淺析10kV中置柜絕緣距離改進(jìn)措施

1、    淺析10kv中置柜絕緣距離改進(jìn)措施    田力【摘 要】現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中的各類裝置、設(shè)備，總體上正逐漸朝向小型化、智能化、緊湊型方向發(fā)展。在這一背景下，10kv中置柜的內(nèi)部空間、絕緣距離也被進(jìn)一步壓縮，必須要通過重新布局和優(yōu)化改進(jìn)，確保中置柜內(nèi)各電器元件不會(huì)產(chǎn)生電氣干擾，維持中置柜的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。本文首先概述了10kv中置柜絕緣距離的設(shè)計(jì)要求，隨后結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，就10kv中置柜使用過程中，因?yàn)榻^緣距離不足引發(fā)的一些故障問題，提出了針對(duì)性的改進(jìn)措施?！娟P(guān)鍵詞】中置柜；絕緣距離；電流互感器；smc絕緣板引言：中置柜是一種封閉式開關(guān)設(shè)備，內(nèi)部空間

2、有限，且需要安裝大量的功能性電氣設(shè)備和復(fù)雜的電纜線路，導(dǎo)致原本有限的空間變得更加局促。中置柜的主母線額定電流最高可以達(dá)到3000a左右，為了避免發(fā)生絕緣擊穿或是電氣元件（線路）之間發(fā)生串?dāng)_，必須要根據(jù)相關(guān)的規(guī)范要求設(shè)置足夠的絕緣距離。其中，避雷器、電流互感器等元件，既是中置柜的重要組成部分，又是比較容易發(fā)生絕緣故障的部分，需要對(duì)絕緣距離的設(shè)置進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。一、中置柜絕緣距離的設(shè)計(jì)中置柜的絕緣距離一般包括空氣凈距和爬電距離。空氣凈距的物理意義指的是中置柜中高壓電帶電體間（這里指的是三相間及相與地間）電壓擊穿空氣介質(zhì)的最大間距?？諝鈨艟嗤ǔ?huì)受到地勢(shì)因素的影響，例如在高海拔地區(qū)，由于空氣稀薄，空氣

3、介質(zhì)的絕緣能力也會(huì)受到影響，因此在安裝中置柜時(shí)，要預(yù)留出更大的空氣凈距。以目前的規(guī)范要求來說，正常情況下中置柜空氣凈距必須高于125毫米，高海拔地區(qū)要適當(dāng)增加這一絕緣距離。爬電距離指的是與高壓帶電體直接連接的絕緣元件的絕緣厚度要求。在10kv中置柜上應(yīng)用比較廣泛，例如絕緣子、套管等部件，由于直接接觸大電流，為了防止出現(xiàn)絕緣擊穿的問題，需要進(jìn)行高壓試驗(yàn)，以驗(yàn)證絕緣厚度是否能夠正常滿足安全需要。在試驗(yàn)中以不發(fā)生漏電和絕緣擊穿情況下的絕緣厚度，作為安全爬電距離。二、10kv中置柜避雷器安裝位置的改進(jìn)1、故障表現(xiàn)某小區(qū)10kv中置柜在投入使用半月后，發(fā)生一起爆炸事故，導(dǎo)致區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生停電。供電局立即組

4、織開展故障調(diào)查，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)觀察和檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)中置柜在的門板已經(jīng)因爆炸產(chǎn)生了明顯變形，并且a相避雷器有明顯燒灼、發(fā)黑的情況，附近的塑料件因?yàn)楦邷匕l(fā)生變形。2、問題分析該中置柜在安裝時(shí)，按照相關(guān)要求和規(guī)范，正常設(shè)計(jì)柜內(nèi)電氣設(shè)備的絕緣距離，并且經(jīng)過相關(guān)人員的質(zhì)量檢測(cè)確定符合要求。但是后期安裝10kv線纜后，線纜穿插在各個(gè)電器元件之間，導(dǎo)致絕緣距離減小。其中，a相避雷器與最近一處電纜的距離不足50mm。該中置柜正常通電運(yùn)行后，受到電纜內(nèi)部大電流的影響，在運(yùn)行半個(gè)月后發(fā)生絕緣擊穿，直接導(dǎo)致相鄰的避雷器燒毀。3、改進(jìn)建議在柜體上設(shè)置安裝孔，孔的中心位置距離柜底距離在0.8米左右。將外部線纜從安裝孔中統(tǒng)一引進(jìn)，

5、保證絕緣距離滿足要求。另外，從這次故障中也認(rèn)識(shí)到，技術(shù)人員在設(shè)計(jì)或現(xiàn)場(chǎng)安裝中置柜時(shí)，除了要按照規(guī)范要求進(jìn)行柜內(nèi)電氣元件的合理布局外，還要考慮到線纜接入后導(dǎo)致的絕緣距離變化問題。例如可以將線纜統(tǒng)一布局，以減少線纜凌亂分布可能導(dǎo)致的絕緣距離改變問題。另外，電纜應(yīng)當(dāng)做好耐壓試驗(yàn)，保證絕緣性能穩(wěn)定，也是間接增加絕緣距離的一種手段。三、10kv中置柜二次回路的絕緣間距1、問題分析在中置柜的生產(chǎn)階段和使用期間，一方面需要注意合理布置加熱器的位置，避免加熱器自身高溫釋放熱量對(duì)中置柜內(nèi)的溫度傳感器、濕度傳感器等產(chǎn)生干擾影響，需要保持一定的安全距離；另一方面還要注意考慮到二次回路放電或電磁干擾，也必須流出一定的

6、絕緣距離。例如，某一臺(tái)使用年限較長(zhǎng)的10kv中置柜，內(nèi)部二次回路線纜，采用的是定位片固定。定位片通過強(qiáng)力膠固定在中置柜的內(nèi)壁上。強(qiáng)力膠老化后，定位片出現(xiàn)松動(dòng)甚至掉落，失去固定作用，二次回路的線纜掉落，導(dǎo)致線纜與電氣元件之間的絕緣距離低于安全值，容易因?yàn)槎位芈肪€纜放電對(duì)中置柜內(nèi)的其他電氣元件造成損害。2、改進(jìn)方法一種方法是優(yōu)化二次回路線纜的固定方式，例如使用專門的布線槽，代替以往的定位片固定方式。同時(shí)，布線槽的外部增加絕緣外套，布線槽沿著中置柜內(nèi)部水平固定。這樣既可以加強(qiáng)布線槽的穩(wěn)定性，又可以提高絕緣能力。即便是后期布線槽出現(xiàn)脫落的問題，因?yàn)榱己玫慕^緣性能，雖然物理距離減小了，但是絕緣效果并沒

7、有發(fā)生改變，不會(huì)對(duì)中置柜內(nèi)其他電氣元件產(chǎn)生負(fù)面影響。另一種方法是優(yōu)化中置柜內(nèi)二次元件的布局，控制好絕緣距離。但是這種方法的實(shí)際操作難度較大，且中置柜內(nèi)空間有限，可能無法完全滿足絕緣距離的安全設(shè)置要求。四、電流互感器安裝位置的優(yōu)化1、問題分析在高壓開關(guān)柜生產(chǎn)制造過程中，應(yīng)注意高壓電流互感器對(duì)地安全距離，當(dāng)電流互感器為減少發(fā)熱通常采用穿心式時(shí)，其內(nèi)側(cè)配有一等電位銅導(dǎo)線體，在安裝時(shí)需將該導(dǎo)線固定在監(jiān)測(cè)的對(duì)應(yīng)相別，因此該導(dǎo)線是10kv高壓導(dǎo)體?；ジ衅髦圃鞆S所配銅導(dǎo)線體通常較長(zhǎng)，如未注意該導(dǎo)線的浮垂及擺動(dòng)可能造成相間及對(duì)地安全距離不足，設(shè)備無法通過耐壓測(cè)試。2、改進(jìn)方法電流互感器銅導(dǎo)線固定孔設(shè)計(jì)在銅鋁排

8、出口處，若電流互感器垂直安裝，固定孔設(shè)計(jì)于上出口處，將多余導(dǎo)線用扎帶束于該電流互感器內(nèi)部。五、使用新型材料提高絕緣性能1、問題分析在部分10kv中置柜中，其實(shí)際工作電流可以達(dá)到1800a甚至更高。在大電流的影響下，斷路器和中置柜動(dòng)靜觸頭如果咬合不夠緊密，容易出現(xiàn)燃弧現(xiàn)象。如果防護(hù)措施不到位，將會(huì)對(duì)周圍一定距離內(nèi)的電氣系統(tǒng)造成破壞影響，是一種嚴(yán)重?fù)p害中置柜使用性能的故障。目前的10kv中置柜設(shè)計(jì)與制作中，預(yù)防及減輕燃弧損害的措施主要是使用活門擋板進(jìn)行阻斷，材質(zhì)上多為輕質(zhì)金屬。缺點(diǎn)是在高壓、大電流環(huán)境下，金屬材料的絕緣性能不理想，在門板之后一定距離內(nèi)仍然出現(xiàn)帶電情況，對(duì)工作人員的安全構(gòu)成了威脅。2

9、、改進(jìn)方法為更好地阻隔燃弧、保護(hù)開關(guān)柜體和動(dòng)靜觸頭、保護(hù)檢修人員安全，可采用同樣規(guī)格尺寸的smc擋板替換普通金屬擋板。smc板是隨著現(xiàn)代新材料技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)的，smc板英文名稱是sheet moulding compounds，即不飽和聚酯樹脂玻璃纖維增強(qiáng)塑料。這種材料的優(yōu)點(diǎn)是可以通過升溫的方式，靈活加工，固化后又具有極強(qiáng)的硬度和強(qiáng)度?，F(xiàn)階段一些廠商制作smc絕緣板時(shí)，還會(huì)向材料中加入一些增強(qiáng)劑、碳纖維等，進(jìn)一步提高了smc絕緣板的耐電弧、阻燃性，在高壓電氣設(shè)備、工業(yè)設(shè)備中均有著較為廣泛的應(yīng)用。結(jié)語(yǔ)：在電網(wǎng)覆蓋規(guī)模增加和人們用電質(zhì)量要求提升的背景下，對(duì)電力系統(tǒng)建設(shè)提出了更加嚴(yán)格的要求。在10kv線路中，中置柜除了能夠確保正常的配送電等功能外，還可以發(fā)揮對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)控、保護(hù)，也是一種確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定和安全運(yùn)行的重要裝置。10kv中置柜使用中，絕緣距離的設(shè)置會(huì)直接影響到設(shè)備運(yùn)行安全，需要根據(jù)各電氣元件的特點(diǎn)，確保預(yù)留出充足的絕緣距離，實(shí)現(xiàn)中置柜內(nèi)整體布局合理，穩(wěn)定發(fā)揮中置柜的各項(xiàng)功能。參考文獻(xiàn)：1虞偉，王松華，蔡雄.安全型10kv手車式高壓中置柜通用便攜式核相裝置技術(shù)改進(jìn)與研究j.機(jī)電信息，2015（2