開關柜絕緣事故的分析及防范策略的探討

王森

摘 要：高壓開關柜由斷路器、接地開關、隔離開關、互感器以及各類控制構件組成，設備內部以復合絕緣材料和空氣作為絕緣介質，用來分配電網三相電能。高壓開關柜在運行時由于設備所處環境惡劣，或維護工作不到位，導致設備外部保護層被破壞，進而發生開關柜外部漏電現象。近年來，電力企業不斷在改善高壓開關柜的運行環境與設備的性能，希望通過這些舉措規避絕緣故障?；诖?，本文以高壓開關柜的絕緣事故作為研究對象，從事故類型分析事故原因，通過加強故障排查，嚴格按照規范操作設備，進而降低高壓開關柜絕緣事故的發生概率。

關鍵詞：高壓開關柜;絕緣事故;防范策略

1.開關柜常見事故

拒合事故和機械事故等是開關柜工作過程中經常出現的事故。其中，拒合事故是目前電網運行中最常見的一類事故。當開關柜不能正常進行分閘動作時，拒合事故就會發生。產生拒合事故的主要原因是開關柜內部的斷路器動作失常，反饋給系統的是錯誤信息。接收錯誤信息后，開關柜做出錯誤動作，使得主筒內的相關部件出現損壞，此時斷路器也不能正常閉合，進而導致拒合事故的發生。爆炸是開關柜運行中出現頻率較高的事故。產生爆炸的主要原因是設備本身的絕緣性較差。其他促使事故發生的因素包括外部環境的溫濕度不適合設備工作、外部絕緣層出現損壞、老化等現象及內部元件在較差環境下工作。載流回路和操作回路也是比較容易出現事故的部位。載流回路故障的表現形式多為回路過熱。該現象的產生與整個回路的運轉情況息息相關，若回路中有部件存在接觸不良現象，就會導致回路升溫;當開關的接觸面積、壓力達不到標準要求時，也極易產生回路升溫，進而影響設備內部整個回路的運轉。回路升溫的后果是設備使用年限減少，嚴重時會出現爆炸事故。操作回路故障的表現形式為元件出現變形。變形可能是元件本身質量問題，也可能是安裝人員操作不當引起的。形變的產生會使某些部件出現輕微移動，機構在操作過程中就會出現卡澀現象。

2.開關柜絕緣事故原因分析

分析高壓開關柜在運行時發生絕緣故障的原因，具體如下：（1）環境影響因素。高壓開關柜大多是處于惡劣的環境運行，絕緣子作為設備的重要組成部分，如果空氣濕度較高，絕緣子干燥狀態受到影響，絕緣電阻無法正常工作，高壓開關柜絕緣層被損壞。因此，人們需要保證環境的干燥度，及時清理高壓開關柜外部的水漬，確保內部絕緣電阻正常工作。為避免高壓開關柜出現污閃事故，要求運維人員做好對環境的把控，防止電流泄漏引發絕緣故障。（2）爬距與間隙不足。在正常電壓狀態下，電弧事故的產生與絕緣爬距和間隙不足有關。這時啟動高壓開關柜，絕緣層保護能力不強，無法達到絕緣等級要求，且內部元件老化或質量問題，最終引發絕緣事故。（3）設備自身質量存在問題。從元件質量與安裝步驟角度分析，高壓開關柜在使用之前，人們需要對設備進行耐壓試驗，以此了解設備整體和局部位置的耐壓性。如果元件性能不達標，設備的整體性能也會受到影響。

3.高壓開關柜絕緣事故的防范策略

3.1加強故障排查

做好高壓開關柜運行環境的現場檢查工作，對絕緣事故進行故障排查，找出所有可能引發事故的部位，經過詳細排查后降低事故發生概率。對此，以下建議可供參考：（1）避雷裝置。為了設備后期維護的便利性，不能將避雷裝置直接安裝在母線室外，安裝前應對裝置進行預防性試驗，裝置運行時也要對其進行監督，及時發現避雷裝置內元件的損壞或老化情況。（2）天氣因素。如果高壓開關柜在室內安裝，但為了防止室外潮濕的空氣無法進入室內，工作人員也應對高壓開關柜采取隔離措施。建議在室內做好抽濕措施，確保室內與室外空氣濕度處于同一水平。由于變電站濕氣比較重，高壓開關柜內部會有凝露產生，建議工作人員使用濕度計對空氣濕度進行檢測，如果濕度超過80%，這將會影響高壓開關柜閃絡電壓的變化。（3）隔板質量。使用絕緣材質的隔板可以保證高壓開關柜處于絕緣環境下運行。針對高壓開關柜自身質量問題，為了提升設備整體性能，確保所有元件性能過關，使設備通過耐壓試驗，建議對高壓開關柜的各項元件改進制造工藝。對此，要求工作人員嚴格按照規定緊固配件螺絲，緊固后如果螺桿過長，應對瓷柱和緊固底板相接觸進行絕緣與加固處理，防止高壓開關柜運行時遇到局部電場集中問題。在組裝機械連鎖裝置時，應合理區分分閘與合閘，防止二者誤操作，確保高壓開關柜正常工作。

3.2嚴格按照規范進行操作

近年來國家已出臺高壓開關柜相關設計規范，確保高壓開關柜在運行時擁有穩定性。要求電力運維人員做好元件質量的檢驗與控制，對于制造工藝存在缺陷的元件進行優化，必須保證單個元件通過測試才能開始組裝。各元件組裝之前，必須保證元件外表干燥，沒有污垢，同時應選擇相適應的螺栓連接組件?？梢越柚W絡系統，憑借通信技術與傳感技術的優勢，對高壓開關柜進行實時監測，幫助人們及時發現故障，盡快找出故障位置，從而排除故障，避免絕緣事故發生?？梢允褂酶邏洪_關柜溫度監測系統對設備溫度在線監測，憑借系統的高壓隔離、抗強電場與熱穩定性能，可以即時監測高壓開關柜觸頭溫度情況，即時找出異常發熱的故障現象。

3.3做好運行維護，加強事后控制

開關柜正常運行時，需要定期進行檢修和維護。現階段，可借助強大的網絡系統，在傳感和通信等技術的輔助下，對開關柜運行過程進行實時監測。該方式能夠及時發現運行故障，快速找到故障位置，并排除故障，降低事故發生率。當事故發生后，需要將銅排用酒精清理干凈，修復損傷不大的部件，更換老化零件。

3.4嚴格按照規范進行各項操作

近年來，很多大型變電站的高壓開關柜出現故障的次數逐漸減少。這主要是由于國家出臺的相關設計操作規范。在相關規定的輔助下，開關柜運行的穩定性得到了保證。規范內容下需要完成的工作具體如下。（1）嚴格控制元件質量。針對制造工藝的缺陷進行優化，單個元件測試完合格后才能用于組裝。（2）組裝前，必須將相關零件清洗干凈，選取合適的螺栓將各組件連接。（3）為強化操作過程的規范性，需要定期對變電站內部員工進行培訓，使其牢記規范內容，進而約束其進行規范化操作。

3.5構建良好環境

外部環境對開關柜的運行影響很大，因此需要在室內安裝抽濕裝置，并做好相應的除塵工作。保持外部環境干燥，且開關柜密封性良好，灰塵無法進入到設備內部，零件之間的磨損現象將減緩。定期對外部絕緣層進行檢查，以確保設備絕緣性能良好。

結束語

綜上所述，針對高壓開關柜在運行過程中存在的絕緣事故，本文對事故進行分類，結合事故現象分析絕緣事故產生的原因，并提出了科學有效的故障防范措施。在未來，電力企業應加大對電力監測系統的應用，通過系統的實時監測功能對高壓開關柜的運行狀態進行監督與管控，進而降低事故發生概率。

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