SVC隔離開關(guān)設(shè)備問題攻關(guān)改造

蘇基潭

（寶鋼湛江鋼鐵有限公司，廣東湛江 524000）

1 SVC簡(jiǎn)介

SVC 是一種靜態(tài)無功補(bǔ)償裝置，通過對(duì)其感性或容性電流的調(diào)整，來補(bǔ)償或抑制電網(wǎng)中電弧爐、軋鋼機(jī)等沖擊性負(fù)荷生產(chǎn)帶來的母線電壓波動(dòng)、無功功率降低、諧波污染等影響。主要一次設(shè)備包括晶閘管閥、冷卻系統(tǒng)以及常規(guī)設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、電容器、電抗器、電流互感器等）。該裝置在鋼鐵企業(yè)廣為使用。

2 現(xiàn)狀與問題

隨著產(chǎn)量的提升，設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行尤為關(guān)鍵。寶鋼湛江鋼鐵有限公司厚板廠原35 kV SVC 濾波組為西門子設(shè)備，為羅涇搬遷設(shè)備，其室外隔離開關(guān)絕緣子支柱使用環(huán)氧樹脂復(fù)合材質(zhì)澆注而成，使用已超12 年。由于湛江地處沿海，紫外線較強(qiáng)，鹽霧天氣較重，環(huán)氧樹脂絕緣子材料易吸潮，運(yùn)行過程中表面受污穢影響逐漸形成電樹枝、水樹枝爬電痕跡。近年來在大霧暴雨天氣時(shí)，發(fā)生多次隔離開關(guān)處電纜連接點(diǎn)對(duì)地放電、隔離開關(guān)相間拉弧短路故障，引起SVC 裝置跳停，導(dǎo)致母線電壓波動(dòng)大，軋機(jī)變頻器跳電，造成卡鋼、燙損軋輥。在SVC 跳停時(shí)，由于軋機(jī)沖擊負(fù)荷影響電網(wǎng)電能質(zhì)量，只能單機(jī)架軋制，影響軋制速率降低軋制產(chǎn)量。因此，隔離開關(guān)隱患亟待解決。

3 問題分析及解決措施

3.1 解決環(huán)氧樹脂絕緣子易吸潮、黏灰，不易清洗的缺陷

現(xiàn)有環(huán)氧樹脂復(fù)合絕緣子具有體積小便于安裝維護(hù)，機(jī)械強(qiáng)度高，抗震性能優(yōu)異，不易破碎，耐污性能好等良好特點(diǎn)，但材料性能存在分散性較大、耐紫外線抗老化性較差、耐濕熱性不好、橫向性能差等缺點(diǎn)。表面涂層在紫外線和濕熱環(huán)境作用下易老化脫落、粘灰塵，表面污漬與水霧粘結(jié)一起，逐漸形成水樹枝、電樹枝，加劇絕緣子劣化，惡性循環(huán)影響絕緣性能迅速下降。改造之前經(jīng)常利用停機(jī)時(shí)間對(duì)絕緣子表面進(jìn)行清灰，工作量較大。在暴雨大霧環(huán)境下，由于絕緣子絕緣性能差，極易造成拉弧放電，造成對(duì)地短路或相間短路。

2020 年4 月20 日SVC 濾波組7 次濾波器隔離開關(guān)處發(fā)生放電故障，7 次濾波器隔離開關(guān)支撐絕緣子的絕緣電阻和耐壓試驗(yàn)如表1（兩側(cè)連接線拆除，三相單獨(dú)試驗(yàn)）。

表1 35 kV環(huán)氧樹脂絕緣子試驗(yàn)情況

由于絕緣子絕緣性能不佳，且當(dāng)天天氣非常潮濕，絕緣電阻電阻不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求（標(biāo)準(zhǔn)要求不低于1 MΩ/kV），但耐壓試驗(yàn)合格。

結(jié)合2016 年自備電廠共箱封閉母線絕緣低發(fā)生接地故障，檢查發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂絕緣子受潮結(jié)露、電樹枝爬電閃絡(luò)放電，絕緣子表面碳化，絕緣性能下降，環(huán)氧樹脂絕緣子在湛江室外濕熱天氣運(yùn)行下容易老化放電。

瓷質(zhì)材料由黏土高溫?zé)贫?，表面光滑易清洗，吸水率極低、絕緣性能好，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，抗老化性能強(qiáng)，并具有良好的電氣和機(jī)械性能，適合湛江地理環(huán)境下使用。故更換原來環(huán)氧樹脂絕緣子（圖1）為陶瓷絕緣子（圖2），新更換的瓷質(zhì)絕緣子經(jīng)試驗(yàn)，絕緣電阻達(dá)100 000 MΩ，絕緣性能良好。

圖1 環(huán)氧樹脂絕緣子

圖2 瓷質(zhì)絕緣子

3.2 消除電纜接頭易發(fā)生對(duì)地放電和隔離開關(guān)相間短路隱患

通過統(tǒng)計(jì)分析，SVC 隔離開關(guān)每次發(fā)生短路放電故障均在暴雨潮濕天氣，為進(jìn)一步分析放電原因是否與電氣安全距離相關(guān)，考察能環(huán)部和熱軋廠的35 kV SVC 裝置，其隔離開關(guān)不同相的帶電部分之間凈距達(dá)1 200 mm以上，而厚板SVC 隔離開關(guān)不同相的帶電部分之間凈距為700 mm，均滿足《高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（DLT 5352-2018）35 kV 戶外配電裝置不同相的帶電部分之間不小于400 mm 安全凈距要求；其他廠部SVC 隔離開關(guān)處電纜接頭與金屬支架距離為900 mm，而厚板廠SVC 隔離開關(guān)電纜接頭與金屬支架距離僅為380 mm（圖3），不滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的隔離開關(guān)的斷口兩側(cè)引線帶電部分之間不低于400 mm 的安全凈距要求。安全凈距不滿足要求也驗(yàn)證了為何每逢暴雨潮濕天氣，厚板SVC 隔離開關(guān)處易發(fā)生放電故障。故改造時(shí)將相間距優(yōu)化至900 mm，電纜接頭與框架距離優(yōu)化至600 mm，見圖4）。

圖3 改造前距離

3.3 消除每逢大雨天氣，絕緣子傘裙間易發(fā)生雨水串聯(lián)，引起對(duì)地短路隱患

每次暴雨天氣發(fā)生跳電時(shí)，檢查絕緣子表面，發(fā)現(xiàn)水滴成線，無憎水性。且原有絕緣子為等徑傘裙，在外涂層受污穢劣化形成的水樹枝、電樹枝影響下，不能有效避免雨水串聯(lián)。更換后的瓷質(zhì)絕緣子結(jié)構(gòu)為大小間隔傘裙，有效減少雨水串聯(lián)現(xiàn)象，避免了大雨、潮濕天氣時(shí)雨水連接造成絕緣性能下降引起接地故障。

3.4 優(yōu)化濾波支路結(jié)構(gòu)、減少一次設(shè)備投運(yùn)，減少故障隱患點(diǎn)

改造前35 kV SVC裝置3、5、7、11次濾波支路前有一個(gè)總隔離開關(guān)，每個(gè)濾波支路均有一個(gè)支路隔離開關(guān)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用情況，由于SVC 設(shè)計(jì)布局原因，每次停機(jī)檢修SVC，考慮檢修時(shí)間和操作步驟復(fù)雜性，在滿足《電力安全工作規(guī)程電力線路部分》（GB 26859-2011）停電設(shè)備的各端應(yīng)有明顯的斷開點(diǎn)要求下，只操作總隔離開關(guān)，濾波支路的隔離開關(guān)基本不使用（圖5）。

圖5 原隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)

因此現(xiàn)場(chǎng)取消濾波組支路隔離開關(guān)，利用鋁排直接連接代替隔離開關(guān)（圖6），減少一次設(shè)備投運(yùn)和投資成本，無形中也減少了故障隱患點(diǎn)，改造后仍符合檢修時(shí)有明顯斷開點(diǎn)要求。

圖6 取消隔離開關(guān)鋁排連接

4 結(jié)論

通過問題分析和改造優(yōu)化，解決了環(huán)氧樹脂絕緣子隱患和帶電體與安全凈距缺陷，避免SVC 濾波組隔離開關(guān)常因大霧暴雨天氣引起的接地短路、相間短路跳電隱患，確保SVC 的穩(wěn)定運(yùn)行，雙機(jī)架穩(wěn)定軋制生產(chǎn)。