絕緣套管放電原因分析與對(duì)策

郝 放 滕振業(yè)

（1.華東管道設(shè)計(jì)研究院 江蘇 徐州 221008；2.魯寧輸油處 山東 鄒城 273500）

絕緣套管是高壓電路穿越發(fā)電廠變電所的墻壁樓板、穿過(guò)高壓開(kāi)關(guān)柜柜體或穿過(guò)變壓器及斷路器外殼時(shí)，為了保持電路對(duì)接地物體的絕緣而采用的制品。隨著我國(guó)高壓開(kāi)關(guān)行業(yè)制造工藝和技術(shù)水平的不斷發(fā)展,戶(hù)內(nèi)高壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備已逐步向小型化、全絕緣、全封閉等方向發(fā)展，開(kāi)關(guān)設(shè)備的外形尺寸和占地面積也大大縮小，絕緣套管在開(kāi)關(guān)柜的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，出現(xiàn)的各種放電現(xiàn)象也隨之增多。在我國(guó)110kV以上的系統(tǒng)中，大多采取了比較完善的預(yù)防措施，而在量大面廣的10kV系統(tǒng)由于運(yùn)行電壓不太高，這一現(xiàn)象并不突出，因此，這一問(wèn)題主要在24-40.5kV電壓等級(jí)的開(kāi)關(guān)設(shè)備上表現(xiàn)非常普遍。我們根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)絕緣套管產(chǎn)生放電的原因并提出了預(yù)防措施。

1 絕緣套管產(chǎn)生放電的原因

1.1 生產(chǎn)廠家將12kV開(kāi)關(guān)柜簡(jiǎn)單放大制作

目前，我國(guó)大部分生產(chǎn)12kV成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的廠家，加工工藝比較成熟，經(jīng)驗(yàn)也比較豐富，在實(shí)際運(yùn)行中，也很少由于電暈放電而發(fā)生事故。因此，很多廠家在設(shè)計(jì)40.5kV開(kāi)關(guān)設(shè)備時(shí)，將12kV的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單放大，而沒(méi)有考慮由于運(yùn)行電壓的升高電場(chǎng)分布變化的問(wèn)題。特別是由于設(shè)備的外形尺寸縮小，帶電體之間的距離也隨之縮小，絕緣套管與地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度也更集中和不均勻，而且隨著運(yùn)行電壓的升高進(jìn)一步加劇。

另外，由于在24-40.5kV級(jí)的開(kāi)關(guān)設(shè)備中絕緣套管的電暈放電現(xiàn)象往往是在設(shè)備運(yùn)行一、二年以后才逐漸暴露的，而制造廠在出廠檢查的工頻耐壓試驗(yàn)中往往發(fā)現(xiàn)不了，因此，不能給制造廠以足夠的重視，也使得此問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)未得到很好的解決。

1.2 絕緣套管制作質(zhì)量有缺陷

室外穿墻套管在制造、安裝方面存在有不足，套管外壁表面有金屬螺釘，套管內(nèi)部沒(méi)有屏蔽線(xiàn)和屏蔽網(wǎng)，半導(dǎo)電秞均壓層涂抹不均勻或涂抹不到位，母排的接觸彈片與均壓層根本接觸不上，以及運(yùn)行中半導(dǎo)體釉層脫落等，都不能均衡母排對(duì)套管的電壓，使得套管內(nèi)腔產(chǎn)生懸浮電位，導(dǎo)致套管端部在感應(yīng)電壓高、空氣濕度大、瓷體污穢的情況下，產(chǎn)生電暈放電，甚至形成間歇性弧光接地。

1.3 環(huán)境濕度大形成凝露放電

當(dāng)空氣低于露點(diǎn)溫度時(shí)，就會(huì)發(fā)生凝露現(xiàn)象?？諝庵泻瑵窳吭酱螅_(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度降低幅度愈小，且露點(diǎn)溫度越高。反之含濕量愈小則它的露點(diǎn)溫度也愈低。因此，露點(diǎn)溫度也可以表示空氣濕度的大小。雖然開(kāi)關(guān)柜是安裝在戶(hù)內(nèi)的設(shè)備，但絕大多數(shù)安裝開(kāi)關(guān)柜的配電室都不是密閉的房屋，都與地下電纜溝緊密相連，室外潮濕高溫、高濕空氣進(jìn)入室內(nèi)濕度較低的空間，即會(huì)增大相對(duì)濕度，甚至出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，目前更不具備空調(diào)條件，因此開(kāi)關(guān)柜就容易受到來(lái)自外部環(huán)境的影響，如潮氣、凝露、灰塵等。其中濕度、溫度及污穢是影響開(kāi)關(guān)設(shè)備壽命和運(yùn)行安全的決定因素。尤其垂直安裝于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的絕緣套管，如果密封不嚴(yán)時(shí)，產(chǎn)生的煙筒效應(yīng)極易吸附空氣中的水分，形成凝露并附著污穢，造成套管絕緣水平整體下降造成事故。

2 預(yù)防措施

2.1 嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)制造生產(chǎn)。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB12944.1-91《高壓穿墻瓷套管技術(shù)條件》中規(guī)定：20kV及35kV級(jí)套管瓷件內(nèi)孔以及35kV級(jí)套管瓷件固定中間法蘭的部位，應(yīng)被覆以半導(dǎo)電秞作為均壓層，均壓層應(yīng)均勻致密，導(dǎo)電排的接觸彈片與均壓層必須接觸良好。同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)5.7條中還對(duì)20kV及35kV的可見(jiàn)電暈及起始電壓作出了具體規(guī)定：20kV級(jí)套管的起暈電壓應(yīng)不小于14.8kV；35kV級(jí)套管的起暈電壓不小于25.8kV。說(shuō)明國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)20kV及35kV級(jí)瓷套管的結(jié)構(gòu)及起暈電壓有明確要求。但國(guó)內(nèi)的成套開(kāi)關(guān)柜廠家的環(huán)氧樹(shù)脂母線(xiàn)穿墻套管卻很少符合這種結(jié)構(gòu)。因此，由母線(xiàn)穿墻套管電暈放電繼而引發(fā)的閃絡(luò)事故頻繁發(fā)生，應(yīng)引起生產(chǎn)廠家和用戶(hù)的足夠重視。

2.2 斷路器柜隔離開(kāi)關(guān)母線(xiàn)室與斷路器室之間的套管更換為加裝屏蔽式穿墻套管，該種類(lèi)型的套管在加裝屏蔽層后，使套管與母排之間保持等電位，消除斷路器柜內(nèi)不均勻電場(chǎng)產(chǎn)生的放電現(xiàn)象；把好產(chǎn)品質(zhì)量選型關(guān)，嚴(yán)禁工藝缺陷和技術(shù)不成熟的產(chǎn)品入網(wǎng)運(yùn)行；盡量選用一些高性能、高可靠性、免維護(hù)的產(chǎn)品。2.3 改善開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境，防止絕緣套管凝露現(xiàn)象的發(fā)生。一是降低環(huán)境濕度，有條件的地方安裝除濕裝置，二是適當(dāng)提高柜內(nèi)溫度，及時(shí)將柜內(nèi)加熱器投入運(yùn)行，往往廠家配置的電加熱器只有150W，加熱功率不夠，應(yīng)考慮增加一組電加熱器；三是將母線(xiàn)與套管進(jìn)行封閉處理，防止產(chǎn)生煙筒效應(yīng)，使柜內(nèi)濕熱空氣順?lè)辣齑白匀慌抛撸凰氖菍?duì)電纜溝和開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行封閉處理，防止地下電纜溝內(nèi)的潮濕空氣進(jìn)入開(kāi)關(guān)柜。

2.4 提高運(yùn)行人員巡視檢查的責(zé)任心，加強(qiáng)對(duì)斷路器柜加熱凝露器的運(yùn)行管理，增加特巡（夜巡、陰雨天氣巡視）力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)放電現(xiàn)象，可以運(yùn)用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，或采用紅外線(xiàn)熱像監(jiān)測(cè)。避免隱患的發(fā)生。

2.5 加大技術(shù)監(jiān)督和狀態(tài)檢修的力度，利用春防、秋檢對(duì)設(shè)備進(jìn)行清掃，消除因塵埃積累，潮濕天氣易發(fā)生放電的隱患，同時(shí)做好設(shè)備周期性預(yù)防試驗(yàn)，認(rèn)真檢查設(shè)備運(yùn)行情況，預(yù)防同類(lèi)事故的發(fā)生。