提升中壓開關(guān)柜絕緣水平的措施分析

楊瑞來

摘 要： 目前電網(wǎng)中使用的中壓開關(guān)柜，從絕緣形式來看，應(yīng)用較廣泛的大致分為三類：氣體絕緣開關(guān)柜、固體絕緣開關(guān)柜、固體材料與液體絕緣油組合絕緣開關(guān)柜；本文從影響中壓開關(guān)柜絕緣水平的因素入手，闡述了提升中壓開關(guān)柜的絕緣水平的措施。

關(guān)鍵詞： 中壓開關(guān)柜；絕緣形式；絕緣水平；提升措施

1 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，企事業(yè)單位、工廠、居民生活對電力的需求量越來越高，中壓開關(guān)柜作為電網(wǎng)與用戶之間輸送電能的重要樞紐，在電網(wǎng)中的應(yīng)用也越來越廣泛。因此，中壓開關(guān)柜的安全運行，對電力系統(tǒng)的安全運行和電力系統(tǒng)的運行維護人員的人身安全發(fā)揮越來越重要的作用。基于此，對影響中壓開關(guān)柜的絕緣水平的因素進行分析，同時對分析的結(jié)論提出科學(xué)性、合理性、安全性的提升措施，從而保證開關(guān)柜能夠穩(wěn)定、高效、安全、經(jīng)濟的運行以及保障運維人員的人身安全，有著十分積極的影響[1]。

2 中壓開關(guān)柜常用的絕緣形式

2.1 柜內(nèi)氣體絕緣形式

目前，我國電力系統(tǒng)很多場所使用的中壓開關(guān)柜，柜內(nèi)采用空氣作為絕緣介質(zhì)，由于采用這種絕緣介質(zhì)的開關(guān)柜，電氣間隙及爬電距離需要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，使得環(huán)網(wǎng)柜的尺寸要做很大，在很多特殊的使用場所，諸如：安裝空間有限、環(huán)境惡劣、污穢等級高的地區(qū)，這種開關(guān)柜的安裝、運維都有很大的難度。因此，在這些工作條件復(fù)雜的使用場所，常常使用氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（通常稱之為充氣柜）。由于這種開關(guān)柜將需要關(guān)合、斷開線路的中壓開關(guān)設(shè)備密封在防護等級≥IP65的金屬隔室內(nèi)，并充以較低壓力的氣體（例如：N2、壓縮空氣、SF6等，目前，SF6應(yīng)用較多）作為絕緣介質(zhì)，使得開關(guān)柜內(nèi)的絕緣性能在運行中基本不發(fā)生變化，介質(zhì)損耗低，結(jié)構(gòu)簡單，且重量小，沒有火災(zāi)危險，同時縮小了開關(guān)柜的尺寸[2]。

目前國家電網(wǎng)正在主推環(huán)保氣體絕緣充氣柜，但因掌握其生產(chǎn)技術(shù)的廠家很少，且柜子造價較高，現(xiàn)電網(wǎng)中應(yīng)用很少。

2.2 柜內(nèi)固體絕緣形式

固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜是指在開關(guān)柜加工時，采用固體絕緣材料作為主絕緣介質(zhì)的環(huán)網(wǎng)柜，它是用固體絕緣材料將一次回路全部、貫通地包封起來的，且其表面有接地層的一種中壓開關(guān)柜。常用的固體絕緣材料主要有以下幾種：環(huán)氧樹脂、硅橡膠、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、三元乙丙、尼龍等。在實踐應(yīng)用中，多數(shù)開關(guān)柜廠家選擇環(huán)氧樹脂作為合格的固體絕緣材料使用。固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜，從技術(shù)可靠性和環(huán)保要求更加嚴(yán)格的發(fā)展趨勢看，是未來中壓開關(guān)柜發(fā)展的主流方向之一。

2.3 固體與液體絕緣材料組合形式

大多數(shù)情況之下采用紙作為電氣設(shè)備內(nèi)的絕緣材料，但是由于紙本身有孔隙，每一層紙中間還存在間隙。絕緣中出現(xiàn)間隙會使電氣設(shè)備極易出現(xiàn)電場不均勻，在局部放電的作用下，紙絕緣會因元素老化而失去作用。為了解決上述問題，可以采用油紙絕緣來代替常規(guī)的紙絕緣，采用油填充間隙，從而較大的提升其絕緣性能。

3 影響中壓開關(guān)柜絕緣水平的因素

3.1 雷擊過電壓因素

電網(wǎng)架構(gòu)在運轉(zhuǎn)過程中，如果在中壓開關(guān)柜的設(shè)計初期，沒有制定有效的防雷措施，當(dāng)發(fā)生感應(yīng)雷或者直擊雷的情況時，由于雷擊放電而引起開關(guān)柜的電壓突然上升，此時的柜內(nèi)就會出現(xiàn)閃絡(luò)，那么其絕緣性能就會遭到嚴(yán)重的破壞，更嚴(yán)重的情況會使開關(guān)柜發(fā)生爆炸。這種雷擊過電壓造成絕緣性能降低的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，嚴(yán)重制約著電力系統(tǒng)的安全運行。

3.2 檢修與維護因素

如果檢修工作者沒有按照規(guī)定，定期對開關(guān)柜進行檢修，對開關(guān)柜產(chǎn)生的一些狀況也沒有處理徹底，久而久之，開關(guān)柜的各項性能（包含絕緣性能）將會大大降低，從而降低其運行的安全性和穩(wěn)定性。

3.3生產(chǎn)因素

在中壓開關(guān)柜的整個生產(chǎn)周期，影響開關(guān)柜絕緣水平的因素大致有以下幾種：

（1）在開關(guān)柜的設(shè)計選型初期，未能識別到開關(guān)柜使用的環(huán)境對開關(guān)柜的絕緣性能的影響（比如使用地區(qū)濕度高，氣溫低、海拔高、天氣溫度變化大、設(shè)備周圍的環(huán)境質(zhì)量差，空氣中粉塵顆粒多、設(shè)備長期不投運，使得柜內(nèi)電氣元器件受潮等），開關(guān)柜選擇了與使用環(huán)境不匹配的絕緣形式、選擇了與使用環(huán)境不匹配的元器件或者未合理的制定防塵、防潮、除濕等措施，導(dǎo)致中壓開關(guān)柜內(nèi)部元器件質(zhì)量受損或因設(shè)備內(nèi)部發(fā)生凝露或積塵的現(xiàn)象，引起爬電、閃絡(luò)事故，大大降低了中壓開關(guān)柜的絕緣水平，導(dǎo)致開關(guān)柜發(fā)生事故；

（2）開關(guān)柜內(nèi)安裝的元器件選擇了質(zhì)量或者性能不符合要求的產(chǎn)品；

（3）在開關(guān)柜生產(chǎn)的過程中，因為其工藝不合理，導(dǎo)致某些零部件在生產(chǎn)的過程中出現(xiàn)偏差，那么整體的性能就難以達到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這樣就有很可能造成開關(guān)柜絕緣水平的下降[3]。

4 提升中壓開關(guān)柜絕緣水平的措施

可針對上述影響開關(guān)柜絕緣水平的因素，制定相應(yīng)的提升措施。

4.1 設(shè)計初期制定切實可行的技術(shù)規(guī)范，并將規(guī)范落到實處

目前，不論是國網(wǎng)、省網(wǎng)的統(tǒng)一招標(biāo)，還是終端客戶自發(fā)的招標(biāo)行為，都會為投標(biāo)人提供相應(yīng)的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范。首先，規(guī)范的內(nèi)容需準(zhǔn)確的涵蓋中壓開關(guān)柜的所有信息，包括項目特點、使用環(huán)境、技術(shù)要求、檢驗要求等，開關(guān)柜的技術(shù)要求要有可執(zhí)行性，廠商可通過增加某些配置或者經(jīng)過技術(shù)改進可以滿足要求；其次，招標(biāo)底價需將增加的成本考慮進去，不允許有低于底價的投標(biāo)行為，以防止低價中標(biāo)，在后期供貨的時候，產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)；再次，需采取措施監(jiān)督、檢驗規(guī)范的落實情況（如針對關(guān)鍵點進行入廠檢驗、交接驗收等），只有真正的將這些技術(shù)規(guī)范落實到位，產(chǎn)品的質(zhì)量才能有一個質(zhì)的保證。

4.2 從生產(chǎn)方面提升

（1）原材料入廠檢驗需按標(biāo)準(zhǔn)要求，關(guān)鍵元器件需全檢，非關(guān)鍵部位的非關(guān)鍵元器件可按一定的比例進行抽檢，檢驗不合格的原材料，嚴(yán)禁流轉(zhuǎn)到下一工序。

（2）在中壓開關(guān)柜的生產(chǎn)過程中，需要有完整的技術(shù)文件及工藝文件做支撐，做到每一道生產(chǎn)工序都有據(jù)可依，有據(jù)可查，有據(jù)可檢。

（3）嚴(yán)格按生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢”制度，即自檢、互檢、專檢，在生產(chǎn)過程的每一道工序，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

（4）要做好出廠檢驗，出廠的產(chǎn)品除滿足國家強制標(biāo)準(zhǔn)及電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還需要滿足使用方的特殊要求，只有2方面都滿足要求的產(chǎn)品，才能出廠。

4.3 加強運維人員培訓(xùn)，推行廠家責(zé)任制

中壓開關(guān)柜交付后，廠家有責(zé)任為現(xiàn)場的運維人員進行專業(yè)的操作及日常保養(yǎng)的培訓(xùn)，并提供產(chǎn)品的安裝、操作說明書，供運維人員查閱。

因目前電網(wǎng)中使用的中壓開關(guān)柜產(chǎn)品樣式未得到統(tǒng)一，每一家的產(chǎn)品均有自己的特點，這給運維人員的日常操作及維護帶來了很大不便。基于此，推行廠家責(zé)任制就有了很大的必要性，即在規(guī)定的年限內(nèi)，廠家需設(shè)立專人負(fù)責(zé)產(chǎn)品的運行、維護，當(dāng)然這部分工作屬于有償行為，費用需考慮在投標(biāo)范圍內(nèi)或者以其他形式，給付給中壓開關(guān)柜廠家。

5 結(jié)束語

在電網(wǎng)構(gòu)架中，中壓開關(guān)柜是廣泛存在的，中壓開關(guān)柜的絕緣問題可能會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運行以及人身安全的保障產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，因此，根據(jù)中壓開關(guān)柜的自身特點和在電網(wǎng)中的應(yīng)用狀況，結(jié)合影響其絕緣性水平的因素，提出提高中壓開關(guān)柜的絕緣水平的策略，從而減少了中壓開關(guān)柜的絕緣問題的發(fā)生，對確保開關(guān)柜的穩(wěn)定、可靠、安全和經(jīng)濟的運行都有著至關(guān)重要的作用。

參考文獻

[1]王雋.中壓開關(guān)柜絕緣方式和絕緣事故分析[J].絕緣材料.2011，35（17）：35-37.

[2]何國平.中壓開關(guān)柜絕緣技術(shù)的分析與研究[J].機電信息.2012，36（6）：63-66.

[3]王雋，焦洪峰.中壓開關(guān)柜絕緣方式和絕緣標(biāo)準(zhǔn)的探討[J].電氣技術(shù)，2008（7）：83 -86.