移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜存在的絕緣故障及解決路徑

張家鵬

摘 要：在變電站、發(fā)電廠等電力部門的電氣設(shè)備中開關(guān)柜扮演著重要的角色，有著廣泛的使用，在運用過程中往往采用熱縮管的方式構(gòu)建開關(guān)柜的母體絕緣，為了更好的實現(xiàn)絕緣防護，一般多采用母線硫化的方式來進行處理。移開式交流金屬封閉開關(guān)柜在使用過程中如果發(fā)生絕緣故障會造成一定程度的電氣事故，給安全生產(chǎn)與使用帶來一定的難度。為此文章針對移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜在使用過程中的故障進行了分析，并提出了相應(yīng)的解決對策。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜；移開式35kV；絕緣故障；解決對策

中圖分類號：TM85 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0180-02

移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜在我國的化工行業(yè)、電力行業(yè)以及冶金行業(yè)中被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)之中，主要表現(xiàn)在接受電能與分配電能上，交流金屬封閉開關(guān)柜在設(shè)計上要求具有良好的絕緣性，但是在使用過程中由于各種因素的存在會出現(xiàn)一定的絕緣故障，需要進行一定的處理，本文針對此進行了一定的分析與研究，旨在加強移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜絕緣處理。

1 我國移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜的基本知識

在我國的電氣設(shè)備中開關(guān)柜是使用比較多的一種，在運用過程中依據(jù)實際電壓等級的不同分別分為低壓、中壓與高壓開關(guān)柜。依據(jù)開關(guān)柜用途的不同又分為進線柜、PT柜、計量柜與出線柜等。開關(guān)柜被廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)、配電環(huán)節(jié)以及電能轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)等，通過在其中的開合操作，對用電設(shè)備進行操作與控制。開關(guān)柜的使用與推廣對我國變電站與發(fā)電站具有重要的使用意義。35kV移開式交流金屬封閉開關(guān)柜分為柜體與手車兩部分組成，其中柜體由斷路器室、儀表室、電纜室以及母線室組成，手車由真空斷路器與底盤車兩部分組成，具體如表1所示。開關(guān)柜整體的柜體結(jié)構(gòu)使用組裝的形式，使用螺栓完成栓接，通過金屬隔板的分割作用，開關(guān)柜的內(nèi)部被分為了三部分，具體包括電纜室、斷路器室以及母線式等[1]。

2 移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜存在的絕緣故障分析

2.1 開關(guān)柜的絕緣受損現(xiàn)象

在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜使用過程中，很容易發(fā)生的絕緣故障之一是套管與母線之間的空隙對地放電以及觸頭盒等元件的表面會有放電行為的發(fā)生。移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜是一種中壓式開關(guān)柜，在母線的選擇上往往是矩形母線。當(dāng)母線在套管處發(fā)生穿越過程中，根據(jù)安裝條件限制的不同，在帶電母線與套管之間會有大小不同的間隙的產(chǎn)生，這就導(dǎo)致帶電體與套管間隙內(nèi)部的電場會發(fā)生不均勻的現(xiàn)象。當(dāng)間隙比較小的時候，會產(chǎn)生比較大的電位差，間隙就會很容易被擊穿，放電通道就這樣產(chǎn)生了。同時在觸頭盒、電流互感器等電氣元件部位，由于受到表面構(gòu)造與具體使用情況不同的環(huán)境影響，在表面處會有灰塵堆積現(xiàn)象的發(fā)生。尤其是在天氣比較潮濕的情況下，在絕緣的表面非常容易導(dǎo)致放電情況的發(fā)生。當(dāng)放電比較嚴(yán)重的時候，很容易損傷到產(chǎn)品自身絕緣性能，在境況加劇的時候會出現(xiàn)裂痕，在這些綜合因素的作用下，絕緣故障就非常容易產(chǎn)生了。當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)側(cè)的母線、互感器以及套管的外部絕緣部分發(fā)生受損的時候，操作電壓相對比較大的時候，這些發(fā)生絕緣受損的部位就會有放電現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而造成母線相間短路類似這樣嚴(yán)重的事故。

2.2 移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜中母線的電壓互感器抗諧振強度比較有限

在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜當(dāng)中，對于母線的電壓互感器抗諧振能力有著一定程度的要求，應(yīng)當(dāng)符合有關(guān)的要求。如果遇到一定程度的諧波源干擾，在系統(tǒng)諧波發(fā)生影響因素之后，開關(guān)柜的母線電壓互感器就會有鐵磁諧振現(xiàn)象的發(fā)生，母線電壓互感器會發(fā)生一定程度的燒毀現(xiàn)象。

2.3 移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜中電氣元件的制作工藝比較有限

在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜中，如果電氣元件的制作工藝比較有限達不到國家電氣行業(yè)相應(yīng)的制作標(biāo)準(zhǔn)，就會產(chǎn)生尖端放電以及局部放電等事故現(xiàn)象的發(fā)生。在矩形母線中，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生采用了倒角處理的方法，但是依然不能保證絕對的安全，仍然會有一些現(xiàn)象的發(fā)生，例如棱角與毛刺出現(xiàn)的現(xiàn)象。除了這些現(xiàn)象之外，在開關(guān)柜中母線的搭接位置，由于在開關(guān)柜的使用過程中螺栓產(chǎn)生的尖端與局部部位同時發(fā)生放電也是比較容易發(fā)生的故障之一[2]。

3 針對移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜存在的故障的解決路徑分析

3.1 及時完善開關(guān)柜內(nèi)套管與母線間隙之間的電場分布

針對開關(guān)柜中間隙放電現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)積極完善開關(guān)柜中的套管與母線間隙之間的電場分布。設(shè)施的辦法是保證套管的內(nèi)壁與母線之間始終能夠保持等電位連接比較均衡的狀態(tài)，這種處理方式能夠在很大程度上加強對于可能產(chǎn)生的絕緣故障問題的解決，具有很明顯的效果。除了這種處理方式以外，在實際的操作過程中還可以把開關(guān)柜中的套管替換為套管內(nèi)壁有均壓層的套管。由于開關(guān)柜中均壓層的均壓線與帶電母線相連的套管的電壓處于相同的等級，因此可以在很大程度上減少開關(guān)柜中的間隙放電行為的發(fā)生。

3.2 在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜中有效調(diào)整元件之間的距離

在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜的運行過程中應(yīng)當(dāng)注意在母線相間的地方，需要留有一定的安全距離，目的是通過空氣間隙加強絕緣。同時可以有效提升互感器、避雷器及斷路器等電氣元件之間的爬電距離，通過這樣一種方式的有效運用能夠在很大程度上消除絕緣故障。如果母線是裸露在外面的，應(yīng)該適當(dāng)使用加強型的熱縮來促進絕緣加強，同時在材料的選擇上應(yīng)當(dāng)盡量選用材質(zhì)相對比較厚實的絕緣材料，這樣能夠在很大程度上提升開關(guān)柜的絕緣水平。

3.3 在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜中安裝微機消諧裝置

在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜在使用過程中發(fā)生的絕緣故障問題與微機消諧裝置有著很大的聯(lián)系，因此為了有效解決絕緣故障問題應(yīng)當(dāng)積極加強微機消諧裝置的建立工作。已經(jīng)安裝的情況下可以進行二次安裝工作。當(dāng)整個系統(tǒng)發(fā)生某種程度上的鐵磁諧振的過程中，系統(tǒng)就會自動啟動這個微機的消諧裝置，在啟動之后會發(fā)生很大程度上的阻尼作用，通過這樣一種方式就使得鐵磁諧振作用得到很大程度上的消減[3]。

3.4 及時加強與供應(yīng)廠商之間的溝通協(xié)調(diào)工作

在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜的絕緣設(shè)置上設(shè)備起著重要的基礎(chǔ)性作用，如果使用的儀器設(shè)備沒有滿足相關(guān)的技術(shù)要求就會很容易發(fā)生絕緣故障問題，為此應(yīng)當(dāng)積極加強與廠商之間的協(xié)調(diào)溝通工作，根據(jù)在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜絕緣的技術(shù)要求進行相應(yīng)的設(shè)備的供應(yīng)與生產(chǎn)，以便更好地發(fā)揮開關(guān)柜的安全性能與絕緣性能。廠家應(yīng)當(dāng)對供應(yīng)的設(shè)備在出廠之前處理好毛刺的工作，并且對母線的倒圓角問題進行及時地解決。在設(shè)備接頭與母線發(fā)生連接的部位，安裝的絕緣接頭盒要求是可以進行拆卸的，在絕緣隔板的安裝上要求符合相關(guān)絕緣的標(biāo)準(zhǔn)水平。為了加強開關(guān)柜整體的技術(shù)質(zhì)量水平與安全性能，對于開關(guān)柜的內(nèi)部電器元件的選擇上應(yīng)當(dāng)使用行業(yè)內(nèi)技術(shù)放心的電器元件。

3.5 加強后期的檢查與維護工作

開關(guān)柜在使用過程中受制于各種外部條件因素的綜合作用，必然會出現(xiàn)集聚灰塵等現(xiàn)象的發(fā)生，所以對于開關(guān)柜的維護與保養(yǎng)工作就顯得格外重要，應(yīng)當(dāng)對其進行定期的擦拭及灰塵的清洗工作，以確保開關(guān)柜處于干凈整潔的狀態(tài)。為了加強對室內(nèi)空氣濕度進行調(diào)節(jié)，以使設(shè)備處于比較良好的空氣環(huán)境之中可以安裝空調(diào)或者除濕器。同時還可以定期進行中壓成套開關(guān)設(shè)備的預(yù)防和試驗工作，把人員傷亡危害可以發(fā)生程度降到最低。

4 結(jié)束語

根據(jù)本文的分析，在移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜使用過程中因為這樣那樣問題的存在，會發(fā)生一定程度上的絕緣故障問題，為此有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視并采取相應(yīng)的解決對策以促進開關(guān)柜的安全運行。

參考文獻：

[1]張閩.國產(chǎn)鎧裝移開式開關(guān)柜絕緣故障的分析和處理[J].冶金動力，2009（6）：51-52.

[2]朱向宇，郭忠賀.國產(chǎn)鎧裝移開式35kV交流金屬封閉開關(guān)柜絕緣故障的分析和處理[J].工程技術(shù)：全文版：00284-00284.

[3]張閩.國產(chǎn)鎧裝移開式40.5kV交流金屬封閉開關(guān)柜絕緣故障的分析和處理[J].電氣制造，2009（12）：36-36.