浅谈35kV开关柜异常放电及解决措施

浅谈35kV开关柜异常放电及解决措施

李瑞娜

国家管网集团东部原油储运有限公司天津（曹妃甸）输油处抢维修队 天津市 300450

摘要：

35kV高压开关柜担负着承上启下的作用，若出现异常放电现象，将危及整个电力系统的安全运行。本文主要针对天津输油站变电所35kV高压开关柜异常放电现象及解决措施展开探讨，通过结合异常放电的发现与查找过程，对异常放电原因做了系统的分析，并给出了一系列相应的措施进行解决。

关键词：均压环；异常放电；穿墙套管；高压开关柜；输油站

引言：

天津输油站担负着整个华北地区输油管道中央枢纽的重任，本输油站变电所进线电压为35kV，有12面35kV高压柜，分为两段，地处沿海地带，投产于2006年，已运行14年。

高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的设备，其在诸多电力系统中有着广泛应用。但是高压开关柜也存在着一定的风险故障，影响着输油站库正常的供电运行，需要我们采取有效措施进行防范和解决。基于此本文就对××输油处××输油站35kV高压开关柜异常放电及解决措施进行探讨。

1异常放电发现与查找过程

天津输油站变电所运行值班人员马某在日常巡视检查变电所过程中，听到变电所二楼35kV高压室有异常声响，通过进一步聆听，发现声音来自35kVⅡ段开关柜后面，其中计量柜声音较为显著， 声音是周期性的“嘶嘶”声， 声音较为明显，以此怀疑开关柜母线室或电缆室某处存在异常放电现象，值班员马某立即联系了电力调度，通过倒闸操作将35kVⅡ段母线停运，利用35kV1段带全站负荷运行。随后将放电现象汇报给处抢维修队相关专业，要求对其相关设备进行绝缘检测以及耐压试验，经检测，断路器、电流互感器、避雷器、电压互感器等试验数据显示全部合格，当进一步对其母线进行绝缘电阻测试，测得数据为40MΩ，交流耐压时,当试验电压升到20kV开关柜发出了异常的放电声，声音来自于穿墙套管内部。因此，可以推断35kV高压柜穿柜套管内部发生比

较强烈的局部放电活动，通过拆开检查发现5台高压开关柜存在10处放电可疑点。

开关柜的母线均压环故障率高达60%，是引起此次异常放电的主要原因；而穿墙套管故障率为6.7%，作为次要原因。加之地处沿海地区环境湿度大，沿海空气中水分子含盐腐蚀性大。设备长期在这种环境运行，故障率自然就高，也作为引起放电的主要原因。

2高压开关柜母线均压环的作用及分类

均压环的主要作用是均压，适用于电压形式为交流的设备，可将高压均匀分布在物体周围，保证在环形各部位之间没有电位差，从而达到均压的效果。均压环按材质不同可分为铝材质均压环，不锈钢材质均压环，铜材质均压环，本文所涉及到的高压柜母线均压环为铜材质，是利用塑料抽扎带固定在母排上。

3高压柜开关柜异常放电原因分析

3.1环境湿度高

环境因素导致异常放电，主要表现为设备在长期运行过程中，由于环境的变化，大雾以及潮湿的气候，昼夜温差大，以及遭遇突发的天气，比如大风、暴雨，加之地处沿海地区，容易引起设备表面吸附水分，水分子含盐腐蚀性大，再加上灰尘附着致使绝缘性能大大降低，设备长期在这种环境运行，故障率自然增高。

3.2设备使用周期长、设备老化

随着设备运行时间的增长，设备的运行性能会有所下降，该变电所2006年投产运行，至今已运行使用14年，部分高压电气元件出现塑化、老化现象，但主要设备的绝缘情况还是比较良好，未出现大面积损坏，放电现象。

3.3均压环出现问题导致放电

（1）均压环材质选取不当，拆下母线检查时发现，一些均压环氧化残缺的严重，穿墙套管内都是氧化后的残渣，经分析认为原因是此均压环为铜板制作，弹力不足，且与穿墙套管铝制内壁接触处易产生铜铝接触氧化，增加接触电阻，导致异常放电。

(2)均压环固定塑料扎带断裂,随着运行时间的增加，有多处均压环固定塑料扎带断裂，导致均压环与穿墙套管内部接触力减少，致使接触面积变小，增加接触电阻，从而产生异常放电，放电后导致接触面氧化，氧化后接触电阻进一步增大，加剧放电现象。

3.4设备内部脏污有灰尘

打开开关柜后盖发现母线、穿墙套管等表面有污秽的现象，污积累在设备内的装置表面，极易造成绝缘强度降低，从而导致爬弧放电，尤其是在同时存在潮湿或微凝露的状况。

3.5穿墙套管出现缺陷

穿墙套管是供母排穿过接地隔板、墙壁或电器设备外壳，支持导电部分使之对地或外壳绝缘，出现问题会导致绝缘强度降低，检查时发现有1处穿墙套管内部因腐蚀出现凹痕，内部有绿色和白色的腐蚀性粉末，考虑异常放电所致，影响安全运行。

4高压开关柜异常放电整改措施

4.1改变环境湿度

在异常放电的35kV高压柜室东南角处加装一台大功率工业恒温恒湿机，降低所处高压室内环境湿度，此方案简单，方便安装，可将室内的湿度降低至40%RH左右。

4.2优化母线均压环

（1）优化其材质，将均压环铜材质更换为不锈钢材质，利用25mm宽，0.8mm厚，480mm长的不锈钢板材制作，完成后将边角处毛刺打磨平整，预防产生尖端放电。不锈钢材质匀压环优点有两方面，一是不锈钢材质可降低匀压环与穿墙套管内壁铝材质接触处的氧化，二是相比铜制均压环来说不锈钢材质弹性更强，可以增大均压环与穿墙套管的接触面积。可减小因接触不良增加接触电阻而产生异常放电。图5为制作完成的均压环

（2）优化其固定方式，将塑料抽扎带更换为直径6mm不锈钢螺栓，均压环上开直径6mm孔利用螺栓进行固定，增加其机械强度，一劳永逸。以此可避免因运行时间的增加导致断裂致使均压环与母线松脱，产生放电现象。

（3）优化其安装细节，均压环安装前应将母线与均压环接触面处的脏污及氧化层打磨干净，并均匀涂抹导电膏，避免因接触不良增大接触电阻而产生异常放电现象。下图为效果展示

效果展示

（4）优化其安装过程，规范安装过程，安装时应注意以下三个方面，一是安装前用浸过酒精的软抹布将母线表面，及套管内部擦拭干净；二是安装时应使母线平行进出穿墙套管，避免将均压环碰撞变形。三是安装后应调整均压环与穿墙套管的接触位置，一定要保证其接触良好。

4.3定期卫生清扫

（1）对设备内部卫生进行彻底清理，利用酒精擦拭母线、绝缘隔板、电流互感器、穿墙套管，酒精是易挥发液体，适合设备污秽擦拭，擦拭效果显著。

（2）每年利用设备年检或停电期间对设备进行全面的卫生大扫除，减少污秽的堆积，保证设备表面干净，以此来降低因污秽导致异常爬弧放电现象。

4.4更换有缺陷穿墙套管

由于投产已久，该穿墙套管型号已被淘汰，厂家已停止生产，无法买到相同的型号，故采购市面型号为TGJ13-40.5套管，尺寸与原套管尺寸相近电压等级相同。

结束语

天津输油站变电所35kV高压柜异常放电通过综上措施，绝缘及交流耐压试验数据合格，解决了此次高压开关柜异常放电的异常现象，现已投电正常运行。高压开关柜的安全运行是至关重要的，当出现问题时我们需要认真分析故障发生的原因，采取有效措施加以解决。只有这样，才能保证设备全运行和可靠供电，挽回不必要的经济损失。

参考文献

[1]李智锋.关于湘钢中央站所35kv高压开关柜异常放电故障及解决措施

[2]王志伟.35 kV高压开关柜异常放电及解决措施 [J].科技与创新,2015(15):107-107