降低由于開關(guān)柜內(nèi)部濕度高引起的設(shè)備故障發(fā)生率

摘要：室內(nèi)開關(guān)柜為了運行安全和防小動物的需要，均為密封式設(shè)計，在地勢低洼地區(qū)的開關(guān)柜由于環(huán)境濕度高，導致開關(guān)柜內(nèi)部潮氣無法有效排除，金屬部件銹蝕，絕緣擋板有凝露現(xiàn)象，給設(shè)備的安全穩(wěn)定運行帶來極大的隱患。本論文是通過制作開關(guān)柜電熱鼓風機、增加開關(guān)柜通風口、更換開關(guān)柜帶屏蔽層的絕緣互套等措施消除小車等金屬部件的銹蝕、絕緣擋板凝露及開關(guān)柜內(nèi)部放電現(xiàn)象，從而降低開關(guān)柜內(nèi)部由于濕度高導致故障的發(fā)生率。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜電熱鼓風機 帶屏蔽層絕緣互套 絕緣擋板凝露

中圖分類號：TM5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0085-02

伴隨著唐山地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，唐山供電公司作為京津唐電網(wǎng)的重要組成部分，日益成為地區(qū)經(jīng)濟增長和社會穩(wěn)定的重要保證，因此提高唐山電網(wǎng)供電可靠性，確保電力設(shè)備安全穩(wěn)定運行就顯得尤為重要。

唐山供電公司所轄三屯營、白官屯變電站開關(guān)柜內(nèi)濕度過大，放電聲響嚴重，由于開關(guān)柜密封很嚴，潮氣無法有效自然排除，給安全運行帶來了很大隱患。所以需要采取人為措施加速潮氣排除，以保證開關(guān)柜安全穩(wěn)定運行。

1 故障現(xiàn)場現(xiàn)象

2011年9月6日10時50分，三屯營變電站301開關(guān)跳閘，1號主變中壓側(cè)后備保護動作，故障發(fā)生后，公司領(lǐng)導高度重視，立即啟動迎峰度夏變電站應(yīng)急處理預(yù)案，安排搶修班組到站緊急搶修，并立即安排運行人員立即到現(xiàn)場進行檢查，發(fā)現(xiàn)345開關(guān)柜母線三相之間有放電痕跡，絕緣擋板損壞。13時0分按區(qū)調(diào)令將35kV4號母線及出線轉(zhuǎn)檢修。專業(yè)班組對345柜頂部母線及絕緣擋板進行了處理更換，并對301保護裝置進行保護校驗，動作正確，全部工作結(jié)束后，9月6日19時30分三屯營35kV4號母線及饋線恢復送電。

事故處理后，為了杜絕此類故障的再次發(fā)生，檢修人員研究開關(guān)柜受潮、絕緣降低的詳細情況，結(jié)合變電站的停電預(yù)試對現(xiàn)場進行了調(diào)查。當檢修人員進入三屯營、白官屯等變電站濕度大的機械室，立即就能聽到刺耳的放電聲響，且非常均勻。進過停電檢查發(fā)現(xiàn)，部分開關(guān)柜內(nèi)小車動觸頭銹蝕面已達70%，開關(guān)柜內(nèi)凝露現(xiàn)象明顯，而且從現(xiàn)場來看，負荷越小的間隔內(nèi)銹蝕面積越大。同時在母線橋箱內(nèi)發(fā)現(xiàn)，母線之間的絕緣擋板均已經(jīng)大量凝露。正是這些凝露導致開關(guān)柜絕緣程度降低產(chǎn)生嚴重的放電聲響，并最終導致故障的發(fā)生。為了保證運行安全，檢修人員使用帶電局放檢查設(shè)備（ULTRVtev）對現(xiàn)場進行了監(jiān)測，通過對站內(nèi)20面開關(guān)柜進行反復測量，平均數(shù)據(jù)高達29dB，屬于嚴重超標，如果不采取措施，容易再次造成影響安全運行的嚴重故障。

2 故障原因分析

2.1 故障原因分析

三屯營35kV柜內(nèi)結(jié)露嚴重，放電聲響明顯，曾經(jīng)進行絕緣子噴涂RTV處理，效果不明顯。由于345柜母線間的隔離擋板上濕度過大，擋板絕緣強度下降，導致母線對擋板放電，最后由于長期放電，導致三相母線間放電，三相短路。1號主變在345母線三相短路后正確動作，跳開301開關(guān)，將故障點切除。2011年8月22日相同位置已經(jīng)出現(xiàn)一次故障，原因相同，但是當時由于有雨濕度達到75%，本次室內(nèi)濕度經(jīng)過除濕只有50%，且已經(jīng)將絕緣擋板更換，母線護套盒更換，但是又出現(xiàn)問題?？赡軐е乱陨犀F(xiàn)象發(fā)生的幾點原因：

a）機械室通風不良，室內(nèi)環(huán)境不好，濕度大。

b）開關(guān)柜密封嚴，潮氣無法排除，柜內(nèi)濕度大，結(jié)露明顯，放電明顯。

c）電纜溝通道不嚴，導致電纜溝內(nèi)潮氣進入開關(guān)柜。

d）開關(guān)柜內(nèi)的加熱除濕設(shè)備沒有起到作用。

2.2 故障主要原因確定

檢修人員結(jié)合故障現(xiàn)場利用停電機會在三屯營變電站現(xiàn)場針對以上原因?qū)γ芊馐介_關(guān)柜進行了仔細的檢查，并向開關(guān)柜廠家進行了咨詢，制作樣品進行了模擬試驗，得出以下結(jié)論：

a）機械室通風正常，開關(guān)室及電纜室均有加熱除濕裝置，室內(nèi)濕度控制在合理范圍。故“機械室通風不良，室內(nèi)環(huán)境不好，濕度大”不是主要原因。

b）檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)部凝露現(xiàn)象明顯、銹蝕嚴重。開關(guān)柜柜體沒有明顯的通風孔，當潮氣向母線室流動，由于母線室沒有加熱除濕裝置，并且開關(guān)柜密封嚴密，潮濕空氣無法有效排除，導致母線、擋板及護套等凝露嚴重。此類開關(guān)柜由于結(jié)構(gòu)緊湊，帶電距離不足，需要使用絕緣擋板進行隔離，在濕度大的情況下，導致隔離擋板失去作用，且開關(guān)柜為全密封結(jié)構(gòu)，無法及時發(fā)現(xiàn)擋板損壞。故“開關(guān)柜密封嚴，潮氣無法排除”確定為主要原因。（開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖如下）。

c）檢修人員經(jīng)過現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)三屯營變電站電纜溝通道密封嚴密，故“電纜溝通道不嚴，導致電纜溝內(nèi)潮氣進入開關(guān)柜”非主要原因。

d）檢修人員停電檢查發(fā)現(xiàn)，開關(guān)柜加熱除濕設(shè)備損壞嚴重，損壞率達到60%，故“開關(guān)柜內(nèi)的加熱除濕設(shè)備沒有起到作用”確定為主要原因。

3 故障排除

檢修人員結(jié)合停電對開關(guān)柜的所有加熱除濕設(shè)備進行了檢修和更換。同時，利用停電機會對35kV開關(guān)柜內(nèi)的所有絕緣子及隔離擋板進行更換，對新絕緣子噴涂rtv。檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)部的絕緣護套與高壓設(shè)備不是等電位，由于潮濕可能會與高壓設(shè)備發(fā)生放電現(xiàn)象。經(jīng)過與廠家進一步聯(lián)系，了解到廠家已經(jīng)有一種新型的絕緣護套，帶有屏蔽層，可以將絕緣護套與高壓設(shè)備連接在一起，強制兩者電位相等，應(yīng)該可以減少放電現(xiàn)象。由于開關(guān)柜內(nèi)雖然有加熱除濕設(shè)備，但是都加裝在開關(guān)室和電纜室內(nèi)，由于其封閉性，開關(guān)柜內(nèi)的潮濕空氣經(jīng)過加熱后，向母線室聚集，最后還是無法有效排除。檢修人員根據(jù)實際情況制作具備加熱，鼓風功能的風機，放置在開關(guān)柜頂部，向開關(guān)柜里面吹入強力的熱風，將潮濕的氣體強制從開關(guān)柜的各個散風口吹出。同時，由于開關(guān)柜密封過嚴，潮氣無法排除。潮氣從開關(guān)柜下方受熱向上部集中，由于開關(guān)柜頂部沒有足夠的通風孔，導致潮氣集聚在母線室內(nèi)，最后凝結(jié)與絕緣擋板上，造成放電，非常危險。為此，檢修人員將開關(guān)柜頂部及開關(guān)柜柜體各處開通風孔，并做好防小動物措施，使潮氣可以有效排除。

4 實例驗證

找到解決方案后，檢修人員對三屯營、白官屯變電站所有開關(guān)柜進行了改造施工。更換了全部備用出線的加熱除濕設(shè)備，并進行了開關(guān)柜柜體開口及絕緣互套更換工作。隨后，檢修人員對開關(guān)柜使用加熱鼓風機進行了強制通風除潮。經(jīng)過三個月的觀察，放電聲響明顯減小，通過使用帶電局放設(shè)備再次對20面開關(guān)柜進行監(jiān)測，測試平均數(shù)據(jù)降至3.17dB（見表1），實施效果顯現(xiàn)。三屯營變電站9面開關(guān)柜局放測試效果對比圖：（見圖1）

使用帶電局放設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)合格。

5 結(jié)語

本文通過對開關(guān)柜內(nèi)部潮氣無法有效排除，金屬部件銹蝕，絕緣擋板有凝露等現(xiàn)象進行分析解決，檢修人員對開關(guān)柜的內(nèi)部構(gòu)造有了深刻的理解，對開關(guān)柜內(nèi)部銹蝕和放電聲音嚴重的產(chǎn)生原因和治理措施有了廣泛的認識，成功降低了密封開關(guān)柜的故障率，提高了設(shè)備的健康水平，同時也鍛煉了我們解決實際問題的能力，提升了大家的綜合素質(zhì)，加強了所有參與制作實施人員的實際動手能力，這將對我們排除此類問題、分析解決其他問題大有幫助。

參考文獻

[1] 楊幫文.新型斷路器使用手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[2] 李建基.高壓開關(guān)設(shè)備實用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3] 張建平.電氣設(shè)備檢修技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2003.