高压开关柜放电故障及对策研究

高压开关柜放电故障及对策研究

陈泓岩杨乐赵学华

(国网银川供电公司变电检修室宁夏750001)

摘要：最近几十年来，随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对电力的需求越来越大。电力系统的长期安全运行对我国经济和社会的发展有着重要的保障作用，必须想办法提高电力系统运行的稳定性和可靠性。高压开关柜作为输电、变电和配电系统的核心设备之一，能控制电路的通断，对电路起着保护和控制的作用，所以本文主要探究的就是高压开关柜放电中出现的故障进行探究，结合故障提出有效的解决措施，进而提出以下内容，希望能够为相关工作人员提供相应的参考价值。

关键词：高压开关柜；放电故障；处理对策

1导言

随着社会经济的不断发展，人们越来越依赖电力能源，对电网的安全性、稳定性也提出了更高的要求。电网的安全稳定与人们的生产生活息息相关，如果电网出现大面积停电现象，不但会造成严重的经济损失，给人们的生活造成诸多不便，甚至有可能引发更为严重的后果。高压开关柜被广泛应用于电力的发、输、配领域，是变电站中向大用户或配网输送电力资源的重要设备，由于和配用电关系密切，因开关柜故障引起的损失会更直接，造成的社会影响也会更大。所以要对高压开关柜放电故障高度重视，提出科学合理的处理对策。

2.高压开关柜放电的类型

一是内部放电。高压开关柜内部绝缘结构出现杂质或气隙时，在高电压作用下容易引发内部放电现象。在制造绝缘结构时，因选择了不同介质或工艺不佳的绝缘材料，导致绝缘结构电场分布不均匀；因安装不规范造成的内部缺陷；因绝缘子老化、劣化导致的内部放电。二是沿面放电。即高压开关柜绝缘结构表面电场强度超过一定限定值而引发的放电现象。沿面放电主要是沿着两个电极方向，与开关柜绝缘结构表面平行，当沿面放电强度足够大时，就会贯穿空气，引起两个电极的连通。引起开关柜沿面放电的原因主要是绝缘结构表面的污垢和表面气体的温湿度。三是电晕放电。因电极表面没有绝缘材料，造成空气和电极直接接触，当电场分布不均匀并达到一定限值时，较强电极就会击穿空气，产生电晕放电现象。电晕放电主要产生在高压电气设备暴露在空气中的电极上。电晕放电是因为电场的极度不均匀而产生的放电，决定电晕放电强度的因素主要有电极介质的属性、电极的距离、电极间压力等。电压越大，电极介质导电越强，电极距离越小，电极表面曲率半径越小，就越容易发生电晕放电现象。

3.高压开关柜放电故障

3.1绝缘结构设计不合理

开关柜内部结构设计不合理：开关柜内触头盒及套管无屏蔽设计结构，套管爬电距离不足，局部放电量偏大。开关柜内部元件布置较为紧凑：一是柜内母排相间间距仅280mm，空气净间距不满足要求标准。二是各相电流互感器之间空气净距仅为30mm。各相电流互感器之间又加装5mm厚度的SMC绝缘板，进一步降低了空气净距。三是接地刀闸安装不合理，接地刀闸静触头与母排之间空气净距偏小，热缩套管与接地开关静触头之间易放电。

3.2安装工艺不规范

一是本站中触头盒内部母排和互感器一次连接排，倒角不规范引，曲率半径过小，极易形成极不均匀电场。加之相间不能满足最小安全净距，大大提高了电晕放电可能性。加上高压室运行条件较差，绝缘材料发生一系列的化学和物理变化，绝缘材料电气性能进一步劣化。二是SMC绝缘板与电流互感器外裙边之间形成了小间隙，为局部放电创造了物理条件。三是电缆室绝缘热缩套、热缩护罩的包封及安装不规范，套盒边缘与绝缘体产生悬浮电位放电。热缩罩盒的包封不太可靠，易开口而放电。四是紧固螺丝不规则，拧紧后螺杆长出螺母过多；不但缩短了绝缘距离，而且造成电场局部集中。

3.3运行环境恶劣

4.高压开关柜放电的应对措施

4.1规范选材与安装

在安装和加工母排以及处理铜排倒角时，要严格按照相关规范进行操作。对电极形状进行优化，增加电极曲率半径使电场实现均匀分布，从而增强间隙的击穿电压。为避免局部电场太集中，搭接母排时，起固定作用的螺栓在外面的裸露部分不要超过3个牙，母排搭接部位要确保搭接面平齐。在选择屏蔽触头盒时，最好选择具有屏蔽设计的触头盒，以达到均匀分布电场，防止电场过分集中的目的。为增强防污能力，最好要选择具有双屏设计的套管。

4.2控制绝缘缺陷

供电设备的可靠性是由电气设备绝缘结构的性能决定的，为最大限度地增强电气设备的绝缘性能，控制绝缘缺陷，高压开关柜内部绝缘板应使用防污、防潮涂料进行涂刷，以增加绝缘板的憎水性。在选择母排绝缘套管时，应尽量选择有资质厂家生产的、具有良好质量信誉的产品。在检查包封的时候，要注意是否无气隙、收缩是否均匀。无气隙、收缩均匀的母排绝缘套管能大大提高母排运行稳定性能，还可有效提高开关柜的绝缘性能、抗腐蚀性能。

4.3优化运行条件

为避免环境引发高压开关柜运行故障，电力单位应对高压开关柜的运行环境进行改善，在温度较高时，为及时排散开关柜的热量，应在手车柜前后安装风扇或者在上柜和母线柜后下柜闷板上设散热孔，加强空气对流，以便于高压开关柜通风散热，确保柜的干燥；在多雨潮湿季节，应首先做好排水工作，还应在母线室安装加热器、在电缆室和开关室安装加热除湿器，实现有效调节温湿度的目的，确保高压开关柜周围的湿度和温度都保持在标准要求范围之内；另外，还应做好开关柜清理工作，以确保高压开关柜运行的安全可靠。

4.4加强状态检修

传统的检修维护模式是运用多个检修班组同时对多个维护作业面开展维修作业，这样不但会造成资源浪费，还会造成巨大的经济损失，同时需要在停电状态下才可开展计划检修作业。目前，随着电压等级的提高、电网规模的扩大以及用电负荷的增长，如果再进行停电检修，维修成本会大大提高。因此，实行高压电气设备状态检修是必须的。状态检修可以对电气设备的状态开展实时监视，能准确、及时发现电气设备中存在的潜在隐患，及时采取有效措施，不必进行大面积的停电，极大的节约了检修维护成本，提高了维护检修工作的针对性。

5.高压开关柜放电应该注意的事项

断路器柜隔离开关母线室与断路器室之间加装屏蔽式穿墙套管，该种类型的套管在加装屏蔽层后，使套管与母排之间保持等电位，消除断路器柜内不均匀电场产生的放电现象；并应杜绝一次部分存在设计缺陷的断路器柜并网运行；把好产品质量选型关，严禁工艺缺陷和技术不成熟的产品入网运行；尽量选用一些高性能、高可靠性、免维护的产品；提高运行人员巡视检查的责任心，加强对断路器柜加热凝露器的运行管理，增加特巡（夜巡、阴雨天气巡视）力度，及时发现放电现象，避免隐患的发生；加大技术监督和状态检修的力度，利用春防、秋检对设备进行清扫，消除因尘埃积累，潮湿天气易发生放电的隐患，同时做好设备周期性预防试验，认真检查设备运行情况，预防同类事故的发生。

6结论

总而言之，在高压开关柜的工作过程中，其容易受内部元件、环境等各种因素影响，引发故障致使电网无法正常运行。假如我们能完全按照高压开关柜的设计、运行、检修标准执行，改善电网运行环境，利用有效措施降低高压开关柜发生故障的频率，就可以保障电网的稳定安全运行，进而为我国经济发展提供充足的电能保障。

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