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工业电气设计|成套电气开关柜应用常见问题有哪些?

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电气系统运行期间,开关柜负责对配网导通情况已经安全性进行控制,一旦运行阶段出现安全隐患会及时阻断电流线路,基础设施的安全性不会受到影响。电气成套开关柜是基于传统控制理念基础上作出的创新,对线路的保护效果更明显,灵敏度提升后使用阶段不容易产生故障问题。但成套电气开关柜投入使用后也遇到了一些阻碍因素,需要一些加强整改措施,提升使用的稳定性能,下面文章将针对此类问题展开探讨。

电气成套开关柜应用常见问题分析

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1.1 电弧短路问题

配电网运行期间,经过开关柜的电流比较大,布线阶段导线的间隔距离没有进行合理计算,使用时因接触不良开关处会出现打火的现象,电弧接触到临近导线引发短路故障。此类现象常发生在工业用电的开关柜处,短路发生后开关处的温度会急剧升高,如果不能及时调控严重的还会造成发电设备损坏,增大检修成本。成套开关柜应用于电力企业和工业企业,长期使用后,以及受到使用环境影响,存在开关柜结露、断路器绝缘损坏等问题,以致出现电弧短路问题,进而波及整个开关柜的安全使用。据不完全统计,每年国内每100台开关柜,大约有0.7台的开关柜存在电弧短路问题,损坏率在0.7%左右,尤其是在农村地区,其故障率可能更高。

1.2 防误闭锁功能问题

自动化控制系统中存在功能异常,使用时不能达到防误闭需求。发生此类问题后,开关的使用功能会受到影响,不能对线路的导通情况做出基本的调控,传输电流中存在的干扰震荡也得不到解决。与开关柜生产时间使用缺乏定期检修存在必然联系,问题发生后表现为系统的功能受到阻碍影响,调节控制功能也因此而丧失。成套开关柜一般都有防误闭锁功能,但该功能有三个方面的问题尚待解决:首先是由于开关柜内部空间不大,无法在开关的两边同时布置接地刀闸,当其中一侧需要拆装接地线,无法进行强制性互锁;其次是开关柜的后门没有设置合页,未能实现带电间隔;最后是在出线间隔线的位置,显示器的作用仅能提示线路状态,对于线路带电装设接地线,未能起到防止的作用。

1.3 导电回路故障问题

开关控制部分回路受到影响,电流不能通过继电保护装置后回到开关部分,当配网中存在断路时会出现这一现象。因开关连接不紧密导致的接触不良也会使线路断连,在线路导通前要观察是否有过多的粉尘垃圾,开关清洁程度不足也很容易导致回路故障。继电器是对配电网的保护装置,使用时流经的荷载电流如果超出了安全范围,便会出现熔断现象,需要技术人员重新接线并导通才能够恢复配网的使用正常。

2 电气成套开关柜应用的建议措施

2.1 电弧短路保护

明确常见的开关柜故障后,可以有针对性的制定预防措施,从安装部分来进行,计算好线路之间的准确间隔距离,并对绝缘保护层的完整程度做出检验,这样使用阶段即使因开关接触不良发生打火问题,在绝缘层的保护作用下也不会引发短路。还要对配网运行期间的荷载进行详细计算,选择合理的基础设施,在承载范围内短路问题得到了防治。应用保护措施后,开关柜的林敏度也会有明显提升。

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其次是金属丝电弧继电器,亦称之为张力传感器,这种传感器的信号动作,以电阻的变化为依据,当电子信号出现波动,在气体压力的作用之下,就会自动跳闸,其跳闸的时间,取决于继电器的动作时间,大约在0.1s以内,其出口回路,主要由金属丝电弧继电器、过电流继电器、时间继电器、中间继电器、二极管组成。再次是借助电弧接收天线,在电弧短路时,母线的短路电流,会出现电磁场作用迹象,此时只要控制好一次电流和二次脉冲跳闸的电流,就会形成电源短路跳闸的作用,其主要组成结构布置,要重点考虑开关柜的间隔,以铝母线作为主母线,并设置电弧接收天线、固定支架、绝缘套管、分支线、引下线、电流互感器等。最后是单相电流电弧保护,一般在短路电弧电流不大的情况下,将同名相的电流互感器,组成差动保护的模式,假设其中两个开关点出现短路,只要在配电装置范围之内,电流电弧就会利用其它无故障的接点,直接退出工作,属于无选择性的保护工作。

2.2 防误闭锁功能完善

对自动化控制系统进行检测,观察开关的导通与闭合情况是否能够达到使用标准。并对防误闭锁进行加固处理,检验期间发现问题可以通过优化系统设计来解决,避免将安全隐患代入到使用环节中,对配网也能起到保护作用。开关所在位置也需要特别设计,确保每一个断开与闭合动作不会对周边的设施带来影响。开关的闭合角度可以根据开关柜内的空间情况来设计,合理利用空间。对于这种装置的应用,笔者建议:首先将开关电控锁安装在二次接线的开关柜里面,作为辅助性的接点控制,只有在开关断开的情况下,才能够将操作钥匙取下;其次是将程序直拔锁安装在开关柜的门体之上,钥匙插入后开始转动,不同的角度会启动相应的程序,但在锁销弹出后,开关柜的柜门就没有办法进行关闭,直至程序复位,才能够关闭柜门;再次是接地锁的安装,在地线接地的位置,以逆时针的布置方法,对穿活动塞之上的孔位,同时借助电磁模拟锁,控制带电线路的锁芯转动。

2.3 导电回路保护

断路器是导电回路保护的重要元器件,在布置导电回路时,根据断路器的安装条件,选用合适的断路器,譬如目前比较常用的真空断路器。这种类型的断路器,能够有效控制触头的偏移,以及两侧螺丝松动的问题。在选用断路器之后,开始改造开关柜内的母线,需要控制好配电装置的最小安全距离,同时提高母线的绝缘性能。在构造方面,解决母线接头发热的问题,笔者推荐红外线技术,对接头的温度进行监控。

结束语

通过以上内容的分析,基本明确了电气成套开关柜应用时的一些常见问题,以及问题的相应解决对策,考虑到电气工程施工环境的复杂多变,以及电气成套开关柜应用要求和条件的不同,以上方法在相关工程中应用时,需要结合具体的工程环境,进行灵活地应用,并结合工程的具体要求,予以补充和完善。

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