起高壓斷路器手車護套放電故障原因分析及處理方法

路玉鋒

(安徽省茨淮新河工程管理局，安徽 蚌埠 233010)

泵站在抗旱排澇中發(fā)揮著重要的作用，汛前針對機電排灌開關(guān)設(shè)備的檢查與電氣預(yù)防性試驗勢在必行。一般情況下，高壓開關(guān)柜布置于泵站室內(nèi)，運行工況良好，受到天氣和環(huán)境的影響較小；但是排灌泵站通常布置在湖、河、渠道等旁，運行環(huán)境受地理氣候、泵站工程建設(shè)與運行管理因素等影響較大，35 kV戶內(nèi)高壓開關(guān)柜局部放電現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，高壓開關(guān)柜在局部放電期間以氣體、聲波和電磁波等方式來釋放能量，導(dǎo)致高壓開關(guān)柜內(nèi)部絕緣下降、絕緣擊穿等故障的發(fā)生，是泵站高壓開關(guān)斷路器故障發(fā)生的重要原因之一，因此加強對高壓開關(guān)柜的日常巡視檢查，通過看、聽、聞、紅外熱成像、紅外測溫等手段及時發(fā)現(xiàn)故障并處置。筆者結(jié)合自身工作實踐，對一起蘇拐泵站戶內(nèi)式35 kV真空斷路器手車絕緣護套局部放電故障提出相關(guān)處理方法。

1 故障原因分析

潘村湖農(nóng)場蘇拐泵站是新改建的泵站，原35 kV高壓真空斷路器開關(guān)為戶外式，改建后為戶內(nèi)式，35 kV高壓開關(guān)柜統(tǒng)一布置在新建的高壓開關(guān)室內(nèi)，工程在移交投運一個月后，泵站值班運行人員聽見高壓開關(guān)室有放電聲，由于缺乏相關(guān)電氣運維知識與經(jīng)驗，沒有及時處置繼續(xù)帶電運行。在汛前停電現(xiàn)場檢查中發(fā)現(xiàn)35 kV的戶內(nèi)總進線高壓開關(guān)柜、計量高壓開關(guān)柜、主變壓器高壓開關(guān)柜內(nèi)ZN85B-40.5型真空斷路器手車三相絕緣護套表面的根部裙邊有明顯爬弧放電痕跡。

原因主要是：高壓開關(guān)柜內(nèi)部表面溫度降低到露點溫度以下時，在高壓開關(guān)柜手車壁表面絕緣護套產(chǎn)生水珠凝結(jié)現(xiàn)象；在溫度因素的影響下，空氣中的相對濕度越高、環(huán)境空氣溫度越接近結(jié)露點溫度，凝露就越容易發(fā)生。結(jié)露形成的小水珠順流而下，在下端柱頭絕緣護套及裙邊匯集，而此處距支撐金屬底板距離近，在高壓作用下引起爬電、閃絡(luò)放電現(xiàn)象，導(dǎo)致真空斷路器手車絕緣護套絕緣性能下降，給運行中高壓開關(guān)設(shè)備帶來極大的安全隱患。用2500V兆歐表分測量真空斷路器三相斷口對地絕緣電阻值在0.26～31.5MΩ，如表1，數(shù)值于低DL/T596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程規(guī)定額定電壓等級20～40.5 kV高壓斷路器：運行中不小于1000MΩ，大修后不小于2500MΩ的要求。如繼續(xù)投入運行可能發(fā)生安全事故，針對這種情況立即停運，聯(lián)系廠家并組織人員搶修，對3臺套戶內(nèi)高壓斷路器手車絕緣護套、觸止盒及母排套管等全部更換，共計造成5萬多元的損失。

表1 真空斷路器手車絕緣電阻測試 MΩ

2 處理方法

高壓真空斷路器手車防止結(jié)露的處理主要有以下方法。

2.1 在柜體表面開孔通風(fēng)

利用自然風(fēng)的風(fēng)速以及柜體內(nèi)部空氣壓力差，實現(xiàn)柜內(nèi)空氣的自然流動，避免柜內(nèi)外出現(xiàn)溫度差，來減少結(jié)露。

2.2 柜內(nèi)加裝加熱器

高壓開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置加熱器進行除濕，利用電熱元件加熱柜內(nèi)空氣使露點溫度升高破壞凝露形成的條件。

2.3 柜內(nèi)加裝除濕機

在高壓開關(guān)柜內(nèi)加裝除濕機，通過除濕機將潮濕空氣中的水汽凝露成水珠排出柜外。

2.4 高壓開關(guān)柜除濕系統(tǒng)

高壓開關(guān)柜智能除濕系統(tǒng)，以濕度控制器對濕度進行控制，將高壓開關(guān)室、電纜溝、開關(guān)柜內(nèi)的潮濕空氣抽入除濕裝置中變成液體水排出室外，以達到調(diào)節(jié)高壓開關(guān)室內(nèi)的環(huán)境濕度及高壓開關(guān)柜柜內(nèi)濕度的目的。

2.5 室內(nèi)加裝空調(diào)或工業(yè)除濕機

使用大功率空調(diào)或者工業(yè)除濕機對高壓配電室內(nèi)環(huán)境溫濕度進行調(diào)控。

筆者針對此泵站實際情況：蘇拐泵站新建高壓開關(guān)室的面積200多平方米，測量空氣含濕量等參數(shù)通過公式計算，其選型可參考廠家計算公式進行：

W=V×ρ×(d2-d1)÷1000×1.2=除濕量(kg/h)

(1)

其中，W為所需除濕量(kg/h)；ρ為空氣密度(kg/m3)；V為場所體積(m3)；d2為除濕前空氣含濕量(g)；d1為除濕后空氣含濕量(g)；1000為g換算為kg；1.2為安全系數(shù)。

選用兩臺泰工業(yè)系列除濕機CFZ-7/S，功率為2800W，一主、一備的工業(yè)除濕機，并將高壓開關(guān)柜下部用電纜泥、防火水泥對電纜頭等處進行封堵，使用工業(yè)除濕機除濕對比前四種方法除濕方法，工業(yè)除濕機除濕面積大、除濕效率高，轉(zhuǎn)輪能清洗，使用壽命長且不用對高壓開關(guān)柜內(nèi)部進行改造增添除濕設(shè)備，運行維護方便；根據(jù)高壓開關(guān)柜室的實際工作情況，可將工業(yè)除濕機出風(fēng)口的熱風(fēng)連接通風(fēng)管吹入電纜溝，以干燥電纜溝中的潮濕空氣，為電氣設(shè)備提供了良好的工作環(huán)境。

3 結(jié)束語

綜上所述，蘇拐泵站采用工業(yè)除濕機對高壓開關(guān)室內(nèi)除濕效果好，通過吸取這次故障教訓(xùn)后，泵站運維人員加強了日常運維檢查工作，開展泵站運維知識培訓(xùn)提高技能，實現(xiàn)泵站設(shè)備規(guī)范化管理與維護，減少因結(jié)露現(xiàn)象導(dǎo)致高壓斷路器手車絕緣護套局部放電故障造成的損失，確保汛期機電排灌設(shè)備的安全運行。