35kV开关柜空气绝缘距离不足常见隐患及解决方案

35kV开关柜空气绝缘距离不足常见隐患及解决方案

1谢苏龙    ,2彭升球   ,2吴志峰   ,2姜珊

1浙江迪思威电气有限公司

2浙江省开化七一电力器材有限责任公司

摘 要：近年来，随着工业及电力的发展，中高压开关柜容量日益增加，对高压开关柜的运行要求也越来越高，35kV开关柜柜宽1400mm在变电站中广泛应用。但从实际应用中来看，35kV开关柜本身客观上存在一些不足，如相间及对地空气绝缘净距离不足、绝缘隔板存在不耐电弧、不阻燃、击穿强度低、厚度不达标、憎水性差等现象，这些问题都会对安全运行带来不利影响。

关键词：35kV开关柜；绝缘距离；绝缘隔板；隐患；解决措施

1基本概述

针对目前部分35kV开关柜存在的隐患，在充分论证并吸取各网省公司先进的工作经验，确定了35kV开关柜相间及对地空气绝缘净距离不足解决思路，从根本上改善35kV开关柜的运行情况，有效保障人身和设备安全，特制定本解决方案。

1.1 问题概述

受变电站典型设计、现场安装场地等因素限制，目前35kV开关柜的柜宽尺寸一般1400mm 左右，导致相间及对地空气绝缘净距离一般为240mm～280mm，各厂家开关柜内普遍采用绝缘隔板或固体封装等技术，来满足标准要求。绝缘隔板在实际使用过程中，制造厂常出现未按规范要求安装，导致带电体与绝缘隔板之间的空气间隙过小。采用的绝缘隔板（及热缩套管）还可能存在不耐电弧、不阻燃、击穿强度低、厚度不达标、憎水性差等现象，在环境因素影响下，会形成局部放电，加速绝缘材料劣化。固体绝缘材料的电老化和环境老化通常是不可逆的。长期运行后，更易出现放电击穿，引发绝缘性故障。

2 问题分析

1、存在缺陷

电缆室A相与B相以及B相与C相互感器之间夹有SMC 绝缘板，由于相间绝缘的加入，使B相互感器到与A和C之间的绝缘板之间的空气净距进一步缩小，加之安装不规范，严重的情况下SMC绝缘板与互感器的外裙边紧贴，从而在互感器外裙边与SMC 绝缘板之间形成小缝隙，在湿度和污秽的影响下，形成小气隙放电。母线室也同样存在三相支排空气净距不足问题。

举例说明：

1）35kV开关柜型号一般为KYN61-40.5，柜宽1400mm；手车相中心距距离为300mm，即触头盒相中心距也为300mm；

2)当开关柜下分支母排规格为TMY-80x10时，则母排相间空气净距为220mm，相对地空气净距为360mm；单开关柜下分支母排规格为TMY-100x10时，则母排相间空气净距为200mm，相对地空气净距为350mm；显然开关柜的相间空气净距不满足≥300mm的要求；因此在电缆室或后柜相间及相对地之间增加了绝缘隔板，电缆室内CT与绝缘隔板紧贴导致局放，绝缘隔板老化迅速，向相间及地电位方向发展，当过电压时，瞬间造成短路故障。

3)加装绝缘隔板之初可能会增加一些绝缘强度，但运行时间长了以后，再加上运行环境恶劣，绝缘强度会迅速下降。

4)电缆室绝缘隔板会导致的绝缘劣化（绝缘板缺陷分析）：

加装绝缘隔板之初可能会增加一些绝缘强度，但运行时间长了以后，又加上运行环境恶劣，绝缘强度会迅速下降。针对40.5kV空气柜加装绝缘隔板前、后电场分布进行仿真，仿真结果表明，加装绝缘隔板加装后暂时加强了绝缘强度，但电场强度由7.9kV/mm增强到8.92kV/mm，绝缘挡板处电场更为集中，进一步造成运行中局放，甚至绝缘击穿故障。

3解决措施

3.1电缆仓技改措施（柜宽1400mm）:

1）A、C相下出线使用斜开口触头盒。

2） A、C相电流互感器分别向两边移动60mm,下分支母排需立弯60mm；开关柜下分支母排选用一根或两根60x10规格的母排（原母排规格为80x10或100x10）。

3）A、C相CT挪向60mm及下分支母排立弯60mm后，则开关柜的相间空气净距达到300mm（改造前仅有220mm或200mm），相对地空气净距达到310mm。

4）更换接地开关，采用中心距360mm，重新制作相应连接排（接地开关的中心距和触头盒中心距一样，也是300mm；相间的空气净距为220mm，没有达到国网反措要求，原地刀相间加绝缘隔板，用复合绝缘来保证绝缘性能，致使接地静触头会对绝缘隔板放电）。

5）整改后拆除相间及相对地SMC绝缘隔板，因其空气净距达到300mm；

3.2母线仓技改措施(柜宽1400mm):

1）母线室内A、C相触头盒更换成斜开口触头盒；

2）母线室内上分支母排更换成规格为60x10；

3）A、C相上分支母线需进行立弯60mm，使柜宽方向相间空气净距达到300mm，相对地空气净距达到310mm。

4结论

通过扩大相间距技改措施，已先后用在国网35kV开关柜改造方案中，从运行运行情况来看能很好地解决35kV开关柜相间及对地空气绝缘净距离不足问题。

参考文献

[1]《国家电网公司十八项电网重大反事故处理措施》

[2]10~35k高压开关柜隐患和故障分析及预防/艾新法，汪峰主编.-北京：中国电力出版社，2015.5