變電站10kV開關柜母線絕緣降低原因分析及處理研究

劉爽 王帆舟

湖南平高開關有限公司 湖南長沙 410006

1 開關柜母線室基本結構

電力系統中60%以上的停電事故是由電力設備的絕緣缺陷引起的。解決絕緣問題主要是選擇合適的絕緣距離、絕緣材料（各種絕緣材料在高電壓下的性能、現象）和絕緣結構（同一種材料在不同的絕緣結構下的外在表現），提高絕緣體的耐壓。

按絕緣材料的種類通常可分為氣體絕緣、液體絕緣和固體絕緣三類。在實際中，研究最多的是氣體絕緣。由于空氣絕緣價格低廉，性能穩定，現有的40.5kV以下等級的中壓開關柜一般為空氣絕緣型。對空氣絕緣而言，絕緣強度降低的主要原因是濕度導致固體絕緣材料本身及表面放電電壓降低所致。

根據《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規范》要求，10kV帶電母排對地及相間的安全凈距為125mm，35kV安全凈距為300mm。由圖1可見，開關柜內部母線室結構十分緊湊，在柜寬650mm的電纜接線銅排上，每相可連接3根電纜，有許多開關柜由于柜寬尺寸較小，安全凈距很難滿足規范要求，容易發生事故。此外，母線室母線出線端與開關柜外殼處距離更小，容易出現空氣間隙擊穿事故。因此需要采取措施加大母線的安全距離。本文選擇采用母線絕緣改造來增大安全距離，保護人員、器材的安全可靠運行[1]。

圖1 KYN28A開關柜內部結構簡圖

2 變電站10kV開關柜母線絕緣降低原因分析

某供電公司運維班組在2014年春安檢查中，對所轄10kV開關柜進行局部放電檢測時發現10kV王學線328開關柜地電位超標，相對值為25dB。運維人員展開實地調查，發現以下幾個方面問題。

（1）某變10kV王學線328開關柜地電位超標。停電檢查發現328電纜進線A，B相電纜熱塑護套緊貼造成絕緣距離過近，因A，C相相互交叉，電纜接頭絕緣盒沿面放電有輕微燒損，此外高壓室空間過大導致室內濕度過大，潮氣易侵入開關柜內。（2）某變10kV王學線328TA絕緣不合格。表面存在白色物質和細微裂紋，用無水酒精無法擦拭干凈，判斷為TA絕緣澆鑄件整體劣化受潮，造成絕緣下降。（3）某變10kV開關柜Ⅱ母絕緣不合格。檢查發現10kV開關柜Ⅱ段母線316，318，3×124，322，324，326，328，332，334，336共10套開關柜母線穿屏套管、斷路器靠母線側觸頭盒絕緣下降嚴重。原因是母線穿屏套管、斷路器觸頭盒本身材質差，絕緣劣化嚴重，加之某10kV高壓室長度超過40m，整體空間過大，地面和房頂防潮性能差，除濕效果不佳，此外母線室設計不當使內部水汽無法排出，導致柜內濕度過大[2]。

3 處理對策

將整段母線后蓋板全部打開，發現母線熱縮套、絕緣套管均存在不同程度的凝露，拆除拉弧絕緣子、絕緣觸頭盒、熱縮套后，用2500V絕緣電阻表測量出三相母線絕緣阻值均為0MΩ。按常規方法用干凈白棉布清理露水，發現絕緣套管、絕緣觸頭盒、母線熱縮套、柜體表面殘留有灰白色附著物痕跡，用蘸有酒精的白棉布反復擦拭，附著物明顯減少。再次測試母線絕緣電阻依然沒有上升。對母線室進行烘烤，提高其干燥程度。經過烘烤處理后，三相母線絕緣阻值提升到15MΩ，但隨著溫度下降絕緣電阻也下降[3]。

由于仔細觀察品嘗附著物有苦澀味道，絕緣套管、觸頭盒表面絕緣電阻均不大于0.1MΩ，且能觀察到沿表面微弱放電現象，推測絕緣套管及絕緣觸頭盒表面存在露水干燥后殘留鹽分，甚至絕緣套管及絕緣觸頭盒內部都滲透有鹽分。

拆除分支母線、絕緣觸頭盒，抽出主母線并取下絕緣套管，用除鹽水浸泡絕緣觸頭盒和絕緣套管后用硬毛刷刷洗其表面及內壁，然后用熱風吹干表面。在絕緣套管、觸頭盒表面纏繞銅編制線，用絕緣電阻表測試絕緣套管、觸頭盒表面及內壁絕緣電阻值均大于15GΩ，絕緣電阻值測試合格后，對絕緣套管、觸頭盒進行電氣預防性工頻耐壓試驗，試驗電壓值為38kV持續時間為1min，所有絕緣套管及觸頭盒均通過耐壓試驗。

為防止此類型故障再次發生，在絕緣套管、支撐絕緣子、絕緣觸頭盒表面及內壁刷涂RTV防污閃涂料。由于RTV防污閃涂料是由聚二甲基硅氧烷縮聚而成，聚二甲基硅氧烷的基本結構是立體網狀硅氧鍵，同時包含大量的游離狀態有機硅低聚物和小分子基團。這些低聚物和小分子基團具有憎水性，水分在RTV涂層表面呈現為孤立的水珠，難以形成連續的水膜。此外，RTV涂料是由硅橡膠組成的一種網狀結構，其化學和物理性能相對穩定，具有很強耐腐蝕性，可大大提高抗污閃性能。

4 結語

總之，母線是變電站的神經樞紐，是電氣元件的集合點。母線絕緣降低會影響到電氣設備的正常工作，并直接影響到電網安全穩定運行。文中以220kV變電站為載體，分析變電站的10kV開關柜母線絕緣降低的原因，并根據不同的原因制定不同的處理措施，做到及時決解母線絕緣降低故障，保證電網正常運行，并對此類事故的預防提出了運維方面的注意事項。