高壓開關柜局部放電故障及改進措施

阜陽供電公司

最近幾十年來，隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，對電力的需求越來越大。電力系統的長期安全運行對我國經濟和社會的發展有著重要的保障作用，必須想辦法提高電力系統運行的穩定性和可靠性。高壓開關柜作為輸電、變電和配電系統的核心設備之一，能控制電路的通斷，對電路起著保護和控制的作用，而35kV 開關柜是當前應用比較廣的一種開關柜。局部放電故障是影響開關柜安全運行的主要因素之一，有必要對這一問題進行深入的探討。

1 故障經過

圖1 套管能放電痕跡

2010年7月21日運行值班員巡視設備時聽到35kV 39516 所用變開關手車內有吱吱的放電聲，檢修人員對35kV 各相母線進行耐壓試驗時觀察到B 相母排與觸頭盒中觸頭連接之處有針刺狀放電現象。打開39516 開關手車后柜門后，發現B、C 相之間有兩處疑似放電痕跡（如圖1所示）。對垂直母排及所變穿墻套管之間母排進行耐壓試驗，試驗結果并無異常。擦拭疑似放電處，無擊穿放電痕跡，絕緣套管正常。故可以判斷放電處為到B 相母排與觸頭盒中觸頭連接處（如圖2所示）。

2 故障原因分析

絕緣結構設計不合理

開關柜內部結構設計不合理：開關柜內觸頭盒及套管無屏蔽設計結構，套管爬電距離不足，局部放電量偏大。

開關柜內部元件布置較為緊湊：（1）柜內母排相間間距僅280mm，空氣凈間距不滿足要求標準。（2）各相電流互感器之間空氣凈距僅為30mm。各相電流互感器之間又加裝5mm 厚度的SMC 絕緣板，進一步降低了空氣凈距。（3）接地刀閘安裝不合理，接地刀閘靜觸頭與母排之間空氣凈距偏小，熱縮套管與接地開關靜觸頭之間易放電。

安裝工藝不規范

（1）本站中觸頭盒內部母排和互感器一次連接排，倒角不規范引，曲率半徑過小，極易形成極不均勻電場。加之相間不能滿足最小安全凈距，大大提高了電暈放電可能性。加上高壓室運行條件較差，絕緣材料發生一系列的化學和物理變化，絕緣材料電氣性能進一步劣化。（2）SMC 絕緣板與電流互感器外裙邊之間形成了小間隙，為局部放電創造了物理條件。（3）電纜室絕緣熱縮套、熱縮護罩的包封及安裝不規范，套盒邊緣與絕緣體產生懸浮電位放電。熱縮罩盒的包封不太可靠，易開口而放電。（4）緊固螺絲不規則，擰緊后螺桿長出螺母過多；不但縮短了絕緣距離，而且造成電場局部集中。

運行環境惡劣

由于本變電站近日多次降雨，所處位置環境較為惡劣，空氣濕度較大。雖然開關柜內自帶有加熱器，但由于加熱器的不足滿足開關柜元件對環境的要求，故開關柜內容易發生凝露現象。開關及其他電氣設備長時間在凝露和潮濕的環境中，內部絕緣材料絕緣性能降低和老化。環境比較惡劣容易在開關柜絕緣體表面形成腐蝕或導電物質，加大了污閃的可能性，而更易導致絕緣事故。

3 處理措施

（1）母排加工和安裝嚴格執行《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規范》GBJ149-90，對銅排進行規范的倒角處理。改進電極形狀、增大電極曲率半徑改善電場分布，盡可能均勻分布，提高間隙的擊穿電壓。母排搭時，固定螺絲的螺栓外露長度不多于牙3 個牙，防止局部電場過于集中。母排與母排搭接處，母排伸出搭接面不能太長，保持平齊。

（2）柜內絕緣板涂刷優質防潮、防污閃涂料增強絕緣隔板憎水性。選夠產品信譽度較高廠家生產的母排絕緣套管，包封時收縮均勻、無氣隙。不僅提高母排的運行穩定性，還可以提高母排對污閃及有害氣體抗腐蝕性以及開關柜的絕緣性能。

（3）選用帶屏蔽設計的CTH10A-40.5 屏蔽觸頭盒，消除電場集中問題，使電場盡量分布均勻。選用帶雙屏設計的TGZ10A-40.5 套管，增大爬距，提高防污穢能力。

（4）取消電流互感器之間的絕緣隔板，電流互感器A、C 相往柜殼側各外移30mm，滿足標準要求（DL/T404—1997）。將接地閘刀后往后柜門移40mm，加大接地閘刀靜觸頭與母線之間的距離，同樣滿足標準要求（DL/T404—1997）。橋接母排連接時做一段S 折彎連接，母排中心間距由280mm 改為310mm。

（5）在開關室和電纜室各加裝兩套100W 加熱除濕器：一路由溫控儀控制方式，另一路采用手投方式。母線室加裝一套50W 加熱器。為了防止在濕度或溫度變化較大的氣候環境中產生凝露。

（6）在母線柜后下柜及上柜悶板上開散熱孔或手車柜前后加裝小風扇，加大空氣的對流，保證柜中的干燥度，改善靜觸頭座、母排的運行環境，保證設備的良好運行。

（7）安裝紅外窗口，方便日常巡視和專業巡視時對開關柜開展紅外測溫工作，以便及時發現柜內設備異常發熱缺陷，提高開關柜裝態檢測水平。

4 結語

35kV 高壓開關柜是電力系統的重要設備之一，其運行狀態對電力系統的可靠性有著重大影響。通過對該起放電事故原因進行分析，并提出相關防范措施，對預防類似事故起到了積極作用。另外，我們還要認真檢查設備運行情況，同時利用春防、秋檢對設備進行清掃、試驗，消除因天氣惡劣易發生放電的各種隱患。