35 kV开关柜的防放电措施及其效果

王俊杰，王平，王红军

（国网浙江省电力公司丽水供电公司，浙江丽水323000）

35 kV开关柜的防放电措施及其效果

王俊杰，王平，王红军

（国网浙江省电力公司丽水供电公司，浙江丽水323000）

KYN61-40．5系列开关柜中的电流互感器对SMC绝缘隔板放电的缺陷频发。通过对放电现象的多角度分析和对比，得出放电原因为电流互感器与SMC绝缘隔板距离过近、开关柜内湿度太大，并提出和采取了针对性的防范措施：加装电流互感器硅橡胶绝缘护套、改变SMC绝缘隔板安装方式、加装开关柜智能除湿装置，经运行实践检验取得了良好的效果。

放电；SMC绝缘隔板；电流互感器；硅橡胶绝缘护套；智能除湿装置

0 引言

随着社会和科技的不断进步，变电站占地面积越来越小，开关柜结构也设计得更加紧凑，柜内设备间的距离进一步减小[1]。这些改进一方面节省了占地面积，降低了建设成本，带来了一定的经济效益，另一方面也给设备安全运行带来了新的考验。丽水供电公司所辖变电站的KYN61-40．5系列35 kV开关柜出现了较多的放电缺陷，通过对这些放电缺陷的分析和研究，找出了症结所在，并有针对性地提出和采取相应的措施，有效防范了该类缺陷的发生，保证了设备的安全稳定运行。

1 缺陷情况

1.1 缺陷的发生

2013年6月3日，某220 kV变电站运维人员在进行例行巡视中听到35 kV开关柜内有放电声，通过后柜门观察窗发现电流互感器与SMC绝缘隔板间有微弱的放电火花，且有2个开关柜均存在该现象。开关柜型号为KYN61-40．5，投运时间为2005年10月。

据统计，2013年1月—6月，在2个变电站共发生了7起类似缺陷。

1.2 检查处理情况

检修人员到现场进行停电检查和处理。检查中发现电流互感器最下层伞裙末端对SMC绝缘隔板放电，SMC绝缘隔板上有明显的放电痕迹，且表面有少量凝露。

检修人员更换了SMC绝缘隔板，并对电流互感器进行了绝缘测试，试验结果合格。

2 缺陷分析

2.1 开关柜结构分析

为节省占地面积，35 kV开关柜体积被压缩，使得部分设备带电部位之间的安全净距无法满足要求（不小于300 mm），在这种情况下，开关柜生产厂家普遍采用包绝缘热缩和加装SMC绝缘隔板的措施来满足绝缘要求，如图1所示。

图1 开关柜结构示意

这种方案在安装初期取得了很好的效果，但随着运行年限的增加，电流互感器对SMC绝缘隔板放电的缺陷也越来越多，影响了设备的正常运行，固体绝缘设备安全性受到考验[2]。由于电流互感器与SMC绝缘隔板距离过近（≤10 mm）、隔板容易受潮等情况，导致电流互感器外绝缘伞裙末端对隔板放电。

2.2 环境分析

针对SMC绝缘隔板有凝露的现象，对环境湿度进行了检测。

KYN61-40.5开关柜开关室及电缆室内均安装了加热器，加热器由温/湿度控制器控制。温/湿度控制器连接温度传感器和湿度传感器，当温度低于设定值或相对湿度大于设定值时加热器启动，以升高环境温度和降低相对湿度，防止凝露。

温/湿度控制器的启控点设置是影响其效果的关键，启控点过高难以达到除湿效果，过低则影响使用寿命[3]。故温/湿度控制器设定的启控值一般为温度5℃、湿度85%～90%。

但现场检查后发现，尽管开关室内空调均运行在除湿状态，其相对湿度仍在80%以上，即开关柜内加热器启动也无法消除SMC绝缘隔板及开关柜表面凝露。其根本原因在于：开关柜内绝对湿度较大，加热器只能通过升高周围空气温度来降低空气水蒸气饱和度，并不能真正降低绝对湿度，因而在SMC绝缘隔板等表面温度低于露点的构件上更容易产生凝露。

3 采取的措施

3.1 安装硅橡胶绝缘护套

改进开关柜绝缘结构、改善绝缘部件的电场分布是防止绝缘尖端和沿面放电的重要措施[4]。针对电流互感器的结构特点，设计和制作了硅橡胶绝缘护套，将电流互感器头部包裹起来。如图2所示，在硅橡胶护套的下部，将电流互感器从上往下排的2个裙边包裹住，护套上部开孔并通过绝缘螺杆固定在电流互感器表面，能有效截断表面爬电的路径。

图2 加装硅橡胶绝缘护套后的电流互感器

3.2 改变SMC绝缘隔板安装方式

在安装电流互感器绝缘护套的基础上，将SMC绝缘隔板通过绝缘横档与柜体固定，其下部与硅橡胶护套固定。与改变前相比，A相与B相、C相与B相中间的2块隔板都向B相靠拢，安装在B相电流互感器的硅橡胶护套上，靠两侧柜边的隔板向外移动，扩大了SMC绝缘隔板与电流互感器之间的距离，防止电流互感器表面爬电向隔板放电。其安装方式如图3所示。

3.3 安装智能除湿装置

降低空气绝对湿度是提高露点温度、防止凝露的最有效措施。智能除湿装置的原理是：当检测到空气相对湿度大于设定值时，通过风扇吸入空气，并将空气中的水蒸气冷凝后排出，然后将干燥的空气送回周围环境，达到降低空气绝对湿度的目的。启动值可根据当地环境温度和湿度情况综合考虑进行设定，本方案中设定为湿度大于70%时启动，低于60%后停止。

根据开关柜内的设备布置特点，将智能除湿装置安装在电缆（出线）室侧面，冷凝水分通过水管汇集后排出开关室。安装位置要既能保证与带电部分的安全距离（35 kV不小于300 mm），又能保证巡视时可通过观察窗查看设备情况。

3.4 效果

以上3项措施在某220 kV变电站的35 kV开关柜实施以后，该站再未发现开关柜设备的放电缺陷。开关柜内环境相对湿度维持在65%左右，装置运行正常，柜内设备表面干燥，无凝露。

4 结论

（1）KYN61-40．5开关柜电流互感器与SMC绝缘隔板布置不合理，距离过近，容易导致放电。

（2）开关柜内加热器虽然具有一定的防凝露效果，但不能降低空气绝对湿度，难以杜绝凝露现象的发生。

（3）采取安装硅橡胶绝缘护套、改变SMC绝缘隔板安装方式、加装智能除湿装置等措施，可有效避免以上问题引起的放电缺陷。

[1]郑中胜．我国金属封闭开关设备的发展趋势[J]．安徽水利水电职业技术学院学报，2003，3（2）∶35-38．

[2]孙壮丽．从GB 3906标准修订看中压金属封闭开关设备的发展趋势[J]．甘肃科技纵横，2008，37（3）∶28-29．

[3]沈建位，汪家养，俞慧忠，等．高压开关设备凝露控制器的研制[J]．电气开关，2008（6）∶30-31．

[4]漆柏林，陈平，曹小龙．开关柜设备绝缘水平下降原因分析及处理[J]．电工技术，2012（4）∶58-59．

（本文编辑：徐晗）

Discharge Prevention Measures for 35 kV Switch Cabinet and the Effect

WANG Junjie，WANG Ping，WANG Hongjun
（State Grid Lishui Power Supply Company，Lishui Zhejiang 323000，China）

Discharge defects frequently occur in TA and SMC insulating plate in KYN61-40．5 series of switch cabinet．Based on analysis and contrast of discharges from all aspects，the reasons are concluded∶the excessively small interval between TA and SMC insulating plate and the over-humid environment inside the switch cabinet．Moreover，preventive measures are proposed and taken accordingly∶put silicon rubber insulating jacket on TA，change the installation way of SMC insulating plate and install intelligent dehumidification device in switch cabinet．It is proved by practical operation that these measures are effective and can be used as reference．

discharge；SMC insulating plate；TA；silicon rubber insulating jacket；intelligent dehumidification device

TM643

：B

：1007-1881（2014）12-0073-03

2014-07-09

王俊杰（1987－），男，浙江松阳人，助理工程师，从事电力系统变电设备检修工作。