高壓開關(guān)柜常見故障和檢修維護(hù)

0? 引言

在國內(nèi)電力事業(yè)快速發(fā)展的今天，高壓開關(guān)柜作為電能分配和接收重要裝置被廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)。高壓開關(guān)柜除了能夠有效維持電力系統(tǒng)正常運(yùn)作以外還可以在出現(xiàn)故障時(shí)候第一時(shí)間斷開，減少故障損失和影響。本文將以高壓開關(guān)柜為討論對象，分析高壓開關(guān)柜故障診斷辦法、應(yīng)對思路，希望能夠確保設(shè)備更加穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，減少誤操作和各種因素帶來的影響。

1? 常見高壓開關(guān)柜故障

1.1 拒動(dòng)與誤動(dòng)

這類故障屬于最常見的高壓開關(guān)柜故障。之所以會(huì)出現(xiàn)故障問題，原因包括兩種，第一種傳統(tǒng)系統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障，脫扣失靈、軸銷松斷、卡澀、分合閘鐵芯松動(dòng)、位移損壞、部位變形、機(jī)構(gòu)卡澀都是常見的表現(xiàn)。第二種輔助回路和電氣控制因素引起。微動(dòng)開關(guān)故障、合閘接觸器故障、操作電源故障、開關(guān)不靈活、開關(guān)燒損、機(jī)構(gòu)卡澀、接線錯(cuò)誤、端子松動(dòng)、接觸不良等都是常見表現(xiàn)。

控制回路開路和控制開關(guān)故障。這種現(xiàn)象會(huì)引起電路無法重新閉合，并且控制回路斷線會(huì)導(dǎo)致在開路過程中，電機(jī)的兩端無法形成電壓，電機(jī)并不轉(zhuǎn)動(dòng)。該問題的解決方法是使用電表做電阻、電壓測量。在電路通電狀況下測量，將萬用表調(diào)整為電壓檔，如果此時(shí)電壓被測的兩點(diǎn)存在開路點(diǎn)，當(dāng)然降壓元器件是要除外的。該方法的使用要注意旁路通斷[1]。假設(shè)旁路存在并聯(lián)電路就需要斷開被測線路，調(diào)節(jié)行程開關(guān)。在電機(jī)儲(chǔ)能到位的時(shí)候切斷電機(jī)電源。假設(shè)出現(xiàn)很高的限位，那么則意味著此時(shí)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能飽和。該故障的表現(xiàn)為儲(chǔ)能的指示燈忽亮忽暗或是直接不良，電機(jī)空轉(zhuǎn)做不到停機(jī)，只有打開了HK也就是控制開關(guān)以后才能夠停止電機(jī)。在限位調(diào)節(jié)不高的時(shí)候，儲(chǔ)能沒有滿就停機(jī)[2]。因?yàn)閮?chǔ)能不到位，所以無法合閘開關(guān)。解決辦法是，限位調(diào)節(jié)用手動(dòng)方式讓儲(chǔ)能回歸正常位置，隨后緊固。

儲(chǔ)能電機(jī)問題，假設(shè)電機(jī)燒毀就會(huì)伴隨保險(xiǎn)熔斷、冒煙、異味一類情況出現(xiàn)。假設(shè)電機(jī)的兩端擁有電壓但是電機(jī)卻不轉(zhuǎn)動(dòng)則表示很有可能是因?yàn)樘妓⒛p十分嚴(yán)重或是脫落。該問題的判斷方法是對電機(jī)的兩端做電壓測試、電阻測試。當(dāng)然 也可以直接用替換法。也就是使用正常電機(jī)，獲知是電機(jī)的故障與問題[3]。

機(jī)械故障在開關(guān)柜中是非常普遍的，主要包括操作機(jī)構(gòu)故障、機(jī)械連鎖故障。大多數(shù)故障發(fā)生在傳動(dòng)部件的磨損、緊固部位的松動(dòng)和限位調(diào)整的不合理。首先是機(jī)構(gòu)操作故障。這類故障主要表現(xiàn)為限位點(diǎn)偏移。解決該問題的方法是做好分閘連桿長度調(diào)節(jié)、改變原先的螺栓長度。機(jī)械連鎖問題的處理為，為確保開關(guān)可以正常操作，開關(guān)柜的內(nèi)部往往都會(huì)設(shè)置許多機(jī)械連鎖。比如手車的進(jìn)出柜為分閘開關(guān)。在合閘開關(guān)的時(shí)候并不能做隔離開關(guān)的操作。實(shí)際上這種故障有著許多種類型，在檢查中一定要順著傳統(tǒng)途徑檢查。大部分防護(hù)機(jī)構(gòu)都不復(fù)雜，往往并不會(huì)和其他機(jī)構(gòu)出現(xiàn)交叉，查找十分簡單。比如中置柜的中斷路器如果無法到達(dá)工作位置那么就可以直接確定是下面幾個(gè)原因引發(fā)的：第一個(gè)原因接地開關(guān)沒在分位，此時(shí)的斷路器室的插座插頭連接不夠穩(wěn)定。第二個(gè)原因接地開關(guān)連鎖片沒有復(fù)位。第三個(gè)原因，斷路器室活門擋板不到位。此時(shí)需要調(diào)整連桿、活門擋板。假設(shè)斷路器試驗(yàn)位置的活門擋板復(fù)位并且接地開關(guān)有分位，則要對斷路器兩側(cè)活門的滑槽高度進(jìn)行檢查，如并不位于同一高度則要進(jìn)行調(diào)整。

1.2 絕緣故障

正確處理各種電壓，明確絕緣強(qiáng)度、限位措施。要確保產(chǎn)品足夠經(jīng)濟(jì)效益、安全可靠。絕緣故障主要表現(xiàn)為瓷瓶斷裂、爆炸、擊穿、CT閃絡(luò)、污閃、瓷瓶套管、閃絡(luò)擊穿等。

1.3 載流故障

通常來說72至12kV這一電壓等級之所以會(huì)出現(xiàn)載流故障，源自于開關(guān)柜的接頭出現(xiàn)燒融、接觸不良問題。

1.4 外力故障

比如小動(dòng)物短路、自然災(zāi)害、異物撞擊其實(shí)都是很常見的故障。

1.5 開關(guān)分合閘故障

這種類型的故障包括機(jī)械故障、電氣故障兩種類型。其中合閘方法包括電動(dòng)和手動(dòng)兩種類型。手動(dòng)無法合閘通常是因?yàn)闄C(jī)械故障。手動(dòng)能夠合閘而電動(dòng)無法合閘表現(xiàn)的是電氣故障。如果開關(guān)柜無法合閘但是卻表現(xiàn)出保護(hù)動(dòng)作，則意味著出現(xiàn)了開關(guān)故障、防護(hù)故障。

首先是保護(hù)動(dòng)作。從前面分析的結(jié)果可以知道，保護(hù)動(dòng)作能夠讓開關(guān)出現(xiàn)跳閘情況。在正式送點(diǎn)之前，故障保護(hù)回路能夠讓繼電器正常運(yùn)作。在合閘以后此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)跳閘。雖然此時(shí)開關(guān)仍舊出在合閘部位，但開關(guān)并不會(huì)又一次跳躍。此外負(fù)荷開關(guān)柜假設(shè)出現(xiàn)熔斷器燒斷，同樣也會(huì)引起開關(guān)無法合閘問題。

其次是防護(hù)故障。當(dāng)前大部分高壓柜實(shí)際上都有設(shè)置五防功能。中置柜開關(guān)無法在試驗(yàn)位置、工作位置合閘。也就是說電動(dòng)不合閘、開關(guān)不閉合。實(shí)際上這是非常常見的故障和問題。表現(xiàn)為試驗(yàn)位置、工作位置燈不亮。此時(shí)需要稍微移動(dòng)開關(guān)手車，從而讓限位開關(guān)調(diào)整到閉合狀態(tài)后送電。假設(shè)偏移了很大的距離，則要做相應(yīng)調(diào)整。環(huán)網(wǎng)柜方面要做好柜門是否關(guān)閉的檢查，要確認(rèn)接地開關(guān)正處于分閘部位。

最后是電氣連鎖方面的故障。為了確保系統(tǒng)足夠可靠，能夠穩(wěn)定運(yùn)行，高壓系統(tǒng)會(huì)設(shè)置許多電氣連鎖。比如兩路電源單母線分段就要求母聯(lián)柜、兩路進(jìn)線柜合兩臺。假設(shè)三臺全部閉合就會(huì)出現(xiàn)反向送電問題，有很大的風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)線柜聯(lián)鎖電路需要和母聯(lián)柜閉接點(diǎn)連接到一起。確保母聯(lián)柜能夠同時(shí)工作，在兩條進(jìn)線柜中一個(gè)分閘一個(gè)合閘送電。高壓柜無法電動(dòng)合閘時(shí)，第一時(shí)間要考慮的問題是有沒有電氣聯(lián)鎖故障。假設(shè)無法滿足合閘需要，比如合母聯(lián)為一分一合，此時(shí)拉出分閘柜手車，沒有插上插頭。假設(shè)連鎖電路陷入故障就要用萬用表對其故障部位做檢查。

2? 高壓開關(guān)柜檢修維護(hù)辦法

2.1 環(huán)境因素

環(huán)境因素帶給高壓開關(guān)柜的影響非常突出，尤其是外部環(huán)境，比如海拔、污穢、濕度和溫度。

2.1.1 海拔

參照有關(guān)規(guī)定，普通高壓柜絕不能安裝在超過1000米的海拔，超過一千米小于4000米海拔的設(shè)備絕緣強(qiáng)度要做好。高海拔地區(qū)的氣壓低，空氣少，這意味著開關(guān)柜絕緣強(qiáng)度會(huì)降低。電氣間隙和耐沖擊電壓關(guān)聯(lián)密切。參照帕邢定律，改進(jìn)方法為，應(yīng)對高海拔區(qū)域就需要在原柜基礎(chǔ)上增加爬電距離和電氣間隙。要選擇加長觸頭盒。并且所用金屬活門的材料要改成SMC絕緣材料。并且不論是支持絕緣子還是穿墻導(dǎo)管、靜觸頭盒都要提高絕緣力度。

2.1.2 污穢

因?yàn)楣耋w在長期工作中沒有及時(shí)維護(hù)和清理，所以柜內(nèi)的各種裝置會(huì)受到飛塵、鹽堿、工業(yè)污染，并在絕緣子形成薄膜。一般來說干燥條件下這層污層不會(huì)出現(xiàn)過多的電導(dǎo)，影響不大。但在高濕度情況下比如雨雪霜露等條件，則會(huì)大量增加電導(dǎo)，使得絕緣子閃絡(luò)變得非常低。由于污閃發(fā)生在工作電壓，會(huì)引起大面積停電、長時(shí)間斷電，需要在負(fù)面天氣因素小以后才能夠正常，所以影響比較嚴(yán)重。為了減少這種情況，就有必要在污閃季節(jié)對柜體做定期打掃，清理干凈。甚至要逢停即掃。對于靠近沿海區(qū)域的變電站、變電所，柜體可以采用大爬距的多波紋絕緣子為母線提供支撐。并做好通風(fēng)散熱，充分考慮防護(hù)要求。柜頂泄壓蓋需要開設(shè)通風(fēng)百葉窗，保障排風(fēng)量。并且百葉窗內(nèi)部的焊網(wǎng)孔徑要小于1毫米。抽風(fēng)機(jī)和通風(fēng)窗部位可以加裝濾網(wǎng)、網(wǎng)柵使用阻燃料填封進(jìn)出電纜孔。減少外界塵埃進(jìn)入到開關(guān)室，做好變電所空氣凈化工作。既控制了柜內(nèi)溫升，同時(shí)也打造了良好通風(fēng)道，減少了污染。

2.1.3 濕度

如果濕度比較大，那么柜體的內(nèi)壁和外壁就會(huì)出現(xiàn)水珠，水珠對于電力設(shè)備的影響是非常明顯的。絕緣材料沒有水珠時(shí)，空氣濕度增加，閃絡(luò)電壓也會(huì)提高。在絕緣材料表面有凝露時(shí)候，閃絡(luò)電壓將會(huì)下降。也就是說水珠直接降低了開關(guān)設(shè)備絕緣材料絕緣效果，引起閃絡(luò)事故和爬電問題。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的問題源自于室內(nèi)外溫度的變化。在相對濕度、露點(diǎn)溫度下，如果高壓開關(guān)柜遇到了突然變化的溫度就會(huì)出現(xiàn)水珠。由于高壓開關(guān)柜內(nèi)有非常多的裝置，整體組合十分緊湊。所以為了保障絕緣效果，就需要提高柜體防水珠水平。比較常用的方法是加裝加熱器和溫濕度傳感器。在溫濕度數(shù)值達(dá)到一定范圍后啟動(dòng)加熱器。減少水珠出現(xiàn)，保障絕緣材料壽命和可靠性。

2.2 聯(lián)鎖裝置改進(jìn)

有安裝接地開關(guān)的中置高壓柜內(nèi)配有比較完善的五防連鎖。操作軸機(jī)械連鎖可以有效應(yīng)對帶電合接地開關(guān)與規(guī)避帶接地開關(guān)合閘。使用機(jī)械連鎖，搭配手柄操作，調(diào)整接地刀軸，讓接地開關(guān)停留在合閘位置。此時(shí)柜體的導(dǎo)軌限位鎖板就會(huì)伸出來，并擋住手車，使得無法進(jìn)入到工作部位。面對這樣的問題有下述幾種方式處理。首先在接地刀來到合閘位置時(shí)候，斷路器手車會(huì)撞彎限位鎖板。此時(shí)手車來到了工作位置，引起帶地接線合閘情況。這種問題需要做到的是和配件廠家溝通，要求對方以熱處理辦法增強(qiáng)限位鎖板抗彎性。從而確保開關(guān)柜性能足夠可靠。要重視操作人員技術(shù)培訓(xùn)，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮髁鞒滩僮鳎瑴p少誤操作現(xiàn)象發(fā)生。其次當(dāng)前很多開關(guān)柜限位支座其實(shí)都是鋁制材料。頻繁開關(guān)以后部分操作者有可能會(huì)用力過猛導(dǎo)致支座壞掉。為解決這一問題，可以將鋁制支座改成鑄鐵材料。通過這種做法提高抗撞擊能力，滿足安全性和可靠性要求。操作人員需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，用專業(yè)的操作能力應(yīng)對操作需要。嚴(yán)謹(jǐn)操作、減少誤操作流程才是保障開關(guān)柜少損壞、多發(fā)揮功效的關(guān)鍵。

3? 結(jié)語

對于電路系統(tǒng)來說，高壓開關(guān)柜是最為關(guān)鍵的組織部分，是確保電路系統(tǒng)穩(wěn)定供電的關(guān)鍵點(diǎn)。因此才需要得到人們足夠的注意力，要做好高壓開關(guān)柜檢修維護(hù)工作，保障工作效果、工作質(zhì)量。只有高壓開關(guān)柜能夠穩(wěn)定運(yùn)行后，人們才能夠正常用電和生活，保障用電質(zhì)量，為人們提供穩(wěn)定電力，推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的快速發(fā)展。

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