分析美式箱變“放電”原因及對策

戴清桃

摘要：美式箱變以其獨特的優(yōu)勢在我國得到廣泛應用。但其“放電”問題帶來的諸多潛在風險，主要是由于美式箱變中電纜終端施工時存在質(zhì)量問題以及避雷器額定電壓過低等造成的。在預防上述問題出現(xiàn)時，應該提高電纜終端的施工質(zhì)量及設(shè)計水平，提升專業(yè)人員業(yè)務素質(zhì)，合理選擇避雷器及其他元件;以減少和規(guī)避美式箱變“放電”故障的再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：美式箱變，“放電”原因，防范對策

美式箱變將其變壓器、高壓負荷開關(guān)、保護熔斷器等組件安裝在一個箱體內(nèi)，以油作為絕緣和滅弧介質(zhì)，保證其具有較好的散熱效果;美式箱變占地面積小、安裝方便、供電可靠、線路損耗低、造價相對便宜等優(yōu)點，因此被普遍應用于計轉(zhuǎn)站和聯(lián)合站中。但是近些年來，在部分使用美式箱變的區(qū)域，發(fā)現(xiàn)了美式箱變箱體內(nèi)出現(xiàn)“放電”等不良現(xiàn)象，并產(chǎn)生了一些嚴重的后果，因此深入分析其“放電”的原因，并及時有效提出解決對策十分必要。

1 美式箱變結(jié)構(gòu)簡介

美式箱變主要分為前后兩部分組件。前面組件為高低壓操作間隔，操作間隔又包括了負荷開關(guān)、高低壓端子、調(diào)壓分接開關(guān)和插入式熔斷器的操作手柄、壓力閥、油溫計、油位計、注油孔、放油閥等;后面組件為注油式箱體、散熱器和變壓器繞組、鐵芯、高壓負荷開關(guān)及保護熔斷器均放置在儲油鐵箱中。箱體采用全密封隱蔽式高強度螺栓及耐油橡膠墊密封箱蓋。

2 “放電”事故實例及原因分析

2.1 “放電”事故實例

2003年1月20日，平頂山市HP路#1美式箱變高壓室傳出“啪、啪”的放電聲，并隨后引起箱變器著火。2008年，武昌涂家溝武船二分廠以及武漢音樂學院等美式箱變高壓室內(nèi)曾發(fā)出“放電”聲、爆炸起火、箱變著火燒毀等事故現(xiàn)象。2011年塔河油田對所使用所有美式箱變進行絕緣情況檢查，其中發(fā)現(xiàn)大部分箱變存在電纜終端和肘型插頭避雷器接地線存在“放電”問題及安全隱患。

2.2 原因分析

2.2.1 美式箱變電纜終端施工質(zhì)量問題

由于電纜終端施工工藝存在參差不齊等問題，具體表現(xiàn)為電纜接線端子與箱變高壓端子的接觸面積不能有效達到施工前的設(shè)計指標，導致接觸電阻偏高，進而造成通流容量的大幅度降低。但是美式箱變在設(shè)計時，電纜接線端子與箱變高壓端子的接觸面必須保持有效的接觸面積，以保證主要載流體。但是在實際施工過程中，會存在某些施工工程存在未達到實際要求等現(xiàn)象的發(fā)生，進而形成安全隱患。

2.2.2美式箱變電纜終端擊穿故障

美式箱變電纜終端的擊穿故障是導致箱變“放電”及進一步火災事故的另一個重要原因。如果電纜施工時電纜終端的剝切尺寸存在偏差，且剝切電纜時的刀痕破壞了電纜的主絕緣效果。當設(shè)備運行一定期限后，進線電纜的內(nèi)絕緣損壞會造成單相接地的發(fā)生，進而產(chǎn)生電弧燒壞電纜終端的絕緣層及其套管，發(fā)生“放電”問題，甚至導致明火隱患。同時，短路故障電流還會造成變壓器內(nèi)部油溫的升高，進而使內(nèi)部油壓力增加而引起變壓器油的外漏，造成事故發(fā)生。

2.2.3避雷器額定電壓過低

如果安裝在美式箱變高壓側(cè)避雷器的額定電壓和持續(xù)運行電壓偏低，則會由于避雷器的過度頻次的運作，進而加速氧化鋅非線性電阻片的老舊，最終造成避雷器在工頻電壓下發(fā)生爆炸引發(fā)美式箱變“放電”及進一步的火災事故。

3 防范對策

3.1 提高電纜終端施工質(zhì)量，加強竣工驗收管理

美式箱變高壓電纜的密封在T型或肘型的套管內(nèi)部，從外部觀察很難檢查和及時發(fā)現(xiàn)問題。因此，在電纜頭終端的施工過程中，要嚴格按照設(shè)備安裝說明、施工設(shè)計及施工要求進行規(guī)范施工，有問題及時與技術(shù)部門和人員進行聯(lián)系，不可憑其他相關(guān)經(jīng)驗隨意操作。

制作電纜頭時，要確保按照施工要求保證尺寸的準確。在T型絕緣罩正式安裝前，需要預先裝備以確定接線鼻與高壓端子是否可以良好接觸，以及高壓端子是否受力等現(xiàn)象。電纜安裝完畢后，要確保電纜長短、安裝彎曲度以及線夾方向符合要求，并采用支架固定牢固，否則會造成一定的安裝應力，最終影響接觸電阻及其穩(wěn)定性，從而造成安全隱患。電纜安裝完畢后，要確保T型或肘型絕緣罩緊固鏢帽與高壓端子底座之間的距離三相一致，直至合格為止。

在竣工驗收時，要認真檢查電纜終端施工質(zhì)量，必要時打開箱體檢查和復查;采用竣工驗收簽名制及安全責任制，將責任落實到人，并加大事故考核追查力度。以確保驗收竣工時能夠保證電纜終端施工達到相關(guān)質(zhì)量要求。

3.2定期紅外測溫，加強運行維護

美式箱變在使用過程中應當嚴格執(zhí)行定期巡查制度，做到定期巡視、抄表及測溫。特別是針對剛投入使用和運行的新裝設(shè)備，在試運行期間和第一次遇到高峰負荷時應組織相關(guān)人員進行重點巡查?？捎眉t外成像儀測溫，或紅外點溫計測溫，以及在有可能產(chǎn)生過熱的電器元件等部位貼示溫記錄標簽或蠟片，以確保及時發(fā)現(xiàn)可能存在的隱患。待出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時，應立即匯報并做出專業(yè)處理。

3.3提高設(shè)計水平，加強設(shè)計審查

提高美式箱變施工過程中的工程設(shè)計水準，尤其是施工過程中的重點元件，例如各環(huán)網(wǎng)柜、分接箱和箱變之間的聯(lián)絡(luò)高壓電纜的使用;并按照箱變說明書，以保證電纜頭接觸好、應力小、造價低、事故可能性小。并且在可能的情況下應最大化的采用肘型電纜。

3.4加強人員培訓，提高業(yè)務素質(zhì)

電纜施工的相關(guān)內(nèi)容是新興專業(yè)和領(lǐng)域，人員的培訓和專業(yè)技術(shù)交流都較少，電纜安裝、試驗和運行維護人員的水平均亟待提升。因此，加強電纜維護人員理論知識培訓的力度以及專業(yè)施工及維護技術(shù)的交流，以整體提高業(yè)務素質(zhì)，是有效規(guī)避箱變事故再次發(fā)生的重要手段。

3.5 合理選擇避雷器

避雷器是一種特殊的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)處于正常運轉(zhuǎn)時避雷器需要承受相電壓和暫時過電壓，且保證可以穩(wěn)定而可靠運轉(zhuǎn)，以不會出現(xiàn)擊穿等故障。但在發(fā)生大氣過電壓或操作過電壓時，避雷器也必須保證可以穩(wěn)定可靠的運轉(zhuǎn)，并且殘壓不應大于被保護設(shè)備的絕緣電壓。綜合來看，有效選取和使用避雷器應當遵循以下規(guī)范，即以有效滿足避雷器正常運行的相電壓和暫態(tài)過電壓需要作為前提條件，然后盡可能選取殘壓比較小的規(guī)格和產(chǎn)品。

美式箱變多采用肘型避雷器以規(guī)避大氣過電壓和操作過電壓對設(shè)施的損壞。但是由于其早期的產(chǎn)品及配件多為國外采購，在實際施工和使用時需要配用美式、歐式等進口的電纜配件及避雷器等。但進口避雷器與國產(chǎn)避雷器參數(shù)并不一致，因此設(shè)備選型和使用時會存在一定的安全隱患。

4 結(jié)論

美式箱變的出現(xiàn)，并且以其獨特的優(yōu)勢在我國供電部門及居民小區(qū)得到廣泛使用。但是其在設(shè)計及施工過程中仍存在諸多不足與缺陷。美式箱變“放電”問題帶來的諸多潛在風險，分析其原因主要是由于美式箱變中電纜終端施工時存在一定的質(zhì)量問題及終端擊穿故障、以及避雷器額定電壓過低等造成的。因此，為預防上述問題出現(xiàn)，應該從以下方面進行，主要包括提高電纜終端施工質(zhì)量、加強竣工驗收管理，定期紅外測溫、加強運行維護，提高設(shè)計水平、加強設(shè)計審查，加強人員培訓、提高業(yè)務素質(zhì)，合理選擇避雷器及其他元件;以減少和規(guī)避美式箱變“放電”故障的再次發(fā)生。

參考文獻：

[1] 王恒，陳涌強，何非. 幾起美式箱變火災事故原因分析[J]. 湖北電力，2011，35（1）：33-35.

[2] 劉扶新，李峻嶺，韓勇. 美式箱變“放電”原因分析及對策[J]. 電力安全技術(shù)，2011，13（12）：56-58.

[3] 黃勇軍. 淺析美式箱變使用過程中的問題及解決辦法[J]. 中小企業(yè)管理與科技，2012（7）：303-304.