起高壓斷路器手車護套放電故障原因分析及處理方法

路玉鋒

(安徽省茨淮新河工程管理局，安徽 蚌埠 233010)

泵站在抗旱排澇中發揮著重要的作用，汛前針對機電排灌開關設備的檢查與電氣預防性試驗勢在必行。一般情況下，高壓開關柜布置于泵站室內，運行工況良好，受到天氣和環境的影響較小；但是排灌泵站通常布置在湖、河、渠道等旁，運行環境受地理氣候、泵站工程建設與運行管理因素等影響較大，35 kV戶內高壓開關柜局部放電現象經常發生，高壓開關柜在局部放電期間以氣體、聲波和電磁波等方式來釋放能量，導致高壓開關柜內部絕緣下降、絕緣擊穿等故障的發生，是泵站高壓開關斷路器故障發生的重要原因之一，因此加強對高壓開關柜的日常巡視檢查，通過看、聽、聞、紅外熱成像、紅外測溫等手段及時發現故障并處置。筆者結合自身工作實踐，對一起蘇拐泵站戶內式35 kV真空斷路器手車絕緣護套局部放電故障提出相關處理方法。

1 故障原因分析

潘村湖農場蘇拐泵站是新改建的泵站，原35 kV高壓真空斷路器開關為戶外式，改建后為戶內式，35 kV高壓開關柜統一布置在新建的高壓開關室內，工程在移交投運一個月后，泵站值班運行人員聽見高壓開關室有放電聲，由于缺乏相關電氣運維知識與經驗，沒有及時處置繼續帶電運行。在汛前停電現場檢查中發現35 kV的戶內總進線高壓開關柜、計量高壓開關柜、主變壓器高壓開關柜內ZN85B-40.5型真空斷路器手車三相絕緣護套表面的根部裙邊有明顯爬弧放電痕跡。

原因主要是：高壓開關柜內部表面溫度降低到露點溫度以下時，在高壓開關柜手車壁表面絕緣護套產生水珠凝結現象；在溫度因素的影響下，空氣中的相對濕度越高、環境空氣溫度越接近結露點溫度，凝露就越容易發生。結露形成的小水珠順流而下，在下端柱頭絕緣護套及裙邊匯集，而此處距支撐金屬底板距離近，在高壓作用下引起爬電、閃絡放電現象，導致真空斷路器手車絕緣護套絕緣性能下降，給運行中高壓開關設備帶來極大的安全隱患。用2500V兆歐表分測量真空斷路器三相斷口對地絕緣電阻值在0.26～31.5MΩ，如表1，數值于低DL/T596-1996電力設備預防性試驗規程規定額定電壓等級20～40.5 kV高壓斷路器：運行中不小于1000MΩ，大修后不小于2500MΩ的要求。如繼續投入運行可能發生安全事故，針對這種情況立即停運，聯系廠家并組織人員搶修，對3臺套戶內高壓斷路器手車絕緣護套、觸止盒及母排套管等全部更換，共計造成5萬多元的損失。

表1 真空斷路器手車絕緣電阻測試 MΩ

2 處理方法

高壓真空斷路器手車防止結露的處理主要有以下方法。

2.1 在柜體表面開孔通風

利用自然風的風速以及柜體內部空氣壓力差，實現柜內空氣的自然流動，避免柜內外出現溫度差，來減少結露。

2.2 柜內加裝加熱器

高壓開關柜內設置加熱器進行除濕，利用電熱元件加熱柜內空氣使露點溫度升高破壞凝露形成的條件。

2.3 柜內加裝除濕機

在高壓開關柜內加裝除濕機，通過除濕機將潮濕空氣中的水汽凝露成水珠排出柜外。

2.4 高壓開關柜除濕系統

高壓開關柜智能除濕系統，以濕度控制器對濕度進行控制，將高壓開關室、電纜溝、開關柜內的潮濕空氣抽入除濕裝置中變成液體水排出室外，以達到調節高壓開關室內的環境濕度及高壓開關柜柜內濕度的目的。

2.5 室內加裝空調或工業除濕機

使用大功率空調或者工業除濕機對高壓配電室內環境溫濕度進行調控。

筆者針對此泵站實際情況：蘇拐泵站新建高壓開關室的面積200多平方米，測量空氣含濕量等參數通過公式計算，其選型可參考廠家計算公式進行：

W=V×ρ×(d2-d1)÷1000×1.2=除濕量(kg/h)

(1)

其中，W為所需除濕量(kg/h)；ρ為空氣密度(kg/m3)；V為場所體積(m3)；d2為除濕前空氣含濕量(g)；d1為除濕后空氣含濕量(g)；1000為g換算為kg；1.2為安全系數。

選用兩臺泰工業系列除濕機CFZ-7/S，功率為2800W，一主、一備的工業除濕機，并將高壓開關柜下部用電纜泥、防火水泥對電纜頭等處進行封堵，使用工業除濕機除濕對比前四種方法除濕方法，工業除濕機除濕面積大、除濕效率高，轉輪能清洗，使用壽命長且不用對高壓開關柜內部進行改造增添除濕設備，運行維護方便；根據高壓開關柜室的實際工作情況，可將工業除濕機出風口的熱風連接通風管吹入電纜溝，以干燥電纜溝中的潮濕空氣，為電氣設備提供了良好的工作環境。

3 結束語

綜上所述，蘇拐泵站采用工業除濕機對高壓開關室內除濕效果好，通過吸取這次故障教訓后，泵站運維人員加強了日常運維檢查工作，開展泵站運維知識培訓提高技能，實現泵站設備規范化管理與維護，減少因結露現象導致高壓斷路器手車絕緣護套局部放電故障造成的損失，確保汛期機電排灌設備的安全運行。