高壓開關柜絕緣事故的分析及防范措施

楊斯文

摘要：文章主要針對電力高壓開關柜絕緣故障的發(fā)生原因進行具體研究。結(jié)合運行環(huán)境、設備運行以及檢修水平等原因進行具體分析。在分析原因的基礎之上，根據(jù)實踐經(jīng)驗，提出關于加強電力高壓開關絕緣性能的相關措施，旨在夯實電力高壓開關柜絕緣水平，規(guī)避以往絕緣故障問題，確保電力設備運行安全、合理。

關鍵詞：電力高壓開關柜;絕緣事故;防范措施

引言

高壓開關柜廣泛應用于變電站、發(fā)電廠、采礦及煉礦等企業(yè)，其可靠運行對電力可靠供應至關重要。目前，雖然開關柜制造廠和電力設備維護單位會對高壓開關柜進行絕緣處理，但處理方式不一、處理效果參差不齊。為保證高壓開關柜的安全運行，現(xiàn)場需要對開關柜進行絕緣化改造。國家電網(wǎng)公司出臺的電網(wǎng)重大反事故措施中，特別提出了高壓開關柜的處理指導意見。近年來，全國各地均陸續(xù)發(fā)生過高壓開關柜內(nèi)短路、電暈放電、電弧放電、不明閃絡等故障，這類故障如果得不到及時處理，最終很可能會因設備絕緣喪失介電性能而造成嚴重事故，威脅電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

1電力高壓開關柜出現(xiàn)絕緣故障的主要原因

1.1行環(huán)境安全程度較低，難以保障運行安全

結(jié)合以往的實踐經(jīng)驗來看，高壓開關柜所處的運行環(huán)境復雜程度較高，經(jīng)常會受到煙霧、濕氣等污染源的影響，使得高壓開關柜的絕緣性能出現(xiàn)不同程度的降低。舉例而言，高壓開關柜長期處于高溫運行環(huán)境當中，會嚴重加劇內(nèi)部材質(zhì)的老化情況。而過低溫度運行環(huán)境，會加劇絕緣瓷瓶與真空筒在分閘或者開關閘過程中，出現(xiàn)嚴重的震碎情況。長期以往，容易造成高壓開關柜出現(xiàn)爆炸等安全事故。除此之外，空氣間隙不足或者絕緣體爬距不足也可以造成電力開關柜出現(xiàn)絕緣故障問題。部分高壓開關柜內(nèi)的絕緣子在爬距方面，僅有140-145mm或者130-135mm。根據(jù)泄露比距計算規(guī)則可知，1.333～1.38cm/kV與1.24～1.29cm/kV的最終數(shù)值均小于標準比距。再加上開關柜對接相間距離與絕緣距離分別低于標準要求，即125mm。一旦出現(xiàn)上述情況，很容易引發(fā)電力高壓開關柜絕緣故障。

1.2運行設備老化問題明顯，檢修水平嚴重不足

生活水平的不斷提高，側(cè)面加大了日常用電的消耗量，與此同時，也側(cè)面加大了電力設備的老化程度。良好的檢修工作內(nèi)容是確保電力設備安全運行的重要保障，也是預防運行老化問題的重要保障。然而，根據(jù)工作實際來看，多數(shù)技術人員在檢修電力運行設備方面，明顯存在不足，如并未及時進行調(diào)換或者檢修工作，導致高壓開關柜的絕緣性能和安全質(zhì)量嚴重降低，無法為電力設備的安全運行提供保障。倘若真空泡的透明度低于正常標準的時候，真空斷路器的安全性能將會發(fā)生大幅度下降，容易出現(xiàn)高壓開關柜拒關、拒合等方面的隱患問題，從而影響整個電力系統(tǒng)的運行效果。除此之外，設備檢修工作不到位也是造成電力高壓開關柜絕緣性能減退的重要原因。主要表現(xiàn)在部分企業(yè)為了節(jié)省資金成本，不愿意將過多的成本投入到設備檢修工作當中，使得部分存在老化問題的設備，未得到及時維修，為后續(xù)運行帶來嚴重風險。

1.3高壓設備對絕緣擋板放電

為縮小開關柜體積、降低生產(chǎn)成本，開關柜制造廠家一般會在相與相之間增設一層環(huán)氧樹脂或SMC絕緣擋板，以改變電場分布狀態(tài)，提高相間絕緣程度，但并沒有從本質(zhì)上改善開關柜的絕緣結(jié)構。開關柜內(nèi)潮氣較重，導致柜內(nèi)容易積灰受潮，加上環(huán)氧樹脂或SMC絕緣擋板容易吸潮，在工頻電壓的長期作用下，更容易引發(fā)放電現(xiàn)象，進而加速其周邊絕緣材料的劣化;絕緣劣化又會進一步造成其周圍電場分布發(fā)發(fā)生畸變，經(jīng)惡性循環(huán)逐步形成導電通道，最終導致事故的發(fā)生。

2開關柜絕緣問題處理措施

2.1母排絕緣化處理

早期開關柜內(nèi)的母排都是以熱縮套管進行絕緣處理，運行一段時間后會出現(xiàn)老化開裂問題。柜內(nèi)的異型件由于不能做到很好的絕緣處理，放電往往發(fā)生在這些異型件處，且熱縮套管沒有憎水性，在潮濕環(huán)境下容易發(fā)生沿面放電和爬電問題。國外一些開關柜制造廠家嘗試在工廠內(nèi)采用硫化床噴涂阻燃絕緣粉末，但該法不適用于已安裝的開關柜。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗，在表面處理劑去除母排表面的污穢物后，可將50mm×0.5mm（寬度×厚度）硅橡膠自粘膠帶纏繞在裸露的母排上（如圖5），進行母排絕緣化處理，該方法具有施工方便快捷的優(yōu)點。建議10kV及以下電壓等級的開關柜裸露母排纏繞2層膠帶，35kV開關柜裸露母排纏繞5～6層膠帶。

2.2做好日常維護監(jiān)管工作，貫徹及落實監(jiān)管內(nèi)容

定期實行維護與檢測工作，是確保電網(wǎng)安全運行的前提保障，同時也是比較基礎性的措施。為確保電力設備日常維護與監(jiān)管措施得以順利落實，工作人員需要強化自身的工作職責，貫徹及落實日常監(jiān)管內(nèi)容。如可以將長效固化劑涂抹到絕緣設備表面處，并注意老化設備的更換問題，防止故障問題。在此基礎上，工作人員可以根據(jù)當前電網(wǎng)的運行情況，制定一套安全、合理的維護與監(jiān)管措施，確保電網(wǎng)運行安全。首先，監(jiān)測技術人員應該定期檢查電力系統(tǒng)的運行情況，尤其是高壓開關柜的運行情況。如果在檢查過程中，發(fā)現(xiàn)高壓開關柜絕緣性能出現(xiàn)明顯不足情況，必須予以及時改進。其次，電力單位需要實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行情況，做好系統(tǒng)故障問題的處理工作，避免因電力高壓開關柜運行問題而造成絕緣事故。最后，安裝人員應該根據(jù)安裝原則及規(guī)范，做好日常安裝工作，且明確各個點的安裝措施，防止出現(xiàn)安裝隱患。

2.3切實夯實設備生產(chǎn)質(zhì)量，做好質(zhì)量檢測工作

針對目前電力高壓開關柜生產(chǎn)質(zhì)量不佳的情況，監(jiān)管電力設備生產(chǎn)的相關部門必須加大對電力設備的生產(chǎn)管理力度，確保電力設備性能安全、合理。如果在監(jiān)管的過程中，發(fā)現(xiàn)廠家生產(chǎn)的開關柜電力產(chǎn)品尚未達到規(guī)定生產(chǎn)標準，必須予以撤換，并進行二次改造工作，直到質(zhì)量合格為止。與此同時，對于謀取私利的生產(chǎn)廠家而言，監(jiān)管部門必須加大對其的懲罰力度，規(guī)范其的生產(chǎn)行為，凈化市場體系。

2.4確保電力高壓開關柜運行環(huán)境安全，規(guī)避運行隱患問題

一般來說，運行環(huán)境是影響電力高壓開關柜運行水平的關鍵要因。目前，生態(tài)環(huán)境惡化且大氣污染加劇，暴露于外界的電力設備中的母線、套管以及絕緣子等設施逐漸受到環(huán)境因素的干擾，出現(xiàn)不同程度的污染問題。其中，電力高壓柜開關受到潮濕環(huán)境或者污穢環(huán)境的影響，絕緣子很容易出現(xiàn)電流泄露問題。久而久之，很容易出現(xiàn)閃絡問題。為進一步確保電力高壓開關柜運行環(huán)境安全，工作人員需要定期實行通風凈化工作，將濾網(wǎng)以及網(wǎng)柵安裝到抽風機或者通風窗口處，達到通風凈化的目的。與此同時，在空氣較為濕熱的高壓室內(nèi)，可以增設去濕裝置或者熱能燈等設備。最好將空調(diào)的運行模式調(diào)至到N-1狀態(tài)，阻擋濕氣侵入。如此一來，基本上可以有效規(guī)避運行隱患問題。

結(jié)語

確保高壓開關柜運行安全是有效提升電力系統(tǒng)安全運行的基礎保障，必須予以高度重視。針對現(xiàn)階段高壓開關柜絕緣故障問題，相關人員必須明確自身的工作職責，貫徹與落實日常檢修維護工作，及時規(guī)避故障問題。與此同時，電力系統(tǒng)的相關部門必須切實加強對高壓開關柜生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)督力量，確保電力高壓開關柜質(zhì)量安全，避免出現(xiàn)質(zhì)量隱患問題。

參考文獻

[1]歐陽軒.探討電力高壓開關柜絕緣事故原因分析及對策[J].中國高新區(qū)，2017（22）：117+119.

[2]劉柳.高壓開關柜故障診斷系統(tǒng)研究[D].成都：西南交通大學，2015.