張雄清 林 魁 林 毅 顧林春

（舟山供電公司，浙江 舟山 316000）

隨著舟山經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，舟山電網(wǎng)不斷壯大，KYN系列開關(guān)柜在變電站中得到廣泛應(yīng)用。35kV金屬封閉式鎧裝柜,具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小等優(yōu)點，但該型開關(guān)柜存在電氣安全距離偏小，通風(fēng)散熱不良。舟山四面是臨海，空氣濕度和含鹽量都非常高，在日常維護(hù)中發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)部絕緣件表面有水珠和鹽結(jié)晶，運行時開關(guān)柜內(nèi)部存在嚴(yán)重放電現(xiàn)象。2013年11月至2014年9月，舟山電網(wǎng)發(fā)生3起開關(guān)柜關(guān)于絕緣檔板擊穿事故，并對3個變電站進(jìn)行絕緣改造。通過事故和絕緣改造中發(fā)現(xiàn)的問題，對KYN系列開關(guān)柜放電的原因進(jìn)行分析，針對存在的問題提出相應(yīng)的預(yù)控措施，確保供電可靠性，提高設(shè)備的安全運行水平。

1 事故案例

案例一：舟山35kV長白變，柜型KYN61-40.5，在2014年6月15日35kV母分開關(guān)柜發(fā)生B、C相相間短路，如圖1所示，事故原因分析如下：由于配電房在海邊，現(xiàn)場環(huán)境很潮濕，常年受環(huán)境影響，開關(guān)室內(nèi)無除濕機，柜內(nèi)柜外溫度存在一定溫差，使柜內(nèi)熱空氣遇冷形成凝露，設(shè)備長時間處于凝露潮濕環(huán)境?，F(xiàn)場Ⅱ段停電的柜內(nèi)隔板都有水霧，甚至有水珠，設(shè)備長期在潮濕環(huán)境中運行，相間隔板有些傾斜，引起爬電導(dǎo)致相間短路事故的發(fā)生。

圖1 35kV母分開關(guān)柜

案例二：2014年09月25日，舟山供電公司電氣試驗班對馬峙變 35kV開關(guān)柜進(jìn)行開關(guān)柜局部放電檢測，采用超聲波及暫態(tài)地電壓檢測方法檢測，檢測數(shù)據(jù)見表1，橫向比較如圖2所示。

2014年9月25日，對永躍3572線開關(guān)柜進(jìn)行緊急停電檢修，打開開關(guān)柜后柜門后，檢修人員對開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行檢查處理，經(jīng)現(xiàn)場人員檢查發(fā)現(xiàn)永躍3572線線路避雷器 C相有部分傘裙對固定絕緣板的絕緣桿有明顯放電燒灼痕跡，如圖3所示。

圖2 開關(guān)柜局部放電檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比較圖

表1 35kV開關(guān)柜局部放電檢測數(shù)據(jù)

圖3 永躍3572線線路避雷器C相

2 開關(guān)柜放電原因分析

2.1 電氣安全距離偏小

KYN系列的35 kV開關(guān)柜應(yīng)用于室內(nèi)布置，其裝置設(shè)計緊湊，從近幾年來運行情況看，普遍反映柜體尺寸偏小[1]，相與相之間、相與地之間空氣凈距小，達(dá)不到室內(nèi)配電裝置凈距300mm的要求，這是此類裝置的先天性缺陷。

2.2 高壓設(shè)備對絕緣檔板放電

KYN系列開關(guān)柜結(jié)構(gòu)一般比較緊湊，很多電氣安全距離都達(dá)不到要求。一般情況下都會在相與相之間加一層SMC絕緣檔板，以改變電場分布，提高相間絕緣。現(xiàn)場檢查經(jīng)常發(fā)現(xiàn)電纜室內(nèi)的高壓設(shè)備對絕緣檔板有明顯的放電。由于相間絕緣加入絕緣檔板，B相設(shè)備到與A和C設(shè)備之間的空氣凈距進(jìn)一步縮小，再加之安裝不規(guī)范，嚴(yán)重的情況下SMC絕緣板與高壓設(shè)備的外裙邊緊貼，從而在高壓設(shè)備外裙邊與SMC絕緣板之間形成小縫隙，如圖4所示，給局部放電形成了物理條件。隨著運行年限增加，在濕度、污穢和長時間放電的影響下，絕緣材料的絕緣性能不斷下降，最終導(dǎo)致絕緣擊穿，引起相間短路，造成電氣設(shè)備損壞。

圖4 35kV流變?nèi)惯厡^緣檔板放電

2.3 母排對套管放電

老舊開關(guān)柜中使用的套管沒有采取屏蔽設(shè)計，母排多采用硅橡膠固定。由于硅橡膠與母排不是等電位，硅橡膠與母排之間也存在小縫隙，就會在小縫隙產(chǎn)生局放，局放產(chǎn)生將加速絕緣材料老化、劣化久而久之將對安全運行帶來隱患，如圖5所示。還有一些變電所 35kV開關(guān)柜穿柜套管雖采取屏蔽設(shè)計，因安裝不當(dāng)，造成母排對套管放電，如本應(yīng)該安裝的等電位線沒有安裝或等電位線安裝位置和選取的緊固螺栓不當(dāng)。

圖5 母排對套管放電

2.4 安裝工藝不良

開關(guān)柜內(nèi)元器件的布置不合理和安裝工藝不符合規(guī)范也是引發(fā)開關(guān)柜事故另一重要因素，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。第一是固定絕緣檔板的絕緣桿距離母排太近，引起放電，如圖6所示。第二是搭接母排未倒角，易形成極不均勻電場，從而引起尖端放電；第三是母排搭接固定螺栓長度過長；第四是絕緣熱縮套、熱縮罩盒的包封及安裝不規(guī)范、存在尖端等易引起電暈放電。

圖6 絕緣桿距離母排太近引起放電

2.5 防凝露措施不到位

由于KYN系列開關(guān)柜是全封閉式結(jié)構(gòu)，沒有透氣孔，加之柜內(nèi)通風(fēng)不暢，當(dāng)環(huán)境溫度變化時，易產(chǎn)生凝露，造成絕緣強度降低。開關(guān)柜內(nèi)由于大量采用了壓鑄環(huán)氧樹脂為材料的絕緣部件，尤其是高壓電纜外絕緣層、環(huán)氧澆注電流互感器、相間絕緣檔板等復(fù)合絕緣材料的憎水性較差，若絕緣材料材質(zhì)不好，空氣濕度大且污穢嚴(yán)重，運行中會導(dǎo)致吸潮凝露，導(dǎo)致表面泄露電流增大。當(dāng)介質(zhì)受潮、臟污或有破損時，由于潮濕，介質(zhì)表面的游離電子增加，引起傳導(dǎo)電流增加，絕緣電阻相應(yīng)降低，絕緣下降到一定程度時即引起局部沿面放電閃絡(luò)，最終發(fā)展成相間短路或接地短路事故[2-3]，如圖7所示。

圖7 絕緣桿受潮引起沿面放電

3 預(yù)控措施

3.1 嚴(yán)把設(shè)備選型和驗收關(guān)

在設(shè)備選型時，應(yīng)考慮舟山特殊的氣候，根據(jù)統(tǒng)計，舟山供電公司 35kV開關(guān)柜放電事故的發(fā)生一般都與絕緣檔板有關(guān)。因此在設(shè)備選型時要優(yōu)先考慮不用絕緣檔板加強絕緣的設(shè)備或增加設(shè)備相間的距離，對開關(guān)柜所用的絕緣材料和熱縮材料需提出更高要求，從源頭上消除設(shè)備安全隱患。驗收是保證安全運行的重要一環(huán)，嚴(yán)禁工藝缺陷和技術(shù)不成熟的產(chǎn)品入網(wǎng)運行。在驗收時，驗收人員需對安裝工藝嚴(yán)格把關(guān)，有必要時需對關(guān)鍵工藝進(jìn)行出廠見證。

3.2 改善運行環(huán)境

在高壓開關(guān)室，加裝除濕設(shè)備或其他可靠方法，始終保持開關(guān)室內(nèi)干燥，如 220kV漁都變在 35kV開關(guān)室安裝智能溫濕度控制器。合理設(shè)計開關(guān)柜內(nèi)的加熱設(shè)備，保證開關(guān)柜內(nèi)的加熱設(shè)備正?？煽窟\行，防止高壓設(shè)備表面發(fā)生凝露。

3.3 加強設(shè)備的巡視和維護(hù)

對于巡視中發(fā)現(xiàn)有放電的開關(guān)柜，應(yīng)及時處理。無法停電處理的設(shè)備應(yīng)加強巡視，應(yīng)降低負(fù)荷或其他有效的措施，防止故障擴大。設(shè)備停電檢修時，檢查溫濕度控制器功能是否正常，用酒精擦拭高壓設(shè)備表面，清掃設(shè)備表面的灰塵和潮氣，并在絕緣檔板表面涂防污閃涂料或更換絕緣檔板，及時恢復(fù)設(shè)備的外絕緣，防止設(shè)備間發(fā)生放電故障。對開關(guān)柜進(jìn)行維護(hù)，能有效的防止開關(guān)柜內(nèi)部放電，但受停電的限制，無法定期進(jìn)行清掃維護(hù)。

3.4 加強開關(guān)柜局部放電檢測

對開關(guān)柜定期開展TEV（暫態(tài)對地電壓）及超聲波檢測，通過這種檢測能及早發(fā)現(xiàn)人聞不能聽到的局部放電，做到早發(fā)現(xiàn)早處理。

4 結(jié)論

在過去的一年里，開關(guān)柜因絕緣檔板絕緣性能下降，造成的事故和放電事件，已經(jīng)屢見不鮮，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)供電可靠性。通過對放電原因的分析，提出相關(guān)的預(yù)控措施，對防止類似故障發(fā)生起到積極作用。另外，今后在新建變電站時，要嚴(yán)把設(shè)備造型和工藝關(guān)，同時開展?fàn)顟B(tài)檢修，定期進(jìn)行維護(hù)和帶電檢測，把隱患從源頭上消除，保證電網(wǎng)安全運行。

[1] 王琪, 李秋香, 王曉健, 等. 開關(guān)柜放電原因分析與治理[J]. 山東電力技術(shù), 2014(3): 40-43.

[2] 束洪春. 配電網(wǎng)絡(luò)故障選線[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2008.

[3] 宋向東, 劉娜. 10kV配網(wǎng)用戶分界負(fù)荷開關(guān)的應(yīng)用[J]. 華北電力技術(shù), 2010(7): 35-38.