变电站开关柜的检修和维护相关问题
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摘 要：近年来，随着电网改造力度的加大，电网设备质量有所提高，事故有所降低。但目前由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题，开关柜仍存在绝缘等级差、防护等级不符合要求、防爆能力不足等安全隐患。
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A
一、高压开关柜事故分析
高压开关柜是使用极广、数量最多的开关设备，发生故障时造成的后果也很严重，而且往往一台开关柜出现故障，会出现殃及整段母线或相邻开关柜。高压开关柜故障原因分析主要有以下几个方面：
（一）绝缘等级差
1.爬距及空气间隙不够。爬距及空气间隙不够是开关柜发生绝缘损坏事故的根本原因。特别是手车柜，为缩短柜体尺寸，生产单位往往大幅度地减小装于柜内的断路器，隔离插头相间距离或对地距离，未采取有效的保证绝缘强度的措施。
2.制造质量差，工艺不良。制造质量及装配质量对开关柜整体耐压水平有很大的影响。如开关柜内的有些元件可以通过耐压试验，但开关柜整体却通不过，原因是装配质量差。另外支持瓷柱质量差，稳定性能差，在短路电流冲击下发生断裂，造成事故扩大。
3.接点容量不足或接触不良，发热导致开关柜起火。当接点容量不足或接触不良时，该处局部温度升高，严重时烧断该处载流部，引起对地或相间闪弧，造成绝缘闪络。
4.环境条件的影响。开关柜运行的环境条件差是导致开关柜发生绝缘闪络的主要原因，例如当大气污染不断加剧，就会逐渐污染电力设备的绝缘子、套管及母线。分析多年来污闪事故，总结出发生污闪的原因主要有二：第一是污秽和潮湿两个因素同时存在于绝缘子的表面，灰尘附在绝缘子表面，在干燥的时候绝缘电阻仍然很高，所以在干燥气候下不发生污闪。清洁的水电阻也很高。第二是绝缘子串的泄漏距离偏小，不能适应污秽和潮湿韵环境。
（二）防爆、防护能力不足
1.高压开关柜顶部设计有泄压通道，分别是电缆室、母线室及开关室三个泄压通道，但部分开关柜安装时存在柜顶泄压通道未采用一侧用塑料螺丝紧固而是全用铁螺丝锁死、塑料螺丝与铁螺丝安装方向相反、固定螺丝不规范等问题，导致当柜内短路时，电弧产生高压蒸气无法从泄压通道充分排出，压力瞬间将达到很高值，并从封闭式开关柜中薄弱的地方冲出，对人身和设备造成危害。
2.目前开关柜面板开孔大致有几种情况：开关小室观察孔、电缆小室观察孔、开关分合指示观察孔、散热孔、微机五防锁扣、紧急解锁孔、柜面板照明孔洞等。这些孔洞的存在，极大降低了开关柜的防护等级要求。
3.站用变柜等开关室与电缆室之间的通风散热孔、泄压通道尺寸小，造成站变故障时高温蒸气无法将压力充分释放并串入熔断器小室，扩大故障范围。
4.开关柜前、后柜门螺丝在检修后未锁紧，造成防爆能力不符合要求。
二、电网中常见的过电压
（一）电压互感器饱和过电压。这种过电压是电网最常见的现象，它的表现形式可能是两相(基波时)或三相(指波时)对地电压升高，或相电压以低频1次／s摆动(分次谐波时)，引起绝缘破坏或避雷器爆炸(高次谐波时)，或引起虚幻的现象，会在电压互感器中引起过电流使熔丝熔断或电压互感器烧坏。饱和过电压在中点不接地系统中可达4.0倍以上，可引起瓷绝缘对地闪络。
（二）电容传递过电压。两种电压等级的电网，例如35kV和、l和、通过2条平行线之间的电容耦合或通过变压器高低压绕组的耦合，一个电网的零序电压全传递到另一个电网中。
三、开关柜提高绝缘性能、防爆防护等级的措施
(一)提高绝缘性能措施
开关柜接入电网后，必须同时承受工作电压的作用。如果由于元件质量不好，与电网某些参数不利的组合，又会加剧运行条件恶化。因此，可采取以下一些措施：
1.高压开关柜内的绝缘件（如绝缘子、套管、隔板和触头罩等）应采用阻然绝缘材料（如环氧或SMC材料），严禁采用酚醛树脂、聚氯乙烯及聚碳酸脂等有机绝缘材料。
2.一定要按部颁标准的要求，带电体对地距离不小125mm。这个距离虽比过去100mm的要求有所提高，然而这是最低要求。125mm不对称间隙的工频耐受电压约为49kV(最大值)，而在不利的情况下，电容传递过电压最大值有可能高达63kV(最大值)，可见这个间隙距离是不够的。
3.应充分注意元件选择，特别是电压互感器，要选择伏安特性较好的产品，即在线电压下无显著饱和的电压互感器。
（二）提高防护、防爆能力措施
1.更换开关柜泄压通道顶盖固定螺丝，使得当柜内短路时，电弧会冲断相应分室的顶盖塑料螺丝，使顶盖折起开放压力释放通道（同时顶盖一侧有铁螺丝固定不至出去）。应当注意的是泄压通道顶盖缺口对侧应更换为塑料螺丝（缺口侧仍用铁螺丝固定），用工具将原铁螺丝旋出后改用塑料螺丝锁紧。
2.除开关小室观察孔、电缆小室观察孔和开关分合指示观察孔外，一般不得在开关柜面板随意开孔，避免造成开关柜不符合IP4X防护要求。
3.增大开关柜电缆室释压通道，将开关柜后封板向后扩大30mm,同时在柜后离地1.8米以上处向后扩大400mm,按45度向上过渡，将电缆室释压通道由100mm增加到500mm；同时将站用变柜等开关室与电缆室之间的通风散热孔密封处理。
4.巡视时或工作结束后注意检查开关柜前、后柜门螺丝是否锁紧。
（三）防小动物短路措施
1.高压开关柜安装时，应将开关柜电缆层、开关层、保护仪表层一次和二次电缆孔完全封堵，防止小动物通过电缆孔洞进入柜内，引发放电或短路故障。
2.高压开关柜内母线及各支引线宜采用可靠的绝缘材料包封，以防止小动物或异物造成母线短路。
四、结束语
开关柜的运维、检修工作任重道远，随着开关柜性能的不断完善，设计不断改进，其运行维护、检修水平的要求将不断提高，只有对其保持不断的探索和研究才能确保人身、电网和设备的安全。
参考文献：
[1] 蒋立志.重庆发电厂高压异步电动机运行分析[J]. 四川电力技术. 1992(03).
[2] 黄欣.电力输送故障分析及维护[J]. 科技传播. 2011(13).