一起高压开关柜绝缘事故的分析和处理

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【摘要】高压开关柜的绝缘性能直接影响到电网的安全稳定运行，如果高压开关柜受粉尘、烟雾、湿气等的侵袭易使绝缘层受腐蚀生成导电物，构成绝缘缺陷，将影响电网的安全稳定运行。本文结合一起高压开关柜绝缘事故分析变电站室内高压开关柜故障产生的原因并提出提高开关柜绝缘性能的有关措施。

【关键词】高压开关柜；绝缘事故；原因；绝缘性能；防止措施

1.故障简介

2011年3月2日220kV竹坪站值班员发现后台监控机发出故障报警信号后下到现场检查事故状况，发现10kV、2号站用变外来电源进线柜的静触头及套筒有严重的放电烧伤痕迹，静触头金属挡板表面也有很明显熏黑痕迹；将该开关柜转检修后，检修人员通过对开关柜全面检查发现镀锡母排、盖板等处结满类似“盐巴”的白色小斑点，绝缘件表面粗糙且边沿有毛刺；母排连接静触头的接触面发现大量铜绿，管母套管也有尖端对地放电的痕迹。该设备自投运以来状态良好，未进行过检修清扫和更换零部件等。

2.故障现场情况及研究

经查雷电监测系统，3月2日无雷电记录，故可排除雷击造成闪络引起事故的可能，同时当天无此开关柜相关线路的操作，操作引起的操作过电压引发事故的可能性亦可排除；现场也无小动物尸体及其它异物。试验人员测量开关柜绝缘电阻为零。从事故现场勘查的结果来看，柜内母排、盖板等处均发现有类似“盐巴”的白色粉末状结晶体存在且母排连接静触头的接触面发现有铜绿等现象，部分螺栓已严重锈蚀，可判断环境条件的影响是造成此次事故的主要原因。

3.环境条件的影响

该站处于沿海地带，盐密值较高、污秽等级高，开关柜封堵不严，电缆沟内水分蒸发后，潮气进入到开关柜，由于高压室内空调长期直吹该柜，导致柜内温度降低，绝缘材料及表面灰尘受潮凝露，在水分蒸发后盐分附在绝缘表面，由于盐有吸潮特性，在潮气再次来临后将吸附更多的潮气和盐分，逐渐形成可见的白色粉末状物质，日久结晶体混合空气中的水分，继续污染绝缘部件。该粉末状物质经盐密分析，易溶于水，导电能力非常强，因此即使没有空调吹，亦可在设备表面上凝露，导致设备绝缘性能下降，停止空调后柜内在较长的一段时间内仍有水珠存在便可证明。

由于该变电站旁边有几个工地在施工，灰尘较大，干旱气候持续的时间较长，开关柜内积污多，三月份阴雨连绵并伴随大雾，而海边的雾天持续时间较长，白色粉末状结晶体污秽被雾水充分地湿润，造成绝缘下降，此时便产生污闪，这是产生此次绝缘事故的主因。

其次，现在的开关柜为了降低成本节省材料都制造得较为紧凑，大幅度缩短柜体尺寸，减小装于柜内的断路器，隔离插头相间或对地距离，却未采取有效的保证绝缘强度的措施，故绝缘子串的泄漏距离偏小，不能适应污秽和潮湿的环境，在同样的污染受潮和同样的电压下，如果绝缘子的泄漏距离较长，泄漏电流增长就比较快，泄漏距离越长，电弧的弧径就越长，闪络就难以发生；反之如果绝缘子的泄漏距离小，放电容易跨接两端电极，从而发展成闪络。再次，管母绝缘件表面粗糙且边沿有毛刺，这就会造成绝缘表面的电场分布不均，更容易诱发闪络。经采用酒精擦洗后，再次测量开关柜绝缘电阻，已恢复到10MΩ，经多次清洗后，开关柜绝缘电阻一次比一次高，最后顺利通过了耐压试验。

综上所述，此类开关柜的绝缘结构存在薄弱环节，在湿度、温度、污秽等外因的诱发下，开关柜绝缘性能会降低，造成故障。

4.防范措施

为防止类似事故的再次发生，提出以下几点防范措施：

（1）从潮气的源头上采取措施。改善电缆沟内排水系统，防止电缆沟积水，同时用防火胶泥封堵柜底进线电缆口等孔洞，这样既能防止电缆沟内潮气侵入又能防小动物。

（2）改善开关柜的绝缘性能。对开关柜的手车静触头护管、电流互感器喷涂RTV涂料；管母等导电部位包裹热缩材料的同时打磨绝缘件边沿的毛刺，改善电场分布，防止尖端放电和受潮沿面放电扩大，提高绝缘性能。

（3）在开关柜的前后合适部位开蜂窝状的小孔，安装网格栅、加装虑灰海绵，增强柜内空气流动，减少温差，防止凝露。

（4）改善开关柜的工作环境。合理设置空调的工作范围，以便在环境温度高的情况下对室内进行降温，湿度大的时候自动除湿，进一步防止凝露；同时在开关柜内加装自动加热器，进一步驱除柜内潮气。

（5）迁移室内空调，避免空调直吹柜体，造成柜内外温差形成凝露。

（6）加强对开关柜内绝缘部件的定期清扫，做到“逢停必扫，扫必扫净”。

（7）加强设备的巡视。定期检查柜内自动加热器和空调是否能正常启动，对室内的温湿度进行记录，保证室内温湿度能满足开关柜防凝露的要求。

5.结论

该高压室内的开关柜进行以上处理之后，运行至今无此类事故再发生，证明以上措施能有效防止开关柜绝缘的降低，改善绝缘性能，防止绝缘事故的发生。开关柜作为电能分配的重要设备，在电网安全运行中起着举足轻重的地位，受潮使得绝缘层表面被腐蚀生成导电物质，或者直接吸附导电物质都易构成绝缘缺陷，因此防潮防凝露是保证开关柜安全运行不可或缺的条件。这就要求运行部门严把开关柜的入网关，严禁工艺存在缺陷及技术不成熟的产品入网运行，同时加强平时维护检查，发现隐患及时消除，努力提高设备安全稳定运行。