高壓成套開關(guān)設(shè)備標準化設(shè)計的意義探析

魏文韜 邵小野 王林

1.俊郎電氣有限公司 浙江溫州 325600；2.登高電氣有限公司 浙江溫州 325600

高壓開關(guān)常用于保護高壓供電系統(tǒng)的供電線路與變電站，是一種故障保護和處理的電氣設(shè)備，但是該裝置處于井下工作環(huán)境差、空氣濕度大、綜采負荷變化大的場合中。傳統(tǒng)的高壓開關(guān)使用的短路保護實時性低、靈敏性差，也不具備遠程通信的能力，也就難以實現(xiàn)保護的選擇性。隨著微機信息技術(shù)的發(fā)展，利用微機控制原理，開發(fā)一套集保護、通訊、監(jiān)測等功能于一體的高性能高壓開關(guān)保護系統(tǒng)對于提高智能化管理水平以及生產(chǎn)效益具有重要的意義[1]。

1 高壓開關(guān)柜基本結(jié)構(gòu)及工作原理概述

目前在電力系統(tǒng)中常用的高壓開關(guān)柜從結(jié)構(gòu)上來看主要包括XGN 型金屬封閉箱型固定式開關(guān)柜和KYN 型金屬鎧裝移開式開關(guān)柜兩種類型，而且在高壓開關(guān)柜中滅弧介質(zhì)一般采用真空氣體。和移動式開關(guān)柜相比固定式開關(guān)柜結(jié)構(gòu)相對傳統(tǒng)，安裝位置可以移動，更加靈活多變。因此這要求在設(shè)計中考慮移動因素和便攜式因素，按照用電安全標準和用電設(shè)備相關(guān)規(guī)定進行設(shè)計的同時，還應(yīng)該加強 “五防聯(lián)鎖” 設(shè)計要求。從加工方式對高壓開關(guān)柜進行分類，可以將高壓開關(guān)柜分為三種類型：組裝式、焊接式和混合加工方法，其中混合加工方法是在組裝式和焊接式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，首先在開關(guān)柜連接處采用焊接法進行焊接，在變動部分采用組裝法進行組裝，涵蓋了兩種方法的優(yōu)點。

2 高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化措施

2.1 角度傳感器的選擇與安裝

角位移傳感器選擇德國 Novotechnik 公司的非接觸式角位移傳感器，非接觸式的角位移傳感器內(nèi)包含磁場感應(yīng)，通過磁場感應(yīng)延長機械壽命，使其達到無限使用的目標。一般情況下主軸附近存在安裝空間，采用非接觸式角位移傳感器的安裝更加方便，且可以遠離高壓部分。而非接觸式的角位移傳感器可分為傳感器、磁位器兩部分，其中磁塊固定在主軸終端，傳感器通過支架固定，傳感器與磁位器安裝時不需要有物理性連接。通過測量可以得出斷路器分合閘過程中的主軸角位移曲線，分析主軸的角位移曲線可以得出動觸頭直線位移曲線，多種型號的斷路器都可以通過此方法進行間接測量，且適用于大多數(shù)測量環(huán)境[2]。

2.2 確保運行環(huán)境安全，規(guī)避運行隱患

在絕緣隱患問題和原因的分析中發(fā)現(xiàn)環(huán)境條件是引起這些隱患的重要原因，尤其是當(dāng)前大氣污染和生態(tài)環(huán)境惡化進一步導(dǎo)致電力設(shè)備中的絕緣子等元器件受到污染，甚至因為潮濕和污染會出現(xiàn)電流泄露現(xiàn)象，引起閃絡(luò)問題。針對這一現(xiàn)狀和問題需要進一步加強高壓開關(guān)柜環(huán)境治理和優(yōu)化，加強通風(fēng)凈化以及環(huán)境達到，在通風(fēng)窗口和抽風(fēng)機上安裝相應(yīng)的網(wǎng)柵和濾網(wǎng)，進一步加強通風(fēng)凈化。針對濕熱的環(huán)境可以安裝響應(yīng)的熱能燈或者是去濕裝置，并合理設(shè)置空調(diào)運行模式，在電纜孔以及開關(guān)柜孔中填封相應(yīng)的阻隔染料，能夠有效的阻隔濕氣以及可能存在的小動物，對設(shè)備安全性能提高具有重要作用。同時還必須加強相關(guān)設(shè)備的運維，一旦設(shè)備停止運行立即進行清掃，保證設(shè)備和開關(guān)柜中的絕緣體時刻處于良好狀態(tài)。

2.3 外部環(huán)境方面的防范措施

外部環(huán)境對高壓開關(guān)柜發(fā)生安全事故形成了較大的催化作用，因此相關(guān)人員必須要根據(jù)外部環(huán)境的實際情況，盡可能降低其影響。如相關(guān)人員可以在通風(fēng)窗口上加裝空氣過濾網(wǎng)和鐵柵欄，這樣不僅可以防止外部空氣中的灰塵進入到開關(guān)柜中，破壞高壓開關(guān)柜的穩(wěn)定性，也可以防止不法分子的人為損壞；在外部環(huán)境相對潮濕的環(huán)境下放置高壓開關(guān)柜時，需要加裝除濕設(shè)備或加熱設(shè)備對其進行保護，使高壓開關(guān)柜內(nèi)部的濕度和溫度滿足運行時的要求，從根本上提升設(shè)備的使用壽命；在雷電較多的外部環(huán)境下安裝高壓開關(guān)柜，需要加設(shè)防雷擊設(shè)備保護柜體，降低高壓開關(guān)柜遭受雷擊的概率。此外，工作人員還需要應(yīng)用專業(yè)監(jiān)測設(shè)備隨時隨地對高壓開關(guān)柜內(nèi)部的絕緣性、溫度、濕度等參數(shù)進行觀察和記錄，使高壓開關(guān)柜可以保持良好的工作狀態(tài)完成日常工作。

2.4 在線監(jiān)測系統(tǒng)

在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了變電站開關(guān)柜的全自動狀態(tài)在線監(jiān)測，監(jiān)測的參數(shù)包含局放、溫度、電弧。在開關(guān)柜群的頂部安裝移動軌道，另外再配備一套局部放電檢測設(shè)備，使得局部放電檢測設(shè)備可以在該軌道上滑動，并且通過控制系統(tǒng)控制監(jiān)測設(shè)備在軌道上的運動以及在每一個開關(guān)柜處的監(jiān)測時間。目前該系統(tǒng)在實際運用中，帶有特高頻傳感器的移動機器人每隔3min 移動一次，通過設(shè)置移動的距離使其每次能恰好移動到開關(guān)柜頂部的指定檢測位置，實現(xiàn)全自動智能巡檢。同時，該監(jiān)測系統(tǒng)配備小型化的紅外測溫以及電弧，各個艙室配備一套。系統(tǒng)開發(fā)完成后，通過局部放電、溫度以及電弧等特征參量自動對開關(guān)柜的絕緣缺陷與故障、載流故障進行實時監(jiān)視與診斷[3]。

3 結(jié)語

近年來，電子繼電器、數(shù)字化繼電器發(fā)展迅速，各類智能化繼電保護裝置又相繼向世并逐步進入電網(wǎng)運行。將四種故障形式的產(chǎn)生原因以及解決方法研究透徹就可以為后期的許多相關(guān)實驗提供經(jīng)驗。會加強相關(guān)人員對于高壓設(shè)備故障的診斷以及通過縮小對故障的偵破范圍來對故障進行正確的診斷的相關(guān)能力。相關(guān)企業(yè)要提高對于其重視程度，使電網(wǎng)更加順利地運行。