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10 kV开关柜、环网柜引进中有关绝缘方面的几个问题

时间:2007-1-27栏目:石油能源论文

摘 要 根据广州电力工业局近年使用进口10 kV开关柜、环网柜的情况,总结了在进口这类设备时,应根据具体情况提高对其绝缘水平的要求,注意环网的绝缘薄弱环节及SF6开关电器在零表压下的性能等几条有关绝缘方面的经验,以保证这类设备的长期安全运行。

  从80年代开始,广州电力工业局在10 kV电网和一些用户开关房中,陆续使用了不同厂家的进口开关柜和环网柜。本文拟对几个技术问题谈谈我们的经验和看法。

1 绝缘水平的要求

  广州电力工业局初期是按IEC 12 kV等级选取此类设备,工频/冲击耐压为28 kV/75 kV,在实际运行中曾发生过2次绝缘事故:

  一次是由于用户专线电缆接头击穿,其击穿过程可能是断续性的,从而诱发母联柜电流互感器(下称TA)外绝缘闪络,再引发相对地和相间短路。加上柜间母线小室无分隔,且母线裸露,电弧一扫到底,除母联柜烧坏要更换外,其它柜也需清扫,第二天才恢复送电。

  另一次是由于电压互感器柜外绝缘爬闪,引发对地和相间故障,烧坏两面柜。

  可见,对于南方湿热带气候,按上述绝缘水平选用的新柜,虽然能顺利通过交接验收试验,但其后由于种种外界因素对绝缘的影响,已不能满足长期安全运行的要求。我们从三方面着手,提高对进口设备的要求:

  a)不再选用IEC 12 kV档,改用IEC 17.5 kV档,其工频/冲击耐压为38 kV/75 kV或95 kV。为了和国内订货的要求(42 kV/75 kV)大致持平,要求在现场验收试验时仍按38 kV(100%)取值。

  b)要求母线室使用全绝缘母线(包裹层不允许用PVC材料),各柜一次导电体对地和相间的空气净距要求达到125 mm及以上。

  c)要求有机绝缘材料爬距达到230 mm,瓷件达到210 mm,而且明确提出应符合要求的重点部位,即母线支持绝缘子,灭弧室动触头拉杆绝缘子,电压互感器出线套管,静隔离插头支持套管,断路器极支座绝缘子和出线绝缘子,接地刀静触头支座绝缘子等7处,会谈中和厂家逐处落实。

2 注意环网柜的绝缘薄弱环节

  供货商往往介绍其环网开关是按24 kV电压等级的绝缘要求去设计的,理应绝缘方面裕度较大,但仍有要注意的地方。

2.1 电缆头联接部位的爬距

  S公司此处的结构是用“烟斗式”电缆头。在实际施工中,有个别班组改用瑞侃公司的通用型热缩头,造成出线套管的圆锥部没有“烟斗”套住,带电后,此处出现放电现象。改用回该厂的“烟斗式”电缆头后,一切正常。

2.2 故障指示器感知TA的绝缘

  由于欧洲多使用单芯电缆,故障指示器感知TA就套在电缆护皮之外,与缆芯之间有完整的电缆绝缘层,所以,此TA的绝缘十分简单薄弱,一般只在铁芯上缠几层绝缘带。可是国内多使用三芯电缆,故障指示器感知TA是随意套放在三叉头之后已剥掉护皮/铠装层和接地屏蔽层而仅剩下主绝缘的缆芯上,以热缩绝缘套分隔,可能会出现如下问题:

  a)在热缩绝缘套上有游离电荷的积聚,到一定程度后,会对该TA的铁芯放电;

  b)长时间运行后,铁芯的锐利边缘可能会割破热缩绝缘套和主绝缘层,造成高压对地短路。

  这是对设备和人身安全(特别是在使用微机实现配电网自动化的场合)的潜在威胁。一般可改用外皮接地的可触摸式电缆头,并用绝缘支架将此TA妥善固定。在实施配网自动化的场合,措施更要完善,例如,可要求感知TA改为套装在柜的出线套管上。

2.3 均压罩的素质

  M公司使用均压罩去解决电缆头联接处相间距离不够的问题,按其提供的计算机模拟电场分布情况,此做法应该是合理的。但是,1998年2月在广州市某大厦的1台M公司的环网柜中发生了该处烧爆的故障,一相均压罩跌落,两相的表面有放电痕迹。至今还未见到厂家对此事故的分析结论。所以,有人怀疑,由于制造、装配等方面的分散性,均压罩的效果未必能达到预期效果,从而提出,为了稳妥,最好在它外面再包上一个绝缘套。有一种钮扣式绝缘套适合此用途。

3 SF6开关电器在零表压下的性能

  乍一看来,这是电压等级在110 kV及以上时所关心的问题。但是,从安全运行的角度去看,对10 kV一样重要,其理由如下:

  a)无论是断路器还是负荷开关,这一电压等级的结构都十分简单,对SF6压力不设压力表或压力开关监视(或只有一个简易压力表指示,此表时有失灵)。而实际运行情况表明,进口设备虽然具有良好的密封性能,但也有漏气发生。由于没有气体监视装置,漏了气用户也不知道,容易成为事故隐患。

  b)这类产品的型式试验,即使是大公司的产品,往往也没做齐,特别是在零表压下的性能(绝缘、投切等)和耐内部电弧故障性能方面几乎都没做过试验。

  c)这类产品往往多用手动机构,运行人员与设备是面对面地操作。

  d)一些用户电房已开始采用负荷开关-熔断器组合取代断路器作为配电变压器的保护设备,负荷开关既开断负荷电流,同时也开断比交接电流小的故障电流。

  所以,SF6开关电器在零表压下的性能直接关系到人身安全和设备安全,不能掉以轻心。

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