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KZMGB電纜頭弧光防爆裝置
電纜頭防爆裝置是我公司最新研發(fā)的立體、全方位監(jiān)測高壓開關(guān)柜的產(chǎn)品，可以同時監(jiān)測電纜接觸面溫度、故障弧光信號、電纜絕緣程度。拋棄傳統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測單一特征量的局限性和不全面性。又兼顧了監(jiān)測的必要性。
1.1開關(guān)柜溫升監(jiān)測的必要性分析：
高壓開關(guān)柜中，母線接頭、觸點開關(guān)、刀閘開關(guān)、等重要設(shè)備接頭處由于接觸電阻和長期老化的雙重作用下，容易導(dǎo)致接觸電阻進(jìn)一步加大導(dǎo)致發(fā)熱、溫升嚴(yán)重。如不及時發(fā)現(xiàn)極易導(dǎo)致設(shè)備燒毀故障。影響供電的安全可靠性。
高壓封閉式開關(guān)柜運行中不允許打開測量溫度。傳統(tǒng)的紅外手持測溫?zé)o法做到24小時的實時監(jiān)測與報警。解決問題的關(guān)鍵是實現(xiàn)溫度的在線監(jiān)測與預(yù)警。及時排除供電隱患。杜絕事故的發(fā)生。
《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》國家電網(wǎng)生技[2005]400號文件中明確指出：預(yù)防開關(guān)設(shè)備載流回路過熱定期用測溫設(shè)備檢查開關(guān)設(shè)備的接頭部、隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分（重點部位：觸頭、出線座等），特別是在重負(fù)荷或高溫期間，加強(qiáng)對運行設(shè)備溫升的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時采取措施。
在線溫度監(jiān)測對供電的安全性和可靠性不可缺少，但是單純的溫度監(jiān)測無法做到全面的保護(hù)和發(fā)生事故的及時自處理。我公司創(chuàng)造性的電弧光技術(shù)引入本系統(tǒng)。達(dá)到監(jiān)測溫度和弧光的雙重作用，可以實現(xiàn)故障點的摘除。將故障控制在最小的范圍。
1.2下面就概述下弧光的必要性：
在我國，中、低壓母線短路故障中，重點設(shè)備和人員傷害主要由電弧光引起，然而，我國的大多數(shù)中低壓母線沒有設(shè)置快速母線保護(hù)，而只是采用了簡單的消弧裝置和變壓器后備保護(hù)。這些保護(hù)智能化較低，動作速度慢，往往會延長故障切除時間，從而進(jìn)一步擴(kuò)大設(shè)備損壞程度，甚至?xí)?ldquo;火燒連營”的惡性事故，沖擊變壓器一次運行，影響整個電網(wǎng)的安全運行。
電纜頭防爆裝置的弧光保護(hù)單元是我公司根據(jù)國內(nèi)實際情況，吸收國外電弧光保護(hù)的特點，結(jié)合行業(yè)檢測及保護(hù)配置相關(guān)規(guī)程，自主研發(fā)出具有獨特創(chuàng)新技術(shù)、具有廣泛實用性、高可靠性的新型電弧光保護(hù)系統(tǒng)。采用弧光檢測和過電流檢測雙判據(jù)原理，具有保護(hù)動作速度快、可靠性高等特點。
1.3電弧光產(chǎn)生的原因：
引起開關(guān)柜弧光短路故障的原因很多，一般分為以下五類
1）絕緣故障：主要是柜中絕緣材料爬距不足，未滿足加強(qiáng)絕緣要求，在臟污環(huán)境，天氣潮濕下發(fā)生絕緣故障。另外，由于絕緣材料材質(zhì)缺陷，運行年限較長的開關(guān)柜，在強(qiáng)電磁場作用下絕緣老化，也可能造成絕緣損壞而導(dǎo)致故障。
2）載流回路不良：由于一些接頭截面不夠，緊固螺栓松動，手車柜觸頭接觸不良，在大電流流過時引起發(fā)熱，冒火進(jìn)而引起相間，相對地?fù)舸┑鹊取?span lang="EN-US">
3）外來物體的進(jìn)入：如小動物（老鼠等）進(jìn)入開關(guān)柜內(nèi)部，或維修人員在工作完成后將工具遺留在開關(guān)柜內(nèi)。
4）認(rèn)為操作錯誤：如走錯間隔，誤操作，未對工作區(qū)域進(jìn)行接地，未對工作區(qū)域進(jìn)行驗電等。
5）系統(tǒng)方面的原因：如系統(tǒng)容量增大，接地方式改變，電纜應(yīng)用增多，保護(hù)及自控裝置配置不當(dāng)，系統(tǒng)諧振過電壓等。
1.4電弧光的危害
開關(guān)柜內(nèi)的發(fā)生短路弧光的功率可高達(dá)100MW，電弧燃燒所產(chǎn)生的能量與電弧的燃燒時間及短路電流變化值呈指數(shù)倍增長，燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓將會逐步摧毀元器件、銅排以及成列的開關(guān)柜，高明亮的弧光和有毒氣體對人體也有巨大的傷害。要保證設(shè)備不受結(jié)構(gòu)性損傷，必須盡量縮短切除時間。
以下為國外資料介紹的各種燃弧時間長短和對設(shè)備造成的損壞程度的評估：
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燃弧時間 |
設(shè)備損壞程度 |
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35 ms |
沒有顯著的損壞，一般可以在檢驗絕緣電阻后投入使用 |
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100ms |
損壞較小，在開關(guān)柜再次投入運行以前需要進(jìn)行清潔或某些小的修理 |
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500ms |
設(shè)備損壞很嚴(yán)重，在現(xiàn)場的人員也受到嚴(yán)重的傷害，必須更換部分設(shè)備才可以再投入運行。 |
那么我們完成了電纜的溫度監(jiān)測和電纜的弧光監(jiān)測是不是就做到全面和無死角呢？我司認(rèn)為應(yīng)該還要加入電纜的絕緣在線監(jiān)測才能實現(xiàn)電纜 和高壓開關(guān)柜體的全方位、立體式監(jiān)測。
1.5電纜在線絕緣監(jiān)測的原理如下：
電纜絕緣在線監(jiān)測單元是一種在電力設(shè)備運行狀態(tài)下，利用系統(tǒng)運行電壓進(jìn)行的電力設(shè)備特性參量的測量。測量可以是連續(xù)的，也可以是間斷的。在線監(jiān)測是一種非破壞性測量，由于測量是在設(shè)備運行過程中進(jìn)行的，大大提高了試驗的真實性與有效性，有助于及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備潛在的缺陷和故障。
而對于高壓電力電纜絕緣的在線監(jiān)測，目前的方法有很多種，但是各種監(jiān)測方法均有不足之處，每種都很難全面表征電纜的絕緣狀況。
我司研發(fā)電纜絕緣監(jiān)測模塊，是針對中性點不接地高壓系統(tǒng)，以監(jiān)測泄露電流、介質(zhì)損耗角正切、等值電容等絕緣指標(biāo)為基礎(chǔ)的技術(shù)手段，綜合多種監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)點，有效地消除了諧波、傳感器零漂等帶來的測量誤差，提高了測量的精度和穩(wěn)定性。硬件上采用高精度微電流傳感器檢測高壓電力電纜的泄露電流，從電壓互感器二次側(cè)抽取電壓信號，采用整形濾波放大技術(shù)進(jìn)行信號處理；軟件上綜合采用了絕對值測量和相對值比較兩種技術(shù)，有效地解決了現(xiàn)場干擾環(huán)境下介質(zhì)損耗及阻性電流的精確測量問題，具備較高的測量精度和較強(qiáng)的抗干擾性能。
我司全新產(chǎn)品電纜頭防爆裝置創(chuàng)造性在傳統(tǒng)溫度監(jiān)測的基礎(chǔ)上加入電弧光監(jiān)測和電纜絕緣監(jiān)測?？蛻艏瓤梢灾会槍﹄娎|的監(jiān)測又可以將整個開關(guān)柜加入溫度、電弧光監(jiān)測。達(dá)到立體、全方位的監(jiān)測，杜絕事故的發(fā)生。
二、主要功能及特點