高压开关柜绝缘事故分析及处理

高压开关柜绝缘事故分析及处理

(南京璞晓电子科技有限公司江苏南京210000)

摘要:高压开关柜广泛应用于变电站、发电厂、采矿及炼矿等企业,其可靠运行对电力可靠供应至关重要。目前,虽然开关柜制造厂和电力设备维护单位会对高压开关柜进行绝缘处理,但处理方式不一、处理效果参差不齐。为保证高压开关柜的安全运行,现场需要对开关柜进行绝缘化改造。国家电网公司出台的电网重大反事故措施中,特别提出了高压开关柜的处理指导意见。近年来,全国各地均陆续发生过高压开关柜内短路、电晕放电、电弧放电、不明闪络等故障,这类故障如果得不到及时处理,最终很可能会因设备绝缘丧失介电性能而造成严重事故,威胁电力系统的安全稳定运行。

关键词:电力高压开关柜;绝缘性能;绝缘故障;绝缘子

1高压开关柜常见绝缘故障

1.1短路

因蛇、老鼠等小动物通过电缆槽沟的孔洞进入开关柜内,在开关柜内的母排或母线形成搭接,造成短路,影响电网的安全运行。

1.2绝缘件受潮及表面脏污

开关柜内含有许多由环氧树脂制成的绝缘件(如穿柜套管、互感器、支柱绝缘子等),由于设备本身没有完全密封,防潮防污能力有限,并且环氧树脂材料容易吸水,多雨天气空气湿度大时,绝缘件表面受潮后,在电场作用下加速浸入绝缘件内部,导致绝缘件的绝缘电阻大大降低,表面泄漏电流增大,引发电晕或电弧放电。

1.3电气安全距离小

通过对开关柜的绝缘维护案例进行统计,发现开关柜普遍存在相间距偏小问题。以KYN61系列35kV开关柜为例,经测量开关柜三相动触头之间的距离为280mm,三相引线之间的最大距离为328mm,相与相之间,相与地之间空气净距小,不符合《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中规定的室内配电净距至少300mm的要求。

1.4高压设备对绝缘挡板放电

为缩小开关柜体积、降低生产成本,开关柜制造厂家一般会在相与相之间增设一层环氧树脂或SMC绝缘挡板,以改变电场分布状态,提高相间绝缘程度,但并没有从本质上改善开关柜的绝缘结构。开关柜内潮气较重,导致柜内容易积灰受潮,加上环氧树脂或SMC绝缘挡板容易吸潮,在工频电压的长期作用下,更容易引发放电现象,进而加速其周边绝缘材料的劣化;绝缘劣化又会进一步造成其周围电场分布发发生畸变,经恶性循环逐步形成导电通道,最终导致事故的发生。

2切实提升电力高压柜开关绝缘性能的优化措施

2.1确保电力高压开关柜运行环境安全,规避运行隐患问题

目前,生态环境恶化且大气污染加剧,暴露于外界的电力设备中的母线、套管以及绝缘子等设施逐渐受到环境因素的干扰,出现不同程度的污染问题。其中,电力高压柜开关受到潮湿环境或者污秽环境的影响,绝缘子很容易出现电流泄露问题。久而久之,很容易出现闪络问题。为进一步确保电力高压开关柜运行环境安全,工作人员需要定期实行通风净化工作,将滤网以及网栅安装到抽风机或者通风窗口处,达到通风净化的目的。与此同时,在空气较为湿热的高压室内,可以增设去湿装置或者热能灯等设备。如此一来,基本上可以有效规避运行隐患问题。

2.2做好日常维护监管工作,贯彻及落实监管内容

为确保电力设备日常维护与监管措施得以顺利落实,工作人员需要强化自身的工作职责,贯彻及落实日常监管内容。如可以将长效固化剂涂抹到绝缘设备表面处,并注意老化设备的更换问题,防止故障问题。在此基础上,工作人员可以根据当前电网的运行情况,制定一套安全、合理的维护与监管措施,确保电网运行安全。首先,监测技术人员应该定期检查电力系统的运行情况,尤其是高压开关柜的运行情况。如果在检查过程中,发现高压开关柜绝缘性能出现明显不足情况,必须予以及时改进。其次,电力单位需要实时监控电力系统的运行情况,做好系统故障问题的处理工作,避免因电力高压开关柜运行问题而造成绝缘事故。最后,安装人员应该根据安装原则及规范,做好安装工作,且明确各个点的安装措施,防止出现安装隐患。在安装电力设备时要注意将设备的冲击耐压值调整到最佳状态。

2.3切实夯实设备生产质量,做好质量检测工作

针对目前电力高压开关柜生产质量不佳的情况,监管电力设备生产的相关部门必须加大对电力设备的生产管理力度,确保电力设备性能安全、合理。如果在监管的过程中,发现厂家生产的开关柜电力产品尚未达到规定生产标准,必须予以撤换,并进行二次改造工作,直到质量合格为止。与此同时,对于谋取私利的生产厂家而言,监管部门必须加大对其的惩罚力度,规范其的生产行为,净化市场体系。

2.4开关柜绝缘问题处理措施

2.4.1清除开关柜污秽物

开关柜污秽物主要包括绝缘件表面的灰尘水汽、母排母线表面的灰尘和铜绿、开关柜柜体表面灰尘油污等,首先用砂纸打磨导体的棱角、毛刺,然后用RS-10表面处理剂将柜内污秽物清除,最后用干净的表面处理剂再次进行彻底清除。

2.4.2母排绝缘化处理

早期开关柜内的母排都是以热缩套管进行绝缘处理,运行一段时间后会出现老化开裂问题。柜内的异型件由于不能做到很好的绝缘处理,放电往往发生在这些异型件处,且热缩套管没有憎水性,在潮湿环境下容易发生沿面放电和爬电问题。国外一些开关柜制造厂家尝试在工厂内采用硫化床喷涂阻燃绝缘粉末,但该法不适用于已安装的开关柜。根据多年的施工经验,在表面处理剂去除母排表面的污秽物后,可将50mm×0.5mm(宽度×厚度)硅橡胶自粘胶带缠绕在裸露的母排上,进行母排绝缘化处理,该方法具有施工方便快捷的优点。建议10kV及以下电压等级的开关柜裸露母排缠绕2层胶带,35kV开关柜裸露母排缠绕5~6层胶带。

2.4.3间隙封堵

在母排穿入中置式触头盒、穿柜套管手车静触头处分支母排端部与触头盒内壁之间均存在间隙,开关柜运行一段时间后,这些地方很容易产生放电情况。采用RS-45有机硅封堵胶封堵间隙,可有效解决间隙间放电的问题。

2.4.4手车绝缘件处理

对手车的绝缘件采用SRTV防污闪涂料刷涂,静触头绝缘盒表面采用刷涂SRTV防污闪涂料和有机硅封堵胶处理,防止绝缘表面受潮,形成水膜放电。

2.4.5开关柜电缆室处理

开关柜内的潮气大部分是由电缆室进入柜内的,因此对电缆室的封堵处理十分重要。采用有机硅封堵胶处理电缆进出线,具有很好的密封效果。有机硅封堵胶具有不固化、不开裂的特点,弥补了防火泥的不足。

2.4.6开关柜整体防潮处理

为保证开关柜整体绝缘及防潮效果,最后对开关柜内部用透明SRTV防污闪涂料进行整体喷涂,包括开关柜内所有绝缘件、绝缘挡板、自粘胶带包覆的母排母线及开关柜内壁等,以免因部分区域空间狭小或边角处绝缘处理不到位,对开关柜的安全运行造成不利影响。

3结语

确保高压开关柜运行安全是有效提升电力系统安全运行的基础保障,必须予以高度重视。针对现阶段高压开关柜绝缘故障问题,相关人员必须明确自身的工作职责,贯彻与落实日常检修维护工作,及时规避故障问题。与此同时,电力系统的相关部门必须切实加强对高压开关柜生产质量的监督力量,确保电力高压开关柜质量安全,避免出现质量隐患问题。

参考文献:

[1]欧阳轩.探讨电力高压开关柜绝缘事故原因分析及对策[J].中国高新区,2017(22):117+119.

[2]张立峰,黄梓亮,张泽展.电力高压开关柜绝缘事故原因分析及对策[J].通信电源技术,2018,35(04):249-250

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