淺談封閉式高壓柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故的預(yù)防

時(shí)間：2017-04-26作者：浙江紫輝電力設(shè)備有限公司瀏覽：4

摘要:通過對封閉式高壓柜的運(yùn)行現(xiàn)狀與接頭發(fā)熱事故的分析,指出了造成此類事故的主要原因,并對預(yù)防此類事故的方法進(jìn)行了初步的研究、分析,最后指出了可行、實(shí)用的高壓柜內(nèi)接頭溫度實(shí)時(shí)監(jiān)視方法。該方法在電網(wǎng)中的推廣應(yīng)用具有一定的意義。

關(guān)鍵詞:封閉式高壓柜;接頭發(fā)熱;事故分析;實(shí)時(shí)監(jiān)測

運(yùn)行中的電力設(shè)備經(jīng)常發(fā)生接頭發(fā)熱現(xiàn)象,如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理就會導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。近幾年廣泛運(yùn)用各種**的溫度測試設(shè)備,如:紅外熱成像儀、紅外線點(diǎn)溫儀等,**了很好的效果,電力設(shè)備接頭的溫度得到了有效監(jiān)視,接頭發(fā)熱事故大大減少。封閉式高壓柜在運(yùn)行中不能打開,因此無法測量運(yùn)行中柜內(nèi)接頭的實(shí)際溫度。密封式開關(guān)柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故在近幾年有增長的趨勢,已經(jīng)成為嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)的難題。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐,我們發(fā)現(xiàn)接頭發(fā)熱事故主要發(fā)生在負(fù)荷較重的10kV小車式封閉開關(guān)柜內(nèi),下面以10kV小車式封閉開關(guān)柜為對象對此類事故進(jìn)行分析。

1、 10kV封閉式開關(guān)柜概況

1.1 10kV封閉式開關(guān)柜的應(yīng)用概況

封閉式高壓開關(guān)柜以其安全可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、占地省、操作方便等優(yōu)點(diǎn),在開閉站、小區(qū)配電室、變電站內(nèi)廣泛使用。目前使用中的10kV開關(guān)柜主要存在設(shè)備型號多樣、質(zhì)量參差不齊、備品備件不全、部分設(shè)備嚴(yán)重老化等問題。

1.2 封閉式開關(guān)柜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

封閉式高壓開關(guān)柜的一次設(shè)備分布在3個(gè)相互獨(dú)立的隔室內(nèi),分別是開關(guān)室、母線室、出線室。按有關(guān)的規(guī)程要求,除實(shí)現(xiàn)電氣連接、控制、通風(fēng)而必須在隔板上開孔外,所有隔室呈封閉狀態(tài)。在開關(guān)室內(nèi)的主開關(guān)上一般有6個(gè)主插頭,有18個(gè)流過負(fù)荷電流的連接點(diǎn);在出線室有連接出線電纜的3個(gè)主接頭與連接旁路刀閘的十幾個(gè)接點(diǎn)。以上所說連接點(diǎn)直接流過負(fù)荷電流,當(dāng)負(fù)荷較大時(shí)存在隱患的連接點(diǎn)就會發(fā)熱。由于發(fā)熱點(diǎn)在密封柜內(nèi),運(yùn)行中的柜門禁止打開,值班人員無法通過正常的監(jiān)視手段發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷。發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)接頭會變紅甚至熔斷,直接造成生產(chǎn)事故。

1.3 封閉式高壓開關(guān)柜接頭事故統(tǒng)計(jì)

封閉式高壓柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故在近幾年屢有發(fā)生。10kV開關(guān)直接承擔(dān)用戶負(fù)荷,其中不少是重要負(fù)荷,如果發(fā)生突然停電事故,不但會造成不良的社會影響,而且給供電部門造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

2、 事故原因分析

事故分析發(fā)現(xiàn),發(fā)生事故的原因主要有:檢修試驗(yàn)人員工作失誤,設(shè)備安裝連接工藝不當(dāng),負(fù)荷變化,設(shè)備老化變形等。

2.1 檢修試驗(yàn)人員工作失誤

檢修人員進(jìn)行開關(guān)檢修或試驗(yàn)時(shí)必須拆開部分連接點(diǎn),工作結(jié)束時(shí)再恢復(fù)原樣。由于工作人員失誤,本來應(yīng)該安裝4根緊固螺栓的接頭,只裝了3根甚至只裝了1根。線路負(fù)荷較小時(shí)這樣的隱患不會被立即發(fā)現(xiàn),當(dāng)負(fù)荷突增時(shí)該接頭就會過熱。這樣的情況一般出現(xiàn)在電流互感器的連接點(diǎn)。事故的主要原因是檢修人員的工作態(tài)度與責(zé)任心的問題,此類事故主要發(fā)生在1997年以前,近幾年隨著檢修工作責(zé)任制的推行,此類現(xiàn)象已經(jīng)大大減少。

2.2 設(shè)備的安裝、連接工藝不當(dāng)

設(shè)備的安裝工藝不當(dāng)主要是施工質(zhì)量問題,封閉式高壓柜內(nèi)小車式開關(guān)插嘴的位置與固定的插頭位置如有偏差,開關(guān)推入后插頭部分就可能接觸不實(shí),造成發(fā)熱。這是施工安裝時(shí)的問題,需要運(yùn)行人員在設(shè)備驗(yàn)收時(shí)把好關(guān)。另一個(gè)連接工藝問題出在出線電纜與開關(guān)引出線的連接處。10kV連接開關(guān)的引線一般使用40mm寬鋁排,旁路刀閘一般安裝在鋁排上,出線電纜也在這一位置。10kV電纜較粗,通常只使用1根螺栓來連接運(yùn)行與備用2條電纜,連接的受力面較小,電流通過的有效截面減小,于是造成發(fā)熱。

2.3 負(fù)荷突變的影響

電力負(fù)荷的變化會影響設(shè)備的溫度,正常的負(fù)荷變化引起的溫度升高不會**過規(guī)定的75℃。如果負(fù)荷增加的較多時(shí)(如比平時(shí)增加了1倍或幾倍),或者線路受到短路電流沖擊后,設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)就會發(fā)熱,發(fā)熱后連接點(diǎn)的材料會發(fā)生變形、氧化等物理或化學(xué)變化。發(fā)熱后如不及時(shí)發(fā)現(xiàn),再次受負(fù)荷沖擊后,又會過熱,經(jīng)過多次反復(fù)的惡性循環(huán),接頭的連接狀況越來越差,最后直至造成接頭熔斷事故。

3、 預(yù)防接頭發(fā)熱事故的措施及方法

密封高壓開關(guān)柜內(nèi)的接頭發(fā)熱是生產(chǎn)中的難題,通過采取各種措施,如:實(shí)行檢修人員責(zé)任制,較新老舊設(shè)備,改進(jìn)接頭的連接、安裝工藝等,可以大大減少接頭發(fā)熱事故,但是從目前的設(shè)備狀況看要想完全避免接頭發(fā)熱事故也是不現(xiàn)實(shí)的。于是希望通過監(jiān)視的方法,提前發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備接頭發(fā)熱的跡象,以便采取措施,防止出現(xiàn)惡性事故。這方面的工作我們一直在研究、探討。

3.1 目前經(jīng)常使用的柜內(nèi)接頭溫度監(jiān)視方法

現(xiàn)在經(jīng)常使用的柜內(nèi)接頭發(fā)熱監(jiān)視方法主要有:在接頭粘貼測溫蠟片;手摸柜門感知柜內(nèi)溫度;通過異常氣味發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱;通過異常音響發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱等。粘貼測溫蠟片是室外接頭常用的測溫法,用在封閉柜內(nèi)有很大局限性,大部分接頭通過柜門的觀察窗看不到,只能在開關(guān)停電檢修時(shí)檢查接頭有無過熱情況,對預(yù)防事故作用不大。手摸柜門的方法可大概判斷溫度有無異常,但是這種方法具有很大的隨意性與偶然性,而且由于個(gè)人感覺的差異,相同情況也會有不同判斷。當(dāng)有過熱的接頭時(shí),一定會有異常氣味或者異常聲音,特別是連接電流互感器的接頭發(fā)熱時(shí),可以發(fā)出強(qiáng)烈的異常氣味,工作人員可根據(jù)氣味的來源作出進(jìn)一步的判斷?？傊?通過綜合應(yīng)用以上幾種方法可以大概判斷開關(guān)柜內(nèi)有無接頭發(fā)熱故障,但是不科學(xué)、不嚴(yán)謹(jǐn),對無人值班的變電站、開閉站無實(shí)用**。

3.2 預(yù)防封閉柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故的新方法

如何通過科學(xué)的方法發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)的接頭發(fā)熱故障一直是我們研究的課題之一,我們在這方面進(jìn)行了多次試驗(yàn)與探討。

較初試驗(yàn)選擇的是直接監(jiān)測法,在接頭上安裝溫度傳感器,將溫度信號集中處理,判斷接頭溫度是否**過允許值。其技術(shù)難點(diǎn)是溫度傳感器的安裝,溫度信號由傳感器到處理機(jī)的傳送。要求溫度傳感器直接安裝在10kV電壓的接頭上,其體積有嚴(yán)格限制,不能影響開關(guān)的絕緣與正常運(yùn)行。信號傳送使用有線方式是**不允許的,通過無線**存在強(qiáng)電場磁場干擾與**裝置電源不易解決的問題。這一方案較終沒有試驗(yàn)成功。

隨后又進(jìn)行了間接監(jiān)測的研究與試驗(yàn)。主要方案是在接頭位置涂一種特種涂料,使其在規(guī)定溫度時(shí)發(fā)出特定氣體,在柜**部安裝特定氣體的傳感器,當(dāng)氣體濃度達(dá)一定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。這一方法的技術(shù)難點(diǎn)之一是氣體的選擇,該氣體要求在空氣中含量少,不受被測物溫升后揮發(fā)氣體干擾,對此氣體檢測較好使用成熟的傳感器。難點(diǎn)之二是發(fā)出氣體的涂料的穩(wěn)定性,要保證在室溫中長期存放不揮發(fā)。選用氫氣與一氧化碳進(jìn)行了試驗(yàn)。由于受氣體濃度限制,要求傳感器靈敏度較高(帶來干擾信號太多的問題)。此方案雖然有所突破,但由于其成本太高,不易在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用而較終被否定。

最后受手摸感知法的啟發(fā),決定通過監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)空氣溫度的方法來判斷有無接頭發(fā)熱故障?？傮w方案是在每臺開關(guān)柜**的排氣孔上安裝一個(gè)溫度傳感器,如果空氣溫度達(dá)到規(guī)定值即發(fā)出報(bào)警信號;或是柜內(nèi)空氣溫度與環(huán)境溫度差值到規(guī)定值時(shí)即報(bào)警。具體溫度報(bào)警定值要通過試驗(yàn)的方法確定。我們先將傳感器的溫度信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入計(jì)算機(jī)作記錄,然后將開關(guān)的負(fù)荷數(shù)據(jù)(變電站內(nèi)的監(jiān)控機(jī)實(shí)測信息)也存入同一臺計(jì)算機(jī),通過對比分析,確定開關(guān)負(fù)荷與溫度的關(guān)系曲線,根據(jù)溫度曲線確定其報(bào)警溫度值。報(bào)警信號由計(jì)算機(jī)發(fā)出,直接送到控制室。控制室內(nèi)的值班員也可以通過計(jì)算機(jī)隨時(shí)查詢開關(guān)柜內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度值。對于無人值班變電站,可以將過熱信號作為一個(gè)遙測量通過RTU直接送到監(jiān)控中心。這一測溫方法溫度傳感器安裝方便簡單,運(yùn)行可靠,投入較小,技術(shù)成熟后可在變電站內(nèi)大量應(yīng)用。

小結(jié)

實(shí)時(shí)監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)接頭溫度從目前的生產(chǎn)形勢來看還是必要的?？偨Y(jié)以上分析看出,通過監(jiān)視柜內(nèi)空氣溫度來間接監(jiān)視柜內(nèi)接頭的運(yùn)行狀況是可行的,完全可以起到預(yù)防接頭事故的目的。



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