中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧防護(hù)措施

徐翠麗

摘 要：第二次工業(yè)革命之后，電成為各國主要動力源泉。然而在市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的過程中，因中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障問題而引發(fā)不少危害人民群眾生命健康安全的意外事故，避免內(nèi)部故障問題并加強(qiáng)電弧防護(hù)工作成為當(dāng)務(wù)之急?；诖耍疚氖紫群唵谓榻B了中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧存在的危害，隨后給出中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障的分析方法及部分故障電弧的防護(hù)措施，以此來供相關(guān)人士進(jìn)行交流參考。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜;內(nèi)部故障;電弧防護(hù)措施

0 引言

社會與國家在進(jìn)步，發(fā)展離不開建設(shè)更離不開電力系統(tǒng)的支持。經(jīng)濟(jì)活動的深度與廣度在不斷增大，中壓開關(guān)柜是我國電力系統(tǒng)的核心部分，但其改進(jìn)速度遠(yuǎn)滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，因此在生產(chǎn)過程中較容易出現(xiàn)中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障問題。我國相關(guān)電力部門人員應(yīng)當(dāng)重視中壓開關(guān)柜的內(nèi)部問題，從源頭上出發(fā)避免故障電弧帶來的危害，促進(jìn)有關(guān)行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

1 中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧存在的危害

開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中必不可少的構(gòu)件之一，也是容易出現(xiàn)故障的主要構(gòu)件。從電力學(xué)的角度分析，當(dāng)電力系統(tǒng)的內(nèi)部電弧出現(xiàn)故障時，電壓與電流會在短時間內(nèi)出現(xiàn)大幅度的變動，一般情況下故障電弧電流及電壓的波形會變?yōu)檎遗c斜頂梯形波。不僅如此，電弧出現(xiàn)故障后，電力系統(tǒng)會出現(xiàn)短路的情況，電流短時間內(nèi)激增，電壓頂部隨之傾斜。從能量守恒的角度分析，短時間內(nèi)電壓迅速增多會導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，且轉(zhuǎn)化率較高。電力系統(tǒng)內(nèi)部是一個相對封閉的空間環(huán)境，電弧能量難以及時釋放，因此較易出現(xiàn)氣體爆炸的故障現(xiàn)象。開關(guān)柜質(zhì)量不達(dá)標(biāo)會造成柜門承受不住爆炸力度，最后柜內(nèi)原件破壞，周圍工作人員的生命安全受到威脅。電弧故障導(dǎo)致的開關(guān)柜爆炸是電力系統(tǒng)常出現(xiàn)的安全事故，事故本身不但導(dǎo)致區(qū)域范圍內(nèi)停電現(xiàn)象，影響人民群眾的生產(chǎn)和生活，而且對工作人員的生命造成較大的威脅。

2 中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障分析的方法

（1）電路敲擊法。電路敲擊法是當(dāng)前我國電力企業(yè)常用的檢驗(yàn)故障方式之一，例如天津市電力公司的工作人員就經(jīng)常使用這種方法來校驗(yàn)設(shè)備，及時篩查設(shè)備安全。電路敲擊法最突出的特點(diǎn)就是操作步驟簡單且能夠帶電檢驗(yàn)，工作人員無需斷電就能分析出設(shè)備內(nèi)部電弧的安全性。在檢驗(yàn)過程中，工作人員只需要選擇一些橡皮材質(zhì)的棒狀材料敲擊工作設(shè)備的原件，橡皮材質(zhì)可以避免漏電的危險現(xiàn)象。當(dāng)電路內(nèi)部系統(tǒng)、電弧存在故障，橡皮物件敲擊后設(shè)備反應(yīng)明顯。天津電力公司的工作人員借助這個簡單的步驟降低了故障篩查的時間，提升工作效率[1]。

（2）故障排除法。故障排除法是邏輯學(xué)原理應(yīng)用的主要方式之一，原理較為清晰，即電力監(jiān)察工作者從儀器設(shè)備出發(fā)，發(fā)現(xiàn)問題設(shè)備后對設(shè)備展開逐級分析，從外到內(nèi)、由表及里、從源頭到各部分地分析出故障根源地。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國不少電力企業(yè)都選擇這種措施來查處故障設(shè)備，在降低工作難度的同時提高工作績效。與此同時，在故障排除法的基礎(chǔ)上，部門電力企業(yè)也會選擇逆推的邏輯學(xué)原理分析故障設(shè)備、故障電源問題，電弧故障防護(hù)工作正逐步推廣[2]。

（3）圖形分析法。圖形分析法監(jiān)察人員借助設(shè)計(jì)圖紙分析電力內(nèi)部控制體系、設(shè)備原件構(gòu)成分析電力的一種措施，這種方法需要工作人員具有較強(qiáng)的試圖、讀圖能力、較強(qiáng)的專業(yè)素質(zhì)與思考能力。不僅如此，借助圖形分析法來檢驗(yàn)開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧的工作人員必須及時根據(jù)電氣設(shè)備情況描畫出設(shè)備接線圖與原理圖，借助圖形之間的聯(lián)系分析故障根源，并找到相應(yīng)的最佳解決方式。雖然這種方式的難度較高，復(fù)雜度較大，但能夠從根本上更為準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的問題根源，解決措施也更精準(zhǔn)有效，國家電網(wǎng)的工作人員就經(jīng)常使用這種分析故障的措施，因此其故障解決速度雖不是最快，但可以減少同種故障發(fā)生的次數(shù)。

3 中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧的防護(hù)措施

（1）增強(qiáng)對系統(tǒng)的檢修。中壓開關(guān)柜發(fā)生故障的原因有很多，一般情況下幾種故障同時發(fā)生，累積而成電弧混亂。所以在實(shí)際操作的過程中，加強(qiáng)對系統(tǒng)的檢修可以從根本上降低故障發(fā)生的次數(shù)，華北電網(wǎng)有限公司就是一個很典型的案例。這所企業(yè)在電力系統(tǒng)維修上花費(fèi)較大的時間與金錢投入，例如企業(yè)質(zhì)檢人員采用電流保護(hù)、低壓保護(hù)與斷相保護(hù)等措施構(gòu)成系統(tǒng)檢修的主要內(nèi)容。工作人員以電氣系統(tǒng)質(zhì)量為根本，以電力設(shè)備發(fā)展為依據(jù)而選擇適合這兩者的檢修方式。檢修方式正確、檢修次數(shù)夠多、檢修時間較長共同形成了檢修效果明顯的良性結(jié)果。華北電網(wǎng)有限公司因?yàn)闃O重視電網(wǎng)檢修工作而降低電弧故障的概率，不僅如此，故障概率減少使得維修與保護(hù)的費(fèi)用降低，給企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。成本低口碑高。工作效率高讓這所企業(yè)的內(nèi)部核心競爭力大幅度提升，企業(yè)在市場上的優(yōu)勢明顯最終穩(wěn)固該企業(yè)的行業(yè)佼佼者地位[3]。

（2）增強(qiáng)對專用增壓母線的保護(hù)。增強(qiáng)對專用增壓母線的保護(hù)是降低中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障概率與防護(hù)電弧的重要措施，電弧與中壓開關(guān)柜故障的原因是內(nèi)部封閉系統(tǒng)不能承受空氣爆破的壓力，而增壓母線可以在一定程度上提高空氣短時間發(fā)熱膨脹的壓力。對增壓母線保護(hù)之后，電弧產(chǎn)生的紅外線、紫外線等具有穿透力的管線會在一定程度內(nèi)被排除在外，而較多數(shù)量的可見光也能盡可能減少，這樣的做法幾乎避免光線的威力作用，使得電力設(shè)備在較小的資金耗費(fèi)前提下提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。湖北省電力企業(yè)在發(fā)展過程中就選擇這種增強(qiáng)母線保護(hù)電力系統(tǒng)的方式，且即使經(jīng)濟(jì)與技術(shù)不斷發(fā)展，企業(yè)也只是在母線質(zhì)量上改進(jìn)，而繼續(xù)使用這種防護(hù)措施。因?yàn)榇胧┍旧硇枰馁M(fèi)的資金較少且操作較為簡單，與十九大號召的綠色經(jīng)濟(jì)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)的理念相吻合。這種措施已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于中壓開關(guān)柜內(nèi)部電弧保障與防護(hù)工作中，并在短時間內(nèi)取得一定良性成果，進(jìn)一步促進(jìn)我國電力系統(tǒng)的發(fā)展，引起有關(guān)人員的重視[4]。

（3）增強(qiáng)對系統(tǒng)的保護(hù)。增強(qiáng)對系統(tǒng)保護(hù)可以從整個控制系統(tǒng)、機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)這三個角度出發(fā)。其中，整個系統(tǒng)可以通過增加一些裝置來增強(qiáng)故障防護(hù)工作，例如電力企業(yè)可以在控制系統(tǒng)中增加短接開關(guān)與差分繼電器裝置增設(shè)快速熄滅電弧的功能，快速熄滅電弧，故障的威脅與意外發(fā)生的概率就能減少。機(jī)械設(shè)計(jì)防護(hù)措施主要分為兩個方面，一種是設(shè)備隔離而另外一種是絕緣與隔室隔離。前者以封鎖存放設(shè)備的房間、加裝柵欄的方式提高工作人員的防護(hù)意識，只允許相應(yīng)工作人員進(jìn)入。后者主要是借助母排絕緣與高壓隔室的方式減少電弧設(shè)備互相接觸的可能性。而增強(qiáng)電氣系統(tǒng)防護(hù)工作滲透在整個工作過程之中，工作人員在檢修后詳細(xì)地記錄下故障原因及解決方式，便于維修工作人員后續(xù)的工作。因此當(dāng)故障再次發(fā)生，維修人員可以首先檢查常發(fā)生故障的原因，減少損害范圍的可能性加大，維修工作的效率也可迅速提升。此外，真實(shí)有效的數(shù)據(jù)是構(gòu)建動態(tài)檢測與自我防護(hù)機(jī)制的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障導(dǎo)致的電弧故障問題具有嚴(yán)重的危害性，它不但可以在短時間內(nèi)造成不可逆的破壞，而且造成的危害程度較高。我國電力部門人員應(yīng)當(dāng)注意中壓開關(guān)柜的內(nèi)部故障問題，做到及時檢查故障、排除故障、選擇適合的措施降低故障率、避免故障問題造成的人員傷亡情況，最終保證國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)步，提升國人生活的滿意度。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬駿.中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧防護(hù)措施[J].通訊世界，2017（14）：188-189.

[2]朱鳳玲，王華倫，賀穎等.中壓開關(guān)柜內(nèi)部故障電弧計(jì)算及防護(hù)措施探討[J].中國科技投資，2016（22）.

[3]陳翔，李亞，貢明慧.中壓空氣絕緣開關(guān)柜內(nèi)部電弧故障的研究與防護(hù)措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（13）.

[4]方福春，魯金枝.第三代核電AP1000中壓開關(guān)柜特點(diǎn)及快速滅弧裝置的應(yīng)用[J].電氣時代，2016（05）：84-85.