開關(guān)柜絕緣狀態(tài)檢測與故障診斷

陽平

湖南平高開關(guān)有限公司 湖南長沙 4 1 0 0 0 0

1 開關(guān)柜絕緣故障及原因

1.1 開關(guān)柜內(nèi)部的誤動及拒動類故障

造成這種故障的主要原因是開關(guān)柜傳動或者操作機構(gòu)機械故障導致開關(guān)柜產(chǎn)生拒動故障，從而引起開關(guān)柜設(shè)備不能正常工作。此外，電氣輔助回路系統(tǒng)故障或控制部分也會造成開關(guān)柜絕緣故障，從而導致絕緣設(shè)備局部放電，造成開關(guān)柜誤動或者拒動，但是帶電檢測技術(shù)不能有效檢測這種機械故障[1]。

1.2 開關(guān)柜分閘故障

10kV高壓開關(guān)柜分閘故障表現(xiàn)為紅燈不亮、電動不能分閘。分閘線圈燒壞后出現(xiàn)冒煙、異味及保險熔斷等現(xiàn)象。10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)可控制回路的開路故障就是指轉(zhuǎn)換開關(guān)及斷線故障，導致跳閘線圈得到不到電力供應(yīng)。在10kV高壓開關(guān)柜分閘故障檢測過程中，需使用萬用表測量開關(guān)柜下線圈電阻，在電阻過小的情況下，可判定為零件內(nèi)部短路故障，并就制定相應(yīng)的解決措施。

2 故障防范處理措施

2.1 作業(yè)人員對設(shè)備定期檢修

對開關(guān)柜設(shè)定專人進行定期檢查與維修，相關(guān)部門制定詳細檢修計劃，定期消除故障隱患。根據(jù)不同設(shè)備運行情況，進行具有針對性的檢查，對開關(guān)柜內(nèi)線路、溫度、氣味、顏色、聲音等各種指標，嚴格篩查，確保無一忘查、漏查等情況發(fā)生，降低故障發(fā)生頻率。對相關(guān)作業(yè)人員，進行定期培訓及考核，增強專業(yè)能力和操作水平，并要求作業(yè)人員熟練掌握故障發(fā)生規(guī)律，做好預防工作，對于緊急發(fā)生事故，應(yīng)有良好的應(yīng)變能力，并對設(shè)備要進行跟蹤監(jiān)控，加強設(shè)備調(diào)試，對故障發(fā)生頻繁的問題，做好總結(jié)，對設(shè)備使用年限、老化程度等問題，應(yīng)作出及時調(diào)整或更換[2]。

2.2 暫態(tài)的電壓檢測

一般情況下，當開關(guān)柜內(nèi)部出現(xiàn)局部放電問題時，在開關(guān)柜不連續(xù)金屬表面的斷開面上，開關(guān)柜內(nèi)部導體上會有帶電粒子遷移到開關(guān)柜表面，在粒子不斷積累的情況下，開關(guān)柜表面就會存在電流，它會以電磁波的形態(tài)向外部空間傳播，從而使開關(guān)柜的金屬表面產(chǎn)生暫態(tài)對地電壓，影響設(shè)備的使用安全。對于對地電壓的檢測，需要采用傳感器接收電壓數(shù)據(jù)，然后利用專用的數(shù)據(jù)儀器、儀表對電流數(shù)據(jù)進行分析，有效判斷開關(guān)柜局部放電電流的大小，從而判斷開關(guān)柜局部放電的位置及可能出現(xiàn)的危險情況。

2.3 超聲波（AE）檢測法

超聲波與聲波相同，是物體機械振動的傳播形式。局部放電是一種快速的電荷釋放或遷移的過程，發(fā)生局部放電時，局部的電場應(yīng)力、機械應(yīng)力與粒子力失去平衡而產(chǎn)生振動，從而產(chǎn)生超聲信號。局部放電常伴隨著頻率高于20kHz的超聲波，超聲波信號通過不同介質(zhì)并向四周傳播。超聲傳感器安裝在柜內(nèi)，主要受環(huán)境噪聲和振動信號的影響。超聲傳感器安裝在開關(guān)柜柜體外層噪聲較小，然而超聲波跨越金屬傳播時衰減很大，因此超聲信號主要通過開關(guān)柜外殼縫隙傳出，超聲傳感器安裝在開關(guān)柜縫隙處檢測效果最佳。超聲波傳感器利用壓電晶體作為聲電轉(zhuǎn)化元件將超聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)過進一步放大及信號處理后傳輸?shù)讲杉到y(tǒng)進行分析，以達到檢測局部放電的目的。

2.4 提升10kV高壓開關(guān)柜絕緣性能

在開關(guān)柜接入電網(wǎng)并正式運行的情況下，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會受到工作電流及電壓的影響，需切實提升開關(guān)柜絕緣性能，降低開關(guān)柜故障發(fā)生幾率。一方面，開關(guān)柜內(nèi)套管、絕緣子及隔板等結(jié)構(gòu)應(yīng)適用具有阻燃性的絕緣材料；另一方面，注意選擇伏安性好的電壓互感裝置，確保10kV高壓開關(guān)柜安全運行。

2.5 做好開關(guān)柜運維人員培養(yǎng)工作

切實提升10kV高壓開關(guān)柜運維人員專業(yè)技能及職業(yè)素養(yǎng)，確保10kV高壓開關(guān)柜運維工作專業(yè)有序開展。針對10kV高壓開關(guān)柜要點及注意事項，在相關(guān)工作人員群體中進行定期教育培訓。將運維人員績效考核成績與其薪資水平緊密的聯(lián)系在一起，確保工作人員能積極主動的投入新運維技術(shù)的學習，更好地提升10kV高壓開關(guān)柜運維效果，保證電力資源的穩(wěn)定高效供應(yīng)。

2.6 其他檢測方法

過熱故障的檢測以紅外測溫最為成熟。電氣設(shè)備在發(fā)生局部放電時伴隨著發(fā)熱，紅外檢測法通過紅外線測量儀器對這些電熱能量進行轉(zhuǎn)換以檢測局部放電區(qū)域的溫度變化，進而實現(xiàn)局部放電信號檢測的目的。此外還有紫外吸收光譜技術(shù)檢測開關(guān)柜內(nèi)部的臭氧氣體含量，并以此判斷其內(nèi)部絕緣被氧化程度。環(huán)境的濕度對開關(guān)柜的絕緣性能有著較大影響，因此也作為一種預防局部放電的檢測參數(shù)?；瘜W檢測法是利用電氣設(shè)備絕緣發(fā)生局部放電時，設(shè)備的絕緣材料會發(fā)生分解破壞，產(chǎn)生部分新的生成物，通過對這些生成物的成分和濃度進行檢測就可以評估絕緣狀態(tài)。化學檢測法只能定性地對局部放電進行檢測，對發(fā)展緩慢的早期潛伏性電氣設(shè)備故障靈敏度較低[3]。

3 結(jié)語

絕緣故障對開關(guān)柜的正常工作影響十分突出，局部放電問題成為開關(guān)柜運行的主要安全隱患，采用傳統(tǒng)的檢修方式不能快速、有效、便捷地對故障進行判斷與處理，需要停車進行檢修處理，影響企業(yè)的安全生產(chǎn)。而超聲波技術(shù)、暫態(tài)地電壓帶電檢測技術(shù)，可以對開關(guān)柜的工作狀態(tài)與放電情況進行實時檢測，并能對開關(guān)柜的局部放電故障進行快速定位，操作方便，安全、快速、有效，不僅能及時發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜在工作過程中存在的潛在問題，而且能提高開關(guān)柜的檢修效率。