35kV开关柜放电故障分析及处理

摘要：35kV金属封闭式开关柜用于接收和分配电能，并对电路进行控制、保护和监测，在配电网中广泛使用，其运行可靠性对于电网的安全稳定运行具有重要意义。在长期运行过程中，由于环境温度、湿度、过电压、绝缘老化等影响，开关柜绝缘性能逐渐劣化，导致绝缘强度降低，甚至造成严重事故。基于此，本文分析了35kV开关柜放电故障及处理措施。

关键词：35kV开关柜；常见故障；预控措施 引言

据统计，开关柜故障中绝缘故障超过50%，而绝缘故障发生前期往往伴随着局部放电现象。因此，应严格按照要求进行维护，35kV变电站高压室湿度都控制在45%以下，设备能够安全稳定运行，给公司创造了更大的经济价值。

1.35kV开关柜故障事故概述

雷暴天气下，打雷后35kV高压室内发生爆炸，35kV母线保护装置动作，开关跳闸。运维人员到达变电站后，发现开关内有明显的黑化痕迹，当时运维人员接到调度指示，要求隔离35kV故障设备。维修人员进入现场，检查后发现35kV手车的三相触头绝缘变为黑色，下部移动触头臂与柜内静态触头保护之间的金属框架有放电痕迹，柜体内壁有细水雾层，在此之前该地区的一些变电站由于35kV柜内受潮而出现了局部放电故障。

2.35kV开关柜放电故障分析 2.1开关柜内潮湿

KYN－40．5开关柜防护等级较高，密封性能较好，但也带来了通风散热性能差、易潮湿等问题，使得绝缘材料的绝缘强度降低，影响设备安全运行。

开关柜的运行湿度应参照标准但不局限于标准，湿度对开关柜绝缘影响较大。通过湿度计测量，站用变转接柜相对湿度达78%，而且柜底潮湿现象明显（电缆沟防潮封堵不严），柜壁有明显发霉痕迹。该类型开关柜没有安装加热器，35kV母线室无通风孔，进入转接柜的湿气在工作区随母线产生的热量被加热，密度减小而向上流动，暖空气向柜顶部运动，当遇到柜顶部冷的物体时就容易凝露甚至汇集成小水流，从而导致设备绝缘能力大大下降。当遇到过电压侵袭时，就可能发生放电现象。结合多年现场经验，湿度过大是大多数开关柜柜内放电甚至烧毁的主要原因，也是本次站用变转接柜异常放电故障的主要原因之一。

2.2绝缘护套脏污老化

对出现放电故障的绝缘护套进行检查，发现绝缘护套表面附着脏污，而且护套材料质感变硬，老化严重，110kV变电站处于工业区，开关柜周围环境不佳，绝缘护套表面及母线绝缘皮处均有灰尘等介质。绝缘护套有明显爬电烧黑现象，而且有一定的破损，其绝缘能力下降，影响设备的安全运行。这是站用变转接柜异常放电故障的主要原因之一，也是直接原因。

2.3安装工艺不良

根据绝缘护套内放电痕迹可知，放电处为母排尖角对绝缘护套放电。对母排交接处进行检查，发现交接处有较多尖角(施工时没有进行打圆处理)。导体尖角处在强电场作用下，电场强度剧增，进而发生尖端放电。

2.4转接柜母线空气绝缘净距小

依据2018年最新实施的《国家电网有限公司十电网重大反事故措施(修订版)》(以下简称《反措》)，空气绝缘开关柜的外绝缘应满足表2中的规定。而且，《反措》中明确规定:即使母线加装绝缘护套和热缩绝缘材料，也应满足空气绝缘净距离要求。对转接柜内母线的空气绝缘净距离进行测量。母线相间空气绝缘净距离分别为210mm和280mm，母线与柜内金属支架空气绝缘净距离为250mm，均不满足《反措》的要求(≥300mm)。空气绝缘净距离小，使得母线相间及母线与金属支架间电场强度增强，当空气潮湿或绝缘护套绝缘能力下降时，极易发生异常放电故障。

3.35kV开关柜放电故障处理措施 3.1改善35kV开关柜运行环境

结合这次故障事件和地区内的同类事故，这种故障是由于进入变电站高压室的潮湿或天气条件造成的，提高了高压室的环境湿度，从而降低了设备的绝缘性能。在这个变电站，首先要切断流入高压室内潮湿空气的通道，即风扇的空气孔和通风窗，风扇的空气孔可以安装在外面，有数百根叶片，风扇运转不良时关闭，以防止进气。当风扇运转时，活页打开来保持空气流通，即使潮湿的空气进入高压室内，也会在吸气风扇的作用下抽出。这种方法的优点是不仅能防止潮湿空气，而且还考虑到高压室的通风要求。通风窗可以安装在活动玻璃上，只有在高压环境下需要通风时才能打开，并且可以长时间防止潮湿空气进入。此外，考虑到该地区空气湿度较大，特别是每年雨季，为了确保高压室内绝对湿度保持在规定范围内，有必要采取措施吸收高压室内的湿空气。因此，必须在高压室内安装空调，并在雨季到来时定期启用空调除湿功能，使高压室内的环境湿度保持不变。此外，在检查过程中，维修人员发现室内工器具柜内有水滴凝结，主要是因为柜内比较封闭，顶部没有开口的空气孔。因此，在柜体顶部安装风扇，如果潮湿的空气进入机柜内部，风就会排出，使机柜内部保持相对干燥，以避免水滴凝结。

3.2故障处理

（1）对高压室电缆沟内穿电缆的孔洞进 行全面密封，杜绝高压室外的潮气进入电缆沟 内部，从而避免开关柜内湿度增大。（2）对转接柜进行清扫，先用无水酒精擦拭柜壁、母线绝缘皮，然后用吹风机除去柜 内潮气。（3）对母排搭接处的尖角、紧固螺栓的 尖角进行打圆处理，防止尖端放电现象的 发生。（4）针对母排相间空气绝缘净距离过小的问题，适当将边相母排向柜壁侧掰动（保 证母排与柜体的空气绝缘净距离满足 《反措》 要求），人为改变母线相间距离，使相间距离 基本满足最小空气绝缘净距离的要求。（5）对脏污老化的绝缘护套进行更换。 要想从根本上消除转接柜（KYN － 40． 5 开关柜）异常放电隐患，还要加强日常监护工作，做好开关柜内温湿度监测，全面改善开 关柜运行环境（如在柜内增加加热器等）。并 根据相应计划，对存在隐患的老旧开关柜及时 安排改造或更换。

3.3选择新型开关柜技术

c-GIS机柜采用新型焊接钢板机柜间隙设置技术，包括接地开关、隔离开关和三相系统中的断路器等高压元件；同时，机柜内部的绝缘支架是SF6或SF6/N2混合气体，高于大气压力，从而减少外部环境因素对设备运行的影响，可靠性和安全性高于35kV机柜。

3.4停电检查及处理

停电是针对“35kV开关柜”进行的。发现II期金属紧固件与绝缘隔板之间存在明显的放电痕迹，类型为尖端放电，放电导致绝缘子部分碳化，现场发现了许多放电痕迹。现场清除柜体中的灰尘，对所有金属固件进行了倒角处理，更换了绝缘隔板。工作完成后，将进行各种试验测试，结果正常，故障已消除。

3.5对母排上的尖角进行打磨处理

开关柜中整个母线设备应检查，锐角部分应抛光，以改变母线锐角部分电场分布，避免在较低绝缘位置放电。

3.6重视开关柜日常的维护和整修工作

在实际的供电和输电操作中，技术人员需要对温升故障采取预防为主的原则，为了防止故障的发生，需要事先做好预防和防御的工作。技术人员也需要定期对开关柜技术和设备进行维护和整改，重点监测动静触头的接触位置和运行情况。定期观察接头位置的零件是否存在松动和变形的情况。一旦发现其中存在的任何问题，例如导电性不好的问题等，需要采取涂导电膏的方式，帮助接头处降温，从而实现其正常运行的情况。检修的过程中，也需要根据检测的结果判断是否需要对开关柜进行维修，当温度发生变化时，需要及时报修从而改善技术类型。

结语

虽然35kV开关柜被广泛使用，相关技术比较成熟，但由于各种因素，故障的危险性仍然很高。因此，应高度重视35kV开关柜的安装调试和运行管理，定期使用局放测试设备和红外测温设备监测开关柜的运行状况，保证设备正常运行。

参考文献

[1]张雄清，林魁，林毅，顾林春.35kV开关柜放电原因分析及预控措施[J].电气技术，2018（11）：111-113.

[2]张庆军.分析35kV开关柜常见故障及预控措施[J].通讯世界，2018（21）：100-101.