35 kV開關柜的防放電措施及其效果

王俊杰，王平，王紅軍

（國網浙江省電力公司麗水供電公司，浙江麗水323000）

35 kV開關柜的防放電措施及其效果

王俊杰，王平，王紅軍

（國網浙江省電力公司麗水供電公司，浙江麗水323000）

KYN61-40．5系列開關柜中的電流互感器對SMC絕緣隔板放電的缺陷頻發。通過對放電現象的多角度分析和對比，得出放電原因為電流互感器與SMC絕緣隔板距離過近、開關柜內濕度太大，并提出和采取了針對性的防范措施：加裝電流互感器硅橡膠絕緣護套、改變SMC絕緣隔板安裝方式、加裝開關柜智能除濕裝置，經運行實踐檢驗取得了良好的效果。

放電；SMC絕緣隔板；電流互感器；硅橡膠絕緣護套；智能除濕裝置

0 引言

隨著社會和科技的不斷進步，變電站占地面積越來越小，開關柜結構也設計得更加緊湊，柜內設備間的距離進一步減小[1]。這些改進一方面節省了占地面積，降低了建設成本，帶來了一定的經濟效益，另一方面也給設備安全運行帶來了新的考驗。麗水供電公司所轄變電站的KYN61-40．5系列35 kV開關柜出現了較多的放電缺陷，通過對這些放電缺陷的分析和研究，找出了癥結所在，并有針對性地提出和采取相應的措施，有效防范了該類缺陷的發生，保證了設備的安全穩定運行。

1 缺陷情況

1.1 缺陷的發生

2013年6月3日，某220 kV變電站運維人員在進行例行巡視中聽到35 kV開關柜內有放電聲，通過后柜門觀察窗發現電流互感器與SMC絕緣隔板間有微弱的放電火花，且有2個開關柜均存在該現象。開關柜型號為KYN61-40．5，投運時間為2005年10月。

據統計，2013年1月—6月，在2個變電站共發生了7起類似缺陷。

1.2 檢查處理情況

檢修人員到現場進行停電檢查和處理。檢查中發現電流互感器最下層傘裙末端對SMC絕緣隔板放電，SMC絕緣隔板上有明顯的放電痕跡，且表面有少量凝露。

檢修人員更換了SMC絕緣隔板，并對電流互感器進行了絕緣測試，試驗結果合格。

2 缺陷分析

2.1 開關柜結構分析

為節省占地面積，35 kV開關柜體積被壓縮，使得部分設備帶電部位之間的安全凈距無法滿足要求（不小于300 mm），在這種情況下，開關柜生產廠家普遍采用包絕緣熱縮和加裝SMC絕緣隔板的措施來滿足絕緣要求，如圖1所示。

圖1 開關柜結構示意

這種方案在安裝初期取得了很好的效果，但隨著運行年限的增加，電流互感器對SMC絕緣隔板放電的缺陷也越來越多，影響了設備的正常運行，固體絕緣設備安全性受到考驗[2]。由于電流互感器與SMC絕緣隔板距離過近（≤10 mm）、隔板容易受潮等情況，導致電流互感器外絕緣傘裙末端對隔板放電。

2.2 環境分析

針對SMC絕緣隔板有凝露的現象，對環境濕度進行了檢測。

KYN61-40.5開關柜開關室及電纜室內均安裝了加熱器，加熱器由溫/濕度控制器控制。溫/濕度控制器連接溫度傳感器和濕度傳感器，當溫度低于設定值或相對濕度大于設定值時加熱器啟動，以升高環境溫度和降低相對濕度，防止凝露。

溫/濕度控制器的啟控點設置是影響其效果的關鍵，啟控點過高難以達到除濕效果，過低則影響使用壽命[3]。故溫/濕度控制器設定的啟控值一般為溫度5℃、濕度85%～90%。

但現場檢查后發現，盡管開關室內空調均運行在除濕狀態，其相對濕度仍在80%以上，即開關柜內加熱器啟動也無法消除SMC絕緣隔板及開關柜表面凝露。其根本原因在于：開關柜內絕對濕度較大，加熱器只能通過升高周圍空氣溫度來降低空氣水蒸氣飽和度，并不能真正降低絕對濕度，因而在SMC絕緣隔板等表面溫度低于露點的構件上更容易產生凝露。

3 采取的措施

3.1 安裝硅橡膠絕緣護套

改進開關柜絕緣結構、改善絕緣部件的電場分布是防止絕緣尖端和沿面放電的重要措施[4]。針對電流互感器的結構特點，設計和制作了硅橡膠絕緣護套，將電流互感器頭部包裹起來。如圖2所示，在硅橡膠護套的下部，將電流互感器從上往下排的2個裙邊包裹住，護套上部開孔并通過絕緣螺桿固定在電流互感器表面，能有效截斷表面爬電的路徑。

圖2 加裝硅橡膠絕緣護套后的電流互感器

3.2 改變SMC絕緣隔板安裝方式

在安裝電流互感器絕緣護套的基礎上，將SMC絕緣隔板通過絕緣橫檔與柜體固定，其下部與硅橡膠護套固定。與改變前相比，A相與B相、C相與B相中間的2塊隔板都向B相靠攏，安裝在B相電流互感器的硅橡膠護套上，靠兩側柜邊的隔板向外移動，擴大了SMC絕緣隔板與電流互感器之間的距離，防止電流互感器表面爬電向隔板放電。其安裝方式如圖3所示。

3.3 安裝智能除濕裝置

降低空氣絕對濕度是提高露點溫度、防止凝露的最有效措施。智能除濕裝置的原理是：當檢測到空氣相對濕度大于設定值時，通過風扇吸入空氣，并將空氣中的水蒸氣冷凝后排出，然后將干燥的空氣送回周圍環境，達到降低空氣絕對濕度的目的。啟動值可根據當地環境溫度和濕度情況綜合考慮進行設定，本方案中設定為濕度大于70%時啟動，低于60%后停止。

根據開關柜內的設備布置特點，將智能除濕裝置安裝在電纜（出線）室側面，冷凝水分通過水管匯集后排出開關室。安裝位置要既能保證與帶電部分的安全距離（35 kV不小于300 mm），又能保證巡視時可通過觀察窗查看設備情況。

3.4 效果

以上3項措施在某220 kV變電站的35 kV開關柜實施以后，該站再未發現開關柜設備的放電缺陷。開關柜內環境相對濕度維持在65%左右，裝置運行正常，柜內設備表面干燥，無凝露。

4 結論

（1）KYN61-40．5開關柜電流互感器與SMC絕緣隔板布置不合理，距離過近，容易導致放電。

（2）開關柜內加熱器雖然具有一定的防凝露效果，但不能降低空氣絕對濕度，難以杜絕凝露現象的發生。

（3）采取安裝硅橡膠絕緣護套、改變SMC絕緣隔板安裝方式、加裝智能除濕裝置等措施，可有效避免以上問題引起的放電缺陷。

[1]鄭中勝．我國金屬封閉開關設備的發展趨勢[J]．安徽水利水電職業技術學院學報，2003，3（2）∶35-38．

[2]孫壯麗．從GB 3906標準修訂看中壓金屬封閉開關設備的發展趨勢[J]．甘肅科技縱橫，2008，37（3）∶28-29．

[3]沈建位，汪家養，俞慧忠，等．高壓開關設備凝露控制器的研制[J]．電氣開關，2008（6）∶30-31．

[4]漆柏林，陳平，曹小龍．開關柜設備絕緣水平下降原因分析及處理[J]．電工技術，2012（4）∶58-59．

（本文編輯：徐晗）

Discharge Prevention Measures for 35 kV Switch Cabinet and the Effect

WANG Junjie，WANG Ping，WANG Hongjun
（State Grid Lishui Power Supply Company，Lishui Zhejiang 323000，China）

Discharge defects frequently occur in TA and SMC insulating plate in KYN61-40．5 series of switch cabinet．Based on analysis and contrast of discharges from all aspects，the reasons are concluded∶the excessively small interval between TA and SMC insulating plate and the over-humid environment inside the switch cabinet．Moreover，preventive measures are proposed and taken accordingly∶put silicon rubber insulating jacket on TA，change the installation way of SMC insulating plate and install intelligent dehumidification device in switch cabinet．It is proved by practical operation that these measures are effective and can be used as reference．

discharge；SMC insulating plate；TA；silicon rubber insulating jacket；intelligent dehumidification device

TM643

：B

：1007-1881（2014）12-0073-03

2014-07-09

王俊杰（1987－），男，浙江松陽人，助理工程師，從事電力系統變電設備檢修工作。