一起35kV開關柜局部放電故障分析

常宏

摘要：本文介紹了一起因避雷器引線緊挨絕緣隔板造成開關柜局部放電的故障案例，從設計制造角度出發(fā)，提出了開關柜在出廠設計前應保證足夠的空氣絕緣凈距，在設備驗收時要嚴把質(zhì)量關，為降低該類故障總結(jié)了經(jīng)驗。

Abstract： This article introduces a case of partial discharge in the switchgear caused by the lead of the arrester close to the insulating partition. From the perspective of design and manufacturing， it is proposed that the switchgear should ensure sufficient air insulation clearance before the factory design， and the quality should be strictly controlled when the equipment is checked and accepted， so as to summarize experience in reducing this type of failure.

關鍵詞：開關柜;引線;絕緣凈距;措施

Key words： switch cabinet;lead;insulation distance;measure

中圖分類號：TM591? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）32-0176-03

0? 引言

電力系統(tǒng)中，金屬封閉開關設備得到廣泛應用，開關柜是否穩(wěn)定可靠運行是重中之重，開關柜內(nèi)部放電現(xiàn)象主要存在于固體絕緣介質(zhì)的內(nèi)部，在對絕緣介質(zhì)進行生產(chǎn)和加工時，不可避免的會出現(xiàn)材料和工藝等的設計缺陷，在絕緣介質(zhì)受到高壓作用時導致局部被擊穿的現(xiàn)象。

1? 設備基本信息與測試情況

2019年6月20日，試驗專業(yè)技術(shù)人員對該110kV站35kV高壓開關室（基本信息見表1）進行開關柜帶電測試工作時，發(fā)現(xiàn)35kV線3016間隔開關柜后下部超聲波周期幅值達23dB（見表2）。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司變電檢測管理規(guī)定》（國網(wǎng)（運檢/3）829-2019）附錄A.5高壓開關柜檢測相關規(guī)定和Q/GDW 11060-2013《交流金屬封閉開關柜設備暫態(tài)地電壓局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)場應用導則》附錄A相關規(guī)定，超聲波數(shù)值>8dB，開關柜存在局部放電缺陷。因此，35kV線3016間隔開關柜存在較嚴重的局部放電缺陷，局部放電位置為開關柜柜后出線電纜倉內(nèi)設備。

試驗專業(yè)技術(shù)人員通過開關柜柜后觀察窗對出線電纜倉進行檢查，發(fā)現(xiàn)B相避雷器引線緊挨絕緣隔板，是可能造成這面開關柜局部放電的原因。結(jié)合檢測數(shù)據(jù)，建議盡快安排停電檢修消缺，對柜內(nèi)設備進行試驗，缺陷處理前，應加強巡視。

2019年7月2日，該110kV站35kV線3016間隔停電檢修，打開后柜門后，試驗專業(yè)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)電纜側(cè)的B相、C相避雷器高壓引線緊挨絕緣隔板的地方有輕微放電痕跡;并且電流互感器傘裙和絕緣隔板靠近的地方也有明顯的放電痕跡。

根據(jù)現(xiàn)場情況判斷，其一：由于避雷器的高壓引線太長且緊挨絕緣隔板，存在放電現(xiàn)象。其二：還發(fā)現(xiàn)因B、C兩相電流互感器距離太近，與放置的絕緣隔板緊靠，且由于隔板和電流互感器傘裙上積聚灰塵，是導致電流互感器和絕緣隔板放電的原因。

超聲波局部放電檢測連續(xù)檢測模式圖譜、相位模式圖譜、波形模式圖譜如圖1～圖3所示。

2? 原因分析

根據(jù)測試數(shù)據(jù)分析，35kV線3016間隔開關柜后下部超聲波值達到23dB，暫態(tài)地電壓相對值最大為19dB，據(jù)《國家電網(wǎng)公司變電檢測管理規(guī)定》（國網(wǎng)（運檢/3）829-2019）附錄A.5高壓開關柜檢測相關規(guī)定和Q/GDW 11060-2013《交流金屬封閉開關柜設備暫態(tài)地電壓局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)場應用導則》附錄A相關規(guī)定，超聲波數(shù)值>8dB，開關柜存在局部放電缺陷。因此，35kV線3016間隔開關柜存在較重的局部放電缺陷，局部放電位置為開關柜柜后出線電纜倉內(nèi)設備。同時，連續(xù)檢測模式中，100Hz相關性大于50Hz相關性;相位模式和波形模式，一個工頻周期有兩簇信號，具有顯著的工頻相關性，幅值較低，且打點較為分散，相位分布較寬。由圖譜特征初步判斷為存在沿面放電信號?，F(xiàn)場也證實電纜側(cè)的B相、C相避雷器高壓引線緊挨絕緣隔板的地方有放電痕跡，分析是由于施工時，工藝不嚴謹，使避雷器的高壓引線緊挨絕緣隔板，導致空氣絕緣凈距不足，造成放電。電流互感器傘裙和絕緣隔板靠近的地方也有明顯的放電痕跡，存在沿面放電。從圖3可以看出，由于柜體小，電流互感器之間的距離不足100mm，根據(jù)《十八項反措》35kV開關柜的空氣絕緣凈距相間不小于300mm，在電流互感器之間加裝了絕緣隔板，絕緣隔板和電流互感器之間的距離在50mm左右，且由于絕緣隔板未固定，其中一側(cè)緊靠一相電流互感器，空氣絕緣凈距不足，造成放電。

3? 處理結(jié)果

2019年7月2日，110kV站35kV線3016間隔停電檢修。檢修人員對避雷器的高壓引線根據(jù)開關離柜接線牌的高度進行了重新制作，把絕緣隔板和高壓引線的距離控制在最合理的范圍內(nèi)。對后柜倉的電纜終端、電流互感器、避雷器、絕緣隔板等設備進行了不留死角的清掃、擦試。試驗人員對柜內(nèi)出線電纜、CT、避雷器分別進行試驗，都合格。

送電待負荷穩(wěn)定后再次對該開關柜進行局放檢測，暫態(tài)地電壓及超聲局放數(shù)據(jù)正常（測試數(shù)據(jù)如表3），局部放電缺陷消除。

4? 措施建議和經(jīng)驗總結(jié)

①這次故障的直接原因是空氣絕緣凈距不足造成的，由于開關柜的整體設計不合理，避雷器施工工藝不良，出現(xiàn)避雷器高壓引線緊挨絕緣隔板和電流互感器傘裙和絕緣隔板空氣絕緣凈距不足的情況。②開關柜在設計時，為了節(jié)約成本，縮小開關柜的體積，安全凈距達不到相關要求，相間加裝了絕緣隔板?！秶译娋W(wǎng)公司變電驗收管理規(guī)定 開關柜驗收細則》中規(guī)定：“柜內(nèi)絕緣隔板應采用一次澆注成型產(chǎn)品，材質(zhì)滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，且耐壓和局放試驗合格，帶電體與絕緣板之間的最小空氣間隙應滿足下述要求：1）對12kV：不應小于30mm。2）對24kV：不應小于50mm。3）對40.5kV：不應小于60mm。2018版《十八項反措》中的“12.4.1.2.3”中已明確提出新安裝開關柜嚴禁使用絕緣隔板，我們在開關柜的設計制造階段就應該嚴把質(zhì)量關。在駿工驗收時，還應注意電氣設備的施工工藝，特別要注意電氣設備的安全凈距是否合格。③把該站的帶電檢測列入差異化檢測計劃。跟蹤是否隨著時間的推移、灰塵的積聚還出現(xiàn)放電現(xiàn)象，如還存在放電現(xiàn)象，應制定相應的檢修策略，并對其電流互感器作絕緣技術(shù)處理。④加強對該站的35kV開關柜的巡檢，合理安排停電檢修計劃，對柜內(nèi)的設備進行定期的徹底檢修清掃、擦試。

5? 結(jié)束語

開關柜帶電檢測中，超聲波和暫態(tài)地電壓檢測技術(shù)是目前應用最廣泛的兩種手段，其檢測方法和判斷依據(jù)都具有完善的理論支持。本次35kV開關柜帶電檢測發(fā)現(xiàn)缺陷的故障分析，為今后開關柜安全穩(wěn)定運行提供了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]孫焱.開關柜聲電聯(lián)合局部放電檢測在晉中電網(wǎng)的應用[D].華北電力大學（北京），2016.

[2]李梵，宗傳帥，陳永林，李明明.35kV開關柜局部放電故障處理[J].電工技術(shù)，2017（05）：86-87.

[3]顧工川，周銀彪，熊一凡，付震東.一起35kV開關柜內(nèi)部放電的原因分析及處理[J].江西電力，2017（12）.