淺析35?kV室內封閉開關柜間隔放電原因分析及治理

潘海亮

摘 要：文章介紹了該廠35 kV配電室室內封閉開關柜設備選型情況、工程建設情況及環境條件等相關引起開關柜間隔放電的因素和針對性分析，針對這些影響因素提出了改進措施并取得了明顯的成效，進而對35 kV配電系統設計及管理提出一些意見和建議。

關鍵詞：35 kV室內封閉開關柜 間隔放電 影響因素 改進措施

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0135-02

1 情況介紹

該廠35 kV配電室內封閉開關柜為吉林龍鼎電氣股份有限公司生產的戶內金屬鎧裝式高壓開關柜，在運行中發現有柜內間隔放電現象，導致柜內部分絕緣件受損現象，嚴重影響設備的安全運行。具體案例情況如下：

2014年7月12日5時57分#2高備變跳閘，35 kV II段進線斷路器跳閘。就地檢查#2高備變保護裝置A、B屏顯示低壓側過電流及復合電壓過電流動作。開工作票對35 kV II段進線間隔進行解體檢查，打開盤柜后發現B、C相間發生弧光短路，對柜體多處放電，更換受損母線及絕緣套管后經試驗合格后于2014年7月24日18時11分恢復送電。

2 原因分析

2.1 事故分析

盤柜解體后在母線室底部發現水珠，分析為盤柜內凝露導致絕緣降低，發生爬閃。該廠35 kV配電室布置在500 kV變電站北側，電纜溝與500 kV電纜溝相連，因地勢較低在雨季有電纜溝進水的情況發生，后經治理后消除，但電纜溝及配電室濕度都會變大。事故發生當天有降雨，導致35 kV II段進線盤柜從電纜溝返潮（事故發生后配電室內環境濕度顯示為65%）從而形成凝露導致此次事故的發生。

2.2 綜合分析

35 kV室內封閉開關柜是近年來為適合35 kV室內布置而采用的一種新的配電裝置，鑒于該電壓等級下為滿足室內布置，其裝置設計的都很緊湊，普遍存在柜體尺寸偏小，相間、相地間電氣絕緣距離不夠，此類裝置的先天不足是導致柜內間隔發電的直接原因。在此情況下，當外部條件（環境、運行）發生變化時，易發生柜內放電絕緣件受損情況，這些都是導致事故發生的間接原因。從該廠運行中柜內間隔放電的程度與空氣濕度的關系及發生電氣絕緣損壞故障后的分析可以發現，空氣濕度大，開關柜易凝露是造成絕緣強度降低最重要的一個間接因素。所以在不能更換現有形式開關柜的情況下，做好配電室內濕度控制，防止開關柜凝露的發生是防止電氣絕緣損壞故障的最有效措施。

3 改進措施

3.1 凝露產生原因

什么是凝露？所謂結露現象是指柜體內壁表面溫度下降到露點溫度以下時，內壁表面會發生水珠凝聚現象。這個現象稱之為結露。結露是否發生取決于室內溫度、柜內溫度、相對濕度以及露點溫度。

什么是露點溫度？露點溫度是指在一定溫度的空氣中，水蒸汽的最大含量稱為“飽和水蒸汽量”，此時的空氣成為“飽和空氣”，飽和空氣溫度下降時，空氣中的水蒸氣將凝聚成水珠。含有水蒸氣的空氣的飽和溫度，稱為露點溫度。請參考溫度、濕度、和露點的相關數據表（見表1）。

按表格中數據得到圖1。

從表1與圖1曲線可以看出：

（1）在一定的溫度條件下，空氣中的相對濕度越高，結露的溫度越是接近環境空氣溫度，也就是說，環境溫度愈接近露點溫度，凝露就越輕易發生。（2）不管空氣中的溫度如何，形成結露的露點溫度始終是低于環境溫度。例如：空氣溫度20 ℃、相對濕度60%時，結露的溫度為12 ℃。

3.2 預防凝露的措施

從凝露發生機理與表1、圖1可以得出結論：

（1）要想防止凝露的發生，必須使不答應發生凝露部位的表面溫度始終高于其周邊的環境溫度。（2）對開關設備而言，為防止開關柜內部發生凝露，只要保持開關柜體內部的溫度始終高于外部環境溫度即可。描述這一原理在生活中的現象就是：夏天從冰箱中取出一杯冰水，在水杯表面馬上就會結露。而從高于環境溫度的保溫箱中拿出一杯熱水時，杯子表面是不可能結露的。要想防止凝露的發生，必須使不允許發生凝露部位的表面溫度始終高于其周邊的環境溫度；而開關設備內部發生凝露引起爬電、閃絡事故，一般發生在以下幾種情況：

（1）環境濕度高，氣候溫度變化大，開關柜底部潮濕，電纜溝積水；（2）開關柜濕度高，柜體內溫度特別是接近地面的溫度低于環境溫度；（3）設備處于停運狀態，電柜內小環境溫度就比周圍環境溫度低，在其表面就極易形成結露，在這種情況下，一旦送電投運，事故就隨之發生。

所以對開關設備而言，為防止開關柜內部發生凝露，只要保持開關柜體內部的溫度始終高于外部環境溫度即可。

3.3 該公司采取的措施

針對上述分析，我公司采取了以下措施：

（1）針對開關柜柜體尺寸偏小，相間、相地間電氣絕緣距離不夠問題，采取對放電設備如電流互感器、安裝絕緣異型盒，增加相間絕緣介質強度，防止電氣短路故障的發生。（2）防止凝露措施。①雨天及潮濕天氣及時關閉配電室大門，防止潮氣水分的入侵；②在開關柜后加裝軸流風機，柜頂開通風孔，實現上下開網孔，形成空氣對流，保證開關柜內部通風暢通，保證氣道順暢，防止潮濕氣體聚集，盡量平衡內外溫度；③在柜內原因溫濕度自動控制加熱器基礎上增加一手動控制加熱器，提高柜內小環境溫度，使開關柜內部要防凝露的部位的溫度始終比柜外環境溫度高，使之不具備凝露發生的條件。

經過采取以上綜合治理措施，預防開關設備內部發生凝露現象的能力應當有所提高，在采取上述措施后，該廠35 kV配電設備至今未發生凝露短路事故。

4 對管理35 kV配電系統一些建議

（1）對新建的35 kV室內布置的封閉開關柜，要嚴把產品質量關，有必要實行產品監造制度，對開關柜廠家選用的電氣設備的生產廠家要進行審核，嚴禁劣質配件上柜。（2）開關柜應加裝加熱除濕裝置（加熱元件功率P≦300W）并實現溫濕度自動控制，并在此基礎上增加一手動控制加熱器，強制長通電加熱提前預防凝露發生，另外建議開關柜在保證防爆安全前提下，上下開網孔，形成空氣對流。（3）在設計方面，對于柜體尺寸偏小，相間、相地間電氣絕緣距離不夠，此類先天不足的隱患要在設計上進行避免，另外如10 kV和35 kV選用上下層戶內布置的話，可考慮將35 kV部分放置二樓；（4）對電纜出線柜，將柜體與電纜溝之間的封堵作為重點進行驗收，嚴防潮氣從電纜溝竄入柜內；（5）對在運的此類配電裝置且一樓布置的設備要加強運維管理，用管理手段提高事故預控能力。

參考文獻

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[2] 傅知蘭.電力系統電氣設備選擇[M].中國電力出版社，2004.

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