隨著電網的不斷發展,變配電裝置特別是成套開關柜的使用數量增長很快,尤其在城市電網中,成套開關柜因其功能齊全、占地少和建設工期短等優點而被大量采用。其中,無油化的真空和六氟化硫斷路器成為首選元器件。成套開關柜的使用解決了不少用分散元件按傳統方法組裝無法實現的方案,而且安全可靠性大為提高,但在運行中也發生了一些事故,有的還造成了極其嚴重的后果。

究其原因,很多是選型設計和制造方面的問題,也有運行維護不當造成的。應該從設計到選型以及從運行到維護,要求對成套開關柜實施綜合治理,以便充分發揮成套開關柜的優勢,從而提高電力系統的安全運行水平。

接下來我們介紹一下成套開關柜在運行中發生的主要問題。

1.絕緣方面

由于臟污、潮濕甚至凝露等不良的運行環境,使原有的戶內10～35 kV開關柜的絕緣事故明顯增多。問題的嚴重性還在于發生這種絕緣事故后的切除時間相當長,因而短路電流和短路電弧波及的范圍很大,搶修恢復困難,直接損失、間接損失都很大。

近年來,35 kV開關柜在梅雨季節的放電事故也時有發生,特別是有些老型號開關柜的支持絕緣子和隔離開關瓷瓶的瓷裙既小又少,爬電比距只有110左右。有些開關柜的環氧流變與斷路器安裝在同一個間隔內,一旦發生事故,本間隔斷路器即使動作也不能切除故障,只有等母線的進線斷路器在數秒后動作才能把故障切除。

此外,小動物引發的絕緣事故也不能忽視。某電廠曾統計過1990年前后共十余年的廠用電系統事故,約有40%是由于小動物引起的。另有一個電廠在較短時期內先后發生兩次廠用電系統短路事故。第一次因短路持續時間長燒損嚴重而沒有找到事故的確切原因,第二次很快查明事故起因是老鼠所為。成套開關柜的封閉等級至少為IP 2X,電纜引出孔一定要堵牢,任何部位都不能留有大于12.5 mm的孔洞。

2.導電回路故障

導電回路故障也是成套開關柜的一種災難性事故,其后果往往十分嚴重。問題的復雜性在于目前尚無有效手段監視和預報。導電回路故障大多發生在各連接處(包括固定連接和動靜觸頭連接),有的設備雖然銘牌額定電流選得相當大,而實際工作電流不大,好象留有很大裕度,但是導電回路的接觸不良和發熱現象是惡性循環,如不能及時發現和制止,最終將會釀成事故。

運行實踐證明,由于觸頭接觸不良導致成套開關柜導電回路事故的次數較多。從理論上分析,成套開關柜的上下兩個接插件相當于閘刀水平運動的兩把隔離開關,如果設計和選型良好,制造工藝可靠,安裝到位,應該是可以保證安全運行的。但在實際運行中由于觸頭接觸不良發生的事故卻占很大的比例。

3.機械故障

由于開關柜的機械傳動和閉鎖環節較多,發生故障次數多,故障類型也多。多發的是操動機構的故障,包括電氣回路各元件及其連接等各個環節,電磁機構的分、合閘,彈簧操動機構儲能電機的機械、電氣方面的缺陷以及儲能、分閘、合閘結構方面的簿弱環節。還有斷路器本體的緩沖和導向不良造成的事故。機械故障多數會導致拒動或誤動,但一般來說直接損失較小,恢復處理也比較容易。

4.元器件缺陷尤其是真空滅弧室漏氣

元器件故障率最高的是中壓真空斷路器滅弧室的漏氣缺陷。1997年有個新投運變電所的10臺真空斷路器預防性試驗中發現有9個滅弧室漏氣,制造廠及時給予更換,并承諾如再有不正常漏氣將給以賠償。1997年9月江蘇省某220 kV變電所的ZN 23235真空斷路器本身在開斷電容器組時發生三相短路事故,而電容器組卻安然無恙,這顯然不是真空斷路器分閘電容器組時產生過電壓的問題,很可能是真空滅弧室的質量問題。

以上講述了成套開關柜在運行中存在的4大問題，成套開關柜廠家在設計和生產開關柜是要盡量避免這些問題，業主在使用和維護開關柜的過程中也要特別注意以上幾點，盡早做好防治。