開關(guān)柜是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵主設(shè)備之一,其運(yùn)行狀態(tài)對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性具有重大影響。統(tǒng)計(jì)表明,20世紀(jì)90年代中國電力系統(tǒng)開關(guān)事故類型分布如下:機(jī)械故障(拒分、拒合、誤動(dòng))33.3%,絕緣故障37.3%,溫升故障(載流)8.9%,其它20.5%。因此,有必要對(duì)高壓開關(guān)柜的機(jī)械、溫升及絕緣狀態(tài)實(shí)施在線監(jiān)測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患,防止事故發(fā)生。
目前,開關(guān)設(shè)備的維修方式正向狀態(tài)維修方向發(fā)展,而在線監(jiān)測、診斷技術(shù)則是狀態(tài)維修的重要依據(jù),同時(shí)也是提高設(shè)備運(yùn)行可靠性的基礎(chǔ)。
開關(guān)設(shè)備內(nèi)部絕緣部分的缺陷或劣化、導(dǎo)電連接部分的接觸不良都使安全運(yùn)行受到威脅。根據(jù)1989-1992年間全國電力系統(tǒng)6-10kV開關(guān)柜事故統(tǒng)計(jì),絕緣和載流引起的故障占總數(shù)的40.2%,其中由于絕緣部分的閃絡(luò)造成的事故占絕緣事故總數(shù)的79.0%。而由于隔離插頭接觸不良造成的事故占載流事故總數(shù)的71.1??梢?,由絕緣和接觸不良導(dǎo)致的故障所占比率是很高的,宜采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行監(jiān)測。在上述情況下,在事故潛伏期都可能產(chǎn)生放電現(xiàn)象,故可以通過對(duì)放電的監(jiān)測得到相關(guān)的信息。
開關(guān)柜的可靠性的統(tǒng)計(jì)表明,電氣故障通常的故障特征是在*擊穿前發(fā)生局部放電。而開關(guān)柜內(nèi)部由于制造時(shí)出現(xiàn)毛刺、安裝運(yùn)輸時(shí)部件松動(dòng)或接觸不良引起的電極電位浮動(dòng)、運(yùn)行中絕緣老化、以及各種情況下可能出現(xiàn)金屬微粒等各種缺陷都可能導(dǎo)致不同程度的局部放電。長期的局部放電使絕緣劣化損傷并逐步擴(kuò)大,進(jìn)而造成整個(gè)絕緣擊穿或沿面閃絡(luò),進(jìn)而對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行造成威脅,導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障,以至引起系統(tǒng)停電,出現(xiàn)一系列的反應(yīng),比如可能會(huì)引起大面積的停工停產(chǎn),而且修復(fù)工作又要比過去分離的敞開設(shè)備復(fù)雜很多,造成的直接損失和間接損失是巨大的,相比于開關(guān)柜的故障造成的損失相比,開關(guān)柜的檢測費(fèi)用要小的多,問題的關(guān)鍵是要有可靠的檢測手段。局部放電檢測是目前開關(guān)柜絕緣在線監(jiān)測與診斷有效的方法。局部放電既是開關(guān)柜絕緣劣化的征兆和表現(xiàn)形式,又是絕緣進(jìn)一步劣化的原因。由于絕緣擊穿的后果經(jīng)常比較嚴(yán)重,因而受到國內(nèi)外的關(guān)注。顯然,對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行局部放電檢測能夠有效地發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部早期的絕緣缺陷,以便采取措施,避免其進(jìn)一步發(fā)展,提高開關(guān)柜的可靠性。
局部放電檢測技術(shù)不僅可以彌補(bǔ)耐壓試驗(yàn)的不足,而且通過局部放電在線監(jiān)測能發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜制造和安裝的“清潔度”,能發(fā)現(xiàn)絕緣制造工藝和安裝過程中的缺陷、差錯(cuò),并能確定故障位置,從而進(jìn)行有效的處理,確保設(shè)備的安全運(yùn)行。因此,對(duì)開關(guān)柜局部放電實(shí)施檢測具有十分重要的工程意義。
為了推進(jìn)電力設(shè)備的狀態(tài)檢修進(jìn)程,國家電網(wǎng)公司于2010年上半年發(fā)布了《電力設(shè)備帶電檢測技術(shù)規(guī)范(試行)》。其中對(duì)于開關(guān)柜,做了如下的規(guī)定。
開關(guān)拒檢測項(xiàng)目、周期和標(biāo)準(zhǔn)
開關(guān)柜及進(jìn)、出線電氣連接處,紅外熱像圖顯示應(yīng)無異常溫升、溫差和(或)相對(duì)溫差。注意與同等運(yùn)行條件下相同開關(guān)柜進(jìn)行比較。測量時(shí)記錄環(huán)境溫度、負(fù)荷及其近3小時(shí)內(nèi)的變化情況,以便分析參考。
一般檢測頻率在20-100kHz之間的信號(hào),若有數(shù)值顯示,可根據(jù)顯示的dB值進(jìn)行分析。若檢測到異常信號(hào)可利用超高頻檢測法、頻譜儀和高速示波器等儀器和手段進(jìn)行綜合判斷。
每個(gè)站所有開關(guān)柜檢測時(shí)應(yīng)使用同一設(shè)備進(jìn)行。有異常情況時(shí)可開展長時(shí)間在線監(jiān)測,采集監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷。