35kV開關(guān)設(shè)備的異常放電現(xiàn)象分析與解決措施

1、35kV 開關(guān)設(shè)備的異常放電現(xiàn)象分析與解決措施 摘要 文章提出了 55kV 空氣絕緣開關(guān)設(shè)備在運行中常見的幾種異常放電現(xiàn)象問題，對其產(chǎn)生的原因進行了分析， 并提出了相應(yīng)的解決措施。 關(guān)鍵詞 35kV 空氣絕緣開關(guān)設(shè)備 異常放電現(xiàn)象解決措施 引言 上海捷星電器制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)高低壓開關(guān)設(shè)備的企業(yè)。對以往生產(chǎn)的 35kV 空氣絕緣開關(guān)設(shè)備，在運行中出現(xiàn)的異常放電現(xiàn)象， 一直困擾著公司的設(shè)計和質(zhì)檢人員。 由于在 35kV開關(guān)設(shè)備中的異常放電現(xiàn)象往往是在設(shè)備運行一、二年以后才逐漸發(fā)生，而在出廠檢查的工頻耐壓試驗中往往發(fā)現(xiàn)不了，因此，不能給公司以足夠的重視，也使得此問題長期以來未得到很好的解決

2、。后來作者對此問題通過咨詢專家和公司內(nèi)共同分析和驗證，最后找出了原因，并找到了相應(yīng)的解決措施。下面針對幾例異常放電現(xiàn)象問題，作一些問題匯總、分析原因和解決措施。 1 、幾例異常放電問題35kV 高壓設(shè)備在設(shè)計和制造時空氣絕緣距離基本上按照規(guī)范要求，為什么在工頻耐壓當(dāng)中還是會出現(xiàn)放電現(xiàn)象原因分析 一是銅排加工粗糙有尖角和毛刺 （ 見圖 1） ，導(dǎo)致懸浮電位的產(chǎn)生。工頻耐壓時，懸浮電壓提高，在高電場作用下就產(chǎn)生放電。如把導(dǎo)體放到電場中，由于靜電感應(yīng)的結(jié)果，在導(dǎo)體中會出現(xiàn)感應(yīng)電荷，電荷在導(dǎo)體表面的分布情況，決定于導(dǎo)體表面的形狀。導(dǎo)體表面彎曲 （ 凸出面 ）愈大的地方，所聚集的電荷就愈多，比較平坦的地

3、方，電荷聚集的就少。在導(dǎo)體尖端的地方 （ 母排和元器件的毛刺 ） ，由于電荷密集，電場很強，使空氣分子發(fā)生電離而形成大量的自由電子和離子，在一定的條件下即可導(dǎo)致空氣擊穿，而發(fā)生“尖端放電”現(xiàn)象。 下面是銅排加工存在毛刺，在觸頭盒內(nèi)放電現(xiàn)象 （ 見圖 2） 。 二是穿墻套管的安裝孔和絕緣隔板上使用的金屬螺栓布置不當(dāng)?shù)戎圃旃に嚿系娜毕荩矔稹凹舛朔烹姟?現(xiàn)象。 如穿墻套管的安裝孔采用數(shù)控沖床加工，即用圓柱形沖頭根據(jù)安裝孔的尺寸，在鋼板上依次沖一周而成（擊沖 ） ， 兩個相鄰沖痕間就會出現(xiàn)尖角及毛刺， 沖頭越大，兩沖痕的間距越大，則尖角也越大，此尖角和毛刺與該部位的起始放電電壓有很大關(guān)系。若在運

4、行電壓下存在放電，就會對有機絕緣造成損傷，最終導(dǎo)致?lián)舸@也是為什么開關(guān)設(shè)備穿墻套管在法蘭根部容易發(fā)生絕緣故障的原因。因此，認(rèn)真處理好穿墻套管的安裝孔的加工工藝是很重要的。解決措施制造過程中必須全面修整導(dǎo)體和柜體內(nèi)壁上尖角、 毛刺， 調(diào)整螺栓位置。 同時， 質(zhì)檢人員必須嚴(yán)格把關(guān)，盡可能使電場均勻分布。 35kV 主母排和柜間穿墻套管相交處，為什么出現(xiàn)輕微火花放電 原因分析主母排和套管內(nèi)側(cè)處存在放電，原因是主母排和套管間存在空氣間隙 （ 見圖 3） ，形成了很高的電位差（ 主母排電壓為 21kV，套管忽略感應(yīng)電壓，可視為地電位 ） 。正常運行時，熱縮套管絕緣良好，故無異常，但常時間運行后部分熱縮

5、套管絕緣 老化，絕緣性能降低，導(dǎo)致穿墻套管內(nèi)側(cè)尖端部位與主母排之間的空氣間隙擊穿，主母排和套管內(nèi)側(cè)處產(chǎn)生間隙性放電。 解決措施對于 35kV 開關(guān)設(shè)備內(nèi)的套管選用，要求設(shè)計一是要滿足 高壓穿墻瓷套管技術(shù)條件 中的規(guī)定：35kV級套管的起暈電壓不小于，觸頭盒的PC值（局部放電）過大，一般應(yīng)在10PC以下，如果超過50PC,這個觸頭盒便不能用。二是選型時注意用大爬距且?guī)帘未胧┑拇μ坠?，這種套管內(nèi)側(cè)裝金屬屏蔽線，在主母排安裝后，將主母排和套管采用該屏蔽線連接，使套管與母排之間保持等電位，消除柜內(nèi)不均勻電場產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。三是可以在套管內(nèi)側(cè)安裝金屬簧片，主母排穿過后通過金屬簧片短接，消除電位差。四

6、是主母排和套管內(nèi)側(cè)處加嵌高壓絕緣膠泥，消除母線與套管之間的空氣間隙，改善放電現(xiàn)象。五是注意套管表面尤其是邊緣部分盡量平滑， 避免存在毛刺、 棱角等現(xiàn)象，使其盡量光潔。六是安裝時注意主母排盡量在套管內(nèi)居中，使電場分布趨向均勻。 梅雨季節(jié)為何發(fā)生的放電現(xiàn)象嚴(yán)重原因分析灰塵附在絕緣件表面，在干燥的時候，絕緣電阻仍很高，所以在干燥氣候下不發(fā)生污閃。反之，絕緣件不臟污，它雖然受潮了，絕緣強度仍很高，這時也不發(fā)生污閃。如果污穢和潮濕同時存在于柜內(nèi)絕緣件的表面，絕緣表面易產(chǎn)生凝露、附著污穢，極易形成爬弧，導(dǎo)致絕緣水平下降，進而造成污閃而導(dǎo)致放電。造成放電的第一個原因是環(huán)境條件的影響，梅雨季節(jié)空氣潮濕，使污穢

7、+潮濕污染了絕緣件表面。第二個原因是設(shè)計缺陷，斷路器室和電纜室各配置1個100W加熱器，配置太小，使潮濕凝露依然存在于絕緣件的表面，形成絕緣水平下降。所以設(shè)備運行的環(huán)境條件不足是導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生絕緣閃絡(luò)的主要原因 （ 這可以從梅雨季節(jié)時發(fā)生的輕微火花放電，至梅雨季節(jié)后無此現(xiàn)象和放電聲明顯減輕可以證明 ） 。所以設(shè)計時今后要特別注意這一點。 解決措施停電維護時，將絕緣件表面全部用高濃度的純酒精擦試干凈，以此提高絕緣強度。再在斷路器室和電纜室各加裝配置1個150W加熱器，使設(shè)備保持干燥。 35kV 開關(guān)設(shè)備空氣絕緣距離確保后， 為什么不能用一般熱縮套管原因分析對 35kV 開關(guān)設(shè)備的相對地及相與相之間

8、的空氣絕緣距離必須滿足大干等于300ram。當(dāng)采用SMC色緣隔板時，帶電體和絕緣板之間的最小空氣距離不得小于60mm， 缺點是絕緣隔板受使用環(huán)境影響很大，存在絕緣老化的問題。如固定螺栓與SMO距離過近， 正常運行時SMC巨表面清潔，放電現(xiàn)象不明顯，但長時間運 行后，SMO表面積塵+潮濕，造成螺栓尖端部位與SMC1問空氣間隙擊穿，產(chǎn)生間隙性放電。當(dāng)采用熱縮套管時，帶電體和套管之間的最小空氣距離不得小于200mnp缺點是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問題，就一般熱縮套管局部出現(xiàn)放 電現(xiàn)象時 （ 見圖 4） ， 絕緣強度降低會更快， 所以對 35kV 開關(guān)設(shè)備是不建議采用的。 解決措施 將一般熱縮套管全部更換成瑞侃牌熱縮套管，再緊固全部螺栓。同時安裝時一定要確保正常的絕緣層不受破壞，不得損壞母排表面熱縮套管的絕緣層。2、結(jié)束語由于 35kV 開關(guān)設(shè)備向小型化發(fā)展，使外形尺寸和柜內(nèi)帶電體之間的距離也隨之縮小，電極之間的電場強度也將更加集中和不均勻，而且隨著運行電壓的升高將更加加聚，所以要求設(shè)計時除了需要考慮完善的五防聯(lián)鎖、溫升、空氣間隙、爬電距離、大電流的自然通風(fēng)散熱和避免渦流現(xiàn)象的發(fā)生或采用不倒磁材料等要求外，對35kV開關(guān)設(shè)計不能只考慮將在 12kV的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上簡單放大，更要考慮由于運行電壓的升高電場分布變化的問題。 放電現(xiàn)象往往很難用肉眼看得到，所以出廠驗收和調(diào)試時要高度重視一次導(dǎo)電