了解這4種主要的加熱危險(xiǎn),遠(yuǎn)離高電壓開(kāi)關(guān)柜爆
了解這4種主要的加熱危險(xiǎn),遠(yuǎn)離高電壓開(kāi)關(guān)柜爆詳細(xì)資料由專業(yè)的低壓開(kāi)關(guān)柜、低壓配電柜、低壓配電箱報(bào)價(jià)廠家為您提供。
1.高電壓開(kāi)關(guān)柜因出口室地板發(fā)熱導(dǎo)致的電纜故障
案例:110千伏變電站變壓器只有一個(gè)主變壓器。一天,一個(gè)“35kV母線接地”的信號(hào)被報(bào)告,并被檢查為A相故障。然后35kV出線和PW線同時(shí)被過(guò)流一段保護(hù)動(dòng)作跳閘。設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn),當(dāng)PD線開(kāi)關(guān)柜后,后下門冒出黑煙,柜門打開(kāi)。發(fā)現(xiàn)a相電纜的端子嚴(yán)重?zé)齻?,電纜端子的絕緣層幾乎完全被電弧熔化,露出電纜的內(nèi)導(dǎo)體(見(jiàn)圖1)。用戶檢查線路后,PW線路的c相出現(xiàn)接地故障。
專業(yè)人員檢查了PD線開(kāi)關(guān)柜中的設(shè)備,除了A相電纜終端嚴(yán)重?zé)齻?,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。柜內(nèi)無(wú)電弧短路跡象,電纜端子夾無(wú)燒熔現(xiàn)象。
圖1局部放電線路開(kāi)關(guān)柜A相電纜終端燒毀
在低于開(kāi)關(guān)柜的電纜隧道中,PD線a相電纜穿過(guò)板,在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電弧燒穿的孔(見(jiàn)圖2)。發(fā)現(xiàn)屏蔽線開(kāi)關(guān)柜出線室的底板為鐵板,屏蔽線電纜以分相方式穿過(guò)電纜孔。機(jī)柜底部的兩塊鐵板之間沒(méi)有間隙,它們重疊并壓在一起形成閉合磁路(在A相電纜一側(cè))。當(dāng)A相電纜終端流過(guò)大負(fù)載電流時(shí),感應(yīng)電流在形成閉合磁路的鐵板上,產(chǎn)生的熱量對(duì)電纜終端的外部絕緣構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
圖2電弧燒穿的孔形成在鐵板上,其中相電纜的PD線穿過(guò)鐵板。
根據(jù)對(duì)上述現(xiàn)象的分析,局部放電線路的A相電纜端子在穿板處受熱損壞,形成薄弱的絕緣點(diǎn),逐漸發(fā)展到鐵板穿孔處的絕緣被燒穿的程度,A相電纜端子向柜體底部鐵板的電弧形成單相接地故障。如果發(fā)生故障,由于系統(tǒng)B和系統(tǒng)C的電壓相對(duì)較高,PW線C的弱相絕緣將導(dǎo)致不同線路的兩點(diǎn)接地短路,兩個(gè)線路保護(hù)裝置將同時(shí)跳閘。
PD線A相電纜的絕緣弱點(diǎn)可能是電纜敷設(shè)過(guò)程中的施工質(zhì)量或維護(hù)質(zhì)量問(wèn)題。
預(yù)防措施
(1)規(guī)范電纜終端制造工藝,提高電纜終端制造質(zhì)量,防止“野蠻施工”。電纜分相敷設(shè)穿過(guò)底板,開(kāi)關(guān)柜出口室底部鐵板不允許形成閉合磁路。
(2)開(kāi)關(guān)柜出口室的底板應(yīng)由非導(dǎo)磁材料制成。
(3)開(kāi)關(guān)柜當(dāng)出口室的底板由鐵板制成時(shí),鐵板必須固定,以防止左間隙因位移而形成閉合磁路。
2、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜手動(dòng),靜觸頭接觸不良發(fā)熱
案例:一天,陽(yáng)光明媚,環(huán)境溫度25℃。一次110千伏變電站10千伏開(kāi)關(guān)柜紅外測(cè)溫,發(fā)現(xiàn)10kV一次開(kāi)關(guān)柜前門溫度達(dá)到34.5℃(見(jiàn)圖3),當(dāng)負(fù)載電流350A..在負(fù)載電流為330A的情況下,b 開(kāi)關(guān)柜時(shí),同一部件的溫度為28.4℃(見(jiàn)圖4),兩者之差開(kāi)關(guān)柜前門溫度為6.1℃。
圖3a =前門0+紅外測(cè)溫圖
圖4b =前門0+紅外測(cè)溫圖
在幾次后續(xù)溫度測(cè)量之后,發(fā)現(xiàn)A 開(kāi)關(guān)柜的溫度繼續(xù)上升,并且高于其它開(kāi)關(guān)柜的溫度。兩年后的某一天,天氣晴朗,環(huán)境溫度為30℃,負(fù)載電流為360安;檢測(cè)前門溫度在此開(kāi)關(guān)柜時(shí)為55℃(見(jiàn)圖5)。當(dāng)拆除開(kāi)關(guān)柜后柜門進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí),發(fā)現(xiàn)手車母線側(cè)靜觸頭盒較高溫度為69.1℃(見(jiàn)圖6)。因此,懷疑手車的手動(dòng)觸點(diǎn)和靜態(tài)觸點(diǎn)接觸不良。
圖5a =前門0+紅外測(cè)溫圖
圖6 b柜母線側(cè)靜觸頭盒紅外測(cè)溫圖
將手車?yán)灵_(kāi)關(guān)柜進(jìn)行外部檢查,發(fā)現(xiàn)手車和下動(dòng)觸頭臂的絕緣筒燒壞變形,動(dòng)觸頭座的復(fù)合材料受熱損壞(見(jiàn)圖7)。
圖7手車關(guān)閉損壞
母線停電檢查后,發(fā)現(xiàn)故障是由于靜觸頭座與母線連接的固定螺栓松動(dòng),造成接觸不良和發(fā)熱。故障定位從靜觸頭座和母線之間的連接開(kāi)始,并受到熱傳導(dǎo)的影響,導(dǎo)致動(dòng)觸頭燒毀。動(dòng)觸頭上的壓縮彈簧受熱后逐漸退火,緊固力減小,接觸電阻進(jìn)一步增大,觸指局部燒傷。過(guò)熱的靜態(tài)觸點(diǎn)如圖8所示。
圖8過(guò)熱靜態(tài)觸點(diǎn)
發(fā)熱缺陷應(yīng)該有一個(gè)逐漸發(fā)展的過(guò)程。長(zhǎng)期大電流作用逐漸發(fā)展為輕微發(fā)熱,接觸電阻逐漸增大,形成惡性循環(huán)。如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的設(shè)備事故。
預(yù)防措施
(1)堅(jiān)持在開(kāi)關(guān)柜范圍內(nèi)對(duì)主流接觸部分進(jìn)行常規(guī)紅外溫度測(cè)量。
(2)斷路器手車?yán)龉駲z修時(shí),應(yīng)更換老化、疲勞的壓縮彈簧和腐蝕的螺栓,并采取防銹措施。
(3)規(guī)范設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程,確保手車手動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)的接觸行程符合標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備安裝調(diào)試時(shí),必須測(cè)量動(dòng)、靜觸頭的接觸行程。
(4)在安裝、調(diào)試和維護(hù)過(guò)程中,手車手動(dòng)觸點(diǎn)和靜態(tài)觸點(diǎn)的接觸電阻應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行測(cè)量。
(5)利用母線停電的機(jī)會(huì),檢查各手車手動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)的接觸行程,檢查靜觸點(diǎn)座的連接螺栓是否松動(dòng),及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除隱患。
(6)進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜工作溫度的檢測(cè),加強(qiáng)對(duì)開(kāi)關(guān)柜異常溫度的監(jiān)測(cè)、分析和處理,防止導(dǎo)電回路過(guò)熱造成柜內(nèi)短路故障。
(7)開(kāi)關(guān)柜含有許多有機(jī)絕緣成分,加熱后絕緣性能會(huì)不可逆地逐漸喪失,可能引起火災(zāi)。因此,關(guān)于主電流接觸部分較高允許溫度和熱缺陷表征的規(guī)定應(yīng)不同于裸金屬導(dǎo)體接觸部分較高允許溫度和熱缺陷表征的規(guī)定。建議將主電流接觸部分的較高允許溫度值和開(kāi)關(guān)柜時(shí)加熱缺陷的定性溫度值降低10℃。
(8)制造商應(yīng)嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量,規(guī)范裝配過(guò)程,特別是提高工廠的裝配質(zhì)量。所有螺栓的擰緊力矩應(yīng)明確規(guī)定并滿足要求。
3、母線內(nèi)高電壓開(kāi)關(guān)柜且手車接觸座接觸部位發(fā)熱
案例:一天,陽(yáng)光明媚,高壓室內(nèi)環(huán)境溫度10℃。當(dāng)10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行110kV變電站紅外測(cè)溫時(shí),發(fā)現(xiàn)10kV 1號(hào)主進(jìn)線柜后門溫度達(dá)到34.8℃(見(jiàn)圖9),比其他開(kāi)關(guān)柜柜的表面溫度高14.8℃,比環(huán)境溫度高24.8℃。1號(hào)主進(jìn)線柜前門溫度達(dá)到27.0℃(見(jiàn)10),比其他開(kāi)關(guān)柜柜的表面溫度高6.0℃,比環(huán)境溫度高17.0℃。根據(jù)分析,1號(hào)主進(jìn)線柜存在加熱缺陷,具體加熱部位需要進(jìn)一步驗(yàn)證。測(cè)量溫度時(shí),10k1主進(jìn)線柜的負(fù)載電流為1152A。
圖9 10kv 1號(hào)主進(jìn)線柜后門紅外測(cè)溫圖
圖10 10kv 1號(hào)主進(jìn)線柜前門紅外測(cè)溫圖
接下來(lái),測(cè)量10kv號(hào)主進(jìn)線封閉母線橋(開(kāi)關(guān)柜端)的表面溫度達(dá)到31.0℃(見(jiàn)圖11),比其他開(kāi)關(guān)柜柜的表面溫度高3.8℃,比開(kāi)關(guān)柜后門的溫度低,表明熱點(diǎn)不在封閉母線橋內(nèi),可能在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的手動(dòng)、靜觸頭和母線的連接部位。
3天后,檢查10KV號(hào)主進(jìn)線柜是否停電。將手車?yán)鰴C(jī)柜,并立即對(duì)手車進(jìn)行紅外測(cè)溫(剩余溫度)。手車b相動(dòng)觸頭的整體溫度為42.7℃(剩余溫度)(見(jiàn)圖12),b相動(dòng)觸頭的前部溫度為46℃(剩余溫度)(見(jiàn)圖13),手車母線側(cè)的靜觸頭溫度為48.5℃(剩余溫度)(見(jiàn)圖14),穿板套管處的溫度在開(kāi)關(guān)柜后為39.2℃(剩余溫度)(見(jiàn)圖15),手車母線側(cè)的靜觸頭盒附近的母線排溫度在=的內(nèi)側(cè)和后側(cè)這證明手車的手動(dòng)觸點(diǎn)和靜態(tài)觸點(diǎn)的接觸部分不是熱點(diǎn),在開(kāi)關(guān)柜之后的穿板套管也不是熱點(diǎn);1號(hào)主進(jìn)線柜手車母線側(cè)靜觸頭座與母線排的接觸部位是熱點(diǎn)。
圖11 10kv 1號(hào)線封閉母線橋表面發(fā)熱紅外測(cè)溫圖
圖13 1號(hào)主進(jìn)線柜手車b相動(dòng)觸頭前部紅外測(cè)溫圖
圖14 1號(hào)主進(jìn)線柜手車母線側(cè)靜觸頭紅外測(cè)溫圖
圖15 1號(hào)主進(jìn)線柜后穿板外殼紅外測(cè)溫圖
圖16 1號(hào)主進(jìn)線柜后部靜觸頭盒附近母線紅外測(cè)溫圖
通過(guò)對(duì)紅外測(cè)溫圖的分析,可以清楚地看到10K1主進(jìn)線柜的背面是熱的。停電檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)主變壓器10K1主入口開(kāi)關(guān)柜后門的B相母線絕緣熱縮管因發(fā)熱而開(kāi)裂變黑,手車母線側(cè)母線與靜觸頭座連接處螺栓松動(dòng),接觸不良,導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)發(fā)熱。
預(yù)防措施
(1)修訂相關(guān)維護(hù)和維修程序,規(guī)范和完善設(shè)備維護(hù)和維修作業(yè)指導(dǎo)書(shū),防止遺漏必要的工作流程。
(2)規(guī)范小型設(shè)備維修項(xiàng)目流程,明確主流位置螺栓擰緊力矩。
(3)除了由運(yùn)行和維護(hù)人員定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行正常紅外溫度測(cè)量外,還應(yīng)在重載條件下進(jìn)行集中溫度測(cè)量,并由維護(hù)人員進(jìn)行專門的溫度測(cè)量。
(4)開(kāi)關(guān)柜用銅母線替換內(nèi)鋁母線。
(5)在高壓開(kāi)關(guān)柜操作期間,紅外熱像儀用于測(cè)量溫度,只能檢測(cè)機(jī)柜外部。很難直接找到熱點(diǎn),需要進(jìn)行比較分析。在測(cè)試開(kāi)關(guān)柜的每個(gè)部分并將其與環(huán)境溫度進(jìn)行比較后,它高于環(huán)境溫度,證明機(jī)柜中存在熱點(diǎn)。在相同的環(huán)境溫度下,幾乎沒(méi)有差異的負(fù)載電流的表面溫度等于0+。如果有很大的差異,在高溫開(kāi)關(guān)柜有熱點(diǎn)。對(duì)于發(fā)熱的開(kāi)關(guān)柜,在加強(qiáng)安全監(jiān)控的情況下,可以打開(kāi)柜門進(jìn)行測(cè)溫,檢查特定的熱點(diǎn)。設(shè)備斷電后立即測(cè)量每個(gè)零件的殘余溫度也是檢查特定熱點(diǎn)的一種方法。
4、10kV手動(dòng)接觸壓力彈簧因接觸部位發(fā)熱而損壞
案例:一天,陽(yáng)光明媚,高壓室內(nèi)環(huán)境溫度14℃。當(dāng)10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行110kV變電站紅外測(cè)溫時(shí),發(fā)現(xiàn)10kV 1號(hào)主進(jìn)線柜后門溫度達(dá)到27.8℃,比環(huán)境溫度高13.8℃。1號(hào)主進(jìn)線柜前門溫度達(dá)到26.0℃,比環(huán)境溫度高12.0℃。根據(jù)分析,1號(hào)主進(jìn)線柜存在加熱缺陷,具體加熱部位需要進(jìn)一步驗(yàn)證。測(cè)溫時(shí),10K1主進(jìn)線柜的負(fù)荷電流為1252A。
經(jīng)專業(yè)人員檢查,確定母線室和后下柜無(wú)發(fā)熱開(kāi)關(guān)柜,手車甲、乙相母線側(cè)動(dòng)、靜觸頭和甲相下動(dòng)、靜觸頭的觸頭部分發(fā)熱。開(kāi)關(guān)柜電源故障檢查:將手車?yán)鰴C(jī)柜。發(fā)現(xiàn)一個(gè)壓縮彈簧在手車的a相母線側(cè)(上部)上的移動(dòng)觸點(diǎn)的端部缺失,并且一個(gè)壓縮彈簧在手車的a相母線側(cè)上的下移動(dòng)觸點(diǎn)的導(dǎo)電桿和b相母線側(cè)上的移動(dòng)觸點(diǎn)的絕緣外殼側(cè)缺失(見(jiàn)圖17)。當(dāng)檢查手車的靜態(tài)接觸情況時(shí),發(fā)現(xiàn)下落的壓縮彈簧留在相應(yīng)的靜態(tài)接觸盒中(見(jiàn)圖18)。
圖17手動(dòng)觸點(diǎn)缺失壓縮彈簧情況圖。
圖18靜觸頭盒中的壓縮彈簧
檢查靜觸頭盒中的壓力彈簧是否脫落,發(fā)現(xiàn)彈簧有斷裂痕跡,但沒(méi)有燒蝕。更換壓縮彈簧消除缺陷,10KV號(hào)主進(jìn)線柜恢復(fù)正常運(yùn)行。
之后,利用停電機(jī)會(huì)調(diào)查隱患。共發(fā)現(xiàn)7條10kV出線開(kāi)關(guān)柜手動(dòng)觸點(diǎn)壓縮彈簧存在上述斷裂隱患(見(jiàn)圖19),因此判定屬于家族缺陷。
同變電站和同型號(hào)開(kāi)關(guān)柜有相同的設(shè)備隱患,這應(yīng)該是壓縮彈簧的質(zhì)量問(wèn)題。手車上次推入操作位置后,動(dòng)觸頭的壓緊彈簧斷裂,緊固力減小,觸指與靜觸頭之間的接觸壓力減小,接觸電阻進(jìn)一步增大,接觸部分受熱。手車A相下動(dòng)觸頭的絕緣殼側(cè)壓縮彈簧和B相母線側(cè)動(dòng)觸頭的導(dǎo)電桿斷裂,使得手車動(dòng)觸頭和導(dǎo)電桿之間產(chǎn)生熱量。手車手動(dòng)觸點(diǎn)壓緊彈簧斷裂,可能造成10kV母線接地和電弧短路,也可能因手動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)起弧而造成母線短路事故。這種變電站10kV開(kāi)關(guān)柜壓縮彈簧多次發(fā)生斷裂而沒(méi)有造成事故,這是非常幸運(yùn)的。
圖19手動(dòng)觸點(diǎn)壓簧斷裂
預(yù)防措施
(1)堅(jiān)持在開(kāi)關(guān)柜范圍內(nèi)對(duì)主流接觸部分進(jìn)行常規(guī)紅外溫度測(cè)量。
(1)斷路器手車從柜中拉出檢修時(shí),應(yīng)更換老化和疲勞壓縮彈簧。
(3)停電檢修設(shè)備時(shí),仔細(xì)檢查手動(dòng)觸點(diǎn)是否有缺陷,手動(dòng)觸點(diǎn)壓縮彈簧是否變形、變色、松動(dòng),檢查熱退火是否有隱患。
(4)對(duì)同一批次、同一型號(hào)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行調(diào)查,消除類似隱患。
(5)制造商應(yīng)嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量,規(guī)范裝配工藝,提高壓縮彈簧的制造質(zhì)量,尤其是工廠的裝配質(zhì)量。設(shè)備質(zhì)量驗(yàn)收時(shí),應(yīng)嚴(yán)格檢查手車操作的靈活性和準(zhǔn)確性,防止手車操作時(shí)動(dòng)靜觸頭的接觸位置偏差對(duì)壓縮彈簧造成機(jī)械損傷。
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