2.常用的絕緣方式及絕緣技術(shù)
目前,常見(jiàn)的中壓開(kāi)關(guān)柜絕緣方式可分為柜內空間的絕緣和內部組件的絕緣。前者,主要多采用六氟化硫氣體來(lái)提高開(kāi)關(guān)柜的穩定性和安全性,從而給予操作人員一定的安全保障。而內部組件的絕緣多采用橡膠和陶瓷等材料進(jìn)行部件之間的絕緣,能夠保障較長(cháng)時(shí)間的絕緣性能。
此外常用的中壓開(kāi)關(guān)柜復合絕緣技術(shù),主要有以空氣絕緣、氣體絕緣和“固體一氣體一真空”為主體的復合絕緣技術(shù)。其一,以空氣絕緣為主體復合絕緣技術(shù),一般我們采用空氣作為主要絕緣介質(zhì),并輔助以環(huán)氧樹(shù)脂作為絕緣介質(zhì),可以有效地減少放電距離,提高它的絕緣能力。其二,以氣體的絕緣占主導作用的復合絕緣技術(shù),它是把常用的絕緣介質(zhì)用普遍認為絕緣能力更強的六氟化硫氣體所代替,并采用固體絕緣隔板對放電線(xiàn)路進(jìn)行絕緣。其三,固體一氣體一真空的復合絕緣技術(shù)。在操作之初,采用一定固體絕緣材料將中壓開(kāi)關(guān)柜外部表層進(jìn)行澆筑,并采用六氟化硫氣體縮短放電間隙,又可以使得開(kāi)關(guān)柜的體積減小。但由于實(shí)際制作難度大并未得到廣泛應用。
3.中壓開(kāi)關(guān)柜的絕緣事故分析
在現場(chǎng),中壓開(kāi)關(guān)柜出現的關(guān)于絕緣的故障種類(lèi)較多,比如因雷擊產(chǎn)生過(guò)壓發(fā)生的閃絡(luò )擊穿,外絕緣、內絕緣對地發(fā)生的擊穿、線(xiàn)路間的絕緣弧光擊穿和瓷瓶套管與電容套管發(fā)生的污閃甚至爆炸。另外,還有電流互感器閃絡(luò )與提升桿的閃絡(luò ),嚴重時(shí)發(fā)生擊穿甚至爆炸。目前,中壓開(kāi)關(guān)柜因絕緣而發(fā)生的故障有:
3.1 空氣和爬距的間隙未在規定范圍
兩者之間的間隙不符合要求,致使開(kāi)關(guān)柜的絕緣發(fā)生損壞,造成事故發(fā)生。尤其是手車(chē)柜,為了降低成本,制造企業(yè)盡可能減小柜體的寬度,同時(shí)還急劇減小柜內的電氣設備之間的相距,包括對地距離,而最終把柜體的絕緣和內部各電氣設備的絕緣及與此相應的改進(jìn)方法忽略了。
3.2 柜內的絕緣材料選擇不盡合理
一些企業(yè)為了暫時(shí)的降低成本,選擇酚醛樹(shù)脂的絕緣材料,這種材質(zhì)易吸潮,設備運行后絕緣大打折扣,引發(fā)電氣故障。規范中要求絕緣材料應有良好的憎水能力和耐污穢性,且不易老化,最后要在運行中驗證[1]。
3.3 工藝差及制造質(zhì)量不佳
開(kāi)關(guān)柜的耐壓性能與裝配和制造中的質(zhì)量水平密切相關(guān),比如,選用的螺絲大小不合理或不規格,螺絲緊固后的螺絲桿超出螺母距離較大[2];又如,個(gè)別的支持瓷柱的緊固底板是“丁”字形,同時(shí)對其特殊處理,造成了絕緣距離不符合要求,且使電場(chǎng)不均衡。支持的瓷柱穩定性較差,質(zhì)量不佳,容易在短路時(shí)斷裂。
3.4 雷擊原因導致的過(guò)電壓
雨天的雷擊原因導致的過(guò)電壓是造成開(kāi)關(guān)柜爆炸的重要因素,一般可分為感應雷引起的過(guò)電壓和直接雷引起的過(guò)電壓。這兩種過(guò)電壓都會(huì )致使開(kāi)關(guān)柜發(fā)生閃絡(luò )現象,從而破壞開(kāi)關(guān)柜的絕緣能力,降低開(kāi)關(guān)柜日常運行的穩定性。
3.5 環(huán)境條件的影響
惡劣和復雜的運行環(huán)境是致使開(kāi)關(guān)柜發(fā)生閃絡(luò )進(jìn)而發(fā)生事故的又一個(gè)主要原因。尤其在高粉塵、高溫、高濕度、高震動(dòng)的環(huán)境中,開(kāi)關(guān)柜的電氣部件容易發(fā)生松動(dòng),其物理性能急劇下降,設備表面的絕緣也迅速降低,使得污閃和短路發(fā)生的概率和效果大大增加。
4.提高中壓開(kāi)關(guān)柜絕緣能力的方法
為了提高中壓開(kāi)關(guān)柜的絕緣水平,增強其穩定運行的能力,需要采取切實(shí)可行的方案來(lái)達到目的。應重視這種技術(shù)方案的選擇,并且需要在日常維修維護中,增強檢修與巡視的力度,我們總結一下技術(shù)方案供大家參考。
(1)應嚴格按照GB/T311.1-1997《高壓壓輸變電設備的絕緣配合中的耐受IU技術(shù)標準NDL/T593—19966高壓開(kāi)關(guān)設備的共用訂貨技術(shù)導則》中的相應技術(shù)規范和標準來(lái)設計和制造中壓開(kāi)關(guān)柜,以其保障良好的絕緣水平。
(2)在中壓開(kāi)關(guān)柜的制造和生產(chǎn)中,要選擇相應的專(zhuān)用配件,同時(shí)應選取良好憎水性和阻燃性能的原材料[3],特別要大量選擇高性能、新型配方的環(huán)氧樹(shù)脂絕緣材料,在不影響開(kāi)關(guān)柜內部的空間尺寸和體積要求前提下,進(jìn)行較大的爬距絕緣元器件的制造、組裝及初始的設計。
(3)推薦開(kāi)關(guān)柜生產(chǎn)加工時(shí),在外絕緣外露的環(huán)境中,實(shí)施耐壓試驗,使得開(kāi)關(guān)柜有著(zhù)較佳的環(huán)境適應能力,保障長(cháng)期應用的穩定性。這樣通過(guò)對生產(chǎn)過(guò)程中的開(kāi)關(guān)柜的耐高實(shí)驗,不僅能夠提升其適應能力,更能夠給予操作人員安全保障。
(4)為了增強開(kāi)關(guān)柜的實(shí)際運行穩定性,可以選擇熱縮橡膠進(jìn)行嚴密包扎的35kV中壓開(kāi)關(guān)柜內的帶電元件,經(jīng)過(guò)這種處理,避免和預防了開(kāi)關(guān)柜的內部帶電體的外裸而帶來(lái)的工作不便和人身安全事故。并且減弱和延緩了有害氣體對柜內電氣設備的腐蝕和污閃危害,極大地增強了開(kāi)關(guān)柜的絕緣水平。
(5)采取先進(jìn)的開(kāi)關(guān)柜元件的生產(chǎn)工藝技術(shù)和制造方法,并配置元件集中化的裝配技術(shù)措施和復合化設計,采取適合的開(kāi)關(guān)柜絕緣設計方法。例如,KYN型開(kāi)關(guān)柜的TA套管的觸頭盒和絕緣子即為選擇組合結構適配的絕緣配合來(lái)增強其絕緣水平。
(6)做好中壓開(kāi)關(guān)柜中的開(kāi)關(guān)器件的匹配和選取,特別是TA(TV),則應選擇伏安特性較佳的產(chǎn)品,并使用防火性和絕緣性俱佳的隔板。
(7)開(kāi)關(guān)柜的組裝、投入和使用,始終要按照相應的規范執行,為了避免事故的發(fā)生,應提高開(kāi)關(guān)柜制造過(guò)程中的質(zhì)量監督。其內部的金屬骨架和配置在開(kāi)關(guān)柜中的電氣組件的金屬支架,要依據規范和標準來(lái)進(jìn)行接地,并和接地體可靠連接。
(8)保障開(kāi)關(guān)柜有著(zhù)良好的運行環(huán)境,組裝中的孔和小洞均應堵住,預防金屬體和小動(dòng)物及其潮氣進(jìn)入開(kāi)關(guān)柜內,致使開(kāi)關(guān)柜絕緣降低。另外抽風(fēng)機和通風(fēng)窗的隔離間,需裝設濾網(wǎng)或網(wǎng)柵,使灰塵進(jìn)入很少,提高通風(fēng)水平。對特殊環(huán)境下,容易濕氣入侵的開(kāi)關(guān)室可裝設專(zhuān)門(mén)的去濕裝置,進(jìn)而增強開(kāi)關(guān)柜及其電氣部件的絕緣能力??蛇x擇倒漏斗型亦或是阻燃料型的密封件封堵進(jìn)出開(kāi)關(guān)柜的柜口和電纜孔,不讓小動(dòng)物和濕氣進(jìn)入中壓開(kāi)關(guān)柜中。要制定細致明確的開(kāi)關(guān)柜的檢修與維護準則、條例,且在實(shí)際的工作中,把相應的條例和技術(shù)保護措施落實(shí)到實(shí)處,做到獎懲分明,要求逢停必清理,達到5S標準,使得中壓開(kāi)關(guān)柜能夠運行在良好的環(huán)境和完善的制度體制下,保證其絕緣水平,避免和減少電氣事故的發(fā)生。
5.結語(yǔ)
目前尚有少部分的開(kāi)關(guān)柜生產(chǎn)廠(chǎng)家對開(kāi)關(guān)柜的絕緣標準和絕緣方式不甚了解,需要規范和加強。對于多數廠(chǎng)家而言,他們對各種相應的規范和標準非常熟悉,只是為了降低成本,基于經(jīng)濟利益的考慮,降低了開(kāi)關(guān)柜在安裝和運行中的絕緣性能的考慮,發(fā)生了許多嚴重的后果和電氣事故,使得損失更為慘重和持久?;诖?,生產(chǎn)廠(chǎng)家在設計安裝運行中,應著(zhù)眼于全局和長(cháng)遠利益的考慮,把中壓開(kāi)關(guān)柜的絕緣性能的提高放在優(yōu)先考慮的位置上,真正按照相應的規范和標準來(lái)執行,增強開(kāi)關(guān)柜的絕緣性能,增長(cháng)開(kāi)關(guān)柜的使用壽命,最大程度地保障設備穩定可靠地運行。 ????
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