摘要:本文介绍变电站10kV高压开关拒在设计、制造、安装、运维等方面存在的问题,分析变电站10kV高压开关拒故障产生原因,并针对性地提出改善变电站10kV高压开关拒运行状况的措施。
1 10kV高压开关柜现状
高压开关柜主要有固定式、中置式,其中固定式主要有GG系列、XGN系列,中置式主要有KYN系列、ZS系列。近年,通过分析变电站内10kV高压开关柜运行中发生的各类故障,总结出影响其可靠性的主要问题。
(1)GG系列、XGN系列开关柜存量大、问题多,平均运行15年左右,故障率较高。
(2)小型化开关柜空间紧缩,分支排间、分支排对地间绝缘净距严重不足,受潮湿、灰尘等影响,多发生绝缘降低、局放超标等缺陷。
(3)高压室由于存在通风除潮设备配置不足或使用效果不佳,电缆孔洞封堵不完善等问题,因此多发生绝缘设备受潮、小动物进入等严重事故。
(4)部分单位存在不符合《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》情况,如开关柜内接线隐患,“五防”、泄压通道不满足要求等。
(5)开关柜技术门槛低,生产厂家多,产品质量良荞不齐。
2 存在主要问题分析
2.1 GG、XGN系列开关柜问题
GG系列、XGN系列开关柜不符合GB 3906-2006《3. 6kV-40. 5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》要求,属于淘汰柜型。
(1)运行缺陷较多,主要存在绝缘故障、刀闸触头发热和断路器拒动等故障类型。刀闸联动操作连杆长时间操作,易出现缺陷;旋转隔离开关运行不到位或接触面氧化,接触电阻增大,易造成触头发热;运行时间较长,设备老化严重,整体绝缘降低。
(2)无泄压通道,当断路器室或电缆室发生内部电弧故障时仅能通过母线室内侧少量条形通风孔、柜体上网门结构以及柜体顶部百叶窗式盖板泄压。条形通风孔仅能疏散电缆室与母线室间能量;网门结构不但无法泄压,反而会伤及人员;柜顶盖板大多固定,只能起到通风散热作用。当柜内发生故障时,产生的高压力、高能量气体往往从观察窗或开关柜正面释放,易造成人身伤害。
(3)五防不完善,打开GG系列、XGN系列开关柜开关仓门时,带电部位随即暴露无遗,不停电进行开关操作机构维护时,要求运维检修人员有完备的安全防护措施。
2.2绝缘净距不足问题
国内或合资的KNY手车柜一般采用热缩套包裹导体结构,绝缘净距大多不满足要求,小型化开关柜尤为突出。对于小型化的开关柜,空气绝缘距离明显缩小,带电体与地或带电体间电场强度明显增大,绝缘件或带电体尖端、毛刺等部位易出现局放超标;在空气湿度较大、灰尘较多情况下,放电更为严重,长时间放电累积作用将损坏绝缘,造成绝缘击穿短路、开关柜损坏等。
2.3全绝缘管型母线问题
全绝缘管型母线缺乏国家级制造和试验标准,各厂家制造、施工工艺参差不齐,大多采用聚四氟乙烯缠绕作为主绝缘,少数采用环氧树脂,在制造、安装过程中均有可能造成绝缘层出现杂质、微孔,半导电层突起、分层,在户外潮气侵人后发生局部放电,经过累积形成电树,最终导致绝缘层击穿。
2.4防人身伤害及“五防”闭锁问题
《十八项电网重大反事故措施》已下发执行多年,但依然存在执行不到位情况。
(1)电压互感器、避雷器等设备直接挂接母线。高压开关柜内一次接线应符合国家电网公司输变电工程典型设计要求,电压互感器、避雷器等柜内设备应经隔离开关或隔离手车与母线相连,严禁与母线直接连接。
(2)无泄压通道或泄压通道设置不合理。部分柜型未设置专用泄压通道;部分柜型虽然设计了泄压通道,但是泄压方向不合理,朝向巡视路径,威胁到巡视人员安全;部分泄压通道盖板、各小室泄压板使用金属螺栓紧固,发生事故时无法打开。
(3)“五防”和联锁功能不完善。出线开关柜的接地开关未强制闭锁后部下柜门,所用变等无接地开关的开关柜未通过电磁锁闭锁后部下柜门,可拆除螺丝直接打开后柜门,在未关柜门的情况下也能合闸送电;手车开关拉出后,可轻易将静触头活门挡板推开,没有防误闭锁;进出线柜未安装反映出线侧有无电压,并具备自检功能的带电显示装置;联络断路器与联络隔离间未设计电气联锁,造成隔离开关带负荷推拉引发弧光电流短路等问题。
(4)机械闭锁强度不够。老旧机械闭锁装置经反复操作后磨损变形,稍微用力即可使闭锁失去效果;有些老旧设备操作需要很大力量,易误将闭锁当成设备老化锈死,削弱了闭锁装置作用,易发生误操作事故。