一起高壓開關柜絕緣事故的分析和處理

【摘要】高壓開關柜的絕緣性能直接影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，如果高壓開關柜受粉塵、煙霧、濕氣等的侵襲易使絕緣層受腐蝕生成導電物，構成絕緣缺陷，將影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。本文結合一起高壓開關柜絕緣事故分析變電站室內高壓開關柜故障產(chǎn)生的原因并提出提高開關柜絕緣性能的有關措施。

【關鍵詞】高壓開關柜；絕緣事故；原因；絕緣性能；防止措施

1.故障簡介

2011年3月2日220kV竹坪站值班員發(fā)現(xiàn)后臺監(jiān)控機發(fā)出故障報警信號后下到現(xiàn)場檢查事故狀況，發(fā)現(xiàn)10kV、2號站用變外來電源進線柜的靜觸頭及套筒有嚴重的放電燒傷痕跡，靜觸頭金屬擋板表面也有很明顯熏黑痕跡；將該開關柜轉檢修后，檢修人員通過對開關柜全面檢查發(fā)現(xiàn)鍍錫母排、蓋板等處結滿類似“鹽巴”的白色小斑點，絕緣件表面粗糙且邊沿有毛刺；母排連接靜觸頭的接觸面發(fā)現(xiàn)大量銅綠，管母套管也有尖端對地放電的痕跡。該設備自投運以來狀態(tài)良好，未進行過檢修清掃和更換零部件等。

2.故障現(xiàn)場情況及研究

經(jīng)查雷電監(jiān)測系統(tǒng)，3月2日無雷電記錄，故可排除雷擊造成閃絡引起事故的可能，同時當天無此開關柜相關線路的操作，操作引起的操作過電壓引發(fā)事故的可能性亦可排除；現(xiàn)場也無小動物尸體及其它異物。試驗人員測量開關柜絕緣電阻為零。從事故現(xiàn)場勘查的結果來看，柜內母排、蓋板等處均發(fā)現(xiàn)有類似“鹽巴”的白色粉末狀結晶體存在且母排連接靜觸頭的接觸面發(fā)現(xiàn)有銅綠等現(xiàn)象，部分螺栓已嚴重銹蝕，可判斷環(huán)境條件的影響是造成此次事故的主要原因。

3.環(huán)境條件的影響

該站處于沿海地帶，鹽密值較高、污穢等級高，開關柜封堵不嚴，電纜溝內水分蒸發(fā)后，潮氣進入到開關柜，由于高壓室內空調長期直吹該柜，導致柜內溫度降低，絕緣材料及表面灰塵受潮凝露，在水分蒸發(fā)后鹽分附在絕緣表面，由于鹽有吸潮特性，在潮氣再次來臨后將吸附更多的潮氣和鹽分，逐漸形成可見的白色粉末狀物質，日久結晶體混合空氣中的水分，繼續(xù)污染絕緣部件。該粉末狀物質經(jīng)鹽密分析，易溶于水，導電能力非常強，因此即使沒有空調吹，亦可在設備表面上凝露，導致設備絕緣性能下降，停止空調后柜內在較長的一段時間內仍有水珠存在便可證明。

由于該變電站旁邊有幾個工地在施工，灰塵較大，干旱氣候持續(xù)的時間較長，開關柜內積污多，三月份陰雨連綿并伴隨大霧，而海邊的霧天持續(xù)時間較長，白色粉末狀結晶體污穢被霧水充分地濕潤，造成絕緣下降，此時便產(chǎn)生污閃，這是產(chǎn)生此次絕緣事故的主因。

其次，現(xiàn)在的開關柜為了降低成本節(jié)省材料都制造得較為緊湊，大幅度縮短柜體尺寸，減小裝于柜內的斷路器，隔離插頭相間或對地距離，卻未采取有效的保證絕緣強度的措施，故絕緣子串的泄漏距離偏小，不能適應污穢和潮濕的環(huán)境，在同樣的污染受潮和同樣的電壓下，如果絕緣子的泄漏距離較長，泄漏電流增長就比較快，泄漏距離越長，電弧的弧徑就越長，閃絡就難以發(fā)生；反之如果絕緣子的泄漏距離小，放電容易跨接兩端電極，從而發(fā)展成閃絡。再次，管母絕緣件表面粗糙且邊沿有毛刺，這就會造成絕緣表面的電場分布不均，更容易誘發(fā)閃絡。經(jīng)采用酒精擦洗后，再次測量開關柜絕緣電阻，已恢復到10MΩ，經(jīng)多次清洗后，開關柜絕緣電阻一次比一次高，最后順利通過了耐壓試驗。

綜上所述，此類開關柜的絕緣結構存在薄弱環(huán)節(jié)，在濕度、溫度、污穢等外因的誘發(fā)下，開關柜絕緣性能會降低，造成故障。

4.防范措施

為防止類似事故的再次發(fā)生，提出以下幾點防范措施：

（1）從潮氣的源頭上采取措施。改善電纜溝內排水系統(tǒng)，防止電纜溝積水，同時用防火膠泥封堵柜底進線電纜口等孔洞，這樣既能防止電纜溝內潮氣侵入又能防小動物。

（2）改善開關柜的絕緣性能。對開關柜的手車靜觸頭護管、電流互感器噴涂RTV涂料；管母等導電部位包裹熱縮材料的同時打磨絕緣件邊沿的毛刺，改善電場分布，防止尖端放電和受潮沿面放電擴大，提高絕緣性能。

（3）在開關柜的前后合適部位開蜂窩狀的小孔，安裝網(wǎng)格柵、加裝慮灰海綿，增強柜內空氣流動，減少溫差，防止凝露。

（4）改善開關柜的工作環(huán)境。合理設置空調的工作范圍，以便在環(huán)境溫度高的情況下對室內進行降溫，濕度大的時候自動除濕，進一步防止凝露；同時在開關柜內加裝自動加熱器，進一步驅除柜內潮氣。

（5）遷移室內空調，避免空調直吹柜體，造成柜內外溫差形成凝露。

（6）加強對開關柜內絕緣部件的定期清掃，做到“逢停必掃，掃必掃凈”。

（7）加強設備的巡視。定期檢查柜內自動加熱器和空調是否能正常啟動，對室內的溫濕度進行記錄，保證室內溫濕度能滿足開關柜防凝露的要求。

5.結論

該高壓室內的開關柜進行以上處理之后，運行至今無此類事故再發(fā)生，證明以上措施能有效防止開關柜絕緣的降低，改善絕緣性能，防止絕緣事故的發(fā)生。開關柜作為電能分配的重要設備，在電網(wǎng)安全運行中起著舉足輕重的地位，受潮使得絕緣層表面被腐蝕生成導電物質，或者直接吸附導電物質都易構成絕緣缺陷，因此防潮防凝露是保證開關柜安全運行不可或缺的條件。這就要求運行部門嚴把開關柜的入網(wǎng)關，嚴禁工藝存在缺陷及技術不成熟的產(chǎn)品入網(wǎng)運行，同時加強平時維護檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時消除，努力提高設備安全穩(wěn)定運行。