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中低压开关柜的状态监测的研究背景
点击次数:350 发布时间:2018-07-23

开关柜是电力系统的关键主设备之一,其运行状态对电力系统的可靠性具有重大影响。统计表明,20世纪90年代中国电力系统开关事故类型分布如下:机械故障(拒分、拒合、误动)33.3%,绝缘故障37.3%,温升故障(载流)8.9%,其它20.5%。因此,有必要对高压开关柜的机械、温升及绝缘状态实施在线监测,及时发现事故隐患,防止事故发生。

 

目前,开关设备的维修方式正向状态维修方向发展,而在线监测、诊断技术则是状态维修的重要依据,同时也是提高设备运行可靠性的基础。

 

开关设备内部绝缘部分的缺陷或劣化、导电连接部分的接触不良都使安全运行受到威胁。根据1989-1992年间全国电力系统6-10kV开关柜事故统计,绝缘和载流引起的故障占总数的40.2%,其中由于绝缘部分的闪络造成的事故占绝缘事故总数的79.0%。而由于隔离插头接触不良造成的事故占载流事故总数的71.1。可见,由绝缘和接触不良导致的故障所占比率是很高的,宜采取适当的方法进行监测。在上述情况下,在事故潜伏期都可能产生放电现象,故可以通过对放电的监测得到相关的信息。

 

开关柜的可靠性的统计表明,电气故障通常的故障特征是在完全击穿前发生局部放电。而开关柜内部由于制造时出现毛刺、安装运输时部件松动或接触不良引起的电极电位浮动、运行中绝缘老化、以及各种情况下可能出现金属微粒等各种缺陷都可能导致不同程度的局部放电。长期的局部放电使绝缘劣化损伤并逐步扩大,进而造成整个绝缘击穿或沿面闪络,进而对设备的安全运行造成威胁,导致设备在运行时出现故障,以至引起系统停电,出现一系列的反应,比如可能会引起大面积的停工停产,而且修复工作又要比过去分离的敞开设备复杂很多,造成的直接损失和间接损失是巨大的,相比于开关柜的故障造成的损失相比,开关柜的检测费用要小的多,问题的关键是要有可靠的检测手段。局部放电检测是目前开关柜绝缘在线监测与诊断有效的方法。局部放电既是开关柜绝缘劣化的征兆和表现形式,又是绝缘进一步劣化的原因。由于绝缘击穿的后果经常比较严重,因而受到国内外的关注。显然,对开关柜进行局部放电检测能够有效地发现其内部早期的绝缘缺陷,以便采取措施,避免其进一步发展,提高开关柜的可靠性。

 

局部放电检测技术不仅可以弥补耐压试验的不足,而且通过局部放电在线监测能发现开关柜制造和安装的“清洁度”,能发现绝缘制造工艺和安装过程中的缺陷、差错,并能确定故障位置,从而进行有效的处理,确保设备的安全运行。因此,对开关柜局部放电实施检测具有十分重要的工程意义。

 

为了推进电力设备的状态检修进程,国家电网公司于2010年上半年发布了《电力设备带电检测技术规范(试行)》。其中对于开关柜,做了如下的规定。

开关拒检测项目、周期和标准

开关拒检测项目、周期和标准

(1)红外热像检测

开关柜及进、出线电气连接处,红外热像图显示应无异常温升、温差和(或)相对温差。注意与同等运行条件下相同开关柜进行比较。测量时记录环境温度、负荷及其近3小时内的变化情况,以便分析参考。

  • 检测和分析方法按DL/T664规定。
  • 新设备投运后1周内应开展一次测温。
  • 对大电流柜酌情考虑。

(2)超声波局部放电检测

一般检测频率在20-100kHz之间的信号,若有数值显示,可根据显示的dB值进行分析。若检测到异常信号可利用超高频检测法、频谱仪和高速示波器等仪器和手段进行综合判断。

  • 新设备投运、大修后1周内应进行一次检测。
  • 异常情况应缩短检测周期。

(3)暂态地电压检测

每个站所有开关柜检测时应使用同一设备进行。有异常情况时可开展长时间在线监测,采集监测数据进行综合判断。

  • 新设备投运后1周内应进行一次检测。
  • 相对值:被测设备数值与环境数值(金属)差。
  • 异常情况可开展长时间在线监测。

 

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