10kV開(kāi)關(guān)柜電氣故障分析與處理

宗營(yíng)營(yíng) 高鈺

摘 要：文章首先對(duì)10kV開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)電氣故障的原因進(jìn)行分析，從電壓互感器高壓熔斷器熔斷與相間短路故障兩方面來(lái)進(jìn)行。其次重點(diǎn)介紹在故障發(fā)生后的解決方法，整理出有效的技術(shù)措施，采用技術(shù)手段進(jìn)行維護(hù)能夠降低開(kāi)關(guān)柜發(fā)生故障的幾率。

關(guān)鍵詞：10kV開(kāi)關(guān)柜；電氣故障；故障處理

1 10kV開(kāi)關(guān)柜電氣出現(xiàn)故障的分析

開(kāi)關(guān)柜發(fā)生電氣故障會(huì)造成電力傳輸中止，系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。開(kāi)關(guān)柜在配網(wǎng)中也起到線路安全性保護(hù)的作用，當(dāng)傳輸?shù)碾妷簷z測(cè)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，在開(kāi)關(guān)柜中會(huì)自動(dòng)阻斷，基礎(chǔ)設(shè)施安全性不會(huì)再受到影響。一旦開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)故障，保護(hù)功能也會(huì)受到阻礙，系統(tǒng)中存在的干擾現(xiàn)象更不能得到調(diào)控。10kV開(kāi)關(guān)柜電氣故障主要表現(xiàn)為電壓互感器高壓熔斷器熔斷和相間短路兩種，接下來(lái)將進(jìn)行逐一淺析。

1.1 電壓互感器高壓熔斷器熔斷

在額定不變的電壓下，當(dāng)線路的電阻減小，流經(jīng)的電流會(huì)因此而增大，分析總功率變化也呈上漲趨勢(shì)。但配網(wǎng)系統(tǒng)能夠承受的荷載功率是有限的，如果繼續(xù)增大最終超出了安全使用范圍，會(huì)引發(fā)熔斷故障?；ジ衅髟诟邏涵h(huán)境下熔斷對(duì)電力系統(tǒng)的安全性影響十分嚴(yán)重，所傳輸?shù)碾妷翰荒芊嫌秒娫O(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)，最終造成嚴(yán)重的安全隱患。由此可見(jiàn)，熔斷器熔斷受制于所使用的熔斷器與實(shí)際電流匹配程度，若電流小、熔斷器容量小就會(huì)導(dǎo)致熔斷器熔斷。除了上述原因，還有一些內(nèi)部故障：

1.1.1 單相接地導(dǎo)致高壓熔斷器熔斷：在配網(wǎng)運(yùn)行期間為保障用電設(shè)備的使用安全會(huì)對(duì)線路做出接地保護(hù)處理。接地部分形成回路才能發(fā)揮作用，因單相接地造成的熔斷器熔斷現(xiàn)象頻繁發(fā)生。在接地時(shí)并沒(méi)有形成回路，并且存在線路運(yùn)行方式不合理的情況。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，由于電壓互感器鐵芯過(guò)于飽和，會(huì)使為發(fā)電機(jī)等設(shè)備提供工作磁場(chǎng)的勵(lì)磁電流劇增，從而導(dǎo)致高壓熔斷器熔斷。對(duì)于一些有消諧裝置的設(shè)備，由于在日常使用中有的消諧裝置發(fā)出的響應(yīng)要延遲，與低頻飽和電流的作用時(shí)間得不到匹配，就導(dǎo)致消諧裝置發(fā)揮不了作用。

1.1.2 鐵磁簡(jiǎn)諧振動(dòng)導(dǎo)致高壓熔斷器熔斷：當(dāng)線路中出現(xiàn)不合理的干擾時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行使用安全性得不到保障，隱患也會(huì)繼續(xù)增大。對(duì)線路的總電阻會(huì)造成影響，詳細(xì)分析會(huì)發(fā)現(xiàn)在鐵磁簡(jiǎn)諧振動(dòng)的影響下電阻阻值會(huì)有不同程度的減小，導(dǎo)致流經(jīng)電流增大。10kV線路發(fā)生單相接地時(shí)激發(fā)了鐵磁諧振過(guò)電壓，鐵磁元件在一定的回路損耗了電阻，鐵磁諧振過(guò)電壓的幅值因受電感鐵芯的飽和效應(yīng)限制而產(chǎn)生了鐵磁諧振，導(dǎo)致電壓互感器的感抗明顯降低，使勵(lì)磁電流明顯增強(qiáng)，從而造成電壓互感器高壓保險(xiǎn)熔斷。

1.1.3 線性簡(jiǎn)諧振動(dòng)導(dǎo)致高壓熔斷器熔斷：在電力系統(tǒng)中，由線性電感和電容及電阻元件構(gòu)成了串聯(lián)回路，當(dāng)電源的頻率接近回路的等值自振頻率，這時(shí)在電容元件上就會(huì)產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，引發(fā)線性電壓諧振，諧振時(shí)，電阻決定著回路中的電流，同樣也抑制了電感活電容元件的過(guò)電壓，因此，導(dǎo)致高壓熔斷器熔斷。故障不僅僅只有這些，對(duì)于一些參數(shù)諧振故障和一、二次回路發(fā)生的故障，不在此細(xì)談。

1.2 相間短路故障

單向接地表示線路并沒(méi)有形成閉合回路，而是在局部產(chǎn)生短接，這部分線路并沒(méi)有與用電設(shè)備相連接，導(dǎo)致供電設(shè)備短路，這部分線路的溫度會(huì)急劇升高，達(dá)到熔斷保護(hù)裝置的極限時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)引發(fā)高溫熔斷。故障線路還表現(xiàn)為開(kāi)關(guān)部分的控制線路被燒斷，不能在繼續(xù)對(duì)線路進(jìn)行調(diào)控，觀察開(kāi)關(guān)處的導(dǎo)線，損壞后會(huì)出現(xiàn)大火顯現(xiàn)，最終造成總配網(wǎng)跳閘的現(xiàn)象。高壓狀態(tài)下運(yùn)行的線路如果彼此之間間隔距離過(guò)短，在特殊天氣環(huán)境下絕緣層的功能會(huì)下降，容易出現(xiàn)擊穿問(wèn)題，短路問(wèn)題也因此出現(xiàn)。打火產(chǎn)生的電弧會(huì)接觸到周邊的導(dǎo)線絕緣層，風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)會(huì)隨著溫度升高而增大。

2 10kV開(kāi)關(guān)柜電氣出現(xiàn)故障的處理

2.1 電壓互感器高壓熔斷器熔斷故障處理

首先要對(duì)諧振進(jìn)行控制，在線路導(dǎo)通時(shí)檢驗(yàn)參數(shù)是否在正常范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)參數(shù)異?，F(xiàn)場(chǎng)要及時(shí)采取調(diào)控方案，將其控制在合理范圍內(nèi)。尤其是在接線形式檢驗(yàn)方面，要采取可變通方法來(lái)進(jìn)行。

其次是對(duì)回路阻尼的控制。諧振一旦出現(xiàn)要及時(shí)采取解決方法，采用宏觀調(diào)控的技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行控制，將線路運(yùn)行期間的電阻控制在合理范圍內(nèi)。電壓額定不變的情況下，檢驗(yàn)電流參數(shù)能夠最直觀的反應(yīng)出阻值情況，方便管理人員做出宏觀調(diào)控。電流增大隨之電阻也會(huì)減小，這樣可以減少傳輸階段的電能損耗，但如果電流額度超出了正常范圍，仍然會(huì)引發(fā)電氣開(kāi)關(guān)柜的故障問(wèn)題，要加大對(duì)電阻的調(diào)控力度。

再次，采用改變參數(shù)來(lái)改變諧振頻率的方法，通常抑制諧振主要是通過(guò)改變XC0和XL，改變XCO主要是通過(guò)在變壓站的母線上增加出線或集中電容器，改變XL可以選擇福安特性好的電壓互感器，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，電壓互感器鐵芯不易飽和，這樣就不會(huì)增加勵(lì)磁電流，難于發(fā)生諧振。合理地做到中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，這樣可以有效地防止單相弧光接地所引起的過(guò)電壓。針對(duì)空母線合閘充電產(chǎn)生基波諧振的現(xiàn)象，只要在合閘前合上一條空載線路，然后進(jìn)行充電，就可以有效地改變系統(tǒng)參數(shù)，避開(kāi)諧振。

最后，采用高壓側(cè)中性點(diǎn)假裝電阻的方法，之前采用開(kāi)口三角繞組加裝阻尼電阻的方法可以有效的抑制諧振，同樣在電壓互感器中性點(diǎn)處加裝電阻，就相當(dāng)于在電壓互感器的一次側(cè)都加裝了電阻，起到的作用將和開(kāi)口三角繞組加裝阻尼電阻一樣，使電壓互感器的容量會(huì)隨著一次側(cè)電流的增大而增加，電流增加，電阻越小，這樣就能夠很好的起到抑制電壓互感器過(guò)電壓、過(guò)電流及抑制諧波的作用。

2.2 相間短路故障處理

第一，要在柜內(nèi)裝設(shè)除濕設(shè)備，確保柜內(nèi)干燥，這樣就不至于在潮濕的環(huán)境下導(dǎo)致絕緣水平降低，引發(fā)擊穿現(xiàn)象。

第二，在安裝時(shí)要符合設(shè)計(jì)要求，以防接地電阻過(guò)大，出現(xiàn)局部過(guò)電壓。要確保柜體和柜內(nèi)電器接地，避免在單相接地時(shí)出現(xiàn)電弧飛狐現(xiàn)象，引起相間短路。

第三，在10kV的配電器件中，電壓互感器相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易損壞，所以要適時(shí)地做好抽檢耐壓試驗(yàn)。最后，要確保母線的絕緣效果，最好用10kV等級(jí)的熱縮絕緣套管將柜內(nèi)出現(xiàn)裸露的觸頭及母線有效地包裹起來(lái)，加強(qiáng)母線的絕緣處理，防止出現(xiàn)母線相間短路或者被燒毀的現(xiàn)象。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)10kV開(kāi)關(guān)柜發(fā)生電氣故障的原因，并給予了相關(guān)處理策略，在一定程度上降低了故障所造成的損害，減少了經(jīng)濟(jì)上的損失，同時(shí)也維護(hù)了設(shè)備安全系統(tǒng)，保證了設(shè)備的安全運(yùn)作。在今后的工作中，要及時(shí)地做好開(kāi)關(guān)柜電氣的檢測(cè)，將不良因素的影響降到最低，使效益達(dá)到最大。■

參考文獻(xiàn)

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