古志明

(廣東先達(dá)電業(yè)股份有限公司，廣東 梅州 514011)

1 引言

受粉塵、降雨、蒸汽等影響，高壓開關(guān)柜很容易出現(xiàn)絕緣層老化，線路外表皮損壞等問題，造成線路接地、內(nèi)部短路等，嚴(yán)重時(shí)甚至產(chǎn)生裝置燒損、明火爆炸等，帶來巨大損失。因此，必須做好配電工程高壓開關(guān)柜的管控，從線路設(shè)計(jì)、保護(hù)設(shè)置、運(yùn)維檢修等及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除各項(xiàng)絕緣缺陷，形成穩(wěn)定的內(nèi)部絕緣保護(hù)體系，這樣才能夠從根本上改善配電工程的經(jīng)濟(jì)效益，降低絕緣危害產(chǎn)生的惡劣影響。

2 配電工程高壓開關(guān)柜概述

高壓開關(guān)柜主要包括電纜、母線、電氣元件、斷路器等，能夠?qū)崿F(xiàn)配電工程中的通斷、控制和保護(hù)，在當(dāng)前電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍，見圖1。

圖1 高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)圖

該裝置內(nèi)部均采用絕緣電纜，使用斷路器裝置保護(hù)，部分線路甚至增設(shè)絕緣熱縮套，以提升其絕緣性能。與此同時(shí)，母排線路中還設(shè)置絕緣件，在母排線路區(qū)域加強(qiáng)絕緣保護(hù)，形成了穩(wěn)定的高壓輸配控制體系。

3 配電工程高壓開關(guān)柜絕緣危害問題分析

(1)設(shè)計(jì)危害。高壓開關(guān)柜對設(shè)計(jì)要求非常高，需要嚴(yán)格依照安全指標(biāo)、絕緣標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行材料選型和安裝設(shè)計(jì)。但當(dāng)前我國許多高壓開關(guān)柜都明顯存在相間距偏小問題，尤其是35kV高壓開關(guān)柜，該類問題非常普遍?，F(xiàn)場測試時(shí)發(fā)現(xiàn)，KUN61系列開關(guān)柜中三相動觸頭間距僅為250mm，而引線之間間距僅為250mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)要求的300mm，很容易造成由電氣安全距離過小導(dǎo)致的絕緣危害問題，在今后工作中需全面重視。

(2)安裝危害。施工過程中對高壓開關(guān)柜內(nèi)部安裝標(biāo)準(zhǔn)不明確，安裝施工時(shí)操作不到位等，這些均容易導(dǎo)致高壓開關(guān)柜絕緣性能故障。如高壓開關(guān)柜元器件安裝時(shí)未對棱角、毛刺進(jìn)行處理，引起尖端放電；母線連接過程中螺栓、線路等過長出現(xiàn)褡褳；絕緣擋板安裝時(shí)與母排距離過近等。

(3)短路危害。異物進(jìn)入可能造成開關(guān)柜內(nèi)母排線路異常，嚴(yán)重時(shí)甚至造成線路褡褳，致使相間短路或單相對地短路，在很大程度上影響了高壓開關(guān)柜運(yùn)行的安全性。除此之外，線路長久使用后積塵、潮濕等均可能加速絕緣外層的老化，造成線路絕緣性能下降，加大了相間短路或單相對地短路的風(fēng)險(xiǎn)。

(4)放電危害。高壓開關(guān)柜運(yùn)行過程中長久積塵，一旦氣候潮濕，非常容易出現(xiàn)絕緣件，如套管、互感器、絕緣子等產(chǎn)生電暈，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)閃絡(luò)擊穿，給配電工程高壓柜正常運(yùn)行帶來了非常惡劣的影響，如圖2所示。

圖2 絕緣子相間放電

除此之外，斷路器觸頭松動、磨損、腐蝕等也均會影響其絕緣效果，進(jìn)而引起接觸不良放電、觸頭盒表面放線等。而高壓開關(guān)柜運(yùn)行過程中受積塵、潮濕等影響，也很容易出現(xiàn)SMC擋板放電情況，造成電場電流畸變，引發(fā)開關(guān)柜內(nèi)部放電。

4 配電工程高壓開關(guān)柜絕緣危害問題的處理

4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，形成安全距離

高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)對母排進(jìn)行調(diào)整，盡量選用間錯母排安裝方式，并控制2CT結(jié)構(gòu)間距超過60mm，加大裝置電氣距離，詳見圖3；應(yīng)在高壓開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置350mm觸頭間距的接地刀閘，使系統(tǒng)三相動觸頭間距的電氣距離滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求；絕緣裝置布置時(shí)應(yīng)盡量選擇品字形安裝，控制各裝置間距超過300mm，中間相突出150mm等。

圖3 母排電氣間距設(shè)計(jì)

除此之外，內(nèi)部設(shè)計(jì)完成后還需要對高壓開關(guān)柜相間和相對地的最小空氣間隙進(jìn)行測定，確保其超過300mm，且?guī)щ婓w到柜體的距離超過350mm，避免由上述間距過小引起的放電危害。

4.2 檢查安裝材料，做好絕緣處理

安裝時(shí)首先要對高壓開關(guān)柜材料性能進(jìn)行檢查，一般電流互感器盡量選擇強(qiáng)絕緣型，配合使用F-V0級阻燃類觸頭盒，以提升高壓開關(guān)柜的整體絕緣效果。按照工藝要求對安裝問題進(jìn)行處理，做好元件打磨、線路固定等，避免上述因素影響開關(guān)柜的絕緣性能。

其次，要做好強(qiáng)絕緣處理，按照安裝工藝要求形成對應(yīng)方案。如母排安裝時(shí)可增設(shè)強(qiáng)絕緣型熱縮套進(jìn)行母線保護(hù)，并對銅牌硫化附加環(huán)氧樹脂粉末處理，提升母排的絕緣系數(shù)。還可以使用硅橡膠自粘膠帶進(jìn)行母排纏繞，一般10kV以下纏繞2層即可，35kV以上應(yīng)適當(dāng)增加至6層左右；觸頭盒、套管等安裝時(shí)要采用RS-45有機(jī)硅對間隙進(jìn)行封堵，形成有機(jī)硅間隙絕緣保護(hù)層；手車件安裝的過程中應(yīng)使用絕緣保護(hù)材料涂刷表面，避免外殼短路接地。該材料可直接使用SRTV防污閃涂料，配合RS-45有機(jī)硅封堵間隙等。

最后，要對系統(tǒng)安裝的整體效果進(jìn)行測試。按照高壓開關(guān)柜絕緣性能要求進(jìn)行母排絕緣檢測、手車室絕緣效果檢測、電纜室絕緣性能測試、開關(guān)柜體接地檢測等，確保上述均達(dá)到設(shè)計(jì)安裝要求后，高壓開關(guān)柜方可投入使用。

4.3 加強(qiáng)運(yùn)維管理，確保安全使用

高壓開關(guān)柜運(yùn)行過程中：(1)要做好防潮處理，可根據(jù)運(yùn)行環(huán)境適當(dāng)增加加熱器或增加除濕孔。如在母線倉、CT 室、開關(guān)手車室等位置處設(shè)置不同功率等級加熱器裝置，在高壓開關(guān)柜柜頂處開設(shè)除濕孔，要盡量保證開關(guān)柜電纜室、母線室內(nèi)空氣的流通。必要時(shí)還可以定期對高壓開關(guān)柜進(jìn)行通風(fēng)，以減少內(nèi)部蒸汽、濕氣等，避免裝置線路閃絡(luò)；(2)要做好異物處理，可在開關(guān)柜外部設(shè)置防護(hù)網(wǎng)、保護(hù)罩等，避免雜質(zhì)、小動物等進(jìn)入到高壓開關(guān)柜內(nèi)部。尤其是老鼠、鳥類等，可結(jié)合具體動物情況設(shè)置驅(qū)除裝置，如粘鼠板、驅(qū)鳥器等，避免其影響高壓開關(guān)柜內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)，提升開關(guān)柜的安全性和穩(wěn)定性；(3)要做好定期維護(hù)，對老化線路、異常裝置等及時(shí)修復(fù)或更換，按照暫態(tài)地電壓、超聲波檢測、局部放電檢測結(jié)果開展對應(yīng)放電維護(hù)，增設(shè)絕緣隔板等。

5 總結(jié)

高壓開關(guān)柜運(yùn)行過程中電流較高，很容易出現(xiàn)過熱、閃絡(luò)等故障，對絕緣性能要求非常高。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求合理設(shè)置電氣間距、元器件間距、母排連接方式等；安裝中應(yīng)選擇強(qiáng)絕緣型電流互感器、套管、觸頭盒等裝置，做好安裝檢測，合格后方可投入使用；日常運(yùn)維中應(yīng)從防潮、防異物、老化處理等出發(fā)，做好絕緣危害處理，形成安全、穩(wěn)定、高效的工作環(huán)境，全面改善高壓開關(guān)柜的運(yùn)行效益。