羅順熹
摘??要:在電力系統(tǒng)中,10?kV環(huán)網(wǎng)柜具有重要作用,一旦發(fā)生故障,將直接影響用戶的正常生產(chǎn)、生活。通過(guò)分析10?kV環(huán)網(wǎng)柜出線電纜故障,歸納其主要故障,并有針對(duì)性地提出一些預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:供電系統(tǒng);環(huán)網(wǎng)柜;常見(jiàn)故障;預(yù)防措施
中圖分類號(hào):TM732??????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A???????????????DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.134
在我國(guó)的城鄉(xiāng)電網(wǎng)中,10?kV供電系統(tǒng)是一個(gè)重要的中低壓供電節(jié)點(diǎn),其穩(wěn)定性直接關(guān)系到電力企業(yè)的安全供電和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。10?kV環(huán)網(wǎng)柜作為基礎(chǔ)環(huán)網(wǎng)柜,具有高效、簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì),在城市電網(wǎng)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為了充分了解環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行情況,減少事故的發(fā)生,本文分析了環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行中的常見(jiàn)故障,并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。
1??10?kV環(huán)網(wǎng)柜概述
一般來(lái)說(shuō),配電線路運(yùn)行通常采用小容量、多分段的環(huán)網(wǎng)開(kāi)環(huán)方式,其優(yōu)點(diǎn)在于不僅能夠滿足電能質(zhì)量的需要,還能提高供電系統(tǒng)的安全、可靠性。圖1為環(huán)網(wǎng)線路結(jié)構(gòu),其以主線、副線環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),利用內(nèi)置開(kāi)關(guān)的高壓分支箱替換原有的環(huán)網(wǎng)柜。
圖1??主、副線帶開(kāi)關(guān)的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)
1.1??環(huán)網(wǎng)柜的組成
環(huán)網(wǎng)柜作為高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備,其功能在于可進(jìn)行環(huán)網(wǎng)供電,通常被設(shè)置在鋼板金屬柜體之中,或者為拼裝間隔式的環(huán)網(wǎng)供電單元,負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器是其核心組成部分。
1.2??環(huán)網(wǎng)柜的特點(diǎn)
環(huán)網(wǎng)柜的特點(diǎn)主要有:①為抵御室外惡劣的運(yùn)行環(huán)境,環(huán)網(wǎng)柜在設(shè)計(jì)之初就采用了全絕緣和全封閉的結(jié)構(gòu),以滿足實(shí)際需求;②環(huán)網(wǎng)柜不僅體積小,而且重量輕,其原因就在于柜內(nèi)所有部件排列秩序緊湊,從而有效提高了環(huán)網(wǎng)柜的利用率和工作效率;③與其他電氣設(shè)備相比,環(huán)網(wǎng)柜的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,安裝過(guò)程也較為簡(jiǎn)單,而且在實(shí)際運(yùn)行中便于操作,安全性、可靠性較高,即使發(fā)生故障,維修也比較容易。
1.3??環(huán)網(wǎng)柜的分類
空氣絕緣和SF6絕緣是環(huán)網(wǎng)柜較為常用的方式,二者主要功能一致,即皆可分合負(fù)荷電流,也能開(kāi)斷變壓器空載電流和短路電流。電纜線路的充電電流和一定距離的線路架空能夠有效控制電力系統(tǒng),確保其正常運(yùn)行。無(wú)論是環(huán)網(wǎng)供電,還是終端供電,環(huán)網(wǎng)柜的作用至關(guān)重要。在環(huán)網(wǎng)柜中,其負(fù)荷開(kāi)關(guān)通常為切斷負(fù)荷、隔離電路、可行靠接地三工位,而SF6式、產(chǎn)氣式和壓氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)可確保三工位的實(shí)現(xiàn)。
2??10?kV環(huán)網(wǎng)柜的常見(jiàn)故障
2.1??電纜問(wèn)題
長(zhǎng)期以來(lái),電纜接頭是設(shè)備安裝過(guò)程中比較突出的一個(gè)問(wèn)
題。就國(guó)內(nèi)目前情況來(lái)說(shuō),進(jìn)口的箱式環(huán)網(wǎng)柜和電纜連接器,其設(shè)計(jì)風(fēng)格多為歐式,優(yōu)點(diǎn)在于其采用單芯的電纜結(jié)構(gòu),便于安裝固定,不僅排除了電纜與套管之間的扭轉(zhuǎn)力矩,也確保了套管終端裝置的貼合性,從而有效降低了事故發(fā)生率;與之相反,國(guó)內(nèi)的三芯電纜,不僅安裝復(fù)雜,而且電纜的連接也常常出現(xiàn)問(wèn)題。
三芯電纜只能夠?qū)﹄娎|的外護(hù)套進(jìn)行固定,而單相固定的可靠性較差,因此連接后,在電纜自身重力的作用下,加上電源擺動(dòng)的影響,電纜保護(hù)套會(huì)受到來(lái)自單相的扭矩作用。在三芯電纜的安裝過(guò)程中,其扭動(dòng)電纜通常需要借助于外力。而在環(huán)網(wǎng)之中,單芯電纜滿足對(duì)電纜高度和面積的要求。受長(zhǎng)度所限,電纜安裝的核心階段對(duì)精度的要求較高,因此,必須加大調(diào)整力度,以免套管破裂,并防止其他事故的產(chǎn)生。
電纜較為普遍的問(wèn)題有以下兩種。
2.1.1??環(huán)網(wǎng)柜與三芯電纜連接處故障
在安裝過(guò)程中,三芯電纜通常要核對(duì)程序,其固定需要借助外力扭動(dòng),從而導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生,并在安裝后逐步釋放出來(lái)。套管受到恢復(fù)力矩的作用,致使其出現(xiàn)裂紋,嚴(yán)重時(shí),會(huì)造成高壓短路。
2.1.2??環(huán)網(wǎng)柜電纜頭處故障
環(huán)網(wǎng)柜體積較小,且小室空間不大,因此,其制作電纜接頭的工藝水準(zhǔn)要求較高。一旦導(dǎo)體、屏蔽層和半導(dǎo)體未得到妥善處理,使電纜接頭爬電距離未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),就會(huì)導(dǎo)致電纜被擊穿。
2.2??絕緣問(wèn)題
由于某些不確定原因,經(jīng)過(guò)多次開(kāi)關(guān)操作后,極易使絕緣板與導(dǎo)電體之間產(chǎn)生松動(dòng),影響其固定性。由于線路受到振動(dòng)的沖擊會(huì)產(chǎn)生間歇性的放電,加之環(huán)網(wǎng)柜中的各電氣元件均處于密閉環(huán)境,因而難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,也無(wú)法確定故障段,導(dǎo)致放電產(chǎn)生的電流擊穿隔熱板而釀成事故。發(fā)生絕緣問(wèn)題時(shí),持續(xù)地放電也會(huì)使電流互感器外絕緣發(fā)生閃絡(luò),進(jìn)而出現(xiàn)相間或相對(duì)短路。在柜體內(nèi)的小室中,由于各部件未被分離,電弧會(huì)沖擊裸露在外的母線,所以不能放松對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的檢測(cè),應(yīng)及時(shí)處理安全隱患。
2.3??母線連接故障
具有全絕緣和屏蔽等特點(diǎn)的插拔式硅橡膠連接器,其導(dǎo)電可靠性較高,且受周圍環(huán)境影響極小。在實(shí)際工作中,可根據(jù)需要任意連接組合,因此,環(huán)網(wǎng)柜擴(kuò)展母線得到了廣泛的應(yīng)用。但一旦氣體發(fā)生泄漏,就會(huì)導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)柜的絕緣水平降低,滅弧能力也隨之下降,從而造成母線連接發(fā)生故障和絕緣擊穿。
3??10?kV環(huán)網(wǎng)柜故障的預(yù)控措施
3.1??環(huán)網(wǎng)柜的維護(hù)
無(wú)論是充氣柜開(kāi)關(guān),還是環(huán)網(wǎng)柜的模塊設(shè)計(jì),均處于封閉
狀態(tài)。為不受外部環(huán)境的影響,其所有開(kāi)關(guān)和帶電元件都設(shè)置于密閉的殼體中,其優(yōu)點(diǎn)在于不僅保證了線路運(yùn)行的可靠性,也保護(hù)了操作人員的人身安全。關(guān)于環(huán)網(wǎng)柜的維護(hù),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①主干網(wǎng)上應(yīng)最低程度使用分支箱。原因在于其雖具有操作簡(jiǎn)單、接線靈活的優(yōu)點(diǎn),但作為電纜輸電線路的節(jié)點(diǎn),分支箱僅僅起電纜的分支作用,而不能調(diào)節(jié)所有的線路。②應(yīng)配置連接于母線上的PT。原因在于其不僅是電動(dòng)操作的電源,而且也是配電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控終端的電源。③回路數(shù)要預(yù)留充分。在環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱以及環(huán)網(wǎng)型箱式變壓器中,要預(yù)留出一定數(shù)量的線路,也可開(kāi)斷主干電纜,以并進(jìn)新的環(huán)網(wǎng)柜。④為及時(shí)、準(zhǔn)確查找事故故障段,實(shí)現(xiàn)配電線路的自動(dòng)化,可將故障顯示器設(shè)置于電纜線路的一側(cè)。
3.2??電纜連接問(wèn)題對(duì)策
對(duì)電纜環(huán)網(wǎng)柜的高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),共箱式環(huán)網(wǎng)柜的內(nèi)部連接受制于柜體空間大小,因此,只要提升環(huán)網(wǎng)柜臺(tái)的高度,就可以使安裝環(huán)境得到有效改善。這樣一來(lái),不僅保證了電纜護(hù)套部位處于適當(dāng)空間,也可調(diào)整電纜芯的長(zhǎng)度,使其與連接器匹配。
充分考慮套管接觸面的導(dǎo)電能力。如果電纜連接部位發(fā)生故障,將導(dǎo)致接線端子部位接觸不良,導(dǎo)電面積也將隨之縮減。當(dāng)導(dǎo)電部件處于密閉的環(huán)網(wǎng)柜絕緣套內(nèi)時(shí),由于熱量無(wú)法迅速消除會(huì)產(chǎn)生降容問(wèn)題,一旦有較高電流通過(guò)時(shí),就會(huì)導(dǎo)致高溫故障。因此,為避免該類事故的發(fā)生,及時(shí)排除所產(chǎn)熱量,10?kV環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)應(yīng)采用外徑32?mm的銅管,所用電纜的截面面積應(yīng)達(dá)到240?mm2或300?mm2。
4??絕緣問(wèn)題的處理措施
要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部部件的絕緣問(wèn)題,以降低事故發(fā)生率。在安裝設(shè)備時(shí),應(yīng)提升母線的絕緣性能,室內(nèi)盡量采用絕緣性能較好的材料。在環(huán)網(wǎng)柜中,其導(dǎo)電體對(duì)相間和地的空氣距離不能低于125?mm,絕緣材料的爬距不能低于230?mm,而瓷器部件也不能低于210?mm。與此同時(shí),對(duì)絕緣重點(diǎn)部件,例如支座絕緣子、斷路器和支持絕緣子等,應(yīng)給予高度關(guān)注,明確其放電多發(fā)位置。
5??結(jié)束語(yǔ)
環(huán)網(wǎng)柜故障多半是由安排設(shè)置不合理或操作不當(dāng)引起的,因此,必須按照相關(guān)規(guī)范,結(jié)合實(shí)際,認(rèn)真、細(xì)致地進(jìn)行相關(guān)操作,以降低故障率,保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。配電網(wǎng)管理人員一旦檢查出故障,就要及時(shí)處理,以提升供電系統(tǒng)的維護(hù)水平。
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〔編輯:王霞〕
10?kV?Ring?Main?Unit?Common?Faults?and?Pre-control?Measures
Luo?Shunxi
Abstract:?In?the?power?system,?10?kV?ring?main?unit?has?an?important?role?in?the?event?of?failure,?it?will?directly?affect?the?users?normal?production?and?life.?By?analyzing?the?10?kV?ring?main?unit?outlet?cable?fault,?summarized?its?main?fault,?and?puts?forward?some?preventive?measures.
Key?words:?power?systems;?ring?main?unit;?troubleshooting;?precautions