淺析35?kV室內(nèi)封閉開(kāi)關(guān)柜間隔放電原因分析及治理

潘海亮

摘 要：文章介紹了該廠35 kV配電室室內(nèi)封閉開(kāi)關(guān)柜設(shè)備選型情況、工程建設(shè)情況及環(huán)境條件等相關(guān)引起開(kāi)關(guān)柜間隔放電的因素和針對(duì)性分析，針對(duì)這些影響因素提出了改進(jìn)措施并取得了明顯的成效，進(jìn)而對(duì)35 kV配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及管理提出一些意見(jiàn)和建議。

關(guān)鍵詞：35 kV室內(nèi)封閉開(kāi)關(guān)柜 間隔放電 影響因素 改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（a）-0135-02

1 情況介紹

該廠35 kV配電室內(nèi)封閉開(kāi)關(guān)柜為吉林龍鼎電氣股份有限公司生產(chǎn)的戶內(nèi)金屬鎧裝式高壓開(kāi)關(guān)柜，在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有柜內(nèi)間隔放電現(xiàn)象，導(dǎo)致柜內(nèi)部分絕緣件受損現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行。具體案例情況如下：

2014年7月12日5時(shí)57分#2高備變跳閘，35 kV II段進(jìn)線斷路器跳閘。就地檢查#2高備變保護(hù)裝置A、B屏顯示低壓側(cè)過(guò)電流及復(fù)合電壓過(guò)電流動(dòng)作。開(kāi)工作票對(duì)35 kV II段進(jìn)線間隔進(jìn)行解體檢查，打開(kāi)盤(pán)柜后發(fā)現(xiàn)B、C相間發(fā)生弧光短路，對(duì)柜體多處放電，更換受損母線及絕緣套管后經(jīng)試驗(yàn)合格后于2014年7月24日18時(shí)11分恢復(fù)送電。

2 原因分析

2.1 事故分析

盤(pán)柜解體后在母線室底部發(fā)現(xiàn)水珠，分析為盤(pán)柜內(nèi)凝露導(dǎo)致絕緣降低，發(fā)生爬閃。該廠35 kV配電室布置在500 kV變電站北側(cè)，電纜溝與500 kV電纜溝相連，因地勢(shì)較低在雨季有電纜溝進(jìn)水的情況發(fā)生，后經(jīng)治理后消除，但電纜溝及配電室濕度都會(huì)變大。事故發(fā)生當(dāng)天有降雨，導(dǎo)致35 kV II段進(jìn)線盤(pán)柜從電纜溝返潮（事故發(fā)生后配電室內(nèi)環(huán)境濕度顯示為65%）從而形成凝露導(dǎo)致此次事故的發(fā)生。

2.2 綜合分析

35 kV室內(nèi)封閉開(kāi)關(guān)柜是近年來(lái)為適合35 kV室內(nèi)布置而采用的一種新的配電裝置，鑒于該電壓等級(jí)下為滿足室內(nèi)布置，其裝置設(shè)計(jì)的都很緊湊，普遍存在柜體尺寸偏小，相間、相地間電氣絕緣距離不夠，此類裝置的先天不足是導(dǎo)致柜內(nèi)間隔發(fā)電的直接原因。在此情況下，當(dāng)外部條件（環(huán)境、運(yùn)行）發(fā)生變化時(shí)，易發(fā)生柜內(nèi)放電絕緣件受損情況，這些都是導(dǎo)致事故發(fā)生的間接原因。從該廠運(yùn)行中柜內(nèi)間隔放電的程度與空氣濕度的關(guān)系及發(fā)生電氣絕緣損壞故障后的分析可以發(fā)現(xiàn)，空氣濕度大，開(kāi)關(guān)柜易凝露是造成絕緣強(qiáng)度降低最重要的一個(gè)間接因素。所以在不能更換現(xiàn)有形式開(kāi)關(guān)柜的情況下，做好配電室內(nèi)濕度控制，防止開(kāi)關(guān)柜凝露的發(fā)生是防止電氣絕緣損壞故障的最有效措施。

3 改進(jìn)措施

3.1 凝露產(chǎn)生原因

什么是凝露？所謂結(jié)露現(xiàn)象是指柜體內(nèi)壁表面溫度下降到露點(diǎn)溫度以下時(shí)，內(nèi)壁表面會(huì)發(fā)生水珠凝聚現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象稱之為結(jié)露。結(jié)露是否發(fā)生取決于室內(nèi)溫度、柜內(nèi)溫度、相對(duì)濕度以及露點(diǎn)溫度。

什么是露點(diǎn)溫度？露點(diǎn)溫度是指在一定溫度的空氣中，水蒸汽的最大含量稱為“飽和水蒸汽量”，此時(shí)的空氣成為“飽和空氣”，飽和空氣溫度下降時(shí)，空氣中的水蒸氣將凝聚成水珠。含有水蒸氣的空氣的飽和溫度，稱為露點(diǎn)溫度。請(qǐng)參考溫度、濕度、和露點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)表（見(jiàn)表1）。

按表格中數(shù)據(jù)得到圖1。

從表1與圖1曲線可以看出：

（1）在一定的溫度條件下，空氣中的相對(duì)濕度越高，結(jié)露的溫度越是接近環(huán)境空氣溫度，也就是說(shuō)，環(huán)境溫度愈接近露點(diǎn)溫度，凝露就越輕易發(fā)生。（2）不管空氣中的溫度如何，形成結(jié)露的露點(diǎn)溫度始終是低于環(huán)境溫度。例如：空氣溫度20 ℃、相對(duì)濕度60%時(shí)，結(jié)露的溫度為12 ℃。

3.2 預(yù)防凝露的措施

從凝露發(fā)生機(jī)理與表1、圖1可以得出結(jié)論：

（1）要想防止凝露的發(fā)生，必須使不答應(yīng)發(fā)生凝露部位的表面溫度始終高于其周邊的環(huán)境溫度。（2）對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備而言，為防止開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生凝露，只要保持開(kāi)關(guān)柜體內(nèi)部的溫度始終高于外部環(huán)境溫度即可。描述這一原理在生活中的現(xiàn)象就是：夏天從冰箱中取出一杯冰水，在水杯表面馬上就會(huì)結(jié)露。而從高于環(huán)境溫度的保溫箱中拿出一杯熱水時(shí)，杯子表面是不可能結(jié)露的。要想防止凝露的發(fā)生，必須使不允許發(fā)生凝露部位的表面溫度始終高于其周邊的環(huán)境溫度；而開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生凝露引起爬電、閃絡(luò)事故，一般發(fā)生在以下幾種情況：

（1）環(huán)境濕度高，氣候溫度變化大，開(kāi)關(guān)柜底部潮濕，電纜溝積水；（2）開(kāi)關(guān)柜濕度高，柜體內(nèi)溫度特別是接近地面的溫度低于環(huán)境溫度；（3）設(shè)備處于停運(yùn)狀態(tài)，電柜內(nèi)小環(huán)境溫度就比周圍環(huán)境溫度低，在其表面就極易形成結(jié)露，在這種情況下，一旦送電投運(yùn)，事故就隨之發(fā)生。

所以對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備而言，為防止開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生凝露，只要保持開(kāi)關(guān)柜體內(nèi)部的溫度始終高于外部環(huán)境溫度即可。

3.3 該公司采取的措施

針對(duì)上述分析，我公司采取了以下措施：

（1）針對(duì)開(kāi)關(guān)柜柜體尺寸偏小，相間、相地間電氣絕緣距離不夠問(wèn)題，采取對(duì)放電設(shè)備如電流互感器、安裝絕緣異型盒，增加相間絕緣介質(zhì)強(qiáng)度，防止電氣短路故障的發(fā)生。（2）防止凝露措施。①雨天及潮濕天氣及時(shí)關(guān)閉配電室大門(mén)，防止潮氣水分的入侵；②在開(kāi)關(guān)柜后加裝軸流風(fēng)機(jī)，柜頂開(kāi)通風(fēng)孔，實(shí)現(xiàn)上下開(kāi)網(wǎng)孔，形成空氣對(duì)流，保證開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部通風(fēng)暢通，保證氣道順暢，防止潮濕氣體聚集，盡量平衡內(nèi)外溫度；③在柜內(nèi)原因溫濕度自動(dòng)控制加熱器基礎(chǔ)上增加一手動(dòng)控制加熱器，提高柜內(nèi)小環(huán)境溫度，使開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部要防凝露的部位的溫度始終比柜外環(huán)境溫度高，使之不具備凝露發(fā)生的條件。

經(jīng)過(guò)采取以上綜合治理措施，預(yù)防開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生凝露現(xiàn)象的能力應(yīng)當(dāng)有所提高，在采取上述措施后，該廠35 kV配電設(shè)備至今未發(fā)生凝露短路事故。

4 對(duì)管理35 kV配電系統(tǒng)一些建議

（1）對(duì)新建的35 kV室內(nèi)布置的封閉開(kāi)關(guān)柜，要嚴(yán)把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，有必要實(shí)行產(chǎn)品監(jiān)造制度，對(duì)開(kāi)關(guān)柜廠家選用的電氣設(shè)備的生產(chǎn)廠家要進(jìn)行審核，嚴(yán)禁劣質(zhì)配件上柜。（2）開(kāi)關(guān)柜應(yīng)加裝加熱除濕裝置（加熱元件功率P≦300W）并實(shí)現(xiàn)溫濕度自動(dòng)控制，并在此基礎(chǔ)上增加一手動(dòng)控制加熱器，強(qiáng)制長(zhǎng)通電加熱提前預(yù)防凝露發(fā)生，另外建議開(kāi)關(guān)柜在保證防爆安全前提下，上下開(kāi)網(wǎng)孔，形成空氣對(duì)流。（3）在設(shè)計(jì)方面，對(duì)于柜體尺寸偏小，相間、相地間電氣絕緣距離不夠，此類先天不足的隱患要在設(shè)計(jì)上進(jìn)行避免，另外如10 kV和35 kV選用上下層戶內(nèi)布置的話，可考慮將35 kV部分放置二樓；（4）對(duì)電纜出線柜，將柜體與電纜溝之間的封堵作為重點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)收，嚴(yán)防潮氣從電纜溝竄入柜內(nèi)；（5）對(duì)在運(yùn)的此類配電裝置且一樓布置的設(shè)備要加強(qiáng)運(yùn)維管理，用管理手段提高事故預(yù)控能力。

參考文獻(xiàn)

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