开关柜典型故障研究分析及解决方案

--.z..z.高压开关柜典型故障分析及解决案10kV6kV)—35kV用电、变电站和用户供电的任务，且用量大，分布广。由于1OkV的问题，因而开关柜事故率比较高，危及人身、电网和设备平安，影响供电牢靠性。一、下面列举几种类型的开关柜事故〔故障〕案例：由于开关柜防爆性能缺乏或防误性能不完善，近几年省外发生多起人身损害大事，以以下举四起事故：2023年2月24*220kV变电站10kV型〕由于馈线故障，开关发生拒动，运行人员在处理开关拒动过程中，当拉开开关，确认开关位置指示处于分闸位置后，操作拉开隔2人重伤1查觉察：该开关操作机构A、B相拐臂与绝缘拉杆连接处松脱，造成A、B由于906柜压力释放通道设计不合理，下柜前门强度缺乏，弧光短路时被电弧气浪冲开，造成现场人员被电弧灼伤。开关柜的上述问题是人员被电弧灼伤的直接缘由。7月1*单位发生一起因变电运行人员擅自翻开10开关柜柜门，误碰带电部位造成的人身触电死亡事故。设备缺陷是事故发生的又一间接缘由。由于6522A化，松动后偏移，刀闸断开时护套卡入动触头与刀闸接地侧的静触GG－1A系609697程序防误锁，于2023开关柜原设计不完善，不能实现线路有电强制闭锁。2023930*220kV变电站发生一起10kV开关柜部三相短路，电弧产生高温高压气浪冲开柜门，造成21人于10月1日死亡。4.20238月19日，8月19*单位在更换*220kV变电站10kVI段母线PT过程中，工作班成员触遇到带电的母线避雷器上部接线桩头，造成21人重烧伤。初步分析，事故主要缘由为厂家设备一次接线错误。1010线应接在母线设备间隔小车之后〔见附图1接10101010压互感器9511小车后，102109511工作负责人一同到现场对10压互感器位置在9511由于电压互感器与避雷器共同安装在10图3造成人员触电伤亡。图1：附图23：〔二〕开关设备接〔触〕头过热性故障封闭式开关柜在运行中不能翻开，因此难以测量运行中柜接〔触〕头的实际温度，如不准时觉察并处理接〔触〕头过热性缺陷，重威逼电力平安生产。固定式开关柜每个进出线间隔共有负荷电流流过的33或39个接〔触头〕，小车移动式开关柜每个进出线间隔共有负荷电流流过的24个〔或更多〕接〔触头〕。这些接〔触〕头直由于发热点在密封柜，运行中的柜门制止翻开，值班人员无法通过影响系统平安运行。下边四起故障分析。202323235910kVIII644开关跳闸，保护装置显示“过流I段动作〞。现场检查觉察，10kV配电室有浓烟，10kV电容器组III开关柜下部有着火现象。其次天检查状况：10kV电容器组III644开关柜B相CT和铝排连接处松动引起发热导致该处烧断和热缩材料燃烧，A、C2023816*10kV多面开关柜。10kV农专Ⅰ线柜〔开关、CT、静触头及套管、母排及相接铜排、母排套管、保护测控装置、屏顶小母线、电度表、二次控缆烧A相 B相 C相开关 电缆头及CT 母线10kV下白货柜〔母排、母排套管、静触头及套管、保护测控装置、屏顶小母线、电度表、二次控缆烧损；相接铜排、开关CT、母排 保护及二次控缆10kV医院Ⅰ柜〔母排、母排套管、静触头及套管、保护测控装置、屏顶小母线、电度表、二次控缆烧损；相接铜排、开关CT、保护及二次控缆 母排故障缘由分析：10kV农专Ⅰ线开关柜由于隔离插头接触不良，开关长期在满负荷运行，触头发热引起梅花触头的弹簧退火变形，失去弹性，造成该隔离插头接触电阻变大，运行中发热烧熔，烧损触头围的绝缘件，最终绝缘击穿，造成触头相间短路故障。2023年8月12日*变电站*1主变低压侧631开关因发热造-成开关柜部三相短路烧毁。初步分析是：1*主变10kV侧631手车开关柜断路器A侧梅花插头〔上侧〕与静触头间接触不良发热，最终开展成梅花插穿墙套管烧毁并产生大量的含有金属离子、碳合物的烟气，造成母1#变母排开关开关柜接线图断路器A相触指被电弧烧损。2023年38日，*单位在处理*变电站*110kV侧61A3刀闸缺陷时觉察：⑴、61A3*1主变10kV侧61A1刀闸下断口A的痕迹，C相静触头夹紧弹簧有过热的痕迹〔有三只弹簧熔在一起C相支柱绝缘子上有被热气薰的痕迹。⑶、10kV分段回路6001刀闸下断口C相丢. z.--.z..z.掉一只静触指，静触头夹紧弹簧有过热的痕迹〔有一只弹簧熔在一起口也存在类似的问题。该变电站该段母线的开关柜型号为GG*2，61A1、61A3刀闸和10kV分6001GN30-10，4S接触的点、面少，在通过大电流时，固定静触指与夹紧弹簧的螺栓和夹紧弹簧参与分流、导电，造成有些螺栓烧断〔静触指丢落的缘由〕和夹紧弹簧过热退火，也造成动、静触头接触不是很好，造成动静触头局部过热、熔焊。图1 61A1刀闸C相触头的过热状况 图261A1刀闸A相触头的过热状况图3 10kV分段回路6001刀闸的过热状况 图4 丢落的静触指和烧断的固定静触指夹紧弹簧的螺栓〔三〕小动物进入开关柜引起短路故障2023914单位*变电站*1开关。检查觉察，10kV开关室烟雾布满，10kVI、II段母线联络柜600110kV60010kVI、II段母线联络柜下柜门被冲开，下柜门上的观看窗与、断路器前柜10kVIII联络柜底部有只毛烧光的死老鼠，隔壁柜〔备用柜〕底部电缆洞未封堵〔该开关柜原为运行间隔，配网调整间隔，该柜电缆调到其它10kVI、II段母线联络柜与隔壁柜间的接地铜排穿未封堵。故障缘由分析：老鼠从隔壁柜电缆进入，再经10kVI、II段母线联络柜与隔壁柜间的接地铜排穿爬到10kVI、II段母线联络柜，老鼠活动时引起短路。〔四〕开关柜组件绝缘爬距或绝缘距离缺乏引起开关柜故障早期投运的开关柜支持瓷瓶及电流互感器等的外绝缘爬距较小，当运行中绝缘外表消灭凝露或有污秽时，系统中消灭不高的过电压或运行电压下发生绝缘件沿面闪络。还存在对地和相间距离不够，在系统单相接地谐振或雷电等过电压状况下，直接造成对地或相间击穿。“省电力**户沟通金属封闭高压开关柜订货技术规“〔闽电生产〔2023480号高压开关柜中各组件及其支持绝缘件的外绝缘爬电比距〔即高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比〕相应值的应用围应不小于18mm/kV。单纯以空气作为绝缘介质的开关柜，柜各相导体的相间与对地距离、手车开关隔离触头与静触头绝缘护罩的净空气距离、相间隔板与绝缘隔板的净空气距离： 12kV为125mm，40.5kV为300mm。404-1997〕规定：在金属封闭式高压开关柜中，凡承受非金属制成的隔板来加强相间或相小于30mm的空气间隙；40.5kV，保持不小于60mm的空气间隙，且为阻燃材料制成。2023年9月6日，*变电站*1主变差动速断动作跳闸。从现场检查分析认为：*133AA、B线〔从固定铝排引至过压保护器的连接铜线〕过长，跳线弯曲弧度较大，A、B距离〔最小处〕仅5cm左右。A、B相跳线之间的绝缘仅通过绝缘隔板隔离，长时间运行中造成A、B相跳线对绝缘隔板放电，绝缘档板被碳化后，绝缘破坏并击穿，引起A、B相短路。A相 B相〔五〕开关柜组件质量〔如过电压保护器、传感器等〕劣引起开关柜故障1.930831分，*变电站10kVI633开关因过流10kVI633器AB路器前门〕稍微变形，柜其他设备未损伤。2.2023年11月10*110kV变电站因10kV开关短路引发10kV母线故障，造成该变电站全停及10kV局部设备重损坏。现场检查状况：最重的母联刀闸柜的带电显示器传感器〔高高压电器**产品〕烧损状况：觉察A、B相已烧成灰，C相略好；结合刀闸触头烧损状况：C相触头根本完好、A相略有烧损、B相最为重。推想故障是从B为了进一步验证造本钱次事故的缘由，对开关柜未损坏的带电显示器传感器，抽两只传感器进展解剖，觉察部芯棒填充剂软化，存在绝缘薄弱点。由于10kV系统消灭失地引起过电压，使传感器部局部放电，逐步开展为贯穿性击穿，造成相间短路。此外，开关柜故障的缘由还有检修预试时在开关柜遗留工具或多面开关柜被电弧烧毁，“惨〞不忍睹。造成事故扩大的缘由主要有三点：首先，由于开关柜母线室是连通的，当一个间隔故障时，电弧侵害邻柜造成“火烧连营〞;其次，继电保护整定协作不尽合理，保护动作时间过长或保护有缺陷不动作靠上一级保护动作隔离故时引起保护损坏或直流电源故障，造成保护失灵，短路长时间不消逝，整个高压室几乎全部的开关柜均烧毁，最终连主变lOkV低压架空母线都被弧光烧断，直至越级跳闸，往往连主变也被长时间短路所损坏。二、防措施：〔一〕加快老旧开关柜〔如GG1A、GG*2、*GN型等〕改造或完善化大修。各单位要按“关于印发2023-2023年县供电企业电气设备技改、大修指导性意见的通知“〔生变〔2023〕145号〕加大老旧开关柜技改力度，运行时间短、达不到技改的条件的开关柜要按省公司完善化案开展完善化大修。开关柜绝缘牢靠性低的酚醛环氧类绝缘子和爬距缺乏的绝缘子安排更换为符合要求的瓷绝缘子。母线加阻燃热缩绝缘套，绝缘套本身应耐受20U,的沟通耐压，目的是防止小动物爬人柜造成短路,也可防止因烟气、游离气体进人时空气间隙绝缘降低造成的弧光短路。〔二〕做好开关柜订货、出厂前验收、安装与验收治理工作依据国际、电力行业标准和“预防沟通高压开关事故措施“〔电网公司生〔2023〕641号〕、“预防12kV-40.5kV沟通高压开关柜事高压开关柜订货技术规“〔闽电生产〔2023〕480号〕等文件，做好开关柜招标文件、订货技术协议的审查工作，开关柜出厂前赴厂验收，开关柜安装调试过程安排专业人员开展技术监视工作，组织做好开关柜投产前的验收工作。把好10kV开关柜的选型及选购关。选型要留意开关设备有关参数是否满足现场运行条件。对开关柜所配的元件应格把关，尽量选用运行状况良好的产品；并要求验收时，开关设备配置要有各元件试验报告，特别是带电显示器的传感器的局放试验报告，杜绝不良设备入网。〔三〕加强巡察运行治理作业文本(含标准巡察卡)或PDA作时着装应规，并留意站位。开关柜操作前应确认柜断路器和隔离开关的实际状态，进展倒闸操作时，应格监视设备的动作状况，如觉察机构卡涩、动触头不能插入静触头、合闸不到位等，应停顿操作，待缺陷按规定程序消退后再行操作。对防误、防爆等功能不符合规要求的开关柜，应逐一列出清单，做好危急点分析和预控措施，纳入红线设备治理，并依据红线设备要求在开关柜面板上贴标识，有方案地安排改造。巡察中应留意开关柜的门和面板是否锁紧，对螺栓丧失、损坏的，应准时上报缺陷处理。格依据“省电力**高压带电显示装置治理规定“的要求，做好开关柜带电显示装置的巡察和维护工作，确保带电显示装置工作正常。可检查柜体温度是否特别。误造成事故扩大。在开关柜配电室配置通风、防潮设备和湿度计，并在梅雨、多雨季节或运行需要时启动。〔四〕加强检修维护治理开关柜检修重点对触头接触状况〔有无过热变色的痕迹〕、柜电气主回路连接螺栓紧固、传动部件轴销的固定状况、机构关心开关接触、操作机构手车轨道及闭锁装置部件是否有机械变形或损坏等状况等进展检查。对于变电站电容器组等操作频繁的高压开关柜要适当缩短巡察检查和维护期。是否封堵，有无小动物进入的可能。检修试验完毕后，应重点检查开关柜有无遗留工具、物件以及试验用的短接线、接地线。由于GG*2、*GN等型号开关柜选用运行中易造成发热的旋转隔离开关(如GN30-12型隔离开关)，应结合停电检查隔离开关触头〔含弹簧〕有无过热或烧损，重点为大电流开关柜〔如主变进线柜、分段开关柜等〕。对重负荷且无法开展测温的开关柜尽快安排停电检查，可选一、二座变电站尝试安装开关柜在线测温装置如：中科微声无线无源在线测温系统，测温传感器。结合停电检查开关柜各相带电体之间、相对地之间空气距离是否符合规要求〔如35kV开关柜的为300mm，10kV开关柜的为125mm〕。结合停电检查开关柜的机械联锁，是否满足“五防〞要求。检查开关柜手车活门翻开、