一起6kV开关触头烧蚀事故分析

<正>1事故经过7月28日,某厂3号磨煤机开车后,总变电站值班电工发现I段6kV母线接地报警,立刻到6kV高压室进行检查,发现3号磨煤机开关柜内冒烟,联系总控室紧急停车。值班人员抽出手车柜,发现开关柜中相着火,当即进     

10kV手车式开关柜电气火灾分析

某炼铁厂10kV开关站电气火灾把-台手车式10kV开关柜烧毁,在母线室背部留下一个楕圆形电弧蚀洞。从该洞入手,参考烧痕、钢板熔化温度、火焰温度、着火点发展后果,找出电气火灾火源点,并分析出引起火灾的原因。     

微环境对高压开关柜电场分布及绝缘净距离的影响研究

潮湿污秽等微环境极易引发高压开关柜放电或绝缘击穿故障.为提高开关柜设计及运行水平,本研究对高压开关柜微环境下的内部电场分布特性及绝缘净距离进行仿真计算研究.首先基于COMSOL仿真软件建立40.5 kV高压开关柜母线室多物理场有限元仿真模型,获得开关柜母线室中温度、湿度分布.利用数值分析方法研究有无微环境下的电场分布特性,基于空气流注放电起始判据,利用COMSOL与MATLAB软件计算微环境下的绝缘净距离.最后研究微环境下不同绝缘隔板布置参数(厚度和位置)对电场分布和绝缘净距离的影响.结果表明:在高温高湿的环境下,母线室最高温度可达347.15 K,整体温度呈现上高下低的梯度分布;绝缘隔板处于低温高湿度区域,容易积聚湿污;微环境下母排尖端电场和绝缘净距离降低,但绝缘隔板表面电场增大,沿面闪络概率增大.     

10kV、35kV封闭手车式高压开关柜接点温度的在线监测

10kV、35kV封闭手车式高压开关柜具有体积小、检修周期长、寿命长、运行可靠等独特优点,被广泛应用于操作频繁且要求运行可靠的配电系统中。但由于其独特的全封闭结构形式,对开关柜母线接点、高压电缆接头、断路器触头的触点等的温度进行人工测温有难度且准确度不高。采取有效措施监测10kV、35kV封闭式高压开关柜设备接点温度是电力系统急需解决的课题之一。     

基于Ansys仿真的开关柜局部放电研究

局部放电是预示电气设备绝缘状态的重要指标,电气设备内电场的分布与局部放电的产生密切相关。近年来,有关开关柜中母线室、电缆室、手车室、断路器处的电场分布得到了普遍关注并取得了重要研究成果,而针对开关柜内负荷开关本体电场分布的研究较少。文中运用静电场分析的方法,利用Ansys建模仿真得到开关柜内负荷开关处的电场分布图,找出电场强度相对集中的区域,确定了开关柜内负荷开关处易发生局部放电的位置,并通过实际运行状况进行了验证,这是开关柜局部放电监测的重要理论基础。笔者还考虑了环境湿度,通过改变周围环境相对介电常数,寻找到了负荷开关出线端表面电场强度的变化规律,在此基础上提出采取加装除湿器作为改善开关柜内部局部放电的措施。文中电场仿真结果还对同类型半绝缘开关柜负荷开关的结构设计及优化具有重要的指导意义。     

基于顶棚温度分布的变电站高压电缆沟道着火点辨识

变电站高电压电缆沟道环境的封闭性强，难以从沟道外判断电缆火灾早期发展状况。为了探测沟道内电缆火灾，研究火灾早期顶棚温度分布与电缆着火点位置之间的关系，以变电站高压电缆沟道为模型，开展电缆火灾燃烧实验，测量电缆沟道内温度的分布变化，分析顶棚温度距离着火点位置变化的拟合关系，验证了着火点辨识方法的准确性。研究结果表明，顶棚最大温升比例系数α的平均值为17.71,1∶1高压电缆沟道实验平台的温度测量结果准确；在纵向方向上，顶棚温度由着火点位置向两侧递减，温度变化曲线具有明显的阶段特点；在长度为5 m的着火点辨识范围内，实验1和实验3的顶棚温度变化拟合函数拟合度分别为0.90和0.83，计算结果与着火点实际位置误差最大值分别为0.371 m和0.165 m，辨识准确率平均值分别为92.6%和96.9%。在变电站电缆沟道火灾早期，基于顶棚温度分布的变电站高压电缆沟道两点测温着火点辨识方法，有效辨识了着火点在沿电缆沟道纵向方向上的位置。     

隧道机器人电缆火灾参数仿真与试验研究

隧道电缆火灾参数获取对指导机器人灭火具有重要作用,基于FDS流体仿真软件建立了原尺寸不同火情功率等级电缆燃烧仿真模型,计算了不同工况电缆火灾发生后不同时间和空间的温度、烟气浓度和CO浓度分布,分析了不同层人工火源功率分别为150 kW、600 kW和1.2 MW时电缆层燃烧的火灾总功率分布,以及600 kW、 1.2 MW火源分别置于上、中、下三层时的火灾蔓延速度.建立了多传感器机器人电缆隧道火灾参数监测系统,监测了10 kV三芯电缆模拟人工点火后电缆隧道内固定点温度和气体浓度分布.经分析表明,试验检测数据与仿真数据一致性较好.     

金属封闭高压开关柜手车触头温度场仿真分析及实验研究

由于高压开关柜触头盒内外温升的差异性,导致盒外在线测温装置不能直接反映触头最高温度。因此针对某常用型号开关柜建立了手车触头接触正常情况和不良情况下的导电回路发热模型,利用ANSYS有限元电热耦合方法进行了仿真计算,得到了触头部位沿临近回路的温度分布特征。通过对比该型号开关柜温升实验的结果,验证了仿真计算的正确性。研究结果可为现有开关柜过热预警装置传感器安装及温度监测数据分析提供参考,有助于及时、准确地发现过热故障隐患。     

产品导购

MVnex高压开关柜MVnex高压开关柜为金属铠装式开关柜,中置移开式断路器,断路器手车具有良好的互换性。技术性能如下:防护等级为柜体IP4X,隔室间IP2X;柜体温升为运行人员易触及部位≤30K,可触及但操作时无需触及部位≤40K,运行人员不易触及个别部位≤65K;开关柜内裸导体相间及相对地空气净距≥125mm;开关柜的绝缘件最小爬电距离为240mm;电缆室的底板采用开孔的钢板,并有橡胶护套防护。每相最多可连接接3根240mm3的三芯电缆或3根630mm2的单芯电缆,电缆接线端距地高度为650mm;接地母排截面分别为400mm2(31．5kA柜)和200mm2(25kA柜)。     

高压开关柜电缆室温湿度场数值计算分析

由凝露引起的开关柜事故屡见不鲜,而温度和湿度是引起凝露现象的主要因素。基于能量、动量、质量以及组分守恒定律,构建了高压开关柜电缆室热传导、空气对流以及水蒸气扩散影响下的温湿度场数学模型,并利用有限元软件Comsol进行数值计算分析,研究其温度、湿度分布规律以及凝露与温度、湿度的关系。结果表明:由于自身发热,电缆处的温度最高,同时,电缆室空气温度在热传导、对流换热作用下也逐渐升高;而湿度的分布受水蒸气的扩散和温度的综合影响,呈现先增大后减小的趋势,与温度的分布大致相反;且温度差越大,相对湿度越高,凝露越容易产生。最后,基于仿真结果提出可用于实际工程的防凝露措施,为设备防凝露提供一定的理论基础。     

基于无线测温的热缺陷检测系统在35kV开关柜中的应用

介绍了热缺陷检测系统的技术原理、功能。对内蒙古某变电站35 kV开关柜热缺陷检测系统的应用情况进行了分析,将测温传感器安装到带电物体表面,直接测量带电物体的温度,能够在设计距离内通过非接触手段获得监测节点的温度数据,实现对高压开关柜中断路器触头和电缆接头温度的实时监测。系统的应用可有效监测并预警开关柜的发热故障,经济效益显著。     

基于声表面波和ZigBee的高压开关柜电缆室温度监测

针对高压开关柜电缆室空间狭小,电磁干扰复杂的应用环境以及传统温度监测系统的弊端,提出了一种基于无源无线声表面波(SAW)传感技术与ZigBee协议组网的温度监测系统方案。结合热传导、热膨胀以及固体力学理论运用COMSOL软件对电缆室进行有限元分析,获得了温度分布以及热应变情况,为监测位置选定提供了依据;该系统采用声表面温度传感器代替传统的温度传感器提取温度信息,能够实现电气隔离;采用星型拓扑结构构建ZigBee无线网络实现温度数据收发,可以灵活配置。通过模拟实验平台搭建验证了该系统测温可行性。     

声表面波(SAW)传感器断路器触臂安装方式可行性研究

由于高压开关柜过热问题引发的供电安全事故时有发生,然而高压开关柜全部为金属密封结构,其发热导电部位被金属遮挡,常规的红外测温手段无法对其内部情况进行测量,因此在开关柜内部安装在线测温装置成为一种有效手段。声表面波(SAW)测温技术具有无源无线、运行可靠性高、维护工作量小等特点,是目前应用较为广泛的高压开关柜测温技术手段。但是不同厂家生产的SAW传感器安装位置与方式不一,不同的安装方式对测温结果的有效性和系统安全性带来了影响。文中针对声表面波(SAW)传感器手车开关导电臂安装方式的可行性进行了分析和论述。通过工频耐压试验、雷电冲击试验和局部放电检测验证了该安装方式的绝缘安全性能。另外通过对开关柜和手车开关整体做温升试验,从而验证手车开关导电臂安装方式下SAW传感器温度监测数据的准确性、实时性和有效性。     

抽水蓄能电站典型场景超前期火灾监测方法研究

抽水蓄能电站主体设备位于地下掩洞、封闭场所内,大负荷、持续运行的电力设备火灾风险增大,防火要求高。针对抽水蓄能电站,常规消防措施对超前期火灾预防尚显不足。因此,从抽水蓄能电站典型场所的火灾特征进行分析,利用“热解离子”探测技术,研究超前期火灾安全监测适用性,提出在主变压器室、电缆层等典型场景下的超前期火灾监测方法,并通过实际监测验证了所提超前期火灾监测方法的预警效果。抽水蓄能电站典型场景超前期火灾监测方法的提出提高了抽水蓄能电站早期火灾监控预防水平,有效避免火灾事故发生。     

基于电磁-温湿度耦合的三维开关柜温湿度分布仿真研究

开关柜内部温湿度分布是决定其凝露是否形成的关键参数。为获取开关柜内部的温湿度分布,建立了简化的高压开关柜三维仿真计算模型,基于电磁-温湿度多物理场耦合方法,计算了开关柜母线流过正常工作电流时其内部的温湿度分布,研究了加热及通风装置对开关柜内部温湿度分布的影响。仿真结果表明,断路器触头盒表面湿度较高,是容易发生凝露的位置。增加加热和通风装置可有效改善开关柜内部绝缘材料表面的温湿度分布,进而降低开关柜内部凝露的发生概率。     

铁路电力系统场站异常温升极早期预警技术与应用综述

铁路电力系统沿线场站多处于无人区,场站内电力设备受运行年限、工作环境恶劣等因素影响,易发生火 灾事故,但目前缺乏经济可靠的监测手段预警.对此,着重阐述火灾发生的三个阶段,针对每个阶段的非电气量特征 值进行精准感知,提出高压场站火灾极早期预警技术,设计一种铁路沿线场站微区域环境异常温升极早期预警系统. 该系统通过实时采集火灾各个阶段的热释粒子等信号,经分析处理后判定现场环境是否存在异常,及时发出报警信 息.该系统可在火灾产生烟雾及明火前发出预警,充分保障场站的运行安全.     

高压直流电缆系统安全裕度试验研究

掌握高压直流电缆系统的安全裕度是保证电缆线路长期安全运行的前提条件。为获取高压直流电缆系统的最高使用电压,文中测试了电缆绝缘和附件绝缘的电导率,得出了电导率对温度和电场强度的依赖关系,并求出了电导率表达式。以±80 kV高压直流电缆系统为研究对象,提出了电缆系统安全裕度试验方法,采用逐级加压的方式测试了电缆系统在最高运行温度90℃下的击穿电压。根据电缆绝缘和附件绝缘的电导率计算了电缆系统击穿时的电场分布,通过对比电缆系统击穿时的电场强度与长期运行所需承受的电场强度,获得了电缆系统的安全裕度。研究表明,文中提出的试验方法能够获得高压直流电缆系统安全裕度,研究结果可为高压直流电缆工程的安全运行提供理论和试验依据。     

高压交联电缆副产物释放过程研究

交联副产物释放过程的定量分析和去气工艺研究是高压交联电缆领域的技术难题,本文基于菲克第二定律和顶空气相色谱,采用数学建模和试验验证的方法,研究了影响副产物释放的各种因素,计算了高压交联电缆的去气时间。结果表明:副产物热释放过程主要取决于初始浓度、绝缘厚度、位置分布、去气时间和扩散系数,提高去气温度可以促进副产物的释放,采用低脱气绝缘料可有效缩短去气时间,绝缘厚度对去气时间的影响显著,采用顶空气相色谱法可验证实际去气效果。     

典型高分子材料燃烧性能与火灾危险性研究

本文利用锥形量热仪研究了ABS树脂、HIPS、PP三种高分子材料在不同辐射强度下的燃烧性能,通过对热释放速率、质量损失速率、CO产率等燃烧参数综合分析可知,在三种材料中,ABS的热释放速率峰值最大,质量损失速率、毒性气体产量基本相同。在此基础上结合CFAST软件对使用三种高分子材料的典型场所进行火灾模拟研究,通过燃烧烟气层高度、温度以及烟气层中CO浓度最终得出ABS树脂的火灾危险性最大。     

12kV单母线中置手车式高压开关柜性能优化

针对电网运行需要,在原VKYN28A-12型高压开关柜的基础上,通过增加了旁路母线间隔、避雷器小室及单独避雷器小车,研制了增加旁路间隔的KYN28A（p）12型单母线中置手车式高压开关柜,实现了零停电操作和避雷器小车闭门带电抽出试验;采用多柜间长距离机柳传动实现同步机械防误联锁;增加了真空断路器紧急分闸机械装置,保证了电气分闸失灵时的运行安全;采用了第3代固体绝缘固封式真空断路器,在实现了零停电操作的同时,进一步优化了其结构与功能,提高了运行安全、可辩性。