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據(jù)杭州市電力局統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備輔助零部件缺陷率居高不下。小到輔助開(kāi)關(guān)、電磁鎖、計(jì)數(shù)器、溫控器等零部件，大到所用變、互感器、避雷器等主要元器件，較高的故障缺陷率，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)一定隱患。對(duì)此，本報(bào)特邀杭州市電力局專家對(duì)中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行剖析。
中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備在電網(wǎng)中應(yīng)用廣泛，其使用量隨著電網(wǎng)配電容量的增大而增加。盡管中壓開(kāi)關(guān)制造工藝日趨成熟，產(chǎn)品性能也趨于穩(wěn)定，但部分產(chǎn)品個(gè)別缺陷、故障仍時(shí)有發(fā)生，因此，進(jìn)一步改善產(chǎn)品質(zhì)量依然是整個(gè)設(shè)備制造業(yè)企業(yè)關(guān)注的問(wèn)題。
據(jù)浙江杭州市電力局統(tǒng)計(jì)，中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的故障類型主要集中在絕緣故障方面，包括雷擊、弧光接地過(guò)電壓、柜體絕緣結(jié)構(gòu)不合理等。而發(fā)熱故障、輔助元器件故障等在中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備故障中出現(xiàn)的幾率也比較大。
雷擊故障
雷擊故障在電網(wǎng)中主要發(fā)生在架空出線變電所。是雷電波延導(dǎo)線侵入變電站而造成的絕緣擊穿。根據(jù)杭州市電力局維護(hù)部門多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)雷擊故障，通常可以采取在變電所進(jìn)線端裝設(shè)避雷器，提高避雷器標(biāo)稱放電電流、降低放電殘壓，以及提高絕緣配合裕度等措施；或采取架空線路架設(shè)避雷線、裝設(shè)線路避雷器，降低桿塔接地電阻等線路防雷措施，以便有效地減少雷電波侵入變電站引起的中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備故障。
單相接地故障
單相接地故障發(fā)展為相間短路的故障在電網(wǎng)中也時(shí)有發(fā)生，主要發(fā)生在電纜出線較多的變電站，尤其是10千伏輸電系統(tǒng)較易發(fā)生。隨著城市電網(wǎng)的建設(shè)，電纜線路公里數(shù)顯著增加，系統(tǒng)電容電流迅速增長(zhǎng)，系統(tǒng)單相接地后，弧光接地暫態(tài)過(guò)電壓易引發(fā)相間故障。目前，杭州市電力局主要采取裝設(shè)消弧線圈的方式補(bǔ)償系統(tǒng)的電容電流，有效降低了此類故障的發(fā)生概率。
絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，很容易引起設(shè)備故障發(fā)生。如絕緣件缺少屏蔽結(jié)構(gòu)、設(shè)備局部對(duì)地距離不足、矩形母排尖端場(chǎng)強(qiáng)集中等各種先天性設(shè)計(jì)缺陷，均會(huì)對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此，消除結(jié)構(gòu)性絕緣隱患是極為重要的問(wèn)題。目前，避免結(jié)構(gòu)性絕緣隱患所造成的設(shè)備故障，一般可采用加大絕緣裕度或調(diào)整絕緣結(jié)構(gòu)使電場(chǎng)分布均勻兩種方法，相比而言，調(diào)整絕緣結(jié)構(gòu)比加大絕緣裕度更加有效。
在調(diào)整絕緣結(jié)構(gòu)方面，一些制造商做了一些有益的嘗試，如有些廠家將中置柜母線連接變成管狀母線對(duì)接、在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)采用帶屏蔽結(jié)構(gòu)絕緣件，或者采用矩形母排尖端進(jìn)行倒圓處理等措施，改善電場(chǎng)分布，有效地控制了設(shè)備故障。
開(kāi)關(guān)柜柜體發(fā)熱
發(fā)熱會(huì)對(duì)中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。開(kāi)關(guān)柜柜體發(fā)熱主要發(fā)生在10~35千伏大電流開(kāi)關(guān)柜中，其主要原因是產(chǎn)品設(shè)計(jì)上不合理，設(shè)計(jì)溫升裕度小、載流密度選取較高，而開(kāi)關(guān)柜中無(wú)法采取自然或強(qiáng)迫通風(fēng)增強(qiáng)散熱效果，一旦觸頭接觸狀況稍有變差，就會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，并往往引發(fā)惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致設(shè)備短路故障。
針對(duì)這種原因，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)選型時(shí)，設(shè)計(jì)部門應(yīng)適量提高設(shè)計(jì)裕度，考慮相關(guān)散熱通風(fēng)問(wèn)題，并通過(guò)試驗(yàn)加以抽樣驗(yàn)證。對(duì)于搭接面偏小、接觸結(jié)構(gòu)不合理引起的發(fā)熱現(xiàn)象，設(shè)計(jì)者應(yīng)及時(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，而使用部位應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注巡視測(cè)溫，避免設(shè)備嚴(yán)重發(fā)熱造成設(shè)備故障。
◆專家分析
中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備故障率居高不下的主要原因是國(guó)內(nèi)中壓開(kāi)關(guān)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，廠商更多地關(guān)注價(jià)格因素，許多企業(yè)采取通過(guò)降低產(chǎn)品成本來(lái)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，導(dǎo)致部分工藝質(zhì)量較差、價(jià)格低廉的零部件進(jìn)入市場(chǎng)。同時(shí)，廠商也缺少相應(yīng)的嚴(yán)格管理與質(zhì)量檢驗(yàn)監(jiān)督手段，往往等用戶發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)才意識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性，給制造商的自身品牌帶來(lái)了惡劣影響。
實(shí)際上，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的背景下，各中壓開(kāi)關(guān)制造商更應(yīng)該積極提高自主創(chuàng)新能力，注重產(chǎn)品質(zhì)量，通過(guò)改進(jìn)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，引進(jìn)先進(jìn)制造工藝，加強(qiáng)元器件質(zhì)量檢驗(yàn)監(jiān)督，提升產(chǎn)品整體性能，塑造自身品牌，來(lái)為電網(wǎng)的安全可靠提供保障。
