10kv開關(guān)柜運行過程中的常見故障和解決辦法

2019年6月18日 分類:行業(yè)資訊

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10kv開關(guān)柜結(jié)構(gòu)

礦井采用的 10kv 開關(guān)柜總體上是由斷路器以及柜體等兩大部分組成,其中柜體從物理結(jié)構(gòu)上劃分,由母線室、控制室、出線室以及斷路器室等部分組成。由于礦井環(huán)境較為惡劣,負(fù)載較重,對設(shè)備運行可靠性有更高的要求。具有的顯著特點是空間狹小,結(jié)構(gòu)緊湊。

 

10kv開關(guān)柜常見故障

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,10kv 開關(guān)柜的質(zhì)量以及可靠性都得到顯著提升,設(shè)備的故障率大幅降低。但由于礦井載荷較大,且環(huán)境惡劣,同時 10kv 開關(guān)柜在高壓,大電流環(huán)境中工作,設(shè)備難以避免出現(xiàn)故障。

10kv 開關(guān)柜常見故障中,發(fā)熱、絕緣以及元器件故障占據(jù)到前三位,占比分別為 48.15%,27.78%,11.11%,總計達到 87.04%。這些故障的發(fā)生給礦井的供電安全造成的嚴(yán)重的不利影響,必須采用有效的技術(shù)措施進行預(yù)防治理。雖然機械故障及其他故障雖然占比不大,但出現(xiàn)故障對礦井的正常生產(chǎn)卻帶來十分不利的影響。

10kv 開關(guān)柜故障原因分析

10kv開關(guān)柜發(fā)熱故障

開關(guān)柜運行過程,出現(xiàn)發(fā)熱的主要地點來源于導(dǎo)電回路,具體有接頭位置發(fā)熱,導(dǎo)體發(fā)熱、渦流發(fā)熱等部分。若設(shè)備的發(fā)熱量高于開關(guān)柜的排熱量,就會引起開關(guān)柜溫度增高,嚴(yán)重時會引起故障。接頭發(fā)熱主要是發(fā)生在刀閘接頭以及接頭位置、互感器連線板等可能存在接觸不良的位置,或者由于受到電化學(xué)腐蝕,造成設(shè)備的接觸不良,出現(xiàn)火花或者發(fā)熱。導(dǎo)體發(fā)熱主要原因是母線室內(nèi)的母排發(fā)熱,母排長期通過較高電流值,當(dāng)開關(guān)柜負(fù)荷較大時,母排的發(fā)熱更為明顯。同時受到生產(chǎn)制造技術(shù)以及生產(chǎn)條件的限制,制造出來的母排之內(nèi)難以避免的存在雜質(zhì),使得電阻率值增高,也會增加母排的發(fā)熱量。渦流發(fā)熱主要是由于負(fù)荷電流由于受到開關(guān)柜內(nèi)的鋼板隔斷作用出現(xiàn)環(huán)流,引起發(fā)熱,負(fù)荷電流越大,渦流發(fā)熱現(xiàn)象越為嚴(yán)重。

10kv開關(guān)柜絕緣故障

絕緣放電是導(dǎo)致開關(guān)柜出現(xiàn)絕緣故障的主要因素,例如對地閃絡(luò)、導(dǎo)體相間以及支柱瓷瓶閃絡(luò)等。當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)的絕緣體或者絕緣體間隙的絕緣強度不足以滿足絕緣要求時,在高壓環(huán)境運行過程中出現(xiàn)放電現(xiàn)象,嚴(yán)重時會出現(xiàn)直接穿透絕緣體的情況,出現(xiàn)絕緣故障。礦井 10kv 開關(guān)柜的運行環(huán)境較為惡劣是出現(xiàn)絕緣故障的一個重要原因,最典型的就是出現(xiàn)污閃現(xiàn)象。礦井環(huán)境中存在有大量的粉塵,由于日積月累造成開關(guān)柜內(nèi)部的絕緣子、套管等部件存在較多污穢,當(dāng)空氣濕度較大時且絕緣子支護與泄漏點位置較近,極其容易出現(xiàn)污閃。

10kv開關(guān)柜元器件故障

開關(guān)柜內(nèi)的有許多精密元器件,這些設(shè)備在長時間的高負(fù)荷運轉(zhuǎn)下容易出現(xiàn)故障。其中,帶電顯示器出現(xiàn)故障的概率較高,很多礦井 10kv 開關(guān)柜帶電顯示器處于故障狀態(tài),形同虛設(shè),現(xiàn)場無法進行使用 ;導(dǎo)致電壓互感器出現(xiàn)故障主要是因為有設(shè)備的安裝調(diào)試、設(shè)備本身品質(zhì)、設(shè)備過壓以及二次側(cè)出現(xiàn)短路等 ;避雷器故障主要原因是密封失效、瓷套污染、設(shè)備運行時間長閥片出現(xiàn)老化。當(dāng)密封失效時就會引起外界環(huán)境中的水分、粉塵進入到避雷器內(nèi)部,造成絕緣劣化,加速閥片的老化進程,同時當(dāng)瓷套被污染之后引起電阻片內(nèi)部電壓分布不均衡,電阻片老化加劇。

10kv開關(guān)柜機械故障

開關(guān)柜出現(xiàn)機械故障最為常見的有拉桿斷裂、操作部件彎曲變形(或者局部斷裂)、傳動插銷破斷、拉桿斷裂等,這些機械故障會引起連接桿出現(xiàn)脫落,造成開關(guān)柜內(nèi)部線路短路,單相接地事故,嚴(yán)重時會導(dǎo)致整個開關(guān)柜操作不靈敏,甚至出現(xiàn)開關(guān)不能閉合或者斷開情況。除了以上故障,開關(guān)柜出現(xiàn)其他故障的主要有操作、維護人員誤操作或者蛇、老鼠等進入到開關(guān)柜,造成設(shè)備出現(xiàn)短路。

10kv開關(guān)柜常見故障的處理措施

做好設(shè)備安裝以及調(diào)試工作

在 10kv 開關(guān)柜運送到礦井地面變電所時就強化安裝以及調(diào)試工作,以便為設(shè)備后續(xù)持續(xù)穩(wěn)定的運行奠定基礎(chǔ)。開關(guān)柜完整的調(diào)試是對設(shè)備故障進行初步排除的重要手段。在對開關(guān)柜進行調(diào)試時需要對設(shè)備內(nèi)部的絕緣間隙是否符合要求、傳動是否出現(xiàn)卡澀,以及其他不符合要求的情況進行排除,為日后設(shè)備運行創(chuàng)造良好條件。當(dāng)設(shè)備安裝調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障時,安裝調(diào)試人員應(yīng)立刻向礦井管理人員進行報告,并與設(shè)備生產(chǎn)廠家進行溝通處理。

提高開關(guān)柜絕緣性能

由于礦井所處的環(huán)境較為惡劣,設(shè)備工作負(fù)荷高,同時需要長時間的在高壓環(huán)境下工作,給開關(guān)柜絕緣性能提出了更高的要求。礦用10kv開關(guān)柜應(yīng)在制作材料在選定的初期就應(yīng)重視設(shè)備的絕緣性能,高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量材料才能使得開關(guān)柜更好的工作,并降低設(shè)備出現(xiàn)絕緣故障的概率。在選擇開關(guān)柜時首先應(yīng)選擇絕緣性能更佳的有機絕緣材料制作的開關(guān)柜,同時開關(guān)柜內(nèi)部使用的元器件最好是絕緣性能佳,且中間有阻燃隔板,電壓互感器應(yīng)特別注意伏安特性。對于服役時間較長的開關(guān)柜,應(yīng)注意設(shè)備的清理工作,盡量降低由于灰塵引起開關(guān)柜出現(xiàn)故障的可能性。

做好開關(guān)柜密封

開關(guān)柜密封性能與開關(guān)柜能否安全運行有較大關(guān)聯(lián),密封良好是保證開關(guān)柜安全高效運行的一個重要條件。首先應(yīng)加強開關(guān)柜內(nèi)部分隔的保護程度。開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有斷路器、母線以及電纜等,這些部件采用阻燃絕緣隔板分割成一個個小室,若一個小室出現(xiàn)故障不會連帶引起臨近的小室出現(xiàn)故障,防止故障擴大。設(shè)備內(nèi)部采用的插頭應(yīng)加絕緣罩,以便保護設(shè)備的操作維護人員的神人安全。

在開關(guān)柜機械動作方面,需要嚴(yán)格按照規(guī)定進行觀察,發(fā)現(xiàn)問題時及時進行更換。

強化開關(guān)柜的定期維護管理根據(jù)礦井實際情況,加強對開關(guān)柜的維護管理。根據(jù)設(shè)備的具體型號以及使用年限,制定合理的設(shè)備檢修、維護保養(yǎng)計劃,在具體的執(zhí)行過程中應(yīng)在遵循規(guī)章制度的前提下,根據(jù)設(shè)備的實際情況進行有針對性的維護保養(yǎng)。在對設(shè)備進行維護保養(yǎng)時注重觀察開關(guān)柜是否出現(xiàn)異味、顏色、聲音、震動等情況是否出現(xiàn)異常。當(dāng)發(fā)現(xiàn)上述問題后,就需要對開關(guān)柜進行全面的排查。

加強對開關(guān)柜的巡查,及時掌握開關(guān)柜的運行狀態(tài)。在對開關(guān)柜進行巡查過程中,做到認(rèn)真、細(xì)致,有時開關(guān)柜內(nèi)一個微小的放電就可能到下一次巡查時變成絕緣事故。同時采用紅外設(shè)備對開關(guān)柜內(nèi)部導(dǎo)電線路、連接處等容易出現(xiàn)溫度異常的不問進行檢測,一旦檢測出異常就應(yīng)適當(dāng)降低該開關(guān)柜的工作負(fù)荷,避免溫度進一步的提高,造成故障。

制定防范措施

對于誤操作導(dǎo)致10kv 開關(guān)柜出現(xiàn)故障,礦井一方面應(yīng)制定可靠完善的規(guī)章制度,并嚴(yán)格執(zhí)行,另一方面加強對開關(guān)柜檢修、維護等人員的培訓(xùn),提高業(yè)務(wù)水平,以及防范誤操作的能力。在對開關(guān)柜進行日常的巡查中,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時上報進行處理。

10kv開關(guān)柜在礦井中的應(yīng)用較為廣泛,同時由于礦井環(huán)境惡劣,開關(guān)柜長期處于高負(fù)荷運轉(zhuǎn),在運行過程中出現(xiàn)的問題以及故障的類型也是多種多樣。因此,筆者對礦井近些年來常見的開關(guān)柜故障進行統(tǒng)計,總結(jié)出常見的故障類型,并有針對性從開關(guān)柜安裝以及調(diào)試、提高開關(guān)柜絕緣性能、做好開關(guān)柜密封、強化開關(guān)柜的定期維護管理、制定防范措施等方面提出處理措施,以減少10kv開關(guān)柜出現(xiàn)故障的可能,提高礦井供電安全。

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