一起高压开关柜绝缘故障原因分析及防范措施

一起高压开关柜绝缘故障原因分析及防范措施

周传建

国网湖北省电力有限公司汉川市供电公司 湖北 孝感 431600

摘要：高压开关柜是使用极广、数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行环境、设备维护方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高。在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故所占比例较高，造成的后果也很严重。特别是手车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。本文对一起高压开关柜绝缘事故进行了研究，对现场故障实际情况及造成故障的可能性因素进行了分析，提出了相应的维护整改措施。

关键词：高压开关柜；绝缘故障；受潮原因；防范措施

1 引言

高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。开关柜绝缘件状态恶化是引发电力系统出现故障的重要原因之一。由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高。配出线路状况较差，经常接地、短路，造成非故障相电压升高，对非故障相的绝缘劣化造成累计影响。在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生在小车式开关柜，往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。本文通过对一起10kV高压开关柜绝缘故障进行分析，讨论了高开柜绝缘故障的主要因素，提出针对性的处理措施，降低高压开关柜绝缘故障率。

2 故障及检查情况

2019年6月21日，某供电公司35kV变电站32、52开关处于冷备用状态，10kV #4母线经10kV分段开关61带电运行。#4母线三相短路故障发生时61开关正确动作，切除#4故障母线，该开关柜型号为 KYN28A-12。

2.1 电气试验情况

试验人员对#4母线进行绝缘试验，各相绝缘电阻均为0MΩ。根据《国家电网公司变电检测管理规定》中对母线绝缘电阻的要求为“一般母线不低于1MΩ/kV”，故#4母线绝缘电阻不满足要求。

2.2 除湿装置检查

现场室温25℃，湿度65%,现场空调开启至除湿挡，温度23℃。

2.3 #4母线室检查

对#4母线室进行检查，发现故障点位于52开关柜母线室内，母线室内隔板明显锈蚀，其内触头盒、支柱绝缘子及套管等绝缘件表面均有明显受潮及凝露现象。支柱绝缘子表面有放电、闪络痕迹，如图1所示。

图1 故障点情况

试验人员对邻近的54、55、71开关柜母线室逐一开启检查，发现#4母线存在明显凝露情况，室内触头盒表面存在明显放电痕迹， 71母线室内支柱绝缘子表面有树枝状放电痕迹，支柱绝缘子与柜体连接的底座锈蚀痕迹明显。

须对#4母线室内各绝缘件进行更换。

2.4、断路器检查

试验人员分别对于连接于10kV #4母线上的52、54、55、71断路器进行逐一检查。

发现52断路器B、C相上动触头、触头弹簧有明显灼伤痕迹，触头盒内的静触头也有明显灼伤痕迹。A相上端、C相下端动触头有长期受潮氧化痕迹，52开关柜断路器室下方有黑色粉末。与52相邻的54断路器触头也有明显长期受潮氧化痕迹。需对52、54断路器进行更换。

2.5、封堵检查

对各出线室电缆的封堵情况进行检查，发现各开关柜电缆室封堵完好，柜前下方穿二次电缆处未封堵。电缆沟内有积水。

3 处理过程及原因分析

3.1 处理过程

检修人员对#4母线室内进行干燥处理，并更换所有触头盒、支柱绝缘子及套管后，其绝缘电阻及交流耐压试验均合格。同时，将母线室顶板做开槽处理；将各开关柜二次电缆穿孔处做封堵处理。

3.2 原因分析

该变电站周围环境潮湿，电缆沟存在一定程度积水。由于10kV开关柜内二次电缆孔封堵不严，导致水汽进入开关柜内。开关柜母线室内未安装除潮通风装置，且KYN28型开关柜的防护等级仅对针对固体介质，潮湿空气进来易而排出难，使水汽易聚集在母线室内而无法排出。

水汽在母线及绝缘件上产生凝露现象后，会造成间歇性放电，从而产生的高能量会导致空气中的氧气被电离产生臭氧。这些臭氧可对柜内绝缘性能进行长期腐蚀，达到一定程度后，最终导致绝缘故障发生。或者在发生故障前出现系统单相接地故障，由于之前开关柜的绝缘已非常薄弱，接地后非故障相电压上升1.73倍，导致绝缘击穿发生故障，造成开关柜内相间短路而引起恶性事故。

4 开关柜的维护整改措施

（1）加强设备交接验收工作。严格按照“五通一措”验收细则进行验收，特别是对于隐蔽工程，因加强过程管控。

（2）加强10kV室内除湿防潮工作。减少室外电缆沟的积水，电缆沟应按规定设置坡度，在集水井处配置自动排水系统；室内电缆沟应高于室外电缆沟；电缆沟进入开关室时，在防火墙外侧增加防水墙。

（3）增加开关柜除湿防潮措施。在母线室的泄压通道板上安装排风扇，可向柜外抽出潮湿空气，或者在母线室泄压通道板上加工百叶孔，使柜内空气与柜外自由流通，但须阻止灰尘落入柜内。

（4）加强日常巡视工作。雨季到来前对电缆沟积水井、水泵等排水设施进行检查和调试，确保排水设施能正常工作。雨后及时检查室外内电缆沟有无积水，室内除湿装置是否正常启用。日常巡视中，应采用“望、闻、听”的方法检查开关柜有无水汽、臭氧味和放电声。定期开展开关柜局部放电带电检测工作。

5 结束语

近年来根据高压开关柜的故障统计显示，因绝缘缺陷、爬电、闪络、小动物攀爬等绝缘问题所产生的故障占总故障的比例在30%。本文通过对某变电站10kV高压开关柜绝缘故障进行分析，分析了该KYN28型高开柜母线室绝缘故障的主要因素主要是由于封堵不严从而造成的凝露闪络故障，并提出针对性的处理措施，从而降低高压开关柜绝缘故障率。

参考文献

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[2]　刘云鹏，王会斌，王娟，等.高压开关柜局部放电UHF在线监测系统的研究[J].高压电器，2009，,45(1)：15-17.

[3]　GB50150—2016.电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].