變電站35kV戶外箱式開關柜故障分析及預控措施探討

肖蘭

廣東電網有限責任公司梅州供電局 廣東 梅州 514011

1 背景介紹

許繼電氣公司KYN61-40.5（Z）型鎧裝移開式交流金屬封閉開關柜，整體由柜體和可抽出開關手車組成。近年來，此類型箱式開關柜設備逐漸因穩定性差、故障率高、智能化水平低被淘汰，但在農村電網仍保留著一定數量，因此，提高35kV箱式開關柜運行穩定性，對設備運維提出了更高要求[1]。

2 35kV箱式開關柜故障案例

（1）絕緣故障。2019年7月，運行人員在對35kV箱式開關柜進行巡視，發現運行間隔35kV箱式開關柜有燒焦氣味及放電聲，運行人員遂對該箱式開關柜進行測溫，發現開關柜內斷路器C相絕緣筒處有一處發熱點，熱點溫度為46℃，正常相溫度為32℃，環境溫度26℃。通過對柜內ZN85-40.5/T1250-20型真空斷路器進行絕緣耐壓試驗，發現C相斷路器整體對地絕緣電阻值為300兆歐，斷路器對地絕緣不合格。結合天氣為連續雨天，空氣濕度較高，判斷為開關柜密封不良，柜內濕氣堆積，開關絕緣筒外絕緣下降產生局部放電。絕緣故障主要表現為開關柜內部斷路器、電流互感器、電壓互感器等外絕緣閃絡擊穿、內絕緣閃絡擊穿、雷電過電壓閃絡擊穿等，通常伴隨著局部放電現象，現場可聽到放電聲，聞到燒焦氣味，用紅外測溫儀可鎖定故障點。

（2）機械故障。2020年9月，調度員對35kV箱式開關柜進行遙控合閘失敗，后臺控制回路斷線告警。專業班組檢查發現斷路器機構儲能鏈條銹蝕斷裂，彈簧未儲能斷開控制回路。經分析，斷路器合閘時機構存在位移，導致合閘脫扣，儲能鏈條在儲能過程中受力斷裂，儲能失敗。該開關機構為3AV3型彈簧操動機構，機構合閘，由傳動拐臂帶動合閘鎖扣件，與合閘保持滾輪緊密支撐，實現合閘保持。當傳動機構出現位移，合閘鎖扣件從合閘保持滾輪跌落，傳動機構復位，開關合閘脫扣。開關機構的穩定性，受運行年限和設備狀態的影響，柜內機構氧化生銹嚴重，反應開關柜內部長期濕度過高。開關柜機械故障，具體表現為機構卡澀、部件變形、位移或損壞，分合閘鐵芯松動、軸承松斷、脫扣失靈等[2]。

3 故障原因分析

（1）戶外開關柜長期處于高溫高濕環境。近兩年，該35kV變電站共發生因絕緣降低導致的設備局部放電缺陷3起，機構生銹老化導致的機械故障缺陷4起。同地區某變電站采用同類型KYN61-40.5型開關柜，設備安裝在戶內，運行年限相同，間隔數一致，在近兩年內，未發現35kV開關柜內設備受潮、老化導致的絕緣能力降低或機械故障缺陷。從缺陷數據對比可知，戶外式開關柜受雨水及高溫天氣影響，是造成設備老化、絕緣能力降低、故障率高的重要原因。

（2）柜內驅潮器超期服役，驅潮效果差。潮濕空氣進入開關柜體內部，開關柜內相對濕度增加，驅潮器吸濕效果差或失靈，導致濕空氣進入柜體內部，加速設備老化。柜體內部金屬機構因長期受潮，氧化銹蝕，亦容易發生機械故障。因開關柜觀察孔限制，開關柜內部潮濕、生銹情況難以被運維人員發現。

（3）設備運行年限較長，機構磨損，穩定性下降。設備機構因老化存在磨損和變形，是造成斷路器分合閘機械故障的易發原因。

4 預控措施

（1）制定防潮措施。可對現有35kV箱式開關柜進行改造，更換大功率吸濕器，增加吸濕器個數，無條件改造的開關柜，可放置吸潮硅膠包，并定期檢查更換；對開關柜門密封膠圈進行更換，增加開關柜門的密封性。

（2）加強巡視運維。加強對35kV箱式開關柜設備的巡視，利用紅外測溫、局部放電測試等技術手段，密切關注設備運行狀態。對停電的開關柜，對斷路器機構進行全面檢查試驗，補充潤滑油，對磨損嚴重的機構部件進行更換，降低機構卡澀、故障的概率。

（3）加強人員培訓。提升紅外測溫儀、局部放電測試儀應用效果，提升運維人員發現缺陷、判斷缺陷的能力；對35kV箱式開關柜常見故障類型及處置方法進行培訓，提升運維人員事故處理應急能力，及時消除設備故障點。

（4）更換新的設備。結合大修技改計劃，對現有的老舊的35kV箱式開關柜進行更換改造，將35kV箱式開關柜間隔改造為戶外敞開式間隔，降低設備故障率，減少停電時間，減輕運維人員的設備運維壓力。

5 結束語

35kV箱式開關柜正逐漸被淘汰，對于尚在運行的開關柜，需要保證其運行的穩定性，減少停電檢修時間，降低故障率，保證電網的安全和穩定。大部分35kV戶外箱式開關柜缺陷，都是由于設備運行環境惡劣、設備老化造成的。提升設備運維水平，需要運行人員改善開關柜運行環境，降低開關柜內溫濕度、減少開關受潮的概率。嚴格按《設備運維策略》要求開展運維工作，按周期開展巡視、紅外測溫、局部放電測試，密切監視設備健康狀況。按《設備檢修試驗規范》要求，定期開展設備檢修及試驗，重點檢查絕緣性能及機械特性，對機構進行保養維護，降低設備的故障率。同時，對運行人員進行培訓，提高設備故障處理能力，是設備安全、連續、穩定運行的保障。