浅析35?kV室内封闭开关柜间隔放电原因分析及治理

潘海亮

摘 要：文章介绍了该厂35 kV配电室室内封闭开关柜设备选型情况、工程建设情况及环境条件等相关引起开关柜间隔放电的因素和针对性分析，针对这些影响因素提出了改进措施并取得了明显的成效，进而对35 kV配电系统设计及管理提出一些意见和建议。

关键词：35 kV室内封闭开关柜 间隔放电 影响因素 改进措施

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（a）-0135-02

1 情况介绍

该厂35 kV配电室内封闭开关柜为吉林龙鼎电气股份有限公司生产的户内金属铠装式高压开关柜，在运行中发现有柜内间隔放电现象，导致柜内部分绝缘件受损现象，严重影响设备的安全运行。具体案例情况如下：

2014年7月12日5时57分#2高备变跳闸，35 kV II段进线断路器跳闸。就地检查#2高备变保护装置A、B屏显示低压侧过电流及复合电压过电流动作。开工作票对35 kV II段进线间隔进行解体检查，打开盘柜后发现B、C相间发生弧光短路，对柜体多处放电，更换受损母线及绝缘套管后经试验合格后于2014年7月24日18时11分恢复送电。

2 原因分析

2.1 事故分析

盘柜解体后在母线室底部发现水珠，分析为盘柜内凝露导致绝缘降低，发生爬闪。该厂35 kV配电室布置在500 kV变电站北侧，电缆沟与500 kV电缆沟相连，因地势较低在雨季有电缆沟进水的情况发生，后经治理后消除，但电缆沟及配电室湿度都会变大。事故发生当天有降雨，导致35 kV II段进线盘柜从电缆沟返潮（事故发生后配电室内环境湿度显示为65%）从而形成凝露导致此次事故的发生。

2.2 综合分析

35 kV室内封闭开关柜是近年来为适合35 kV室内布置而采用的一种新的配电装置，鉴于该电压等级下为满足室内布置，其装置设计的都很紧凑，普遍存在柜体尺寸偏小，相间、相地间电气绝缘距离不够，此类装置的先天不足是导致柜内间隔发电的直接原因。在此情况下，当外部条件（环境、运行）发生变化时，易发生柜内放电绝缘件受损情况，这些都是导致事故发生的间接原因。从该厂运行中柜内间隔放电的程度与空气湿度的关系及发生电气绝缘损坏故障后的分析可以发现，空气湿度大，开关柜易凝露是造成绝缘强度降低最重要的一个间接因素。所以在不能更换现有形式开关柜的情况下，做好配电室内湿度控制，防止开关柜凝露的发生是防止电气绝缘损坏故障的最有效措施。

3 改进措施

3.1 凝露产生原因

什么是凝露？所谓结露现象是指柜体内壁表面温度下降到露点温度以下时，内壁表面会发生水珠凝聚现象。这个现象称之为结露。结露是否发生取决于室内温度、柜内温度、相对湿度以及露点温度。

什么是露点温度？露点温度是指在一定温度的空气中，水蒸汽的最大含量称为“饱和水蒸汽量”，此时的空气成为“饱和空气”，饱和空气温度下降时，空气中的水蒸气将凝聚成水珠。含有水蒸气的空气的饱和温度，称为露点温度。请参考温度、湿度、和露点的相关数据表（见表1）。

按表格中数据得到图1。

从表1与图1曲线可以看出：

（1）在一定的温度条件下，空气中的相对湿度越高，结露的温度越是接近环境空气温度，也就是说，环境温度愈接近露点温度，凝露就越轻易发生。（2）不管空气中的温度如何，形成结露的露点温度始终是低于环境温度。例如：空气温度20 ℃、相对湿度60%时，结露的温度为12 ℃。

3.2 预防凝露的措施

从凝露发生机理与表1、图1可以得出结论：

（1）要想防止凝露的发生，必须使不答应发生凝露部位的表面温度始终高于其周边的环境温度。（2）对开关设备而言，为防止开关柜内部发生凝露，只要保持开关柜体内部的温度始终高于外部环境温度即可。描述这一原理在生活中的现象就是：夏天从冰箱中取出一杯冰水，在水杯表面马上就会结露。而从高于环境温度的保温箱中拿出一杯热水时，杯子表面是不可能结露的。要想防止凝露的发生，必须使不允许发生凝露部位的表面温度始终高于其周边的环境温度；而开关设备内部发生凝露引起爬电、闪络事故，一般发生在以下几种情况：

（1）环境湿度高，气候温度变化大，开关柜底部潮湿，电缆沟积水；（2）开关柜湿度高，柜体内温度特别是接近地面的温度低于环境温度；（3）设备处于停运状态，电柜内小环境温度就比周围环境温度低，在其表面就极易形成结露，在这种情况下，一旦送电投运，事故就随之发生。

所以对开关设备而言，为防止开关柜内部发生凝露，只要保持开关柜体内部的温度始终高于外部环境温度即可。

3.3 该公司采取的措施

针对上述分析，我公司采取了以下措施：

（1）针对开关柜柜体尺寸偏小，相间、相地间电气绝缘距离不够问题，采取对放电设备如电流互感器、安装绝缘异型盒，增加相间绝缘介质强度，防止电气短路故障的发生。（2）防止凝露措施。①雨天及潮湿天气及时关闭配电室大门，防止潮气水分的入侵；②在开关柜后加装轴流风机，柜顶开通风孔，实现上下开网孔，形成空气对流，保证开关柜内部通风畅通，保证气道顺畅，防止潮湿气体聚集，尽量平衡内外温度；③在柜内原因温湿度自动控制加热器基础上增加一手动控制加热器，提高柜内小环境温度，使开关柜内部要防凝露的部位的温度始终比柜外环境温度高，使之不具备凝露发生的条件。

经过采取以上综合治理措施，预防开关设备内部发生凝露现象的能力应当有所提高，在采取上述措施后，该厂35 kV配电设备至今未发生凝露短路事故。

4 对管理35 kV配电系统一些建议

（1）对新建的35 kV室内布置的封闭开关柜，要严把产品质量关，有必要实行产品监造制度，对开关柜厂家选用的电气设备的生产厂家要进行审核，严禁劣质配件上柜。（2）开关柜应加装加热除湿装置（加热元件功率P≦300W）并实现温湿度自动控制，并在此基础上增加一手动控制加热器，强制长通电加热提前预防凝露发生，另外建议开关柜在保证防爆安全前提下，上下开网孔，形成空气对流。（3）在设计方面，对于柜体尺寸偏小，相间、相地间电气绝缘距离不够，此类先天不足的隐患要在设计上进行避免，另外如10 kV和35 kV选用上下层户内布置的话，可考虑将35 kV部分放置二楼；（4）对电缆出线柜，将柜体与电缆沟之间的封堵作为重点进行验收，严防潮气从电缆沟窜入柜内；（5）对在运的此类配电装置且一楼布置的设备要加强运维管理，用管理手段提高事故预控能力。

参考文献

[1] 何仰攒.电气工程电气设计手册[M].水利水电出版社，2006.

[2] 傅知兰.电力系统电气设备选择[M].中国电力出版社，2004.

[3] GB 50060-923～110 kV高压配电装置设计规范[S].