温度、湿度对中压开关柜绝缘性能的影响及对策

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1、全国电力系统配电技术协作网第二届年会论文集配电网设备与应用温度、湿度对中压开关柜绝缘性能的影响及对策王思源韩琪丁玉立戚磊(济南供电公司山东济南250012)摘要：本文首先分析了温度，湿度对中压开关柜绝缘性能的影响，得出绝缘件的绝缘性能随温度的升高而降低，在湿度小于60％时，绝缘性能随湿度增加而提高，但当湿度超过60％时，绝缘性能随湿度的增加迅速下降。结合中压开关柜的绝缘标准及事故实例，提出了减少温湿度对中压开关柜绝缘性能影响的措施。关键词：温度；湿度；开关柜；绝缘0引言中压开关柜的绝缘能力是决定开关柜能否安全稳定运行的重要因素。按开关柜内部

2、绝缘介质的不同，可分为空气绝缘开关柜和SF6气体绝缘开关柜(C．GIS)。其中空气绝缘包括纯空气绝缘、复合绝缘、部分固体绝缘。近年来，由于开关柜绝缘问题造成的事故时有发生。绝缘事故的主要原因是绝缘水平低、空气间隙小，室内潮湿、凝露等环境条件恶劣引起。温度及湿度对绝缘件绝缘的影响比较复杂，在现场实际中由于温湿度对绝缘造成的问题也较多。分析温湿度对绝缘性能的影响在实际生产中具有一定意义。1温度对绝缘的影响电介质理论研究和实际应用表明：绝缘介质的绝缘电阻是随温度变化而变化的，其变化程度又随绝缘的种类而变化。一般而言，绝缘介质的绝缘电阻和吸收比是随

3、温度的上升而下降的。其原因一是温度升高后加速了绝缘介质内部电子和离子的热运动；二是在低温条件下，绝缘介质中的水分是与其它介质紧密结合的，当温度升高后，水分子就向电磁场两极延伸，因而增加了绝缘介质的电导性能，故绝缘电阻就呈指数规律下降了。由于绝缘介质在材质、结构及受潮程度总的变化无一定规律，目前尚无一个标准的关于绝缘电阻、吸收比与温度关系的换算公式。根据巴申定律，气体的击穿电压Ub与气压P和气体间隙长度d的关系可表示为：424砜2雨Inl竺；I全国电力系统配电技术协作网第二届年会论文集配电网设备与应用在温度恒定的条件下，Ub是气压和间隙长度乘

4、积pd的函数，即Ub=f(pd)(卜2)mill)图1空气与sF6气体的击穿电压与pd值的关系由图l可见，空气在pd踟．7kP·mlTl时击穿电压出现极小值。对于气温变化的情况，式改写为Ub=F(翻)(1-3)式中万一气体的相对密度，指气体密度与标准大气条件(p。=101．3kPa，瓦=293K)下密度之比，即万：互旦：2．9旦PsT(14)式中p-击穿试验时气压，l【Pa；T-击穿试验时温度，K。实际开关柜中间隙长度d一般为常数，由图l可看出，在很大范围内，击穿电压Ub可以看做是万的增函数，即当温度T增加时，击穿电压Ub减少。2湿度对绝缘

5、的影响在介质表面未发生凝露的条件下，空气中绝对湿度增大时，绝缘件沿面闪络电压会略有提高。但介质表面发牛凝露时，沿面闪络电压将明显下降。因为是否发生凝露与大气的相对湿度有关，所以它不仅取决于绝对湿度的大小，还与介质表面的温度有很大关系。图2表示清洁的环氧树脂支柱绝缘子的交流闪络电压与空气相对湿度的关系。由图可见，当相对湿度(RH)在60％以下时，闪络电压uf随RH的增加略有提高，这在沿面放电距离为60ram时尤为明显。这是因为在环境温度恒定的情况下，相对湿度的提高即意味着绝对湿度的提高。但当RH超过60％时后，闪络电压明显下降，其原闪就在于介

6、质表面凝露。425全国电力系统配电技术协作网第二届年会论文集配电网设备与应用(％)图2不同放电距离d时清洁的环氧树脂支柱绝缘子的交流闪络电压与空气相对湿度的关系(环境温度为(30"C)电场分析结果表明，随着相对湿度的增加，宏观上，瓷柱表面电场分布趋于均匀，按闪络电压与电场分布的一般规律可以推论，相对湿度的增加会引起闪络电压的增加。当湿度达到60％以上时，由于绝缘表面的几何起伏、憎水性以及水的表面张力等因素，使得绝缘表面电导不均匀，从而改变电场分布并进而影响闪络电压。另一方面，由于在同一绝对湿度下，温度越低相对湿度越高，这样，结合前一推论可得

7、：在同一绝对湿度下，温度越低，闪络电压越高。3中压开关柜的绝缘标准开关柜的绝缘要求主要体现在耐受电压、最小空气绝缘距离和爬电比距三个方面。(1)耐受电压在GBfF311．1．1997《高压输变电设备的绝缘配合》中，规定了中压开关柜的雷电冲击耐压和工频耐压水平，见表l。表l高压开关柜的雷电冲击耐压和工频耐压值系统标称电压设备最高电压额定雷电冲击耐受电额定短时(1min)工频(有效值)／kV(有效值)删压(峰值)／kV耐受电压(有效值)／kV33．54018／2566．96023／301011．57530／421517．510540／55202

8、3．O12550／653540．518580／95426(2)最小空气绝缘距离全国电力系统配电技术协作网第-届年会论文集配电网设备与应用在标准DL／T593．1996《高压开关设