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高压开关柜简介及故障检修方案分析

发布时间:2014-05-14 16:43  文章来源:木森电气技术部  作者:木森电气  人气:

高压开关柜是指高压断路器、隔离开关、接触器、高压熔断器、隔离开关、接地开关、互感器和所用电变压器,以及控制、测量、保护、调节装置、内部连接件、辅件、外壳和支持件等组成的成套配电装置。这种装置的内部空间以空气或复合绝缘材料作为介质,用作接受和分配电能。

高压开关柜的分类 

高压开关柜的种类较多,结构差异较大,主要用于3-35KV电压级。 

1、按柜内主要元件的安装方式,可分为固定式开关柜和移开式(手车式)开关柜

①固定式开关柜:柜内所有电器元件都是固定安装的,结构简单,价格较低。

②移开式开关柜:又叫手车式,柜内主要电器元件(如断路器、电压互感器、避雷器等)安装在可移开的小车上,小车中的电器与柜内电路通过插入式触头连接。移开式又根据手车的位置可分为落地手车式和中置式。中置手车装于柜体中部,手车的装卸需要装载车。目前中置式手车居多。 

2、按柜体结构,可分为间隔式开关柜、铠装式开关柜和箱式开关柜。

①间隔式开关柜:各室间用一个或多个非金属板间隔,如JYN型。

②铠装式开关柜:各室间用金属板隔离且接地,如KYN和KGN型。 

③箱式开关柜:具有金属外壳,但间隔数目少于铠装式或间隔式,如XGN型。

3、按柜内主要元件的种类,可分为通用型高压开关柜,F-C回路开关柜和环网柜。

①通用型高压开关柜:以空气为主绝缘介质,主要开关元件为断路器的成套金属封闭开关设备,即断路器柜。 

②F-C回路开关柜:主要开关元件采用高压限流熔断器(F)-高压接触器(C)组合电器。

③环网柜:主要开关元件采用负荷开关或负荷开关-熔断器组合电器,它们常用于环网供电系统,故通常称为环网柜。调查统计表明,高压开关柜的故障主要有以下几类:

(1)拒动、误动故障:这种故障是高压开关柜最主要的故障,其原因可分为两类:一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成;另一类是因电气控制和辅助回路造成。 

(2)开断与关合故障:这类故障是由断路器本体造成的,对少油断路器而言,主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。对于真空断路器而言,表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。

(3)绝缘故障:表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿,相间绝缘闪络击穿,雷电过电压闪络击穿,瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸,提升杆闪络,CT闪络、击穿、爆炸,瓷瓶断裂等。

(4)载流故障:7.2~12 kV电压等级发生载流故障主要原因是开关柜隔离插头接触不良导致触头烧融。

(5)外力及其他故障:包括异物撞击,自然灾害,小动物短路等。

2.高压开关柜的监测与诊断方法信息来自:输配电设备网

针对高压开关柜的不同故障类型,相应有不同的故障检测方法:

(1)机械特性在线检测,其监测的内容有:合、分闸线圈回路,合、分闸线圈电流、电压,断路器动触头行程,断路器触头速度,合闸弹簧状态,断路器动作过程中的机械振动,断路器操作次数统计等。信息来自:输配电设备网

(2)电气性能在线监测包括断路器开断电流加权值、灭弧室真空度等的监测。利用不同开断电流下的等效磨损曲线,累计每次电流开断所对应的相对电磨损,每台断路器的允许电磨损总量由其额定短路开断电流及允许开断满容量次数来标定,采用触头累积磨损量作为判断其电寿命的依据。

(3)温度在线监测包括母线连接处的温度及断路器触头温度在线监测。用于母线连接处温升测量的常用传感器有石英传感器、光微薄硅温度传感器和吸收型光纤温度传感器,它们分别以石英晶体、硅片及玻璃构成的Fabryperot槽和GaAs晶体作为感温元件,以光纤作为传输介质,这就有效地解决了电磁干扰问题。

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