35 kV高压开关柜异常放电及解决措施

35 kV高压开关柜异常放电及解决措施

作者：王志伟

来源：《科技与创新》2015年第15期

摘 要：主要针对35 kV高压开关柜异常放电及解决措施展开了探讨，通过结合异常放电的发现查找过程，对异常放电原因作了系统的分析，并给出了一系列相应的措施进行解决，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词：高压开关柜；异常放电；电力系统；穿柜套管

中图分类号：TM591 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.107 文章编号：2095-6835（2015）15-0107-02

高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的设备，其在诸多电力系统中有着广泛应用。但是高压开关柜也存在着一定的风险故障，影响着正常的运作，需要我们采取有效措施进行防范和解决。基于此，本文就35 kV高压开关柜异常放电及解决措施进行了探讨。 1 异常放电发现查找过程

某110 kV变电站运维工作人员在巡视该变电站过程中，听到35 kV高压室有异常声响，进一步聆听，发现声音来自35 kV某一板高压开关柜附近，声音是周期性的“嘶嘶”声，声音较为明显，所以怀疑开关柜内部某处存在异常放电现象。然后使用厦门红相生产的便携式局放测试仪UltraTEVPlus+进行TEV（暂态对地电压）测试。该测试是在设备带电情况下进行的，来反映局部放电量的大小，分别对高压开关柜各个间隔和背景值进行测试，测试结果如图1所示。

通过测试TEV数据发现，某一板间隔放电量最大，为60 dB，其他间隔都低于该处，而且与开关柜局部放电测试TEV历史测试数据相比明显增大。因此，可以推断35 kV某一板开关柜内部发生比较强烈的局部放电活动。 2 确定放电部位

将放电情况和测试结果汇报给调度，按调度命令对某一板停电并隔离，对该间隔断路器、CT、避雷器做高压试验，试验数据均合格，然后对某一板出线铜排做交流耐压试验，当电压升到30 kV时，放电声非常大，同时发现在某一板出线穿柜套管内有电弧产生，因此确定放电部位在穿柜套管处；将出线铜排和穿柜套管拆掉，发现铜排窄面（铜排和套管接触部分）有铜绿，而且有损伤痕迹，如图2所示。

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图1 35 kV某1板间隔放电量 图2 铜排窄面的铜绿和损伤痕迹

设备运行过程中，铜排插在套管圆筒里面，套管外侧则固定在高压开关柜柜顶金属外壳上，而金属外壳接地，这样保证了带高电压的铜排与地绝缘，其绝缘为电容分压式绝缘。该套管内腔与铜排接触部分为圆形，当铜排放在套管内时，铜排窄面与套管接触在一起。 3 异常放电原因分析

本文异常放电产生发展过程主要分为三个阶段，分别是漆层老化击穿过程、铜绿产生及铜排损伤和空气间隙放电过程。 3.1 漆层老化击穿过程

由图2可以看到，铜排外层涂有黑色漆层，以防铜排被腐蚀，铜排窄面与套管圆形内腔紧密接触在一起，绝缘漆层就位于高电压的铜排和套管之间，而套管绝缘介质主要为环氧树脂，绝缘部分就相当于漆层和环氧树脂的组合绝缘，那么与绝缘漆

相比，环氧树脂介电常数相对较大，因为绝缘系统在交变电场下，当介质损耗不太大时，介质电场分布与介电常数成反比，所以漆层承受的场强比套管大，而且其击穿场强较低，再加上自然环境（水、氧气等）的作用，绝缘漆慢慢老化击穿，最终将铜暴露在空气中。 3.2 铜绿产生及铜排损伤过程

铜在空气中在水、氧气和二氧化碳作用下，通过化学反应生成碱式碳酸铜，即铜绿。铜绿属于离子化合物，其固体粉末不导电，铜绿位于高压铜排和套管之间，相当于在铜排和套管间加了一层绝缘，但铜绿的耐电强度要比环氧树脂低，正常运行时，其承受较高的场强，在强电场作用下，在该处产生局部放电，长期的局部放电作用产生的能量使铜排慢慢灼伤，并在自然环境作用下使其表面进一步被腐蚀，最终出现损伤。 3.3 空气间隙放电过程

损伤的铜排与套管内腔不再紧密接触，而是存在1～3 mm空气间隙，这种情况下相当于空气和环氧树脂的组合绝缘，空气的介电常数较低，因组合绝缘体介质承受场强与介电常数成反比，所以空气承受较高场强，而且空气击穿场强较低，因此此处空气间隙容易被击穿，产生强烈的局部放电。铜排腐蚀后其表面不再光滑平整，部分凸起位置场强比较集中，容易产生电晕放电，因此，可以听到比较大的放电声。 4 防范措施

4.1 安装带屏蔽引出线的穿柜套管

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原来安装的高压套管未装屏蔽引出线，虽然套管在浇注过程中，其环氧树脂内部加入了能使电压均匀分布的屏蔽圈，但带高电压的铜排与内部屏蔽圈之间仍存在电位差，就导致了漆层承受较高的场强而老化。因此，将原来的穿柜套管拆掉，换上带有屏蔽引出线的高压套管，其屏蔽引出线一端与套管内的屏蔽圈相连接，引出的一端安装时需要固定在铜排上，这样铜排和屏蔽圈就处在等电位，那么铜排和屏蔽圈之间的绝缘介质理论上不承受高场强。 4.2 在铜排外加装热缩套

热缩套由聚烯烃热缩材料制成，与绝缘漆相比，其绝缘性能更好，而且对铜排起到很好的防腐蚀作用，其使用寿命也较长，在电力系统中得到了广泛的应用。 4.3 驱除开关柜内潮气

在开关柜内安装驱潮装置，通过湿度传感器感受湿度变化情况，当湿度增大到设定值时，启动加热片加热，使潮气蒸发，同时在开关柜顶部盖板处安装排风扇，将封闭在柜内的潮气排出，因为潮气是设备绝缘老化、腐蚀和铜排锈蚀的一个主要外界因素。 5 结束语

综上所述，高压开关柜作为电力系统中起保护作用的设备，其正常运作对电力系统的安全有着重要作用。因此，我们需要认真分析高压开关柜故障发生的原因，并及时发现异常放电现象，采取有效措施加以解决。只有这样，才能保证设备安全运行和可靠供电，挽回不必要的经济损失。 参考文献

[1]贺欣荣.10 kV配电网开关柜异常发热原因分析及对策[J].机电信息，2014（15）. [2]陈海平.一起典型35 kV开关柜复合绝缘击穿事故分析及整改措施[J].四川电力技术，2013（06）. 〔编辑：王霞〕

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