淺談35kV變電站開關(guān)異常放電現(xiàn)象及解決方法

林起明

（永安煤業(yè)有限公司上京供電所）

淺談35kV變電站開關(guān)異常放電現(xiàn)象及解決方法

林起明

（永安煤業(yè)有限公司上京供電所）

本文從變電站安全運行角度出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，針對35kV空氣絕緣開關(guān)設(shè)備在運行中出現(xiàn)的異常放電現(xiàn)象，提出了常見的幾種異常放電現(xiàn)象問題，對其產(chǎn)生的原因進行了分析，并提出了相應(yīng)的解決措施。

35kV開關(guān)設(shè)備；異常放電現(xiàn)象；電荷；絕緣

引言

變電運行的主要目的是為供電用戶提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的電力，特別是煤礦供電，因煤礦是屬特殊高危行業(yè)，所有開關(guān)設(shè)備都要保持完好，如出現(xiàn)設(shè)備故障，無法確保礦井的正常供電，危害后果是不堪設(shè)想的。一旦發(fā)生事故，輕則造成經(jīng)濟上的損失，重則危及人身的安全。廣平礦區(qū)35kV變電站擔(dān)負著四對礦井的供電，投運兩年以來，變電站35kV母線PT柜及其它部位內(nèi)在運行中一直出現(xiàn)異常放電現(xiàn)象，這問題一直困擾著變電站所有技術(shù)人員，對礦井的供電存在極大的安全隱患，如不及時解決，將嚴重影響礦井的安全供電。經(jīng)過一年多的觀察及研究分析，也咨詢了廠家及其它電力部門的專家，最后找出了原因，并找到了相應(yīng)的解決措施。本文針對變電站這些異常放電現(xiàn)象問題，談?wù)勥@些問題產(chǎn)生的原因和解決方法。

1　35kV母線PT柜異常放電現(xiàn)象

（1）廣平礦區(qū)變35kV母線PT柜在運行一段時間后，三相靜觸頭與瓷套（靜觸頭盒）之間一直會出現(xiàn)放電現(xiàn)象，特別是在雨季時，放電現(xiàn)象更為嚴重，嚴重影響了供電設(shè)備安全，我們也咨詢了廠家，原以為是瓷套絕緣降低，導(dǎo)致出現(xiàn)放電現(xiàn)象，也更換了三相瓷套，但放電現(xiàn)象依然存在，沒有絲毫改變。廠方也說明了在設(shè)計和制造時空氣絕緣距離基本上按照規(guī)范要求，那為什么在工頻耐壓當(dāng)中瓷套內(nèi)還是會出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

（2）原因分析：銅排加工粗糙有尖角和毛刺、沒有倒角（見圖1）。通過參觀國網(wǎng)公司變電站并與其對照，發(fā)現(xiàn)了一個比較細微問題，國網(wǎng)公司變電站開關(guān)柜瓷套內(nèi)的靜觸頭銅排末端是圓弧型，而我礦區(qū)變銅排末端是直角型，這就是造成異常放電現(xiàn)象的主要原因。因廠家設(shè)備在出廠時，沒有將銅排末端加工成半圓角，只是按常規(guī)加工成直角，這樣就導(dǎo)致懸浮電位的產(chǎn)生。工頻耐壓時，懸浮電壓提高，在高電場作用下就產(chǎn)生放電。如把導(dǎo)體放到電場中，由于靜電感應(yīng)的結(jié)果，在導(dǎo)體中會出現(xiàn)感應(yīng)電荷，電荷在導(dǎo)體表面的分布情況，決定于導(dǎo)體表面的形狀。導(dǎo)體表面彎曲（凸出面）愈大的地方，所聚集的電荷就愈多，比較平坦的地方，電荷聚集的就少。在導(dǎo)體尖端的地方（母排和元器件的毛刺），由于電荷密集，電場很強，使空氣分子發(fā)生電離而形成大量的自由電子和離子，在一定的條件下即可導(dǎo)致空氣擊穿，而發(fā)生“尖端放電”現(xiàn)象。

（3）解決措施

制造過程中必須全面修整導(dǎo)體和柜體內(nèi)壁上尖角、毛刺，調(diào)整螺栓位置，盡可能使電場均勻分布。變電站人員通過對銅排的重新修整，現(xiàn)此異常放電現(xiàn)象已解決（見圖2）。

圖1　尖角放電現(xiàn)象

圖2　

2　為何雨季發(fā)生的放電現(xiàn)象嚴重

2.1原因分析

廣平礦區(qū)變電站地處深山高海拔地區(qū)，梅雨季節(jié)潮氣、濕氣大，平時早晚霧氣大，變電站又建在生產(chǎn)礦井區(qū)域內(nèi)，礦井生產(chǎn)粉塵多，粉塵附在絕緣件表面，在干燥的時候，絕緣電阻仍很高，所以在干燥氣候下不發(fā)生污閃。反之，絕緣件不臟污，它雖然受潮了，絕緣強度仍很高，這時也不發(fā)生污閃。如果污穢和潮濕同時存在于柜內(nèi)絕緣件的表面，絕緣表面易產(chǎn)生凝露、附著污穢，極易形成爬弧，導(dǎo)致絕緣水平下降，進而造成污閃而導(dǎo)致放電。造成放電的第一個原因是環(huán)境條件的影響，梅雨季節(jié)空氣潮濕，使污穢+潮濕污染了絕緣件表面。第二個原因是設(shè)計缺陷，PT柜室只配置1個100W加熱器，配置功率太小，而且是安裝在柜內(nèi)的底部，對整個柜的加熱起不了太大的作用，特別是在瓷套腔體內(nèi)，根本取不了作用，潮濕凝露依然存在于絕緣件（特別是靜觸頭內(nèi)的瓷套）的表面，造成絕緣水平下降，產(chǎn)生放電現(xiàn)象。所以設(shè)備運行的環(huán)境條件不足是導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生絕緣閃絡(luò)的主要原因（這可以從梅雨季節(jié)時發(fā)生的輕微火花放電，至梅雨季節(jié)后無此現(xiàn)象和放電聲明顯減輕可以證明）。所以設(shè)計時今后要特別注意這一點。

2.2解決措施

停電維護時，將絕緣件表面全部用高濃度的純酒精擦試干凈，以此提高絕緣強度。重新配置1個300W加熱器，安裝在PT柜靠近靜觸頭及瓷套位置的腔體內(nèi)，使其加熱效果更好，再放入一些硅膠，使帶電設(shè)備保持干燥。加強日常維護與管理，做到雨季不開窗通風(fēng)，平時做到早晚關(guān)窗，中午再通風(fēng)，以防霧氣。通過這樣處理，雨季放電現(xiàn)象也徹底解決了。

3　結(jié)束語

隨有社會的快速進步，所有材料及配件都往智能化、集約化方向發(fā)展，35kV開關(guān)設(shè)備向小型化發(fā)展，使外形尺寸和柜內(nèi)帶電體之間的距離也隨之縮小，電極之間的電場強度也將更加集中和不均勻，而且隨著運行電壓的升高將更加加聚，所以要求設(shè)計時除了需要考慮完善的五防聯(lián)鎖、溫升、空氣間隙、爬電距離、大電流的自然通風(fēng)散熱和避免渦流現(xiàn)象的發(fā)生或采用不倒磁材料等要求外，對35kV開關(guān)設(shè)計不能只考慮將在12kV的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上簡單放大，更要考慮由于運行電壓的升高電場分布變化的問題。

放電現(xiàn)象往往很難用肉眼看得到，由于在35kV開關(guān)設(shè)備中的異常放電現(xiàn)象往往是在設(shè)備運行一、二年以后才逐漸發(fā)生，而在出廠檢查的工頻耐壓試驗中往往發(fā)現(xiàn)不了，因此，不能給廠家以足夠的重視，也使得此問題長期以來未得到很好的解決。所以出廠驗收和調(diào)試時要高度重視一次導(dǎo)電體與元件可能出現(xiàn)的電位差，如母線與套管、套管與柜體、母線與金屬板和金屬螺栓等，并嚴格控制一次導(dǎo)電體與絕緣件之間的距離，并從源頭上進行消除。把好產(chǎn)品質(zhì)量選型關(guān)，嚴禁工藝缺陷和技術(shù)不成熟的產(chǎn)品出廠。在設(shè)計方面，也應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際，因地制宜，不同地域的變電站應(yīng)采用不同的產(chǎn)品。變電站運行值班及維護人員也應(yīng)加強日常的巡視與維護，經(jīng)常除塵及除濕，防止異常放電現(xiàn)象的發(fā)生，把隱患消除在萌芽狀態(tài)，確保變電站的安全供電。

TM63

A

1673-0038（2015）40-0260-02

2015-9-12