10kV進口高壓柜絕緣方面的適用性問題

李英昌

[摘要]中國南方地區一線城市從80年代開始，10kV電網和一些用戶開關房、綜合房，陸續使用了不同進口或中外合資廠家的開關柜和環網柜，而且早期此類設備使用的情況比較多，對這類進口設備，應根據具體情況提高對其絕緣水平的要求，注意環網的絕緣薄弱環節及SF6開關在零表壓下的性能等，以保證這類設備的長期安全運行。本文針對上述問題提出幾點意見

[關鍵詞]絕緣問題 10kV 高壓柜

[中圖分類號]F407.61

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672—5158（2013）05—0371—01

一、絕緣等級要求

電力部門初期是按IEC 12 kV等級選取此類設備，工頻/沖擊耐壓為28 kV/75kV，在實際運行中曾發生過數次絕緣事故，例如有一次是由于用戶專線電纜接頭擊穿，其擊穿過程可能是斷續性的，從而誘發母聯柜電流互感器（下稱TA）外絕緣閃絡，再引發相對地和相間短路。加上柜間母線小室無分隔，且母線裸露，電弧一掃到底，除母聯柜燒壞要更換外，其它柜也需清掃，第二天才恢復送電。另一次是由于電壓互感器柜外絕緣爬閃，引發對地和相間故障，燒壞兩面柜。還有一種情況空氣中含鹽份重的濕氣長期進入設備房高壓柜內，干燥時鹽份結晶附著在裸露母線上日積月累，嚴重情況下引起相間放電并產生短路現象。可見，對于南方濕熱帶氣候，按上述絕緣水平選用的新柜，雖然能順利通過交接試驗，但其后由于種種外界因素對絕緣的影響，已不能滿足長期安全運行的要求。應該從三方面著手，提高對進口設備的要求：1）不再選用IEC 12 kV檔，改用IEC 60694標準的17.5 kV檔，其工頻/沖擊耐壓為38 kV/75 kV或95 kV。為了和國內訂貨的要求（42 kV/75 kV）大致持平，要求在現場驗收試驗時仍按38 kV（100%）取值。2）要求母線室使用全絕緣母線（包裹層不允許用PVC材料），各柜一次導電體對地和相間的空氣凈距要求達到125mm及以上。3）要求有機絕緣材料爬距達到230mm，瓷件達到210mm，而且明確提出應符合要求的重點部位，即母線支持絕緣子，滅弧室動觸頭拉桿絕緣子，電壓互感器出線套管，靜隔離插頭支持套管，斷路器極支座絕緣子和出線絕緣子，接地刀靜觸頭支座絕緣子等，須和廠家逐處落實。

二、環網柜絕緣的問題

廠家介紹其環網開關是按24 kV電壓等級的絕緣要求設計的，理論絕緣方面裕度較大，但仍有要注意的地方。

2.1電纜頭聯接部位的爬距

不少進口設備此處的結構是用“煙斗式”電纜頭，在實際施工中，有個別班組改用10KV的通用型熱縮頭，造成出線套管的圓錐部沒有“煙斗套”套住，通電后此部位出現放電現象，要求班組改正并用回該廠的“煙斗式”電纜頭安裝，通電后運行正常。

2.2故障指示器感知TA的絕緣

由于歐洲多使用單芯電纜，故障指示器感知TA就套在電纜護皮之外，與纜芯之間有完整的電纜絕緣層，所以，此TA的絕緣十分簡單薄弱，一般只在鐵芯上纏幾層絕緣帶。可是國內多使用三芯電纜，故障指示器感知TA是隨意套放在三叉頭之后已剝掉護皮、鎧裝層和接地屏蔽層而僅剩下主絕緣的纜芯，僅以熱縮絕緣套分隔，可能會出現如下問題：

1）在熱縮絕緣套上有游離電荷的積聚，到一定程度后，會對該TA的鐵芯放電；

2）長時間運行后，鐵芯的銳利邊緣可能會割破熱縮絕緣套和主絕緣層，造成高壓對地短路。

這是對設備和人身安全（特別是在使用微機實現配電網自動化的場合）的潛在威脅。一般可改用外皮接地的可觸摸式電纜頭，并用絕緣支架將此TA妥善固定。在實施配網自動化的場合，措施更要完善，例如，可要求感知TA改為套裝在柜的出線套管上。

2.3均壓罩的素質

某公司產品使用均壓罩去解決電纜頭聯接處相間距離不夠的問題，按其提供的計算機模擬電場分布情況資料記錄，理論上此做法應是合理的。但是，在廣州市某大廈的1臺其公司的環網柜中發生了該處燒爆的故障，一相均壓罩跌落，兩相的表面有放電痕跡，至今還未見到廠家對此事故的分析結論。如按現場設備損壞狀況分析應是由于制造、裝配等方面的分散性，均壓罩的實際效果未必能達到預期效果，從而提出，為了穩妥，應在它外面再包上一個絕緣套或采用現有的一種鈕扣式絕緣套。

三、SF6開關在零表壓下的性能

對此性能，一向認為是電壓等級在110 kV及以上時所關心的問題。但是，從安全運行的角度去看，對10 kV一樣重要，其理由如下：

1）無論是斷路器還是負荷開關，這一電壓等級的結構都十分簡單，對SF6壓力不一定設壓力表或壓力開關監視，或只有一個簡易壓力表指示，此表或時有失靈。而實際運行情況表明，進口設備雖然具有良好的密封性能，但也有漏氣發生。由于沒有氣體監視裝置，漏了氣用戶也不知道，容易成為事故隱患。

2）這類產品的型式試驗，即使是大公司的產品，往往也沒做齊，特別是在零表壓下的性能（絕緣、投切等）和耐內部電弧故障性能方面幾乎都沒做過試驗。

3）這類產品往往多用手動機構，運行人員與設備是面對面地操作。

4）一些用戶電房已開始采用負荷開關熔斷器組合取代斷路器作為配電變壓器的保護設備，負荷開關既開斷負荷電流，同時也開斷比交接電流小的故障電流。

總結

SF6開關電器在零表壓下的性能直接關系到人身安全和設備安全，應該要求廠家提供這方面的型式試驗報告，沿海地區10KV進口設備宜采用按IEC 60694標準的17.5 kV檔檢測要求的設備。

參考文獻

[1]《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》GBS01-50-91

[2]《氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIs）質量管理與控制》

[3]《南方電網設備標準技術標書-10kV真空環網柜》

[4]《南方電網設備標準技術標書-10kV-SF8環網柜》