高壓開關(guān)柜銅排結(jié)構(gòu)對局放起始電壓的影響

杜麗 杭雅慧 王磊 周彬彬

摘要：本文以局部放電測試工裝為研究對象，研究了高壓開關(guān)柜銅排結(jié)構(gòu)、銅排與接地殼體間的距離對局放起始電壓的影響。研究表明，端部倒圓角的銅排在空氣中的局放起始電壓明顯高于端部無圓角的銅排;當銅排與接地殼體的距離超過55mm后，增大端部為圓角的銅排與殼體間的距離可提高銅排在空氣中的局放起始電壓;但增大無圓角銅排與殼體間的距離并不能明顯提高局放起始電壓。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜;絕緣;局部放電

中圖分類號：TM591 文獻標志碼：A

引言

由于開關(guān)設(shè)備的絕緣性能極其重要，行業(yè)內(nèi)許多專家通過電場仿真和試驗驗證對其進行了大量研究。譚東現(xiàn)等人對開關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)的絕緣特性進行了研究[1];崔彥捷等人分析了機械應(yīng)力、電場不均勻程度等因素對放電特性的影響[2];韓篩根等人通過電場仿真分析指導(dǎo)電氣設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改善電場分布，降低了產(chǎn)品的局放量[3]。

本文以局部放電測試工裝為研究對象，通過電場仿真分析及絕緣試驗驗證，研究了高壓開關(guān)柜銅排結(jié)構(gòu)、銅排與接地殼體間的距離對局放起始電壓的影響。

1 局放測試工裝

高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為盡量減少干擾因素，制作了局部放電測試工裝。工裝主要由支座、絕緣子和母線共三部分組成。母線1為兩端倒圓角的銅排，母線2為僅一端倒圓角、另外一端未倒圓角的銅排。

結(jié)構(gòu)1為母線1安裝在絕緣子上，母線1的圓角端靠近接地平板并與接地平板平行;結(jié)構(gòu)2為母線2安裝在絕緣子上，且母線2的未倒角端靠近接地平板并與接地平板平行。

通過調(diào)整銅排上不同的孔進行安裝，可調(diào)節(jié)銅排端部與接地平板間的距離，銅排與接地平板之間可調(diào)整為55mm、155mm三種距離。因此，該工裝共有4種工況。

圖1為測試工裝的三維模型圖。

2 試驗數(shù)據(jù)

試驗開始前，先測試檢測系統(tǒng)工夾具、絕緣子安裝在支座上時的局放起始電壓。檢測系統(tǒng)工夾具的起始局放電壓約為50kV，絕緣子的起始局放電壓約為40kV。因此，40kV以下的局放起始電壓可視為有效的局放起始電壓。

試驗測得的各結(jié)構(gòu)局放起始電壓如表1。

表1數(shù)據(jù)顯示，結(jié)構(gòu)1銅排端面（圓角）與平板間的距離由55mm增大至105mm時，銅排端部的局放起始電壓增大了約7kV;結(jié)構(gòu)2銅排端面（未倒圓角）與平板間的距離由55mm增大至105mm時，銅排端部的局放起始電壓增大了約3kV。

3 結(jié)論

文章以局部放電測試工裝為研究對象，研究了銅排端部的結(jié)構(gòu)、銅排端部與接地平板的間距對銅排在空氣中局部放電起始電壓的影響，得出結(jié)論如下：

（1）仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)同時表明，端部倒圓角的銅排的局部放電起始電壓明顯高于端部未倒圓角的銅排。

（2）銅排附近存在接地殼體時，當銅排與接地殼體的距離超過55mm后，增大端部為圓角的銅排與殼體間的距離可提高銅排在空氣中的局放起始電壓;但增大無圓角銅排與殼體間的距離并不能明顯提高局放起始電壓。

參考文獻：

[1]譚東現(xiàn)，賀弋玲，林鈞，等.12 kV復(fù)合絕緣開關(guān)設(shè)備的絕緣特性研究[J].高壓電器，2018，54 （ 4 ）：28-34.

[2]崔彥捷，汲勝昌，祝令瑜，等. 機械應(yīng)力對油浸絕緣紙板局部放電影響[J]. 電工技術(shù)學(xué)報，2021，26 （12 ）：2659 - 2666.

[3]韓篩根，曹彬，黃強，等.40.5 kV穿墻套管電場分析及屏蔽優(yōu)化[J].高壓電器，2017，53（1）：113-118.

作者簡介：杜麗，女，漢族，山東泰安，1987年2.15 研究生，工程師，研究方向：開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計。