昌暉儀表通過一個(gè)電流互感器多次被擊穿的故障處理案例,和大家分享高海拔地區(qū)高原電氣設(shè)備選型和應(yīng)用與常規(guī)電氣設(shè)備選擇之間的不同。
[故障設(shè)備]:某35kV變電站中的GBC-35型高壓開關(guān)柜。
[故障現(xiàn)象]:進(jìn)線柜和主變壓器出線柜中的電流互感器被擊穿。
[診斷分析]
①更換電流互感器后,正常使用了一年多,進(jìn)線柜再次出現(xiàn)電流互感器(電流互感器符號(hào)TA)被擊穿的故障現(xiàn)象。短路所產(chǎn)生的電弧輻射到相鄰的母線上,又引發(fā)相間短路,造成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。
②這座變電站地處2600m高海拔地區(qū),高壓開關(guān)柜內(nèi)的導(dǎo)電元件和絕緣元件,必須選用高原型的。檢查柜內(nèi)的元器件,ZL-35/400Y型母線支柱絕緣子、LCZ-35型電流互感器、CWB-35/400型穿墻套管等都不是高原型的,只能適用于海拔1000m以下的地區(qū)。
③此外,根據(jù)電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),在高海拔地區(qū),對(duì)高壓柜內(nèi)的空氣絕緣間隙要求也不一樣,要大于低海拔地區(qū)。例如,在海拔2200m時(shí),導(dǎo)體與接地體之間的凈距、各相導(dǎo)體之間的凈距均要求為336mm,而在海拔1000m時(shí),僅為330mm,而這批高壓柜的空氣絕緣間隙也普遍偏小。
[故障處理]
①更換非高原型的元器件
a、母線支柱絕緣子更換為ZL-35/400GY型
b、電流互感器更換為LCZ-35Q型
c、穿墻套管更換為CWB-35/400GY型。
②在空氣間隙較小的位置上,插入固體絕緣板作為屏障,或采用熱縮絕緣套管對(duì)銅母線進(jìn)行包裹。
改造后進(jìn)行絕緣耐壓試驗(yàn),結(jié)果完全符合規(guī)程要求,此后故障不再出現(xiàn)。
[經(jīng)驗(yàn)總結(jié)]在高海拔地區(qū),空氣密度、氣壓、溫度、濕度都會(huì)相應(yīng)地降低,導(dǎo)致空氣和絕緣物體的絕緣性能下降。因此,在海拔1000mm以上的高海拔地區(qū),對(duì)高壓電氣設(shè)備的外絕緣強(qiáng)度要進(jìn)行補(bǔ)償。電力行業(yè)規(guī)定當(dāng)海拔高度在2000-3000m時(shí),110kV以下的高壓電氣設(shè)備,要將電氣強(qiáng)度提高一個(gè)級(jí)別。高壓開關(guān)柜一定要按照電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制作、否則會(huì)留下隱患。
高海拔地區(qū)氣溫和氣壓對(duì)電氣開關(guān)設(shè)備的影響
1、根據(jù)條件選型
海拔為1000-5000m之間,每增高100m,氣壓約降低0.8-1kPa;氣壓降低使空氣介電強(qiáng)度和冷卻效能下降,導(dǎo)致開關(guān)滅弧困難和電氣溫度升高。同時(shí)過低的空氣溫度又會(huì)使電氣設(shè)備內(nèi)某些材料變硬變脆,使有些油類的粘度增大或凝固,影響設(shè)備的正常動(dòng)作。日夜溫差過大,易產(chǎn)生凝露,使零部件變形、開裂、瓷件碎裂等。因而,高原地區(qū)的電氣設(shè)備選型有其特殊的要求,需要校驗(yàn)其電氣參數(shù)或選用高原型的電氣設(shè)備產(chǎn)品。
2、絕緣性能
高原氣候?qū)Ω邏洪_關(guān)設(shè)備的影響首當(dāng)其沖。安裝在高海拔地區(qū)的產(chǎn)品,如選用試驗(yàn)地點(diǎn)海拔低于1000m的電器產(chǎn)品,應(yīng)根據(jù)IEC出版物694對(duì)工頻和沖擊試驗(yàn)電壓作適當(dāng)校正。
3、溫升
高原環(huán)境下,空氣密度降低,散熱的對(duì)流作用減弱,溫升會(huì)隨之升高,而高海拔地區(qū)的氣溫遞減率為海拔每升高100m,氣溫降低0.5℃,可認(rèn)為氣溫降低值部分部補(bǔ)償。低氣壓時(shí)的低空氣密度使空氣介電強(qiáng)度降低,因而引起電氣設(shè)備絕緣耐壓降低;由于空氣冷卻的電氣設(shè)備的零部件溫度升高,以及空氣中滅弧比較困難,因此電氣設(shè)備溫升補(bǔ)償需要關(guān)注并采取一定措施。
4、接通能力和分段能力
高海波地區(qū)氣壓和空氣密度下降,會(huì)造成開關(guān)電器滅弧時(shí)間長,觸頭燒毀嚴(yán)重,從而使得接通和通斷能力降低,因此需考慮高原電器接通分?jǐn)嗄芰Α?br />
5、電壽命
由于受高原地區(qū)極限溫度低及產(chǎn)品溫升和滅弧時(shí)間的綜合影響,高原環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備壽命產(chǎn)生一定影響。高原地區(qū)晝夜溫差大,在熱脹冷縮的作用下,有機(jī)絕緣涂料和材料等產(chǎn)生裂隙,在氧和粉塵的條件下加速老化,縮短使用壽命。
高海拔地區(qū)高壓開關(guān)柜選型應(yīng)用的建議
1、目前中置式開關(guān)柜原本設(shè)計(jì)就是用在普通海拔;手車式開關(guān)柜在高原地區(qū)無法解決柜內(nèi)的母線套管以及觸頭盒電暈或放電。適用高原地區(qū)的開關(guān)柜也僅有固定式開關(guān)柜或充氣柜了。固定柜是一個(gè)辦法,但不是上策,嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)只能到3800m。若要完全達(dá)標(biāo)最好是用充氣柜。
2、當(dāng)適用固定柜時(shí)柜內(nèi)斷路器型號(hào)還需明確使用地點(diǎn)的海拔。并且需有國家級(jí)正式的GY型試驗(yàn)報(bào)告。此外開關(guān)柜(含柜內(nèi)器件)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到高原海拔要求。