35 kV高壓開(kāi)關(guān)柜異常放電及解決措施

王志偉

摘 要：主要針對(duì)35 kV高壓開(kāi)關(guān)柜異常放電及解決措施展開(kāi)了探討，通過(guò)結(jié)合異常放電的發(fā)現(xiàn)查找過(guò)程，對(duì)異常放電原因作了系統(tǒng)的分析，并給出了一系列相應(yīng)的措施進(jìn)行解決，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：高壓開(kāi)關(guān)柜；異常放電；電力系統(tǒng)；穿柜套管

中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.107

文章編號(hào)：2095-6835（2015）15-0107-02

高壓開(kāi)關(guān)柜是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護(hù)等作用的設(shè)備，其在諸多電力系統(tǒng)中有著廣泛應(yīng)用。但是高壓開(kāi)關(guān)柜也存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)故障，影響著正常的運(yùn)作，需要我們采取有效措施進(jìn)行防范和解決?；诖?，本文就35 kV高壓開(kāi)關(guān)柜異常放電及解決措施進(jìn)行了探討。

1 異常放電發(fā)現(xiàn)查找過(guò)程

某110 kV變電站運(yùn)維工作人員在巡視該變電站過(guò)程中，聽(tīng)到35 kV高壓室有異常聲響，進(jìn)一步聆聽(tīng)，發(fā)現(xiàn)聲音來(lái)自35 kV某一板高壓開(kāi)關(guān)柜附近，聲音是周期性的“嘶嘶”聲，聲音較為明顯，所以懷疑開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部某處存在異常放電現(xiàn)象。然后使用廈門紅相生產(chǎn)的便攜式局放測(cè)試儀UltraTEVPlus+進(jìn)行TEV（暫態(tài)對(duì)地電壓）測(cè)試。該測(cè)試是在設(shè)備帶電情況下進(jìn)行的，來(lái)反映局部放電量的大小，分別對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜各個(gè)間隔和背景值進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

通過(guò)測(cè)試TEV數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，某一板間隔放電量最大，為60 dB，其他間隔都低于該處，而且與開(kāi)關(guān)柜局部放電測(cè)試TEV歷史測(cè)試數(shù)據(jù)相比明顯增大。因此，可以推斷35 kV某一板開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生比較強(qiáng)烈的局部放電活動(dòng)。

2 確定放電部位

將放電情況和測(cè)試結(jié)果匯報(bào)給調(diào)度，按調(diào)度命令對(duì)某一板停電并隔離，對(duì)該間隔斷路器、CT、避雷器做高壓試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格，然后對(duì)某一板出線銅排做交流耐壓試驗(yàn)，當(dāng)電壓升到30 kV時(shí)，放電聲非常大，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在某一板出線穿柜套管內(nèi)有電弧產(chǎn)生，因此確定放電部位在穿柜套管處；將出線銅排和穿柜套管拆掉，發(fā)現(xiàn)銅排窄面（銅排和套管接觸部分）有銅綠，而且有損傷痕跡，如圖2所示。

圖1 35 kV某1板間隔放電量 圖2 銅排窄面的銅綠和損傷痕跡

設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，銅排插在套管圓筒里面，套管外側(cè)則固定在高壓開(kāi)關(guān)柜柜頂金屬外殼上，而金屬外殼接地，這樣保證了帶高電壓的銅排與地絕緣，其絕緣為電容分壓式絕緣。該套管內(nèi)腔與銅排接觸部分為圓形，當(dāng)銅排放在套管內(nèi)時(shí)，銅排窄面與套管接觸在一起。

3 異常放電原因分析

本文異常放電產(chǎn)生發(fā)展過(guò)程主要分為三個(gè)階段，分別是漆層老化擊穿過(guò)程、銅綠產(chǎn)生及銅排損傷和空氣間隙放電過(guò)程。

3.1 漆層老化擊穿過(guò)程

由圖2可以看到，銅排外層涂有黑色漆層，以防銅排被腐蝕，銅排窄面與套管圓形內(nèi)腔緊密接觸在一起，絕緣漆層就位于高電壓的銅排和套管之間，而套管絕緣介質(zhì)主要為環(huán)氧樹(shù)脂，絕緣部分就相當(dāng)于漆層和環(huán)氧樹(shù)脂的組合絕緣，那么與絕緣漆

相比，環(huán)氧樹(shù)脂介電常數(shù)相對(duì)較大，因?yàn)榻^緣系統(tǒng)在交變電場(chǎng)下，當(dāng)介質(zhì)損耗不太大時(shí)，介質(zhì)電場(chǎng)分布與介電常數(shù)成反比，所以漆層承受的場(chǎng)強(qiáng)比套管大，而且其擊穿場(chǎng)強(qiáng)較低，再加上自然環(huán)境（水、氧氣等）的作用，絕緣漆慢慢老化擊穿，最終將銅暴露在空氣中。

3.2 銅綠產(chǎn)生及銅排損傷過(guò)程

銅在空氣中在水、氧氣和二氧化碳作用下，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成堿式碳酸銅，即銅綠。銅綠屬于離子化合物，其固體粉末不導(dǎo)電，銅綠位于高壓銅排和套管之間，相當(dāng)于在銅排和套管間加了一層絕緣，但銅綠的耐電強(qiáng)度要比環(huán)氧樹(shù)脂低，正常運(yùn)行時(shí)，其承受較高的場(chǎng)強(qiáng)，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，在該處產(chǎn)生局部放電，長(zhǎng)期的局部放電作用產(chǎn)生的能量使銅排慢慢灼傷，并在自然環(huán)境作用下使其表面進(jìn)一步被腐蝕，最終出現(xiàn)損傷。

3.3 空氣間隙放電過(guò)程

損傷的銅排與套管內(nèi)腔不再緊密接觸，而是存在1～3 mm空氣間隙，這種情況下相當(dāng)于空氣和環(huán)氧樹(shù)脂的組合絕緣，空氣的介電常數(shù)較低，因組合絕緣體介質(zhì)承受場(chǎng)強(qiáng)與介電常數(shù)成反比，所以空氣承受較高場(chǎng)強(qiáng)，而且空氣擊穿場(chǎng)強(qiáng)較低，因此此處空氣間隙容易被擊穿，產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部放電。銅排腐蝕后其表面不再光滑平整，部分凸起位置場(chǎng)強(qiáng)比較集中，容易產(chǎn)生電暈放電，因此，可以聽(tīng)到比較大的放電聲。

4 防范措施

4.1 安裝帶屏蔽引出線的穿柜套管

原來(lái)安裝的高壓套管未裝屏蔽引出線，雖然套管在澆注過(guò)程中，其環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)部加入了能使電壓均勻分布的屏蔽圈，但帶高電壓的銅排與內(nèi)部屏蔽圈之間仍存在電位差，就導(dǎo)致了漆層承受較高的場(chǎng)強(qiáng)而老化。因此，將原來(lái)的穿柜套管拆掉，換上帶有屏蔽引出線的高壓套管，其屏蔽引出線一端與套管內(nèi)的屏蔽圈相連接，引出的一端安裝時(shí)需要固定在銅排上，這樣銅排和屏蔽圈就處在等電位，那么銅排和屏蔽圈之間的絕緣介質(zhì)理論上不承受高場(chǎng)強(qiáng)。

4.2 在銅排外加裝熱縮套

熱縮套由聚烯烴熱縮材料制成，與絕緣漆相比，其絕緣性能更好，而且對(duì)銅排起到很好的防腐蝕作用，其使用壽命也較長(zhǎng)，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

4.3 驅(qū)除開(kāi)關(guān)柜內(nèi)潮氣

在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)安裝驅(qū)潮裝置，通過(guò)濕度傳感器感受濕度變化情況，當(dāng)濕度增大到設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)加熱片加熱，使潮氣蒸發(fā)，同時(shí)在開(kāi)關(guān)柜頂部蓋板處安裝排風(fēng)扇，將封閉在柜內(nèi)的潮氣排出，因?yàn)槌睔馐窃O(shè)備絕緣老化、腐蝕和銅排銹蝕的一個(gè)主要外界因素。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高壓開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中起保護(hù)作用的設(shè)備，其正常運(yùn)作對(duì)電力系統(tǒng)的安全有著重要作用。因此，我們需要認(rèn)真分析高壓開(kāi)關(guān)柜故障發(fā)生的原因，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常放電現(xiàn)象，采取有效措施加以解決。只有這樣，才能保證設(shè)備安全運(yùn)行和可靠供電，挽回不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕