SVC隔离开关设备问题攻关改造

苏基潭

（宝钢湛江钢铁有限公司，广东湛江 524000）

1 SVC简介

SVC 是一种静态无功补偿装置，通过对其感性或容性电流的调整，来补偿或抑制电网中电弧炉、轧钢机等冲击性负荷生产带来的母线电压波动、无功功率降低、谐波污染等影响。主要一次设备包括晶闸管阀、冷却系统以及常规设备（断路器、隔离开关、电容器、电抗器、电流互感器等）。该装置在钢铁企业广为使用。

2 现状与问题

随着产量的提升，设备稳定运行尤为关键。宝钢湛江钢铁有限公司厚板厂原35 kV SVC 滤波组为西门子设备，为罗泾搬迁设备，其室外隔离开关绝缘子支柱使用环氧树脂复合材质浇注而成，使用已超12 年。由于湛江地处沿海，紫外线较强，盐雾天气较重，环氧树脂绝缘子材料易吸潮，运行过程中表面受污秽影响逐渐形成电树枝、水树枝爬电痕迹。近年来在大雾暴雨天气时，发生多次隔离开关处电缆连接点对地放电、隔离开关相间拉弧短路故障，引起SVC 装置跳停，导致母线电压波动大，轧机变频器跳电，造成卡钢、烫损轧辊。在SVC 跳停时，由于轧机冲击负荷影响电网电能质量，只能单机架轧制，影响轧制速率降低轧制产量。因此，隔离开关隐患亟待解决。

3 问题分析及解决措施

3.1 解决环氧树脂绝缘子易吸潮、黏灰，不易清洗的缺陷

现有环氧树脂复合绝缘子具有体积小便于安装维护，机械强度高，抗震性能优异，不易破碎，耐污性能好等良好特点，但材料性能存在分散性较大、耐紫外线抗老化性较差、耐湿热性不好、横向性能差等缺点。表面涂层在紫外线和湿热环境作用下易老化脱落、粘灰尘，表面污渍与水雾粘结一起，逐渐形成水树枝、电树枝，加剧绝缘子劣化，恶性循环影响绝缘性能迅速下降。改造之前经常利用停机时间对绝缘子表面进行清灰，工作量较大。在暴雨大雾环境下，由于绝缘子绝缘性能差，极易造成拉弧放电，造成对地短路或相间短路。

2020 年4 月20 日SVC 滤波组7 次滤波器隔离开关处发生放电故障，7 次滤波器隔离开关支撑绝缘子的绝缘电阻和耐压试验如表1（两侧连接线拆除，三相单独试验）。

表1 35 kV环氧树脂绝缘子试验情况

由于绝缘子绝缘性能不佳，且当天天气非常潮湿，绝缘电阻电阻不满足标准要求（标准要求不低于1 MΩ/kV），但耐压试验合格。

结合2016 年自备电厂共箱封闭母线绝缘低发生接地故障，检查发现环氧树脂绝缘子受潮结露、电树枝爬电闪络放电，绝缘子表面碳化，绝缘性能下降，环氧树脂绝缘子在湛江室外湿热天气运行下容易老化放电。

瓷质材料由黏土高温烧制而成，表面光滑易清洗，吸水率极低、绝缘性能好，具有良好的化学稳定性和热稳定性，抗老化性能强，并具有良好的电气和机械性能，适合湛江地理环境下使用。故更换原来环氧树脂绝缘子（图1）为陶瓷绝缘子（图2），新更换的瓷质绝缘子经试验，绝缘电阻达100 000 MΩ，绝缘性能良好。

图1 环氧树脂绝缘子

图2 瓷质绝缘子

3.2 消除电缆接头易发生对地放电和隔离开关相间短路隐患

通过统计分析，SVC 隔离开关每次发生短路放电故障均在暴雨潮湿天气，为进一步分析放电原因是否与电气安全距离相关，考察能环部和热轧厂的35 kV SVC 装置，其隔离开关不同相的带电部分之间净距达1 200 mm以上，而厚板SVC 隔离开关不同相的带电部分之间净距为700 mm，均满足《高压配电装置设计规范》（DLT 5352-2018）35 kV 户外配电装置不同相的带电部分之间不小于400 mm 安全净距要求；其他厂部SVC 隔离开关处电缆接头与金属支架距离为900 mm，而厚板厂SVC 隔离开关电缆接头与金属支架距离仅为380 mm（图3），不满足电力行业标准要求的隔离开关的断口两侧引线带电部分之间不低于400 mm 的安全净距要求。安全净距不满足要求也验证了为何每逢暴雨潮湿天气，厚板SVC 隔离开关处易发生放电故障。故改造时将相间距优化至900 mm，电缆接头与框架距离优化至600 mm，见图4）。

图3 改造前距离

3.3 消除每逢大雨天气，绝缘子伞裙间易发生雨水串联，引起对地短路隐患

每次暴雨天气发生跳电时，检查绝缘子表面，发现水滴成线，无憎水性。且原有绝缘子为等径伞裙，在外涂层受污秽劣化形成的水树枝、电树枝影响下，不能有效避免雨水串联。更换后的瓷质绝缘子结构为大小间隔伞裙，有效减少雨水串联现象，避免了大雨、潮湿天气时雨水连接造成绝缘性能下降引起接地故障。

3.4 优化滤波支路结构、减少一次设备投运，减少故障隐患点

改造前35 kV SVC装置3、5、7、11次滤波支路前有一个总隔离开关，每个滤波支路均有一个支路隔离开关，结合现场使用情况，由于SVC 设计布局原因，每次停机检修SVC，考虑检修时间和操作步骤复杂性，在满足《电力安全工作规程电力线路部分》（GB 26859-2011）停电设备的各端应有明显的断开点要求下，只操作总隔离开关，滤波支路的隔离开关基本不使用（图5）。

图5 原隔离开关结构

因此现场取消滤波组支路隔离开关，利用铝排直接连接代替隔离开关（图6），减少一次设备投运和投资成本，无形中也减少了故障隐患点，改造后仍符合检修时有明显断开点要求。

图6 取消隔离开关铝排连接

4 结论

通过问题分析和改造优化，解决了环氧树脂绝缘子隐患和带电体与安全净距缺陷，避免SVC 滤波组隔离开关常因大雾暴雨天气引起的接地短路、相间短路跳电隐患，确保SVC 的稳定运行，双机架稳定轧制生产。