KYN61-40.5型高压开关柜缺陷研究

JIANGXI ELECTRIC POWER

0引言

2014年6月7日，江西某110kV 变电站35kV 腾

荣线312开关柜由于电力事故烧损，并波及旁边313开关柜、备用线311开关柜、I 段PT 柜内部设备受损。开关柜型号KYN61-40.5，系国内某厂家产品。此后，对全省在运的同批次总计60面开关柜进行带电检测，发现12面开关柜存在局部放电现象，放电位置均在电缆室内。因此，对此次发生事故的110kV 变电站同批次开关柜进行了相关检查及试验研究。

1开关柜外观检查

开关柜是一种成套开关配电装置，电力设备生产

厂家根据用户对电气一次接线的要求，将相关的断路器、电压互感器、电流互感器以及母线、继电保护、绝缘支持件等装配在集成的金属柜体内，作为电力系统中接受和分配电能的装置。

在开关柜内部各个部位的电场强度存在差异，某个区域的电场强度一旦达到其击穿场强时该区域就会出现放电现象[1]，不过两导体之间并未出现贯穿性放电过程，即放电未击穿绝缘介质，这种现象称为局部放电。绝缘介质中电场分布[2-4]、绝缘性能是发生

局部放电的俩个决定性因素，一般情况下高电场强

度、低绝缘强度的条件下容易出现局部放电。

局部放电是配电电气设备中常见的隐患，其破坏过程有隐蔽性、缓慢性的特点。开关柜由于工艺不良、运行环境潮湿、选材不佳在运行中会引起电场不均匀等问题，导致设备内部某些位置电场强度过高，从而引发局部放电情况，电网运行可靠性因此受到严重影响[5]，

局部放电发生后可以通过检查设备外观获取第一手现场资料。图1-3是开关柜现场检查发现局部放电的照片。

1）电缆室SMC 绝缘隔板边缘未进行防潮处理，隔板表面有放电痕迹如图1所示。

图1绝缘隔板表面有放电痕迹

2）电缆室触头盒挡板尖端对绝缘隔板的安装横担有放电痕迹如图2所示。

作者简介：

唐武（1984-），男，硕士，工程师，主要研究方向为电气试验和变电检修。

摘

要：以一起35kV 高压开关柜事故为契机，对同型号同批次开关柜进行了外观检查和相应电气试验，主要分析

了开关柜的母线制造工艺、触头盒材质、运行环境、安装位置等因素对设备电气性能的影响，针对不同因素设计了类比电气试验，通过对试验结果的分析得出影响开关柜局部放电的关键原因，并提出相应的改进措施。关键词：高压开关柜；局部放电；电气缺陷；电气试验中图分类号：TM83

文献标志码：B

KYN 61-40.5型高压开关柜缺陷研究

唐武，吴冬文

（

国网江西省电力公司检修分公司，江西南昌330043）

电网技术

GRID TECHNOLOGY

图2绝缘隔板对横担放电

3）触头盒内支排未居中安装且未通过定位螺栓固定，母排未倒角，尖端对触头盒有放电痕迹如图3所示。

图3母排对触头盒放电

通过对开关柜的外观检查，不难发现开关柜的运行环境潮湿[6]，导流母排的工艺不佳都是引起局部放电的重要诱因。加强对开关柜的日常维护非常的重要。

2

开关柜试验研究

2.1

触头盒材质检测

触头盒是开关柜中最核心的部件之一，也是局部

放电高发之处，对触头盒进行了玻璃化温度及阻燃性能检测。玻璃化温度实测值101.38℃（标准值为95~135℃），试验数据合格。

在触头盒的挡板处取样，试样尺寸12mm×3mm×125mm。用垂直燃烧方法检测触头盒的阻燃性检，试验结果如表1所示，通过实验数据可得知此触头盒材质不符合要求。

表1

阻燃性检测

2.2

电气性能检测

2.2.1绝缘电阻测试

在返厂样品中抽取三个触头盒进行绝缘电阻测

试，绝缘电阻分别为2.9GΩ、4.3GΩ和4.0GΩ。作为对比，对一个新触头盒进行测试，测试结果无穷大。触头盒样品绝缘电阻值与新触头盒有较大差异。2.2.2工艺耐压试验

母排倒角及包封方式分为三种工艺，分别是：母排（1）倒角不规范，端部存在尖角；母排（2）端部经过规范倒角；母排（3）两端规范倒角并热缩密封。母排安装与触头盒安装相对位置不同见图4。触头盒分为已运行且未清洗触头盒（1）、已运行但用酒精清洗

干燥的触头盒（2）及新触头盒（3）。试验结果见表2。将触头盒按图5所示布置方式进行耐压试验及局放试验。

图

4

母排在触头盒内安装方式

表2

不同工艺下耐压及局放试验

从表2中可以看出：未清洗的触头盒、清洗后的触头盒及新触头盒均能通过95kV的耐压实验[10]；触头盒表面的污垢和灰尘对产品的性能影响较大大[7]；母排倒角规范和母排安装位置对产品性能也有影响；母排热缩套长短对产品的性能影响不大。

2.2.3雷电冲击试验

将返厂的两个触头盒放在一起，其中一个触头盒母排接高压，另一个触头盒母排接地。试验位置如下图6，试验结果见表3。

图6雷电冲击试验

表3

雷电冲击试验结果

从表3可以得出，母排间纯空气间隙仅有240mm 时不能通过雷电冲击试验，需在母排上包封热缩套或者母排间增加SMC绝缘隔板方能通过；母排间纯空气间隙达到260mm时可通过雷电冲击试验[8]。增加绝缘隔板或者采用绝缘盒可提高雷电冲击放电电压值。

3结论

通过对此批次KYN61-40.5型开关柜进行了工频电压和雷电冲击试验研究，对柜内触头盒进行材质及电气性能分析。通过以上研究，认为该型开关柜存在的隐患有：

（1）开关柜不能通过正极性的雷电冲击电压试验。

（2）内部绝缘件未采用阻燃性材料；绝缘隔板（SMC板）材质不佳且未做防水处理。

（3）电缆室触头盒边缘尖端会对固定相间绝缘挡板的横担拉弧放电。

（4）支排末端、支排折弯处均未进行倒圆角处理；支排与触头盒未可靠固定导致支排移位，触头盒中的母排安装位置未居中。

（5）电缆室未采取有效的防潮驱潮措施。

针对以上隐患，提出相应的整改措施有：

（1）完善母线室绝缘方式。

（2）开关柜内触头盒、穿屏套管需更换，阻燃性需达V-0级。柜内绝缘隔板需更换并进行防潮处理。

（3）电缆室固定绝缘隔板的横担需更换。

（4）母排含支排进行全圆角处理，其余各部位的尖端进行小R角处理，倒角部位需抛光；直角折弯处做圆弧处理；母排在触头盒中安装位置要居中且需定位。

（5）改善柜内防潮驱潮措施。（

下转第43页）4.4远距离输电比例大

地区电网负荷分布较分散，变电站分布欠合理，地区电网220kV长线路较多，从而导致220kV线路的充电功率也多，加重了电网的无功过剩程度。

对以上4个因素导致地区电网无功的过剩引起电压偏高的问题，应进行感性无功补偿技术探讨和经济论证，对电压偏高严重的地区优先开展感性无功补偿，制定出地区电网无功补偿规划，实现无功分层分区平衡。

5结语

以一种典型无功电压特性地区电网为例，对其无功电压运行现状进行分析，总结出其运行特点。针对地区220kV电网出现的电压偏高等问题，选取夏大运行方式和冬小运行方式两种运行状况进行了无功分层平衡的分析，分析了造成该地区电网无功过剩的原因，由此得出需要对该地区电网进行感性无功补偿规划的结论。参考文献：

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（上接第35页）

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（上接第38页）

4）电网运维单位应加强避雷器到货抽检，注意长途运输物件的三维冲击记录，必要时开展密封检查，把好避雷器基建投运技术监督关。

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