35kV開關柜母排絕緣低問題分析及防范措施淺析

劉啟祥

摘要：35kV開關柜是電力系統的重要設備之一，其運行狀態對電力系統的可靠性有著重大的影響。35kV開關柜母排絕緣低問題，大多是由于穿墻套管或高壓母線觸頭盒受潮絕緣不夠、母排絕緣熱縮管受潮或受損、分段母排連接點包扎不嚴與相鄰設備的距離不夠等引起。針對不同的情況，采取的處理和防范措施不同。因此找出引起絕緣低的原因是處理母排絕緣低問題的關鍵。

關鍵詞：開關柜;母排;絕緣低;高壓母線觸頭盒;穿墻套管

引言

風電場35kV開關柜母排是開關柜的核心部件，如果故障，將會引起全部機組停運，給風電場帶來巨大經濟損失。大多風電場室內開關設備結構按其組成可分為柜體、手車兩大部分。柜體多采用敷鋁鋅板經CNC機床雙重折彎，用高強度螺栓連接組裝成型。

開關柜采用復合絕緣，主回路采用絕緣母線，相間及連接頭配有用阻燃材料注塑而成的絕緣套。主母排為分段母排，相鄰開關柜間用帶屏蔽線的穿墻套管隔開，能有效地防止事故蔓延，同時對主母排也起到輔助支撐的作用。高壓母線觸頭盒前裝有金屬活門，上下活門在手車從試驗位置運動到工作位置過程中自動打開，當手車反方向運動時自動關閉，形成有效隔離。以下將對某風電場35kV開關柜母排絕緣低問題進行分析及防范措施淺析。

1 35kV開關柜母排絕緣低問題概述

某風電場35kV開關柜平面布置圖見圖1，由于361開關柜內有放電聲，風場技術人員將35kV開關柜母排轉檢修，發現361開關柜內穿墻套管和三相高壓母線觸頭盒有明顯放電痕跡，計劃對有明顯放電痕跡的361開關柜內穿墻套管和三相高壓母線觸頭盒進行更換。

1.1 更換前的絕緣檢測

用絕緣電阻測試儀FLUKE 1550C的2500V檔位對35kV三相母線進行對地絕緣檢測，A相：20.4MΩ，B相：34.3MΩ，C相：25.3MΩ。絕緣較低，三相均不滿足《電力設備預防性試驗規程DL/T 596-1996》額定電壓為15kV及以上全連式離相封閉母線在常溫下分相絕緣電阻值不小于50MΩ的要求。

1.2 更換后的絕緣檢測

用絕緣電阻測試儀相同檔位再次對三相母排進行對地絕緣檢測，A相：377GΩ，B相：3.2GΩ，C相：470MΩ。絕緣雖然滿足不小于50MΩ的要求，但是B、C相絕緣明顯比A相低，特別是C相絕緣較低不利于設備安全運行。技術人員初步判斷為母排絕緣熱縮管內還有凝露所致，建議采購高壓絕緣熱縮管對母排絕緣熱縮管受潮的部分進行更換。

2 35kV開關柜母排絕緣低問題分析

高壓絕緣熱縮管采購回來后，技術人員按計劃對35kV開關柜上端母排絕緣低問題進行停電檢查與處理。停電后在未做任何處理的情況下用絕緣電阻測試儀FLUKE 1550C的2500V檔位對三相母排進行對地絕緣檢測，A相：8.35GΩ，B相：163MΩ，C相：52.9MΩ。判斷B、C相絕緣低下，并且C相也只是剛剛滿足不小于50MΩ的運行要求。

2.1 35kV開關柜母排及附屬設備外觀檢查

揭開開關柜上端蓋板檢查，上次更換的361開關柜高壓母線觸頭盒無任何放電痕跡，但362開關柜B、C相高壓母線觸頭盒有明顯放電痕跡，見圖中位置E處。361、362開關柜C相上端兩個穿墻套管有放電痕跡，見圖中位置G、H處，其中H處較為明顯。

2.2 開關柜母排C相絕緣低問題分析

（1）拆除上次受潮無備件母排熱縮管更換的361、362開關柜C相上端母排，即圖中位置EG段，對304到301開關柜主母排HN段進行對地絕緣檢測（包含了其中一個有明顯放電痕跡的穿墻套管，見圖中位置H處），C相：431GΩ，絕緣良好，判斷C相問題出在361或362開關柜，并且穿墻套管放電處不是主要原因，因為上次361開關柜才更換了全套高壓母線觸頭盒和穿墻套管，其中更換的穿墻套管包含了圖中G、H兩處。并且現在除了穿墻套管有放電痕跡，361開關柜內無任何其他放電痕跡，所以問題考慮出在上端母排到362開關柜C相高壓母線觸頭盒內。

計劃對C相上端母排到362開關柜C相高壓母線觸頭盒內母排EG段絕緣熱縮管進行更換，在拆除C相高壓母線觸頭盒內分支母排EF時，發現EF段上有明顯凝露。

（2）拆除分支母排EF段單一測試362開關柜C相高壓母線觸頭盒絕緣，C相：34.8MΩ。因此，C相絕緣低問題分析出現在C相高壓母線觸頭盒內。

2.3 開關柜母排B相絕緣低問題分析

（1）拆除362開關柜B相高壓母線觸頭盒內分支母排EF段，在取出EF段分支母排時，發現EF段分支母排上也有凝露，但不明顯。對362開關柜上端母排到301開關柜主母排FN段進行對地絕緣檢測，B相：5.6GΩ，絕緣良好，判斷B相絕緣低問題出在362開關柜內。

（2）對362開關柜B相高壓母線觸頭盒圖中E位置進行對地絕緣檢測，B相：80.5MΩ，絕緣低下。因此，B相絕緣低問題分析出現在B相高壓母線觸頭盒內。

3 35kV開關柜母排絕緣低問題處理與運行防范

3.1 35kV開關柜母排絕緣低問題處理

現場對35kV開關柜母排及其附屬設備有放電痕跡處進行酒精擦拭，對有凝露部分并對穿墻套管存在放電痕跡的母排進行更換絕緣熱縮管和烘干處理。由于現場無高壓母線觸頭盒備件，暫時恢復設備，檢測絕緣合格后先恢復設備運行。設備回裝完畢后，對三相母排分別對地進行絕緣檢測，A相：2.4 GΩ，B相：266MΩ，C相：174MΩ。絕緣滿足不小于50MΩ的要求，可以暫時恢復送電，但由于B、C相絕緣較低，必須盡快采購高壓母線觸頭盒備件，對362開關柜內，即圖中位置E處B、C兩相高壓母線觸頭盒進行更換，徹底解決35kV開關柜母排絕緣低問題。

3.2 35kV開關柜母排絕緣低問題運行防范

35kV開關柜母排 B相、C相絕緣低，判斷為362開關柜B、C相高壓母線觸頭盒絕緣低所致。同等環境下的其他開關柜沒有類似情況，分析為在安裝期間361、362開關柜處于該風電場開關室大門正對面，安裝期間施工單位眾多，交叉作業現象平凡，以致開關室大門長期處于開啟狀態，而開關柜一二次設備未帶電，大量的水霧進入設備受潮所致。而母排對高壓母線觸頭盒和穿墻套管放電問題主要是因為運行環境潮濕所致，現場濕度達到95%左右。

后期，為了避免類似情況的發生，結合35kV開關柜的運行要求，建議對整個開關室增加除濕設備，降低濕度，將濕度控制在75%以下。建議在溫度低于4℃時，對開關室增加加熱設備，使環境溫度保持在4℃-40℃范圍內，因為溫度過低過高都不利于室內設備的運行，而該風電場開關室未出現超過40℃的溫度，所以排除高溫天氣的影響。

4 結語

隨著國家對電網運行穩定性的要求，各電廠（場）的安全運行重中之重。而要做好電廠（場）的安全運行，開關設備等的安全運行更是必不可少。因此，防止絕緣降低的措施必須落實到電力系統工程的每一個環節，包括運輸、安裝、調試及運行期間的設備防潮，特別是安裝期間更應該引起重視，因為安裝期間施工單位眾多，交叉作業現象平凡，如果監督管理不到位，必然會導致設備受潮受損，給后期電力設備的安全運行留下嚴重隱患。

參考文獻：

[1]DL/T 596-1996.電力設備預防性試驗規程[s].

[2]DL/T 1054-2007.高壓電氣設備絕緣技術監督規程[s]

[3]李欣.低壓配電故障原因分析及預防措施[J].中國設備工程，2017（24）：64-65.

[4]冷靜.變電站電氣設備安裝質量通病及對策[J].科技創新與應用，2014（36）：167.