摘要：高压开关柜在电力系统发电、输电、配电和消耗过程中起通断、控制和保护等作用，常用于配电系统及变电站，对实现配电安全和电能供应质量有重要的影响。因此，高压开关柜的正常运行对变电站乃至整个系统的供电效果起着至关重要的作用。
关键词：高压开关柜；放电问题
1 引言
目前，我处下属十座变电站在近几年的运行和检修工作中，35kV高压开关柜的安全隐患问题较为突出，严重影响了设备、电网以及人身安全。在对各站的排查中，均发现35kV高压开关柜内母线有放电现象，其中尤其以三矿站、龙宫站现象严重，放电声音较大。高压开关柜内母线长时间放电将造成绝缘材料绝缘性能下降，进而有可能引起绝缘事故，导致电气设备损坏，对矿井安全生产和人身安全造成极大的威胁。因此在运行过程中，如果高压柜内母线发生异常放电必须尽快找到原因并及时排除隐患。
2 缺陷说明
在运行人员发现放电情况并上报后，修试工区检修人员分别对较为严重的康三2开关柜（三矿站）和Ⅰ龙豆1开关柜（龙宫站）进行了检查，将耳朵贴在开关柜侧面，可以听到内部噼噼啪啪的放电声响。在黑暗的环境下，可以看到手车室内，静触头和触头盒内壁及三相触头盒之间均有明显的电晕放电现象。将开关柜转检修后，发现手车室内静触头及触头盒内壁有明显的放电烧伤痕迹，静触头和断路器动触头上均发现有凝雾和积碳；母线室内，主母线绝缘护套部分位置发现凝雾和放电痕迹，穿柜套管内部也发现污秽及尖端放电的痕迹。
3 原因分析
我处所使用的35kV高压开关柜为KYN60（61）-40.5型铠装移开式交流金属封闭开关设备，其中三矿站厂家为上海村开电气，龙宫站厂家为四川电器。在查阅大量资料后，发现全国供电行业内均有同仁反映KYN60（61）-40.5型高压开关柜内部放电问题，是所有供电单位共同面临的一项技术难关。造成我处35kV高压开关柜内频繁放电的原因，主要有以下几个方面：
4 设计制造方面
4.1 IP防护等级较低（反应防尘防水的特性）。KYN60（61）-40.5型高压开关柜设计制造时，采用的IP防护等级低，其中外壳防护等级为IP4X，各隔室防护等级为IP2X，无法满足实际运行环境所需，不能起到良好的防尘防水效果。
4.2 爬电距离和空气间隙不足。现在的高压开关柜一味地追求“小柜”，并且为了降低制造成本都设计得较为紧凑，大幅度缩小柜体尺寸，减小柜内断路器触头的相间或对地距离，而相应的能有效保证绝缘强度的技术却还不成熟。
5 质量及工艺方面
5.1 KYN60（61）-40.5型开关柜多采用复合绝缘，绝缘件厂家技术水平参差不齐，做出来的产品电场分布不够均匀，所以导致触头盒及穿柜套管内部产生或强或弱的电晕。
5.2 母线室施工过程中，因考虑不周到，将配接母排的接头置于穿柜套管的内部，螺母上存在尖端而且与套管的内壁距离较近，导致尖端放电。
6 运行环境方面
6.1 三矿站紧靠三矿压风机房，因压风机在水冷过程中会产生大量水蒸汽，导致三矿站35kV高压室周围空气湿度较大，而龙宫站地处田间，空气湿度较大且昼夜温差高，这两个原因导致两站35kV高压开关柜内极易形成凝雾。
6.2 35kV开关柜内母线运行环境不良，外部灰尘及不良气体通过开关柜孔隙进入柜体，被带电设备吸附。
6.3 为保证矿井生产用电需要，35kV母线长时间高负荷运行，可能导致绝缘薄弱环节间歇性放电。
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7 整改方案
开关柜内部放电是最为严重的隐患，所以对三矿站及龙宫站的放电问题必须尽快找到合理的解决方案。我处变电站主要担负矿井生产用电及部分居民用电，如果想要将开关柜内部母线进行整改，套管及触头盒等质量较差的绝缘件进行更换，需要长时间停电，不但影响矿井生产安全和居民生活用电，而且需要大量资金用以更换设备，改造代价过于高昂。针对上述问题，修试工区作出如下整改方案在三矿站康三2开关柜和龙宫站Ⅰ龙豆1开关柜试行：
8 加强开关柜的绝缘性能
8.1 从每个螺丝着手，紧固柜内设备如触头盒、电流互感器、穿柜套管、绝缘板的螺丝，杜绝因螺丝松动、脱落带来的安全隐患。
8.2 清理开关柜内部触头盒、穿柜套管等绝缘件上附着的积碳，打磨边沿毛刺，并在其内部涂刷绝缘漆，改善电场分布，防止放电。
8.3 对部分放电痕迹严重的分支母线进行拆除，重新折弯并增加热缩管，增大主母线与分支母线间的间隔，增强绝缘强度。
9 改善开关柜的运行环境
9.1 从潮气的源头采取措施。改善电缆沟环境，对部分电缆重新布放，清理电缆沟，防止沟内积水，同时用填缝剂对电缆口进行封堵，既能防止电缆沟内潮气侵入又能防止小动物。
9.2 对开关柜底部孔隙进行封堵，避免灰尘、不良气体进入内部。
9.3安装“智能温差式防凝露控制器”，用以改善开关柜内部温湿度，预防凝露。利用三路温度传感器，一个测柜体外部的环境温度，两个分别测开关柜内部手车室和母线室的温度，其中手车室安装150W加热板两块，母线室安装150W加热板一块。通过控制器调节温湿度差，使柜内温度始终比柜外温度高1℃-3℃，使之不具备凝露发生的条件。
9.4 安装除湿机。为解决三矿站、龙宫站35kV高压室空气湿度较大的问题，在三矿站安装一台除湿机，龙宫站安装两台除湿机。为除湿机整定一个相对湿度的临界值（一般为50%—60%），当高压室内空气湿度超过这个定值时，除湿机就会自启，改善高压室的空气湿度。
10 制定合理的设备运行管理办法
10.1 要求运行人员加强对设备的巡视工作，做到“早发现，早汇报”，一旦发现异常声音或气味，要及时汇报，防止小缺陷发展成大事故。定期检查温湿度控制器和除湿机能否正常启动，保证室内温湿度能满足开关柜预防凝露的要求。
10.2 加强对开关柜内部的定期清扫，做到“逢停必扫，扫必扫净”。
11 取得效果
自采取以上措施后，通过一段时间的运行、观察，三矿站、龙宫站35kV高压室内空气湿度明显降低，相对湿度低至50%-60%，远远低于高压开关柜要求的日平均值95%，彻底解决了因外部环境带来的技术难题，保证了电气设备良好的运行环境。三矿站、龙宫站KYN60（61）-40.5型高压开关柜内母线放电现象明显减弱，各开关柜的运行趋于稳定，为安全供电提供了有力地保障。
本次改造，修试工区以“省时、节约”为主旨，制定了较为合适的整改方案，不但降低了工作难度，节省了人力和物力，保证了矿井生产用电，而且节约了大量更换设备的资金，在煤炭行业的低谷时期，给集团公司取得了良好的经济效益。
12 结束语
在对高压开关柜母线放电隐患的检查及整改工作中，我们取得了显著的效果，但仍不可以掉以轻心。电气设备的安全隐患是不可能彻底杜绝的，对于部分先天性缺陷及不可抗因素造成的隐患，并不能彻底消除，只能采取措施力争将发生隐患的几率降至最低。所以，对高压开关柜及其他电气设备可能出现的安全隐患，不但要做到提前预防，更重要的是要做到及时发现。这就需要我们在日常工作中，制定详细的设备运行管理办法来确保设备的健康运行，如定期清扫高压室卫生，加强日常的巡视、检修等工作，这些看似普通的日常工作，正是保证我们变电站安全、稳定运行的基石。
论文作者:孙宇光
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
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