移開式35kV交流金屬封閉開關柜存在的絕緣故障及解決路徑

張家鵬

摘 要：在變電站、發電廠等電力部門的電氣設備中開關柜扮演著重要的角色，有著廣泛的使用，在運用過程中往往采用熱縮管的方式構建開關柜的母體絕緣，為了更好的實現絕緣防護，一般多采用母線硫化的方式來進行處理。移開式交流金屬封閉開關柜在使用過程中如果發生絕緣故障會造成一定程度的電氣事故，給安全生產與使用帶來一定的難度。為此文章針對移開式35kV交流金屬封閉開關柜在使用過程中的故障進行了分析，并提出了相應的解決對策。

關鍵詞：開關柜；移開式35kV；絕緣故障；解決對策

中圖分類號：TM85 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0180-02

移開式35kV交流金屬封閉開關柜在我國的化工行業、電力行業以及冶金行業中被廣泛地應用于生產之中，主要表現在接受電能與分配電能上，交流金屬封閉開關柜在設計上要求具有良好的絕緣性，但是在使用過程中由于各種因素的存在會出現一定的絕緣故障，需要進行一定的處理，本文針對此進行了一定的分析與研究，旨在加強移開式35kV交流金屬封閉開關柜絕緣處理。

1 我國移開式35kV交流金屬封閉開關柜的基本知識

在我國的電氣設備中開關柜是使用比較多的一種，在運用過程中依據實際電壓等級的不同分別分為低壓、中壓與高壓開關柜。依據開關柜用途的不同又分為進線柜、PT柜、計量柜與出線柜等。開關柜被廣泛地應用于電力系統的發電環節、輸電環節、配電環節以及電能轉換環節等，通過在其中的開合操作，對用電設備進行操作與控制。開關柜的使用與推廣對我國變電站與發電站具有重要的使用意義。35kV移開式交流金屬封閉開關柜分為柜體與手車兩部分組成，其中柜體由斷路器室、儀表室、電纜室以及母線室組成，手車由真空斷路器與底盤車兩部分組成，具體如表1所示。開關柜整體的柜體結構使用組裝的形式，使用螺栓完成栓接，通過金屬隔板的分割作用，開關柜的內部被分為了三部分，具體包括電纜室、斷路器室以及母線式等[1]。

2 移開式35kV交流金屬封閉開關柜存在的絕緣故障分析

2.1 開關柜的絕緣受損現象

在移開式35kV交流金屬封閉開關柜使用過程中，很容易發生的絕緣故障之一是套管與母線之間的空隙對地放電以及觸頭盒等元件的表面會有放電行為的發生。移開式35kV交流金屬封閉開關柜是一種中壓式開關柜，在母線的選擇上往往是矩形母線。當母線在套管處發生穿越過程中，根據安裝條件限制的不同，在帶電母線與套管之間會有大小不同的間隙的產生，這就導致帶電體與套管間隙內部的電場會發生不均勻的現象。當間隙比較小的時候，會產生比較大的電位差，間隙就會很容易被擊穿，放電通道就這樣產生了。同時在觸頭盒、電流互感器等電氣元件部位，由于受到表面構造與具體使用情況不同的環境影響，在表面處會有灰塵堆積現象的發生。尤其是在天氣比較潮濕的情況下，在絕緣的表面非常容易導致放電情況的發生。當放電比較嚴重的時候，很容易損傷到產品自身絕緣性能，在境況加劇的時候會出現裂痕，在這些綜合因素的作用下，絕緣故障就非常容易產生了。當開關柜內側的母線、互感器以及套管的外部絕緣部分發生受損的時候，操作電壓相對比較大的時候，這些發生絕緣受損的部位就會有放電現象的產生，從而造成母線相間短路類似這樣嚴重的事故。

2.2 移開式35kV交流金屬封閉開關柜中母線的電壓互感器抗諧振強度比較有限

在移開式35kV交流金屬封閉開關柜當中，對于母線的電壓互感器抗諧振能力有著一定程度的要求，應當符合有關的要求。如果遇到一定程度的諧波源干擾，在系統諧波發生影響因素之后，開關柜的母線電壓互感器就會有鐵磁諧振現象的發生，母線電壓互感器會發生一定程度的燒毀現象。

2.3 移開式35kV交流金屬封閉開關柜中電氣元件的制作工藝比較有限

在移開式35kV交流金屬封閉開關柜中，如果電氣元件的制作工藝比較有限達不到國家電氣行業相應的制作標準，就會產生尖端放電以及局部放電等事故現象的發生。在矩形母線中，為了防止這種現象的發生采用了倒角處理的方法，但是依然不能保證絕對的安全，仍然會有一些現象的發生，例如棱角與毛刺出現的現象。除了這些現象之外，在開關柜中母線的搭接位置，由于在開關柜的使用過程中螺栓產生的尖端與局部部位同時發生放電也是比較容易發生的故障之一[2]。

3 針對移開式35kV交流金屬封閉開關柜存在的故障的解決路徑分析

3.1 及時完善開關柜內套管與母線間隙之間的電場分布

針對開關柜中間隙放電現象的發生，應當積極完善開關柜中的套管與母線間隙之間的電場分布。設施的辦法是保證套管的內壁與母線之間始終能夠保持等電位連接比較均衡的狀態，這種處理方式能夠在很大程度上加強對于可能產生的絕緣故障問題的解決，具有很明顯的效果。除了這種處理方式以外，在實際的操作過程中還可以把開關柜中的套管替換為套管內壁有均壓層的套管。由于開關柜中均壓層的均壓線與帶電母線相連的套管的電壓處于相同的等級，因此可以在很大程度上減少開關柜中的間隙放電行為的發生。

3.2 在移開式35kV交流金屬封閉開關柜中有效調整元件之間的距離

在移開式35kV交流金屬封閉開關柜的運行過程中應當注意在母線相間的地方，需要留有一定的安全距離，目的是通過空氣間隙加強絕緣。同時可以有效提升互感器、避雷器及斷路器等電氣元件之間的爬電距離，通過這樣一種方式的有效運用能夠在很大程度上消除絕緣故障。如果母線是裸露在外面的，應該適當使用加強型的熱縮來促進絕緣加強，同時在材料的選擇上應當盡量選用材質相對比較厚實的絕緣材料，這樣能夠在很大程度上提升開關柜的絕緣水平。

3.3 在移開式35kV交流金屬封閉開關柜中安裝微機消諧裝置

在移開式35kV交流金屬封閉開關柜在使用過程中發生的絕緣故障問題與微機消諧裝置有著很大的聯系，因此為了有效解決絕緣故障問題應當積極加強微機消諧裝置的建立工作。已經安裝的情況下可以進行二次安裝工作。當整個系統發生某種程度上的鐵磁諧振的過程中，系統就會自動啟動這個微機的消諧裝置，在啟動之后會發生很大程度上的阻尼作用，通過這樣一種方式就使得鐵磁諧振作用得到很大程度上的消減[3]。

3.4 及時加強與供應廠商之間的溝通協調工作

在移開式35kV交流金屬封閉開關柜的絕緣設置上設備起著重要的基礎性作用，如果使用的儀器設備沒有滿足相關的技術要求就會很容易發生絕緣故障問題，為此應當積極加強與廠商之間的協調溝通工作，根據在移開式35kV交流金屬封閉開關柜絕緣的技術要求進行相應的設備的供應與生產，以便更好地發揮開關柜的安全性能與絕緣性能。廠家應當對供應的設備在出廠之前處理好毛刺的工作，并且對母線的倒圓角問題進行及時地解決。在設備接頭與母線發生連接的部位，安裝的絕緣接頭盒要求是可以進行拆卸的，在絕緣隔板的安裝上要求符合相關絕緣的標準水平。為了加強開關柜整體的技術質量水平與安全性能，對于開關柜的內部電器元件的選擇上應當使用行業內技術放心的電器元件。

3.5 加強后期的檢查與維護工作

開關柜在使用過程中受制于各種外部條件因素的綜合作用，必然會出現集聚灰塵等現象的發生，所以對于開關柜的維護與保養工作就顯得格外重要，應當對其進行定期的擦拭及灰塵的清洗工作，以確保開關柜處于干凈整潔的狀態。為了加強對室內空氣濕度進行調節，以使設備處于比較良好的空氣環境之中可以安裝空調或者除濕器。同時還可以定期進行中壓成套開關設備的預防和試驗工作，把人員傷亡危害可以發生程度降到最低。

4 結束語

根據本文的分析，在移開式35kV交流金屬封閉開關柜使用過程中因為這樣那樣問題的存在，會發生一定程度上的絕緣故障問題，為此有關部門應當引起足夠的重視并采取相應的解決對策以促進開關柜的安全運行。

參考文獻：

[1]張閩.國產鎧裝移開式開關柜絕緣故障的分析和處理[J].冶金動力，2009（6）：51-52.

[2]朱向宇，郭忠賀.國產鎧裝移開式35kV交流金屬封閉開關柜絕緣故障的分析和處理[J].工程技術：全文版：00284-00284.

[3]張閩.國產鎧裝移開式40.5kV交流金屬封閉開關柜絕緣故障的分析和處理[J].電氣制造，2009（12）：36-36.