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高壓開關(guān)柜當(dāng)你長時間處于潮濕環(huán)境中會發(fā)生什

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高壓開關(guān)柜當(dāng)你長時間處于潮濕環(huán)境中會發(fā)生什么?較近,一位客戶向賽普拉斯報告,他們的變電站常年處于潮濕環(huán)境中,平均濕度超過60%,高壓開關(guān)柜的母線室、電纜室和斷路器室的結(jié)露現(xiàn)象非常嚴(yán)重,斷路器室內(nèi)有明顯的積水現(xiàn)象。目前,由于濕度問題,在開關(guān)柜發(fā)生了爆炸事故。

事故歷史

2018年8月3日16: 10,站內(nèi)值班監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)一臺110千伏變電站1主變低后備保護(hù)動作,跳閘主變低壓側(cè)201開關(guān),10kV I母失電。他們告知運行維護(hù)人員,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)10kV264開關(guān)柜燒毀。在維修人員現(xiàn)場處理263開關(guān)柜的過程中,18: 41 10kV二次母線上的272開關(guān)柜發(fā)生爆炸,2號主變后備保護(hù)動作低跳202開關(guān),10kV二次母線失電。2018年8月4日3: 52,10kv二段母線故障點隔離完成。當(dāng)調(diào)度命令10kv二段母線恢復(fù)運行時,10kV273開關(guān)柜發(fā)生爆炸,2號主變低后備保護(hù)動作再次跳閘202開關(guān)。檢查發(fā)現(xiàn)爆炸發(fā)生在三組開關(guān)柜內(nèi),內(nèi)部損壞嚴(yán)重。柜內(nèi)有許多部件,包括絕緣支柱、穿墻套管、觸頭盒、母線、靜觸頭擋板、二次接線槽板、電纜倉庫防火板等。都有不同程度的凝結(jié)現(xiàn)象。

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開關(guān)柜爆炸事故分析

開關(guān)柜絕緣老化,性能下降,擊穿放電引起相間短路故障,是開關(guān)柜爆炸的直接原因?,F(xiàn)場檢查264開關(guān)柜開關(guān)上的觸頭盒根部連接排保險絲,設(shè)備的相鄰部分損壞較嚴(yán)重;272開關(guān)柜開關(guān)上的動觸頭和觸頭盒損壞較嚴(yán)重;273開關(guān)柜母線和周圍隔板損壞較嚴(yán)重。故障是由母線之間的絕緣擊穿引起的。三次爆炸都是由相間絕緣擊穿或接地引起的。

絕緣件受潮和產(chǎn)品質(zhì)量差是絕緣件性能下降的主要原因。檢查發(fā)現(xiàn),機柜中的大多數(shù)設(shè)備都有冷凝,爆炸開關(guān)柜中的其他未受損組件也有不同程度的冷凝,其中一些仍然非常嚴(yán)重。由于絕緣的防潮能力有限,防潮絕緣的絕緣電阻隨著運行時間的延長而逐漸降低,從而失去了絕緣能力。同時,在降低絕緣容量的過程中,會發(fā)生局部放電。局部放電還會導(dǎo)致絕緣的絕緣容量進(jìn)一步降低,從而加速絕緣事故的發(fā)生。

開關(guān)柜潮濕原因分析

從這一事故案例中可以看出,空氣濕度對室內(nèi)開關(guān)柜的運行有很大的影響,在嚴(yán)重的情況下,柜內(nèi)部件表面的冷凝會導(dǎo)致絕緣降低、設(shè)備損壞甚至事故。開關(guān)柜內(nèi)部濕度相對較高,冷凝是由以下因素引起的:

(1)夏季雷暴較多,11+開關(guān)室一般裝有百葉窗通風(fēng)散熱。這種設(shè)計使得當(dāng)開關(guān)室的門窗關(guān)閉時,室內(nèi)和室外空氣能夠連通,允許室外潮濕空氣進(jìn)入開關(guān)室。

(2)電纜溝堵塞因材料老化、施工工藝等原因損壞脫落。當(dāng)市政排水水位因暴雨而不暢時,水將倒流至變電站。由于開關(guān)柜底部的堵塞不能完全密封,電纜溝中積聚的水會產(chǎn)生水蒸氣,從開關(guān)柜底部進(jìn)入機柜。

(3)由于開關(guān)柜為密封結(jié)構(gòu),沒有通風(fēng)口,進(jìn)入柜體的水蒸氣不能排出,一般會聚集在柜體的上部空間,即母線倉,在柜體內(nèi)表面或較低溫度下的絕緣表面形成冷凝。此外,開關(guān)柜內(nèi)部部件表面污垢也是冷凝形成的條件之一。

開關(guān)柜濕度控制措施

1.在雷雨季節(jié),室外電纜溝積水是一種非常常見的現(xiàn)象,可以通過堵塞電纜溝來修復(fù)。電纜溝進(jìn)入開關(guān)柜房間的墻體交接處可采取防水措施,防止室外水位回流到室內(nèi)電纜溝。室內(nèi)電纜溝與開關(guān)柜之間的堵塞可結(jié)合開關(guān)斷電的機會進(jìn)行修復(fù),可能進(jìn)入濕氣的機柜底部可用阻燃材料進(jìn)行堵塞。有條件的單位可以安裝電纜溝除濕系統(tǒng)。該裝置專為解決室內(nèi)電纜半層/溝潮濕、積水等問題而開發(fā)的系統(tǒng)化自動控制除濕產(chǎn)品,能夠?qū)崟r集中監(jiān)控和管理室內(nèi)電纜半層、溝內(nèi)水位、環(huán)境溫度和濕度。該裝置由智能控制單元、系統(tǒng)供電單元、供氣單元、除濕單元、排水單元、溫濕度采集單元、數(shù)據(jù)記錄單元、視覺觀察單元和故障報警單元組成。溫濕度傳感器多點布置,水位傳感器實時監(jiān)控,采用串行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)記錄,數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)的RS485通信接口傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控平臺。

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2.安裝工業(yè)除濕器。10kV開關(guān)柜一般配備保護(hù)裝置,要求環(huán)境溫度高。因此,大多數(shù)高壓開關(guān)柜房間都配有空調(diào)。然而,空調(diào)的除濕效果很差,尤其是在夏季吹冷空氣時,由于內(nèi)外冷熱不均開關(guān)柜,可能會導(dǎo)致冷凝。因此,空調(diào)不能代替除濕器。建議在空氣濕度高的地區(qū)的配電室安裝合適功率的SEPRI-CS-L工業(yè)除濕器,并設(shè)置啟動值為45% ~ 55%,當(dāng)空氣濕度大于啟動值時開始除濕。

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3.在開關(guān)柜中安裝SPR-CN-S1智能除濕機。原理是利用濕度傳感器監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)的濕度,當(dāng)濕度達(dá)到啟動值時,SPR-CN-S1智能除濕機開始啟動,將開關(guān)柜內(nèi)的濕空氣泵入SPR-CN-S1智能除濕機的冷凝室進(jìn)行水氣分離,冷凝水通過排水管排至機柜外部。在機柜中安裝SPR-CN-S1智能除濕機可顯著降低開關(guān)柜的空氣濕度,但由于開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)緊湊,安裝時應(yīng)考慮絕緣距離等因素,目前大部分安裝在開關(guān)柜下部的電纜箱中。

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4.安裝開關(guān)柜高架除濕裝置

SEPRI-CS-DZ獨立頂部除濕裝置安裝在開關(guān)柜總線箱的頂部。高架除濕裝置采用微處理器控制技術(shù)。為動力設(shè)備內(nèi)部空間緊湊、環(huán)境濕度高、溫差大而專門開發(fā)的高科技產(chǎn)品核心部分,致力于提高設(shè)備內(nèi)部環(huán)境濕度,由智能控制單元和環(huán)境監(jiān)測單元組成。該裝置可根據(jù)現(xiàn)場條件自動調(diào)節(jié)環(huán)境濕度,排出的水被霧化裝置強制蒸發(fā),從而安全排出。該裝置用于母線橋等電力設(shè)備柜內(nèi)空間布局緊湊的場合,需要外部安裝,需要自動除濕和防結(jié)露,同時該裝置可以在復(fù)雜的電磁場和各種惡劣的自然環(huán)境下長期使用。高壓開關(guān)柜當(dāng)你長時間處于潮濕環(huán)境中會發(fā)生什么?

5、雨天應(yīng)對高壓室門窗、外墻進(jìn)行檢查,要求墻體無滲漏,門窗密封良好,防止雨水或室外濕氣滲透。對于裝有百葉窗的高壓開關(guān)室,可在百葉窗上增加玻璃或?qū)⑵涓难b成可關(guān)閉的,百葉窗可在梅雨季節(jié)關(guān)閉以防止?jié)駳馇秩耄辉谡L鞖庀?,打開百葉窗以確保高壓室內(nèi)的通風(fēng)和散熱。如果條件允許,可以安裝一個自動開窗器來實現(xiàn)遙控開窗和關(guān)窗。

6.加強變電站高壓開關(guān)室的運行維護(hù)管理。一方面,在雨天,運行維護(hù)人員應(yīng)檢查檢查站內(nèi)水泵運行是否正常,電纜溝內(nèi)是否有積水,室內(nèi)除濕機是否工作正常。另一方面,運行維護(hù)人員在日常進(jìn)出配電室檢查時,應(yīng)隨意關(guān)門,并定期檢查和記錄室內(nèi)溫度和濕度值。

除了對高壓開關(guān)室進(jìn)行除濕和水分管理之外,定期對開關(guān)柜的設(shè)備進(jìn)行壓力測試,使用質(zhì)量較好的絕緣件,并繞過觸頭盒連接排,可以防止開關(guān)柜絕緣故障的發(fā)生。

摘要

為了防止變電站高壓開關(guān)柜的絕緣故障,一方面要注意開關(guān)室內(nèi)的濕度問題,采取各種措施降低濕度,消除隱患。另一方面,設(shè)備運行維護(hù)單位應(yīng)透徹理解開關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理,并與設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和維護(hù)等各部門共同分析,探討如何從根本上防止開關(guān)柜的絕緣故障,提高設(shè)備健康水平,確保變電站的安全運行。

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