（2）國內生產這種風機的廠家較少，質量得不到保證，開關柜均裝設風機，投資成本大；（3）風機運行所帶來的灰塵影響開關柜內絕緣，且噪聲較大。然而作者認為將觀察窗改成通風窗的做法有其不安全因素，可以將風機裝設在開關柜內，室內還要裝設空調，這樣二者共同作用，能夠有效的確保溫度的降低。但在采用這種方法來進行散熱時，需要降低風機的轉速，及時對風機所攜帶的灰塵進行清理，避免其給設備絕緣帶來不利的影響，同時還要加強日常巡視工作。若一些單位將觀察窗改成通風散熱窗，因盡量防范由于改造可能引起的不安全因素。

3 母排過熱

母排連接點過熱是較為常見的情況，由于母排間間距不合理，銅材質量不合格及截面積較小等問題，同時母排自身連接點較多，所以極易存在接觸不良及氧化等情況。而且開關柜內溫度較高時，母排的截流能力也會受到較大影響。應特別指出的是現有10kV母排為增加絕緣往往使用絕緣熱縮套管，但當母排發熱嚴重時，絕緣膠套會破裂，有可能導致相間短路。上述問題，作者認為可從以下幾點解決：（1）選擇設計制造工藝較高的廠家；（2）增加母排間間距，必要時可對開關柜泄壓通道進行一定的改造；（3）采用質量較好的大尺寸銅材，增加母排載流量；（4）在電氣連接面上鍍錫、鍍銀在設備投入、母排清掃時用凡士林、導電膏涂抹，降低接觸電阻；（5）增加柜內的散熱措施。

4 保護方面

6kV母線上的設備容易受到設備制造工藝、安裝質量，小動物、人為誤操作等因素的影響，且饋線多，操作頻繁，其發生故障幾率遠高于高壓、超高壓母線。2A1開關柜對保護的要求當10kV設備發生弧光故障，在斷路器動作前，故障短路電弧是一直在燃燒的即保護動作時間與斷路器分閘時間之和，為電弧燃燒的持續時間。現在市場上銷售的開關柜大部分上是按照國際標準IEC60298《1kV以上52kV及以下交流金屬封閉開關設備和控制設備》生產的，標準中規定的內部燃弧時間是100ms。也就是說開關柜可以承受的電弧燃燒時間為100ms。所以，保護裝置應在小于100ms時間內切除故障，以防止弧光短路故障進一步發展擴大，造成更大的危害。在各種燃弧持續時間內，設備的損壞程度不同，國外進行了相關試驗。

國外采用一種母線保護方式-電弧光保護值得我們借鑒。如在南非應用的一種電弧光保護，該系統只在同時檢測到弧光和過流時才發出跳閘指令，其電弧光保護系統提供的動作時間為5～7ms，遠快于傳統母線保護方案，對開關柜各單元室的總故障清除時間可控制在100ms以內。其基本原理是利用弧光傳感器作為光感應元件分布安裝于開關間隔中，當發生短路事故時，將檢測到的弧光故障時突然增加的強光信號，轉換成電流信號作用于電源斷路器。國內相關廠家也對電弧光保護進行相關的研究。

帶電顯示裝置方面目前推廣的全封閉型“五防”開關柜，主要以前面面板上裝設的固定式三相帶電顯示裝置的顯示情況作為合接地刀閘前判斷線路是否帶電的依據。該裝置確實起到了驗電的作用，但其本身也存在一定的缺陷：

（1）運行人員在合接地刀閘前都必須先通過待停線路在運行狀態時現場的帶電顯示裝置的顯示情況，判斷帶電顯示裝置是否正常，繼而進一步判斷線路是否帶電。但當線路由冷、熱備用轉檢修時，運行人員都不能正確判斷帶電顯示裝置指示是否正常，這時不排除由于帶電顯示裝置的功能障礙，線路帶電顯示元件卻不亮，從而產生誤合接地刀閘的惡性事故。一些單位在線路轉檢修無法判斷帶電顯示裝置是否正常時，由調度值班員負責電話詢問待停線路上的用戶，確認用戶有無倒送電情況后，通知運行操作人員合接地刀閘，然而這樣的做法值得商榷。所以，作者認為應盡量采用驗電手車或拔插式驗電器驗電的方式同時加大城網自動化建設，實現對設備運行狀態的實時監測，將待停線路運行狀態改變時的遙測、遙信信號以及帶電顯示裝置的相應變化情況作為合接地刀閘的依據。

（2）目前帶電顯示裝置大部分使用氛燈作為顯示元件，長期使用后發現，氛燈大量損壞，裝置失明率高，達不到相應的亮度，特別是在明亮環境下，顯示性更差，所以在這種情況下，可以利用閃動發光的超亮度發光管，從而達到醒目的效果。

參考文獻

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