变电站35kV户外箱式开关柜故障分析及预控措施探讨

肖兰

广东电网有限责任公司梅州供电局 广东 梅州 514011

1 背景介绍

许继电气公司KYN61-40.5（Z）型铠装移开式交流金属封闭开关柜，整体由柜体和可抽出开关手车组成。近年来，此类型箱式开关柜设备逐渐因稳定性差、故障率高、智能化水平低被淘汰，但在农村电网仍保留着一定数量，因此，提高35kV箱式开关柜运行稳定性，对设备运维提出了更高要求[1]。

2 35kV箱式开关柜故障案例

（1）绝缘故障。2019年7月，运行人员在对35kV箱式开关柜进行巡视，发现运行间隔35kV箱式开关柜有烧焦气味及放电声，运行人员遂对该箱式开关柜进行测温，发现开关柜内断路器C相绝缘筒处有一处发热点，热点温度为46℃，正常相温度为32℃，环境温度26℃。通过对柜内ZN85-40.5/T1250-20型真空断路器进行绝缘耐压试验，发现C相断路器整体对地绝缘电阻值为300兆欧，断路器对地绝缘不合格。结合天气为连续雨天，空气湿度较高，判断为开关柜密封不良，柜内湿气堆积，开关绝缘筒外绝缘下降产生局部放电。绝缘故障主要表现为开关柜内部断路器、电流互感器、电压互感器等外绝缘闪络击穿、内绝缘闪络击穿、雷电过电压闪络击穿等，通常伴随着局部放电现象，现场可听到放电声，闻到烧焦气味，用红外测温仪可锁定故障点。

（2）机械故障。2020年9月，调度员对35kV箱式开关柜进行遥控合闸失败，后台控制回路断线告警。专业班组检查发现断路器机构储能链条锈蚀断裂，弹簧未储能断开控制回路。经分析，断路器合闸时机构存在位移，导致合闸脱扣，储能链条在储能过程中受力断裂，储能失败。该开关机构为3AV3型弹簧操动机构，机构合闸，由传动拐臂带动合闸锁扣件，与合闸保持滚轮紧密支撑，实现合闸保持。当传动机构出现位移，合闸锁扣件从合闸保持滚轮跌落，传动机构复位，开关合闸脱扣。开关机构的稳定性，受运行年限和设备状态的影响，柜内机构氧化生锈严重，反应开关柜内部长期湿度过高。开关柜机械故障，具体表现为机构卡涩、部件变形、位移或损坏，分合闸铁芯松动、轴承松断、脱扣失灵等[2]。

3 故障原因分析

（1）户外开关柜长期处于高温高湿环境。近两年，该35kV变电站共发生因绝缘降低导致的设备局部放电缺陷3起，机构生锈老化导致的机械故障缺陷4起。同地区某变电站采用同类型KYN61-40.5型开关柜，设备安装在户内，运行年限相同，间隔数一致，在近两年内，未发现35kV开关柜内设备受潮、老化导致的绝缘能力降低或机械故障缺陷。从缺陷数据对比可知，户外式开关柜受雨水及高温天气影响，是造成设备老化、绝缘能力降低、故障率高的重要原因。

（2）柜内驱潮器超期服役，驱潮效果差。潮湿空气进入开关柜体内部，开关柜内相对湿度增加，驱潮器吸湿效果差或失灵，导致湿空气进入柜体内部，加速设备老化。柜体内部金属机构因长期受潮，氧化锈蚀，亦容易发生机械故障。因开关柜观察孔限制，开关柜内部潮湿、生锈情况难以被运维人员发现。

（3）设备运行年限较长，机构磨损，稳定性下降。设备机构因老化存在磨损和变形，是造成断路器分合闸机械故障的易发原因。

4 预控措施

（1）制定防潮措施。可对现有35kV箱式开关柜进行改造，更换大功率吸湿器，增加吸湿器个数，无条件改造的开关柜，可放置吸潮硅胶包，并定期检查更换；对开关柜门密封胶圈进行更换，增加开关柜门的密封性。

（2）加强巡视运维。加强对35kV箱式开关柜设备的巡视，利用红外测温、局部放电测试等技术手段，密切关注设备运行状态。对停电的开关柜，对断路器机构进行全面检查试验，补充润滑油，对磨损严重的机构部件进行更换，降低机构卡涩、故障的概率。

（3）加强人员培训。提升红外测温仪、局部放电测试仪应用效果，提升运维人员发现缺陷、判断缺陷的能力；对35kV箱式开关柜常见故障类型及处置方法进行培训，提升运维人员事故处理应急能力，及时消除设备故障点。

（4）更换新的设备。结合大修技改计划，对现有的老旧的35kV箱式开关柜进行更换改造，将35kV箱式开关柜间隔改造为户外敞开式间隔，降低设备故障率，减少停电时间，减轻运维人员的设备运维压力。

5 结束语

35kV箱式开关柜正逐渐被淘汰，对于尚在运行的开关柜，需要保证其运行的稳定性，减少停电检修时间，降低故障率，保证电网的安全和稳定。大部分35kV户外箱式开关柜缺陷，都是由于设备运行环境恶劣、设备老化造成的。提升设备运维水平，需要运行人员改善开关柜运行环境，降低开关柜内温湿度、减少开关受潮的概率。严格按《设备运维策略》要求开展运维工作，按周期开展巡视、红外测温、局部放电测试，密切监视设备健康状况。按《设备检修试验规范》要求，定期开展设备检修及试验，重点检查绝缘性能及机械特性，对机构进行保养维护，降低设备的故障率。同时，对运行人员进行培训，提高设备故障处理能力，是设备安全、连续、稳定运行的保障。