阿月升压站35KV高压开关柜放电故障处理

阿月升压站35KV高压开关柜放电故障处理

陶飞曾绍疆

陶飞曾绍疆

（德昌风电开发有限公司615500）

摘要：高压开关柜是电力系统的常用设备，在外因或内因的作用下造成开关柜放电的现象也较普遍，长时间放电将引起设备绝缘性能的下降，造成设备损坏。本文主要介绍阿月升压站35kV开关柜放电故障分析和研究并进行处理的过程，较好地解决了放电故障。为类似故障的处理提供经验。

关键词：阿月升压站；35kV开关柜；放电故障；处理

引言

高压开关柜是电力系统中传输电能的重要设备，主要是起到导通、开断电能的作用，附带测量、保护等功能，因此保障开关柜的稳定运行直接关系到电力系统的安全稳定。随着电力系统的建设和发展，电力系统安全稳定运行的要求越来越高，设备运行的安全稳定标准也随之提高。高压开关柜的放电现象，短时间可能不会造成绝缘故障，但随着放电时间的加长，会使柜内的有机绝缘材料受损且不可恢复，可能会直接导致绝缘故障，严重的可能直接发生接地、短路故障，引发爆炸。近年高压柜发生放电引起的非停事故、放电故障和设备爆炸也屡见不鲜，轻则损坏设备，重则引发大范围跳闸大面积停电，直接影响到了电力系统的安全稳定运行。

引起高压开关柜放电的原因很多，归纳故障主要原因主要分为内部和外部两类：

内部原因主要有设备制造质量差，工艺不良，接触不良，材质劣质，设计不合理，安装不规范等；

外部原因主要有环境恶劣，空气潮湿，盐分污秽，粉尘污染，雷击等。

必须深入分析，查清根本原因对症下药采取相应的改进和防范措施才能彻底根除放电故障，杜绝隐患。

1故障发生

阿月升压站使用的35kV高压开关柜型号为KYN60-40.5GY，手车式结构。2013年9月投入运行，运行状况基本正常，但在运行约一周后，柜内开始出现放电声，并伴有较明显的臭氧味道，在对声音最明显的AH03柜进行停电检查后发现：一处开关柜静触头盒腔内有明显的放电痕迹，并积有污秽。开关柜触头盒内腔静为圆柱形，安装在触头盒套筒的中心，动静触头啮合后形成以触头为圆心，到盒内腔周围距离均等。触头根部固定有连接母排，母排两侧成直角。静触头盒内放电痕迹集中在腔内绝缘部分棱角处。如图1所示。放电部位棱角明显，不平整，越靠近母排，放电情况越明显。

图1触头盒内放电痕迹

另一处放电痕迹在静触头腔外壳两相间的连接处。如图2所示。

图2静触头外壳放电痕迹

2故障分析

阿月升压站所在地区空气干燥，常年湿度在50%以下，空气质量较好无污染，因此基本排除环境恶劣引起的放电。具体分析图1所示故障处在触头盒内棱角处，且表面不光滑，绝缘涂层也比较薄，分析是由于设备制造工艺较粗糙，触头盒内腔棱角边缘尖端电场分布不均匀，导致母线铜排对触头盒内腔放电。

分析图2所示故障点在静触头盒外部，两相盒体外边界处，无母线等带电导体，原因可能是静触头盒外壳各相均有各自的电场分布，两相临界处电场较为集中，如果两相电场存在电位差，则两相外壳间就会产生放电现象。

3故障处理

针对图1放电点缺陷处理。首先用无水酒精清理放电的痕迹和污浊物，然后使用600目的细砂纸对静触头盒壳体内棱角处进行轻轻的打磨，将凸起的尖端、毛刺打磨平整，再用酒精清理表面及杂质。然后使用防电晕绝缘漆均匀的涂抹在触头盒内壁，尽量涂抹光滑，并干燥。同时检查母排及静触头，处理凸起、毛刺，母排的尖角还需倒角处理。在动静触头接触部位均匀涂抹导电膏，减少接触电阻，均匀电场分布强度。送电测试效果较好，此处未再发生放电现象。

针对图2放电点缺陷处理。现场分析静触头盒外壁两相间电场分布不均衡，有电位差导致两相外壳间放电。处理采用高压开关柜常用的绝缘板，裁切成两相间空隙的形状放置在两相间，隔开两相以增加两相间的绝缘强度。送电测试效果并不理想，原放电范围在增加的绝缘板上仍然出现了点状放电情况。如图3所示。则放弃使用此方法。

图3绝缘隔板图4填充缝隙

再次分析图2放电情况，两相静触头盒外壳间放电主要是因为电场不同，存在电位差，如果将两个不同电场连通起来，能够使两侧等电位，就不会产生电位差，也就可以消除放电现象。类似穿墙套管或者穿心式电流互感器内连接到母排上的均压线的原理。但是，由于各相静触头盒外壳并无可以连接均压线的设计，无处可固定，使用均压线的方案不可行。由于停电检修时间不宜过长，现场可用材料有限，利用现有资源考虑使用防火泥在静触头盒外壳接缝处进行填充。一方面因为防火泥具有可塑性，能够较好地填充缝隙，使得。另一方面防火泥内有少量导电杂质，并不完全绝缘，一定程度可增加两相电场的导通，均衡电场，消除电位差。按此方案处理完成后，送电测试，无放电现象，效果较好。如图4所示。

4预防措施

避免高压开关柜放电故障，需要从各个阶段入手。

4.1设计优化

在设计时，满足电气标准的电气间距和爬电距离的要求的情况下尽量保留更充裕的安全距离，导体表面的热缩套等不能作为增加绝缘减少间距的复合条件。对于海拔较高的地区要严格对照设计标

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准提高相应的间距。针对环境恶劣的环境也应考虑提高设备防护等级以及增设减少环境污染对设备影响的措施。其次绝缘结构也采取一体式设计，尽量避免因绝缘距离不足增加绝缘板的设计，在后期设备运行中绝缘板老化、脏污都可能存在一定隐患。

4.2提高制造、安装工艺

在设备制造过程中，开关柜组件安装时应严格遵守安装规范，尤其是母排不倒角、毛刺等引起的尖端放电；以及触头盒内，母排、静触头的安装位置应严格遵守设计对反，否则在导体距离外壳内壁距离不等的情况下也会产生放电；同时，柜内的元器件也应使用合格的产品，电流互感器、电压互感器、避雷器等设备也是导致开关柜放电的常见部位，这些元器件多数因为质量问题引起放电。当然在设备制造和安装后的质量监督检查，也决定了开关柜的使用效果，同样应高度重视。

4.3改善环境条件

在开关柜投运后，某些地区的运行环境非常恶劣，如阴雨潮湿，高海拔，临海空气高盐分，沙尘雾霾工业污染等环境，都会导致开关柜绝缘下降。这就要从设计阶段就考虑加强开关柜绝缘性能，使用中也尽量在密闭的环境中，减少外界不良因素的影响，增加除湿加热除尘等辅助设备。

4.4合理科学检修

在运行中也应随时关注设备自身状况和辅助设备的投运情况，控制设备自身的缺陷不扩大，保障辅助设备如加热、除湿、空气净化等设备的正确投运。对确实问题较严重的设备，应及时停电处理，有针对性的开展检修工作。对于无法停电处理的设备应加强巡视，适当减少负载，或采取其他有效措施，防止故障扩大。目前，专业人员对检修工作也提出了由定期检修改为状态检修的概念，这可以结合设备运行的实时状态确定检修工作，不但减少了设备隐患，同时降低停电成本，提高了设备的运行可靠性。

结束语

随着电力运行稳定性要求的提高，高压开关柜作为电力系统中重要的一环，运行稳定的重要性也越来越重要。同时伴随电力行业技术的不断发展，避免开关柜放电故障的手段也越来越多，如全封闭式的气体绝缘等新计划也将不断改善开关柜运行状况，将电力系统的的稳定运行提高到更高的层次。如果能够完善各个环节，电力系统的安全稳定运行也是完全可以实现的。

参考文献：

[1]苗世洪、朱永利…发电厂电气部分…中国电力出版社…2014年12月第四版

[2]GBT25295-2010…电气设备安全设计导则[S]

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[4]GB3906-20063.6~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备[S]

[5]范永存、张碧辉、田媛媛等…高压开关柜放电故障及对策研究[J]…工业技术…2017，NO.08（上）：45，46