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开关柜凝露、绝缘受潮原因及预防措施

  摘要:空气湿度过大、柜内结构设计不合理,会使开关柜绝缘件、带电体表面凝露,开关柜凝露可以滋生霉菌,从而降低电气绝缘强度,加快金属导电件腐蚀。在这种情况下,一个小故障就可能造成大面积停产。现分析开关柜凝露产生及绝缘受潮的原因,并提出相应整改措施。

  0引言

  高压开关柜由于受到安装条件限制,结构日趋小型化,内部结构紧凑、带电体的相间及对地距离缩小,因此对环境因素等要求就相对较高。由于电气运行环境、制造等原因,特別是在天气温差较大,开关柜极易形成凝露。在高湿度环境中,空气介质的绝缘性能大大下降,同时高压电极在髙湿度环境中非常容易发生局部放电;固体绝缘材料在高湿度环境下,其绝缘性能发生了很大变化,且在局部放电的影响下,间体绝缘材料的老化容易加速,而固体绝缘材料的电老化和环境老化通常是不可逆的。因此,开关柜长期在高湿度、高污染环境中运行存在很大的绝缘故障隐患。本文着重分析了开关柜内凝露产生的现象及原因,同时针对种种原因提出了具体解决方案,对提高开关柜运行可靠性有所助益。

  1开关柜凝露产生原因分析

  从各开关设备内部发生凝露引起爬电、闪络的亊故现场来看,一般都存在以下几种情况:开关柜安装环境差,有些开关柜放置在地下室,湿度高,柜体内温度特別是接近地面的温度低于环境温度;开关柜密封不够,地区湿度高,气候温度变化大, 开关柜底部潮湿,有的电缆沟甚至有积水;有的设备处于暂时停运状态,柜内小环境温度就比周围环境温度低,在其表面极易形成凝露;开关柜加热器不合理。在以上情况下,一旦送电投运,放电事故就随之发生,分析上述几种现场情况,导致开关柜凝露产生及绝缘受潮的主要是以下两大因索:开关柜内部结构和开关柜外部(开关室)环境。

  1.1开关柜内部结构防潮、除潮缺陷

  (1)柜内带电体相间及对地空气距离过小。由于空气绝缘距离明显缩小,带电体与地或带电体之间电场强度明显增大,绝缘件或带电体尖端、毛刺等部位容易造成局放超标;在空气湿度较大、灰尘较多情况下,放电更为严重,长时间放电累积作用将损坏绝缘;而35kV、10kV系统多发生内部过电压,容易造成绝缘击穿短路、开关柜损坏等严重故障。

  (2)柜体防护等级低、密封性差。柜体设计制作工艺性差,电气安装和电缆出线时,开关柜电缆进柜处封堵不严密,地下潮气易通过孔洞侵入柜体内。潮气不能及时有效排出,造成柜体整体绝缘降低。

  (3)开关柜内的加热器装置不合理。开关柜内板式加热器开启后,只是产生局部加热,不能有效去除柜内的潮气;当热空气上升遇到柜体的金属板后,由于温差作用,又迅速凝结,没有实现有效的驱潮作用。另外,自动温湿度控制器的传感器故障率较高。造成隔室内加热除潮装置不能可靠投运。

  1.2开关柜外部(离压开关室)环境因素

  (1)变电站高压室内无通风除湿设备或除湿设备不能可靠启停。(2)开关柜电缆通道有积水,电缆半层通风不流畅等。

  2开关柜防凝露整改措施

  2.1开关柜内部结构因素改进实施方案

  改善柜内带电体对地及相间空气距离。严格按照国家相关法律法规标准执行。目前国内10kV开关设备,柜宽一般都在800〜1000mm,断路器相间距多为210mm或275mm,绝缘裕度较大,即使柜内带电体不增加绝缘护套或相间、对地增加绝缘隔板,相间及对地空气净距都大于125mm,故10kV开关设备出现绝缘放电的悄况相对较少。对于35kV开关设备,受制于开关站场地等因素,开关柜外形尺寸都较小,尤其是手车式铠装柜,柜宽多为1200mm或1400mm,断路器相间距多为300mm甚至更小,柜内带电体相间、对地空气净距很难大于300mm,绝缘裕度很小。在柜宽及断路器相间不变的情况下,我们可以调整开关柜内上下引排的相间距,通过对A、C相母排向两侧打平弯的工艺,扩大相间距离,使电缆室、母线室内场强更加均衡,从而降低绝缘放电的可能。

  2.2改善柜内穿墙套管、触头盒等绝缘件。柜内绝缘件应选用带屏蔽技术的绝缘件,满足下列要求:采用优质原材料,提高产品抗老化能力;选择憎水性大的绝缘材料和大爬距绝缘件,可以提髙抗污秽能力;单个绝缘件的局放小于3pC。

  2.3改进柜内除湿方法。原板式加热器只是增加空气中水蒸气的不饱和程度,并没有将柜内的水汽排出。将各个隔室内更换为SEPRI-CS-NL排水型除湿器,功率满足设计要求。其中电缆式、开关室内配置两套除湿系统,一套长期投运,另一套由温湿度自动控制,在每间隔安装一控制开关。母线室内根据情况选配一套智能电气运行环境系统,对于冷备用的开关设备,在投运24h前一定要打开加热器,有效去除绝缘件、带电体表面凝露后,开关设备方可投人运行。

  2.4改善柜内对流通风通道。在满足防护等级的前提下,应在开关柜顶部开设专用防尘通风孔。可在开关柜面板上改造加装散热除湿孔的窗格,便于柜内通风。同时要做好防尘工作

  2.5利用停电机会清擦设备,使开关柜内保持清洁。

  2.6加强运行巡视,严格执行巡视制度,做好维护监控管理工作,防故障与未然。值班员在巡视时要能及时检査高压宝内湿度变化,特别是在雨气天气,注意有无渗漏情况的发生。利用春检、秋检和主回路不带电时,及时对设备进行淸扫和试验。

  3结论

  经过以上综合治理措施,预防开关设备内部发生凝露现象的能力明显提高,开关柜内的放电现象也没有发生,说明本次电气环境解决方案取得了良好效果。需要说明的是虽然经过整改措施,并安装使用了智能防凝露装置,但这并不是一劳永逸。还需要运行人员认真做好巡检工作,发现问题及时处理。比如进入高湿度季节就加大除湿量;查看绝缘筒有无放电痕迹、绝缘筒内的导电部件是否捣圆柜休通风是否良好、电缆出线柜与电缆沟之间封堵是否良好等进行检査。对存在的问题及时进行针对性治理,就可防止因潮湿而导致绝缘故障发生。