開關(guān)柜內(nèi)放電原因分析與治理

1、開關(guān)柜內(nèi)放電原因分析與治理摘要：開關(guān)柜是變電站內(nèi)普遍采用的設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。 但是運(yùn)維過程中，開關(guān)柜放電現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，給設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行造成隱患。本文針 對開關(guān)柜放電的原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的治理措施，提高開關(guān)柜的健康運(yùn)行 水平。關(guān)鍵詞：開關(guān)柜放電分析治理本文針對開關(guān)柜放電的原因進(jìn)行分析，針對存在的問題提出相應(yīng)的治理措施，減 少該類設(shè)備的放電事故,提高該類開關(guān)柜的安全運(yùn)行水平。一、開關(guān)柜放電故障近年來，運(yùn)維人員在巡視過程中發(fā)現(xiàn)110kV北峪口站、喬家莊站,進(jìn)入35kV 開關(guān)室后聽到部分開關(guān)柜存在“噼噼啪啪不連續(xù)放電聲音,聲音時大時小，并嗅到了 臭氧氣味。隨即對開關(guān)柜進(jìn)行了停電

2、檢查,發(fā)現(xiàn)母線套管內(nèi)存在放電痕跡嚴(yán)重，為 此，我們對兩站35kV開關(guān)柜內(nèi)穿芯套管全部進(jìn)行了更換。220kV孝義站35kV開關(guān)柜放電聲音明顯，超聲波檢測存在局部放電現(xiàn)象，部 位為柜內(nèi)穿芯套管。分析原因?yàn)殡娎|溝內(nèi)積水，導(dǎo)致穿芯套管受潮，絕緣降低， 同時套管老化，造成放電。檢測共發(fā)現(xiàn)4面開關(guān)柜內(nèi)穿芯套管存在放電現(xiàn)象，我 們對所有35kV開關(guān)柜內(nèi)穿芯套管進(jìn)行了更換。二、開關(guān)柜放電原因分析1、電氣安全距離偏小開關(guān)柜是滿足35kV室內(nèi)布置而采用的一種配電裝置，鑒于滿足該電壓等級下 的室內(nèi)布置，其裝置設(shè)計(jì)緊湊，從近幾年來運(yùn)行情況看,普遍反映柜體尺寸偏小。開關(guān)柜內(nèi)母線與套管間隙放電，開關(guān)柜多使用矩形母線，母線

3、穿越套管處由于受 到安裝條件的限制，在帶電母線與套管之間形成大小不一的間隙，造成母線與套管 間隙內(nèi)的場強(qiáng)分布不均勻，間隙小的位置電位差大造成間隙擊穿，母線對套管放電。 在相同絕緣條件下,套管內(nèi)部場強(qiáng)不均勻造成套管內(nèi)部絕緣老化程度不同,絕緣薄 弱處容易放電。2、產(chǎn)生尖端電暈放電柜內(nèi)母線和元器件的制作雖經(jīng)過倒角處理，但存在棱角、毛刺，連接件處螺絲過 長，導(dǎo)致絕緣表面電場分布很不均勻，引起尖端電暈放電。當(dāng)局部電場強(qiáng)度達(dá)到臨 界場強(qiáng)時,氣體發(fā)生局部電離,出現(xiàn)藍(lán)色熒光并發(fā)出嘶嘶放電聲。放電熱效應(yīng)容易 使復(fù)合絕緣材料釋放出臭氧、氮的氧化物，這些氣體都會使絕緣體絕緣性能降低甚 至破壞。開關(guān)柜內(nèi)和高壓套管內(nèi)存

4、在母線搭接點(diǎn)，且螺桿留絲過長,存在尖端放電 點(diǎn)。3、過電壓造成局部放電正常運(yùn)行電壓和絕緣條件下，不會造成設(shè)備的絕緣擊穿產(chǎn)生局部放電，但是在系 統(tǒng)產(chǎn)生擾動過電壓，例如諧振過電壓、雷擊過電壓等會造成電力設(shè)備絕緣處于足夠 強(qiáng)的電場下,會造成引起絕緣閃絡(luò)，誘發(fā)相間或弧光短路事故和單相對地弧光接地 事故。母線電壓互感器抗諧振能力較差，特別是存在鐵廠熔煉設(shè)備等諧波源時,諧波作 用使電壓互感器發(fā)生鐵磁諧振，諧振過電壓的幅值能達(dá)到33.5倍相電壓,極有可 能造成絕緣薄弱處閃弧放電。4、自然通風(fēng)散熱效果差開關(guān)柜采用封閉式結(jié)構(gòu),內(nèi)部的斷路器室（手車室）、母線室、電纜室和低壓室之間也是相互獨(dú)立的，設(shè)計(jì)制造時柜體結(jié)構(gòu)

5、未充分考慮合理有效的自然通風(fēng)散熱 間題。由于開關(guān)柜是全封閉式結(jié)構(gòu)，沒有透氣孔，且出線全是電纜出線,電纜溝上來的 潮氣易積聚在柜內(nèi)，加之柜內(nèi)通風(fēng)不暢，當(dāng)環(huán)境溫度變化時，易產(chǎn)生凝露，造成絕緣強(qiáng) 度降低。開關(guān)柜內(nèi)由于大量采用了壓鑄環(huán)氧樹脂為材料的絕緣部件,尤其是高壓電 纜外絕緣層、環(huán)氧澆注電流互感器、酚醛環(huán)氧絕緣罩、相間隔板等復(fù)合絕緣材料 的憎水性較差，若絕緣材料材質(zhì)不好，空氣濕度大且污穢嚴(yán)重,運(yùn)行中會導(dǎo)致吸潮凝 露，導(dǎo)致表面泄露電流增大。當(dāng)介質(zhì)受潮、臟污或有破損時，由于潮濕，介質(zhì)表面的 游離電子增加，引起傳導(dǎo)電流增加，絕緣電阻相應(yīng)降低，絕緣下降到一定程度時即引 起局部沿面放電閃絡(luò)。最終發(fā)展成相間短

6、路或接地短路事故。5、施工工藝達(dá)不到要求變電站內(nèi)電纜溝施工工藝粗糙，電纜溝內(nèi)部未經(jīng)嚴(yán)格壓光處理，后續(xù)改造工程野 蠻施工，造成電纜溝壁崩塌，導(dǎo)致蓋板不能正常就位。電纜溝封堵不嚴(yán)造成電纜溝 內(nèi)布滿塵土,塵土通過柜底部縫隙進(jìn)入開關(guān)柜內(nèi)部,使支持絕緣子、套管等絕緣件 積塵嚴(yán)重，出現(xiàn)污垢和放電現(xiàn)象。三、開關(guān)柜放電治理1、強(qiáng)化絕緣措施更換部分放電嚴(yán)重的母線穿墻套管和相間絕緣擋板。由于持續(xù)放電作用，部分 母線套管和開關(guān)柜內(nèi)的相間絕緣擋板的絕緣已經(jīng)破壞,無法保證設(shè)備的安全運(yùn)行， 所以更換部分母線套管和相間絕緣擋板,并對絕緣擋板進(jìn)行倒角處理:清除開關(guān)柜 內(nèi)灰塵和積炭黑斑,同時對母線套管內(nèi)部進(jìn)行灰塵清除和防污閃處

7、理。停電更換穿 芯套管、拆除帶電顯示絕緣支柱,清掃開關(guān)柜。帶電體的絕緣化處理。采用HX-35型母線熱縮管對開關(guān)柜內(nèi)所有母線及導(dǎo)體 進(jìn)行絕緣處理。這種熱縮套管具有耐高溫(125C),阻燃性能好(VW-1)等優(yōu)點(diǎn)。通 過施工，絕緣化處理TMY 一 100 x10型主母線，母線搭接處重新用阻燃的T形絕緣罩 處理。用35kV半導(dǎo)電膠帶將相間拐角處容易產(chǎn)生尖端放電的銅排搭接頭的螺栓部位 包覆，盡量使其包扎頭形成球體，以消除接頭外的電氣不均勻分布，消除尖端放電點(diǎn)， 再用35kV熱縮管加大范圍包裹，以阻斷放電通道。調(diào)整套管內(nèi)母線位置，使其盡量居中,從而改善套管內(nèi)部電場分布，使之盡量均 勻，有效提高空氣間隙的

8、擊穿電壓，還可減輕或避免電暈現(xiàn)象，減緩套管的絕緣老化。 觸頭盒內(nèi)母線排端部，應(yīng)消除其尖角、毛刺，開關(guān)柜內(nèi)其他部位的母排及帶電體 也要有倒角，使場強(qiáng)均勻分布，消除放電隱1。采用以上改造措施后，開關(guān)柜沒有再發(fā)生因絕緣薄弱和不均勻電場造成的放電 現(xiàn)象。2、優(yōu)化開關(guān)柜內(nèi)運(yùn)行環(huán)境加強(qiáng)變電站文明生產(chǎn)和變電站的通風(fēng)管理，定期清理開關(guān)室內(nèi)衛(wèi)生，避免室內(nèi)出 現(xiàn)浮塵，在開關(guān)室內(nèi)加裝除濕機(jī),保持開關(guān)室內(nèi)清潔和良好的溫濕度環(huán)境。在兩側(cè)開關(guān)柜柜體開孔并安裝百葉窗，開關(guān)柜頂部裝設(shè)排風(fēng)扇。投入自動時，當(dāng) 開關(guān)柜內(nèi)濕度達(dá)到40%,熱風(fēng)循環(huán)干燥系統(tǒng)開始運(yùn)行。當(dāng)濕度減小到25%,熱風(fēng)機(jī) 停止,系統(tǒng)終止運(yùn)行。手動運(yùn)行時，由運(yùn)行人員

9、根據(jù)柜內(nèi)濕度、溫度等情況手動啟 停排風(fēng)扇。在開關(guān)柜內(nèi)安裝加熱裝置，防止凝露發(fā)生。110kV銀通站的排風(fēng)扇和除 濕機(jī)投入運(yùn)行后，室內(nèi)濕度控制在40%以下，柜內(nèi)濕度控制在35%以下，柜內(nèi)沒有發(fā) 現(xiàn)藍(lán)紫色光暈，母線室內(nèi)放電聲音明顯減小，沒有再發(fā)生嚴(yán)重放電和短路跳閘事故。 組織定期開展開關(guān)柜電纜通道普查，結(jié)合停電工作，使用防火材料封堵開關(guān)柜與高 壓電纜溝的通道，防止電纜溝內(nèi)潮濕氣體和灰塵竄入柜內(nèi),造成絕緣強(qiáng)度降低。3、加強(qiáng)變電站諧波治理對變電站的消諧裝置進(jìn)行定期試驗(yàn)，保證消諧裝置可靠運(yùn)行，同時對存在諧波源 的變電站進(jìn)行定期諧波測試，加強(qiáng)對諧波的實(shí)時監(jiān)控,使諧波對變電設(shè)備產(chǎn)生的不 利影響降到最低。四、預(yù)

10、防開關(guān)柜放電的幾點(diǎn)建議1、嚴(yán)控進(jìn)貨質(zhì)量購買設(shè)備時，在技術(shù)條件書中明確通風(fēng)、加熱除潮的要求。嚴(yán)把設(shè)備招標(biāo)關(guān)，嚴(yán) 防產(chǎn)品質(zhì)量不高的高壓開關(guān)柜進(jìn)入電網(wǎng)運(yùn)行。2、提高施工工藝開關(guān)柜是以空氣絕緣配合復(fù)合絕緣的產(chǎn)品，且復(fù)合絕緣所占比重較大。生產(chǎn)工 藝注意：絕緣件應(yīng)光滑、平整,不能有毛刺；銅排斷口應(yīng)倒角和去毛刺；不應(yīng)將銅 排搭接口放在套管內(nèi)；螺釘露牙不應(yīng)過長，并應(yīng)長短一致:在關(guān)鍵部位應(yīng)采用圓頭 螺釘；柜體應(yīng)采取通風(fēng)、除濕、防凝露措施。3、加強(qiáng)變電站運(yùn)行管理變電站竣工運(yùn)行后一般有相應(yīng)的輸電工程,電纜溝蓋板需要打開，容易產(chǎn)生電 纜溝蓋板損壞、開關(guān)柜與電纜溝封堵不嚴(yán)等間題。這些間題是造成開關(guān)柜內(nèi)部放 電的潛在因素。嚴(yán)格工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)變