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據(jù)杭州市電力局統(tǒng)計，近年來，中壓開關(guān)設(shè)備輔助零部件缺陷率居高不下。小到輔助開關(guān)、電磁鎖、計數(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)定運行帶來一定隱患。對此，本報特邀杭州市電力局專家對中壓開關(guān)設(shè)備常出現(xiàn)的問題進(jìn)行剖析。
中壓開關(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)品個別缺陷、故障仍時有發(fā)生，因此，進(jìn)一步改善產(chǎn)品質(zhì)量依然是整個設(shè)備制造業(yè)企業(yè)關(guān)注的問題。
據(jù)浙江杭州市電力局統(tǒng)計，中壓開關(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)杭州市電力局維護部門多年運行經(jīng)驗，針對雷擊故障，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，系統(tǒng)單相接地后，弧光接地暫態(tài)過電壓易引發(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)計不合理
中壓開關(guān)設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，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)備局部對地距離不足、矩形母排尖端場強集中等各種先天性設(shè)計缺陷，均會對設(shè)備的安全運行構(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接、在開關(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，改善電場分布，有效地控制了設(shè)備故障。
開關(guān)柜柜體發(fā)熱
發(fā)熱會對中壓開關(guān)設(shè)備安全運行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。開關(guān)柜柜體發(fā)熱主要發(fā)生在10~35千伏大電流開關(guān)柜中，其主要原因是產(chǎn)品設(shè)計上不合理，設(shè)計溫升裕度小、載流密度選取較高，而開關(guān)柜中無法采取自然或強迫通風(fēng)增強散熱效果，一旦觸頭接觸狀況稍有變差，就會產(chǎn)生過熱，并往往引發(fā)惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致設(shè)備短路故障。
針對這種原因，在產(chǎn)品設(shè)計選型時，設(shè)計部門應(yīng)適量提高設(shè)計裕度，考慮相關(guān)散熱通風(fēng)問題，并通過試驗加以抽樣驗證。對于搭接面偏小、接觸結(jié)構(gòu)不合理引起的發(fā)熱現(xiàn)象，設(shè)計者應(yīng)及時改進(jìn)設(shè)計結(jié)構(gòu)，而使用部位應(yīng)該重點關(guān)注巡視測溫，避免設(shè)備嚴(yán)重發(fā)熱造成設(shè)備故障。
◆專家分析
中壓開關(guān)設(shè)備故障率居高不下的主要原因是國內(nèi)中壓開關(guān)市場競爭激烈，廠商更多地關(guān)注價格因素，許多企業(yè)采取通過降低產(chǎn)品成本來提高市場競爭能力，導(dǎo)致部分工藝質(zhì)量較差、價格低廉的零部件進(jìn)入市場。同時，廠商也缺少相應(yīng)的嚴(yán)格管理與質(zhì)量檢驗監(jiān)督手段，往往等用戶發(fā)現(xiàn)問題時才意識到問題的嚴(yán)重性，給制造商的自身品牌帶來了惡劣影響。
實際上，市場競爭激烈的背景下，各中壓開關(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，通過改進(jìn)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)，引進(jìn)先進(jìn)制造工藝，加強元器件質(zhì)量檢驗監(jiān)督，提升產(chǎn)品整體性能，塑造自身品牌，來為電網(wǎng)的安全可靠提供保障。
