一起220kV變電站主變10kV側刀閘柜缺陷的案例研究

何衍城

摘要：隨著電網的發展，10kV開關柜在電網中大量使用，而開關柜的內部放電、過熱等現象已成為開關柜使用中的常見問題。開關柜的放電，直接影響設備的安全穩定運行，而且放電現象是不斷發展的，如果沒有及時發現、處理，放電現象會不斷加劇，并對絕緣件、柜體的性能及設備壽命產生很大的影響。本文主要介紹一起10kV刀閘柜放電缺陷進行典型分析及檢修處理情況，從刀閘結構上分析原因，制定相關整改措施。確保進網設備良好的實用性，減少大電流刀閘放電故障或隱患造成的停電，保證電網安全可靠運行。

關鍵詞：刀閘；10kV；放電；檢修

1 缺陷的發現及處理

2017年08月23日13時50分左右，值班長連同巡維中心其它兩位值班人檢查220kV變電站10kV高壓室設備，在現場聞到有難聞異味。檢查到5554刀閘柜時，發現5554刀閘柜柜門打開，對5554刀閘柜進行詳細檢查，發現5554刀閘A相有明顯放電痕跡，判斷是由于刀閘故障引起三相短路造成#2主變跳閘。事件發生時的氣象情況為：氣溫26攝氏度，臺風兼有暴雨。

事件發生前方式：

1）220kV系統：

#1主變220kV側、220kV銅水線、220kV江水線、220kV旁路掛220kV 1M運行，#2主變220kV側、220kV水臺線掛220kV 2M運行；220kV 1M、2M經220kV母聯2012開關并列。

#1主變220kV側中性點221000地刀拉開，#2主變220kV側中性點222000地刀合上。

2）110kV系統：

#1主變110kV側、110kV水河線、水美線、水址線掛110kV 1M運行，#2主變110kV側、110kV水紅線、水岡線、水月甲線、水月乙線掛110kV 2M運行；110kV1M、2M經110kV母聯1012開關并列。

#1主變110kV側中性點111000地刀拉開，#2主變110kV側中性點112000地刀合上。

3）10kV系統：

#1主變10kV側分支1供10kV 1M運行， 10kV永紅線、民福線、黎新線、水農線、內環線、東溪甲線、#1站變、#1消弧線圈掛10kV 1M運行，10kV #1～#2電容器組掛10kV 1M熱備用。

#1主變10kV側分支2供10kV 2M運行，10kV崗頂線、興寧線、水井線、麥屋線、水暖線、恒美線、新廠線掛10kV2M運行，10kV #13～#4電容器組掛10kV 1M熱備用。

#2主變10kV側分支1供10kV 5M運行，10kV羅崗線、塘良線、水潭線、商會線、#2消弧線圈掛10kV 5M運行，10kV #5～#7電容器組掛10kV 2M熱備用。

#2主變10kV側分支2供10kV 6M運行，10kV #2站變、大寧線、高速線、三園線、黎村線掛10kV 6M運行，10kV #8、#9電容器組掛10kV 6M熱備用。

10kV #1母聯500開關熱備用，10kV 1M、5M分列運行，10kV 2M、6M分列運行。

變電管理所相關專責在接到巡維中心上報的缺陷消息后立刻向部門領導匯報，組織相關技術人員對事件發生的220kV變電站#2主變10kV側5554刀閘柜情況進行分析。經研究決定，馬上向調度中心申請對#2主變停電檢查，對其進行消缺處理。08月23日18時30分，檢修班組人員被許可工作進行檢修工作，檢修人員檢查#2主變10kV側5554刀閘柜，對5554刀閘柜的瓷瓶、銅排、刀閘逐一檢查。發現5554刀閘有明顯放電痕跡，瓷瓶有燒傷跡象。并且刀閘上側銅排與柜體距離僅有6cm，僅用絕緣擋板分隔。不滿足12.5cm的要求。

經討論，將#2主變10kV側母線穿墻套管軟連接拆除，斷開5554刀閘柜與主變的連接，確保#2主變110kV側、220kV側正常運行。

于9月2日，通過臺風搶修項目完成5554刀閘的更換及柜內受損設備的更換。更換后的刀閘銅排與柜體的最短距離為15cm，滿足要求。

2 缺陷原因分析

1）#2主變10kV側5554刀閘柜主要設備概況：

（1）刀閘柜：

廠家：廣東珠江開關有限公司；

型號：XGN2-10（Z）；

生產日期：2009年06月；

投運日期：2009年06月。

（2）5554刀閘：

廠家：淅江紀元電氣集團公司

型號：GN30-120/4000；

生產日期：2009年01月；

投運日期：2009年06月。

#2主變10kV側5554刀閘柜缺陷，由于刀閘安裝時，刀閘上側銅排對高壓柜體對地距離不足，加絕緣擋板增加絕緣強度，因運行時間長加上環境的原因，絕緣擋板積滿灰塵、受潮，造成絕緣強度下降。在系統高電壓下擊穿絕緣擋板對地放電產生弧光，繼而弧光燒傷柜內設備。

3 存在的問題

1）設備質量控制不嚴格，在選型是沒有把關好設備內部設計的缺陷性，忽略銅排與柜體之間距離不夠的問題。隨著負荷的增長以及長期運行過程中設備積聚的灰塵和受潮等原因，極容易造成絕緣性能的下降。

2）設備元件可靠性欠缺。由于刀閘安裝時，刀閘上側銅排對高壓柜體對地距離不足，加絕緣擋板增加絕緣強度，但在系統高電壓下擊穿絕緣擋板對地放電產生弧光，繼而弧光燒傷柜內設備。

4 防范措施

1）加強設備的監造、驗收的質量把關，嚴重執行驗收標準；

2）運行人員應重點關注同類設備的巡視，如發現異常立即上報；

3）檢修人員加強該類設備的檢修維護力度，如發現有類似情況，立即進行整改。

參考文獻 ：

[1] 中國南方電網有限公司《電力設備檢修試驗規程》Q/CSG1206007-2017

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[3] 梁煜健，淺談GN30-12/4000型隔離開關故障分析及檢修措施[M].動力與電氣工程，2013.

[4] 于成，封閉式高壓柜內接頭發熱事故的分析[M].用電安全，2015.