高压开关柜运行情况与状态检测调研报告

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1、word资料下载可编辑提高开关柜运行可靠性的技术措施调研报告江苏省电力公司电力科学研究院近年来，江苏电网发生了多起开关柜故障引起的停电事件，如村前变35kV开关柜、雩横变35kV开关柜、高皇变35kV开关柜爆炸、燃烧事故等，造成了重大的经济损失及不良的社会影响，由此引发了对提高开关柜运行可靠性的技术措施的广泛关注。2012年，省电科院设备状态评价中心多次赴国内主要开关柜生产厂商、状态检测仪器生产厂商及相关运维单位开展了广泛调研，深入了解、分析了当前高压开关柜解开关柜设备设计、生产、及运维过程中存在的主要不足，并有针对性地提出了改进措施，为提升我

2、省开关柜运行可靠性、保障电网安全提供了重要的技术支撑依据。一、开关柜常见缺陷及整改措施通过对扬州供电公司、泰州供电公司、帕威尔电气公司及浙江七一电器具公司调研发现，国内电网目前30.5kV开关柜缺陷主要集中在结构设计缺陷、加工工艺缺陷、装配工艺缺陷、选材错误等，分别针对以上问题提出整改措施。1.1设计制造缺陷（1）内部故障燃弧试验不满足反措要求十八项反措要求开关柜各隔室均应通过相应的内燃弧试验，燃弧时间为0.5秒及以上内部故障电弧允许持续时间应不小于0.5秒，试验电流为额定短时耐受电流，对于额定短路开断电流31.5kA以上产品可按照31.5kA

3、进行内部故障电弧试验。目前江苏电网中仍大量运行着燃弧试验时间不满足新反措的要求，一旦发生击穿事故则会发生开关柜爆炸、火烧连云的现象。（2）开关柜空气净距离不满足要求十八项反措要求35kV开关柜外绝缘应满足以下条件：空气绝缘净距离≥300mm，如采用热缩套包裹导体结构，则该部位必须满足上述空气绝缘净距离要求。专业技术资料word资料下载可编辑目前35kV开关柜的宽度为1.3m-1.4m，除掉三相母排的宽度，理论上的空气净距已经不满足≥300mm的要求。因此，制造厂商大量使用热缩套、绝缘隔板，如图1所示，这些复合绝缘材料存在较大的安全隐患。图1开关

4、柜因间距过小而内大量使用的绝缘隔板和热缩套（3）触头盒、套管无屏蔽部分开关柜断路器触头盒、套管未采用屏蔽结构设计，导致内部电场强度分布不均匀，易引发局部放电，长时间的放电导致绝缘材料电老化，最终导致击穿事故的发生，如下图所示。（1）触头盒（2）套管图1无屏蔽的触头盒及套管改造措施：采用带屏蔽的触头盒及穿墙套管。加装屏蔽可有效消除电场集中问题，使电场分布均匀，延长触头盒、穿墙套管使用寿命。图3及图4所示分别为待屏蔽的触头盒及穿墙套管结构图。专业技术资料word资料下载可编辑图3改进型设计的带屏蔽触头盒图3改进型设计的带屏蔽穿墙套管（4）相间绝缘隔

5、板设计缺陷目前，35kV开关柜逐步实现小型化，由此造成柜内空气绝缘距离较小，为此，开关柜厂商增加了SMC绝缘隔板。但是设计加装隔板时却存在结构缺陷，如：1)由于相间绝缘板设计太长，伸入到电缆室触头盒相间搭接处，从而加剧了触头盒搭接处小缝隙之间的放电，如图10所示；2)绝缘隔板与柜体连接处存在小缝隙，造成局部放电，如图10所示；专业技术资料word资料下载可编辑图绝缘隔板太长图10绝缘隔板与柜体连接处存在小缝隙改造措施：针对上述问题，1)裁剪不必要的绝缘隔板；2)增大绝缘隔板与柜体间的连接缝隙，避免存在悬浮电位缺陷。（5）除湿设计缺陷某些开关柜内

6、加热除湿装置设计存在缺陷，不能及时有效排除柜内潮气，容易形成凝露，造成击穿事故。改造措施：加热装置的要求：加热和去湿功能分离，去湿采用多点低功率常投方式，大功率手动投切的方式（苏州建议大功率采用温湿度控制器控制其投切）。（6）母排设计宽度过宽开关柜内母排设计过宽，导致相间距过小。改造措施：将100*10单排母线换成60*10*2双排母线。（7）母排倒角不规范：部分专业技术资料word资料下载可编辑开关柜内母排倒角曲率半径过小，如图11所示，易形成极不均匀电场，造成尖端电晕放电，在各种环境因素的长期作用下，发生一系列的化学和物理变化，导致电气性能

7、劣化，铜排尖角和边缘处及触头盒内壁有明显的放电痕迹；触头盒内壁、铜排尖角处放电痕迹图11不规范倒角引起的放电改造措施：对铜排进行按规范倒角处理,铜排加工面进行镀银或搪锡处理。圆角处理后效果如图12所示。铜排按规范进行倒圆角图12规范倒圆示意图1.2装配工艺缺陷（1）柜内部件与设计位置有偏移由于安装工艺为管控到位，部分开关柜内部件与设计位置有偏移，如穿墙套管中母排搭接位置不妥，而且母排不居中，搭接位置的金属尖端紧挨套管内壁，如图15所示。专业技术资料word资料下载可编辑图15穿墙套管中母排不居中改造措施：1)根据图纸，重新装配，并在完工后进行细

8、致检查。（2）柜内部件未紧固到位部分开关柜内部件，如SMC绝缘隔板、各类紧固螺栓等，由此造成悬浮电极缺陷，进而产生放电，长期运行对设备运行状态造成重要