一起35kV開關(guān)柜局部放電故障分析

常宏

摘要：本文介紹了一起因避雷器引線緊挨絕緣隔板造成開關(guān)柜局部放電的故障案例，從設(shè)計制造角度出發(fā)，提出了開關(guān)柜在出廠設(shè)計前應(yīng)保證足夠的空氣絕緣凈距，在設(shè)備驗收時要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，為降低該類故障總結(jié)了經(jīng)驗。

Abstract： This article introduces a case of partial discharge in the switchgear caused by the lead of the arrester close to the insulating partition. From the perspective of design and manufacturing， it is proposed that the switchgear should ensure sufficient air insulation clearance before the factory design， and the quality should be strictly controlled when the equipment is checked and accepted， so as to summarize experience in reducing this type of failure.

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜;引線;絕緣凈距;措施

Key words： switch cabinet;lead;insulation distance;measure

中圖分類號：TM591? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）32-0176-03

0? 引言

電力系統(tǒng)中，金屬封閉開關(guān)設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，開關(guān)柜是否穩(wěn)定可靠運(yùn)行是重中之重，開關(guān)柜內(nèi)部放電現(xiàn)象主要存在于固體絕緣介質(zhì)的內(nèi)部，在對絕緣介質(zhì)進(jìn)行生產(chǎn)和加工時，不可避免的會出現(xiàn)材料和工藝等的設(shè)計缺陷，在絕緣介質(zhì)受到高壓作用時導(dǎo)致局部被擊穿的現(xiàn)象。

1? 設(shè)備基本信息與測試情況

2019年6月20日，試驗專業(yè)技術(shù)人員對該110kV站35kV高壓開關(guān)室（基本信息見表1）進(jìn)行開關(guān)柜帶電測試工作時，發(fā)現(xiàn)35kV線3016間隔開關(guān)柜后下部超聲波周期幅值達(dá)23dB（見表2）。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司變電檢測管理規(guī)定》（國網(wǎng)（運(yùn)檢/3）829-2019）附錄A.5高壓開關(guān)柜檢測相關(guān)規(guī)定和Q/GDW 11060-2013《交流金屬封閉開關(guān)柜設(shè)備暫態(tài)地電壓局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則》附錄A相關(guān)規(guī)定，超聲波數(shù)值>8dB，開關(guān)柜存在局部放電缺陷。因此，35kV線3016間隔開關(guān)柜存在較嚴(yán)重的局部放電缺陷，局部放電位置為開關(guān)柜柜后出線電纜倉內(nèi)設(shè)備。

試驗專業(yè)技術(shù)人員通過開關(guān)柜柜后觀察窗對出線電纜倉進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)B相避雷器引線緊挨絕緣隔板，是可能造成這面開關(guān)柜局部放電的原因。結(jié)合檢測數(shù)據(jù)，建議盡快安排停電檢修消缺，對柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行試驗，缺陷處理前，應(yīng)加強(qiáng)巡視。

2019年7月2日，該110kV站35kV線3016間隔停電檢修，打開后柜門后，試驗專業(yè)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)電纜側(cè)的B相、C相避雷器高壓引線緊挨絕緣隔板的地方有輕微放電痕跡;并且電流互感器傘裙和絕緣隔板靠近的地方也有明顯的放電痕跡。

根據(jù)現(xiàn)場情況判斷，其一：由于避雷器的高壓引線太長且緊挨絕緣隔板，存在放電現(xiàn)象。其二：還發(fā)現(xiàn)因B、C兩相電流互感器距離太近，與放置的絕緣隔板緊靠，且由于隔板和電流互感器傘裙上積聚灰塵，是導(dǎo)致電流互感器和絕緣隔板放電的原因。

超聲波局部放電檢測連續(xù)檢測模式圖譜、相位模式圖譜、波形模式圖譜如圖1～圖3所示。

2? 原因分析

根據(jù)測試數(shù)據(jù)分析，35kV線3016間隔開關(guān)柜后下部超聲波值達(dá)到23dB，暫態(tài)地電壓相對值最大為19dB，據(jù)《國家電網(wǎng)公司變電檢測管理規(guī)定》（國網(wǎng)（運(yùn)檢/3）829-2019）附錄A.5高壓開關(guān)柜檢測相關(guān)規(guī)定和Q/GDW 11060-2013《交流金屬封閉開關(guān)柜設(shè)備暫態(tài)地電壓局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則》附錄A相關(guān)規(guī)定，超聲波數(shù)值>8dB，開關(guān)柜存在局部放電缺陷。因此，35kV線3016間隔開關(guān)柜存在較重的局部放電缺陷，局部放電位置為開關(guān)柜柜后出線電纜倉內(nèi)設(shè)備。同時，連續(xù)檢測模式中，100Hz相關(guān)性大于50Hz相關(guān)性;相位模式和波形模式，一個工頻周期有兩簇信號，具有顯著的工頻相關(guān)性，幅值較低，且打點(diǎn)較為分散，相位分布較寬。由圖譜特征初步判斷為存在沿面放電信號。現(xiàn)場也證實電纜側(cè)的B相、C相避雷器高壓引線緊挨絕緣隔板的地方有放電痕跡，分析是由于施工時，工藝不嚴(yán)謹(jǐn)，使避雷器的高壓引線緊挨絕緣隔板，導(dǎo)致空氣絕緣凈距不足，造成放電。電流互感器傘裙和絕緣隔板靠近的地方也有明顯的放電痕跡，存在沿面放電。從圖3可以看出，由于柜體小，電流互感器之間的距離不足100mm，根據(jù)《十八項反措》35kV開關(guān)柜的空氣絕緣凈距相間不小于300mm，在電流互感器之間加裝了絕緣隔板，絕緣隔板和電流互感器之間的距離在50mm左右，且由于絕緣隔板未固定，其中一側(cè)緊靠一相電流互感器，空氣絕緣凈距不足，造成放電。

3? 處理結(jié)果

2019年7月2日，110kV站35kV線3016間隔停電檢修。檢修人員對避雷器的高壓引線根據(jù)開關(guān)離柜接線牌的高度進(jìn)行了重新制作，把絕緣隔板和高壓引線的距離控制在最合理的范圍內(nèi)。對后柜倉的電纜終端、電流互感器、避雷器、絕緣隔板等設(shè)備進(jìn)行了不留死角的清掃、擦試。試驗人員對柜內(nèi)出線電纜、CT、避雷器分別進(jìn)行試驗，都合格。

送電待負(fù)荷穩(wěn)定后再次對該開關(guān)柜進(jìn)行局放檢測，暫態(tài)地電壓及超聲局放數(shù)據(jù)正常（測試數(shù)據(jù)如表3），局部放電缺陷消除。

4? 措施建議和經(jīng)驗總結(jié)

①這次故障的直接原因是空氣絕緣凈距不足造成的，由于開關(guān)柜的整體設(shè)計不合理，避雷器施工工藝不良，出現(xiàn)避雷器高壓引線緊挨絕緣隔板和電流互感器傘裙和絕緣隔板空氣絕緣凈距不足的情況。②開關(guān)柜在設(shè)計時，為了節(jié)約成本，縮小開關(guān)柜的體積，安全凈距達(dá)不到相關(guān)要求，相間加裝了絕緣隔板?！秶译娋W(wǎng)公司變電驗收管理規(guī)定 開關(guān)柜驗收細(xì)則》中規(guī)定：“柜內(nèi)絕緣隔板應(yīng)采用一次澆注成型產(chǎn)品，材質(zhì)滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，且耐壓和局放試驗合格，帶電體與絕緣板之間的最小空氣間隙應(yīng)滿足下述要求：1）對12kV：不應(yīng)小于30mm。2）對24kV：不應(yīng)小于50mm。3）對40.5kV：不應(yīng)小于60mm。2018版《十八項反措》中的“12.4.1.2.3”中已明確提出新安裝開關(guān)柜嚴(yán)禁使用絕緣隔板，我們在開關(guān)柜的設(shè)計制造階段就應(yīng)該嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。在駿工驗收時，還應(yīng)注意電氣設(shè)備的施工工藝，特別要注意電氣設(shè)備的安全凈距是否合格。③把該站的帶電檢測列入差異化檢測計劃。跟蹤是否隨著時間的推移、灰塵的積聚還出現(xiàn)放電現(xiàn)象，如還存在放電現(xiàn)象，應(yīng)制定相應(yīng)的檢修策略，并對其電流互感器作絕緣技術(shù)處理。④加強(qiáng)對該站的35kV開關(guān)柜的巡檢，合理安排停電檢修計劃，對柜內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行定期的徹底檢修清掃、擦試。

5? 結(jié)束語

開關(guān)柜帶電檢測中，超聲波和暫態(tài)地電壓檢測技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的兩種手段，其檢測方法和判斷依據(jù)都具有完善的理論支持。本次35kV開關(guān)柜帶電檢測發(fā)現(xiàn)缺陷的故障分析，為今后開關(guān)柜安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了寶貴的經(jīng)驗。

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