石头店变电站KYN―40.5型开关柜异常放电情况说明
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一、 石头店开关柜概况
石头店变电站地处远安县花林寺镇的高山地区，该地区特点为春夏多雷击、多雨水、湿气重，秋冬昼夜温差较大，在潮湿多雷气候下，高压设备及易发生凝露现象。该变电站35kV高压开关室配备了10面江源生产的kyn-40.5型金属封闭开关柜，其结构如下：
该开关柜投运时间为2013年7月26日，根据实际运行工况，由于开关柜长期在在潮湿的气候环境中运行，其内部的空气湿度、电极附近的绝缘介质表面粗糙程度等因素会发生改变，这种改变会影响绝缘子的绝缘水平。当开关柜发生局部放电时，空气湿度、电极附近的绝缘介质表面粗糙程度等因素的改变会进一步加剧局部放电，进而加速设备绝缘劣化，最终导致开关柜发生绝缘故障。从近两年的运行工况上来看，运维人员多次发现并处理开关柜内放电隐患，主要表现为开关柜内声音异常，且持续时间较长，之后修试人员进行了现场查看及恢复处理，笔者希望通过以此分析能为大家提供参考，通过对开关柜内部放电的原因进行分析，并找出解决的办法，对于预防事故具有十分积极的意义。
二、 开关柜异常放电故障情况
2015年9月22日，运维人员在对110kV石头店变电站巡视检查过程中，听到35kV高压室有异常声响，进一步聆听发现声音来自35kV 5号母线所属间隔开关柜附近，该声音为周期性 “嘶嘶”声，而且声音明显较大，因此怀疑开关柜内部出现异常放电。鉴于2015年7月22日35kV石安线开关柜曾因电缆受潮绝缘性能下降，存在过放电现象，虽然该缺陷已处理，并且电缆沟也已经整改，但35kV高压开关室空气湿度仍然较大，近期测试开关室的湿度一直在70%以上；经过初步排查，运维人员怀疑5号母线及所属其他开关柜内也存在因电缆受潮绝缘性能下降放电现象，如果不及时检查处理可能会导致开关柜内设备受潮程度进一步劣化，造成开关柜内设备放电、危急人身、设备安全隐患。随后运维人员汇报了调度，调度通知修试人员进行局放带电检查。
三、 停电试验情况
运维人员将放电情况和测试结果汇报给调度，按调度命令对35千伏5号母线及所属开关柜，进行断路器、CT、避雷器做高压试验，试验数据均合格，然后对35kV石安线、石花线开关柜母线圆形静触头铜排做交流耐压试验，当电压升到 30 kV 时，放电声非常大，同时发现套管内有明显电晕放电现象，因此确定放电部位母线室圆形静触头处；将开关柜体及顶部打开，发现开关柜内母线室圆形静触头有明显的放电痕迹，同时在绝缘件表面发现了类液态生成物，颜色呈现黄绿色。
同时柜内凝露及灰尘较明显，部分地方呈水滴状，用手触摸有水粘腻感，以此推断开关柜内的加热器应处于长期未投入工作的状态，从而造成了在天气潮湿及内外温差变化大的时候柜内产生凝露，因此从现场判断出此站开关柜的运行工况条件相对较差。
四、 故障原因分析
（1）通风不畅，除潮不力。
由于石头店变电站多雨水、湿气重、昼夜温差较大，在潮湿多雨气候下，高压设备及易发生凝露现象。目前，石头店变电站高压室的除湿设备只安装了两个排风机，且排风机和进气窗的安装位置很不合理；排风机分别在两个角落里，而进气窗安装位置过高，这样高压室内底部设备区的空气很难流通，根本达不到预期效果。根据运维人员近一个月的记录，该开关室湿气始终在70%以上。除此之外，室内没有其他任何除湿设备。因此，对于室内的设备安全运行的环境温湿度很难做到有效的保障措施。
另外，室内高压柜内，虽然已经安装了温湿度采集显示模块，加热板等设备，但远程没监视室内环境的温湿度的采集显示模块，还不能更好的掌握环境温湿度。因此，在无人值守的情况下，对于石头店变电站开关柜，环境温湿度数据的上传，以及环境控制设备的远程控制也是急需要解决的问题。
（2）KYN-40.5开关柜设计不合理
KYN-40.5系列开关柜采用封闭式结构，内部的手车室、母线室、电缆室和低压室之间也是相互独立的，设计制造时柜体结构未充分考虑合理有效的自然通风散热问题。由于KYN-40.5系列开关柜是全封闭式结构，没有透气孔，且出线全是电缆出线，电缆沟上来的潮气易积聚在柜内，加之柜内通风不畅，当环境温度变化时，易产生凝露，造成绝缘强度降低。开关柜内由于大量采用了压铸环氧树脂为材料的绝缘部件，尤其是高压电缆外绝缘层、环氧浇注电流互感器、酚醛环氧绝缘罩、相间隔板等复合绝缘材料的憎水性较差，若绝缘材料材质不好，空气湿度大且污秽严重，运行中会导致吸潮凝露，导致表面泄露电流增大。 当介质受潮、脏污或有破损时，由于潮湿，介质表面的游离电子增加，使电极附近电场分布不均匀，电场强度增大到一定程度时即引起绝缘介质表面闪络放电，甚至引起短路故障。
（3）电缆沟施工工艺达不到要求。
变电站内电缆沟施工工艺粗糙，电缆沟内部未经严格压光处理，下雨天气积水容易从室外排洪沟渗水进入电缆沟，由于电缆沟内未设置排水孔，积水无法排出沟外，导致部分高压电缆长期浸泡在水中。2015年7月电缆沟虽然经过改造，但因之前积聚的水汽较大，未将开关柜全部停电进行干燥处理，内部仍然存在部分水汽，凝结成水珠存在安全隐患。同时，由于部分电缆沟封堵不严造成电缆沟内布满尘土，尘土通过柜底部缝隙进入开关柜内部，使支持绝缘子、套管等绝缘件积尘严重，出现污垢和放电现象。
五、 采取措施及建议
（1）加快开关室通风除湿系统改造
针对石头店变电站的实际情况，建议加快开关室的通风除湿系统改造：一是增加温湿度智能控制柜、自动温湿度采集系统、除湿机、电缆沟的循环风机系统；二是在两侧开关柜柜体开孔并安装百叶窗，开关柜顶部装设排风扇，将开关柜内湿气排除外部， 将封闭在柜内的潮气排出，因为潮气是设备绝缘老化，腐蚀和铜排锈蚀的一个主要外界因素。；三是对开关室排风机和进气窗进行重新改造，电缆沟防潮工作进一步处理。
（2）增加远程温湿度监控系统
针对无人值守变电站，单靠运维人员每个月的周期性的巡视工作，并不能很好的满足运维人员监视柜内外温湿度情况，建议将在线测温的数据、温、湿度数据上传至后台主机或者内网主机进行远程浏览、监视、控制，且远方、就地均能够显示：1）实时数据、2）超温、湿度报警、3）反映历史温湿曲线、4）温湿度分析、5）局域网WEB查看等功能，方便运维人员实时监视和维护。
（3）更换开关柜内部绝缘件
KYN-40.5 开关柜属铠装型移开式开关设备，是以空气绝缘配合复合绝缘的产品，且复合绝缘所占比重较大。KYN-40.5开关柜生产工艺应注意：绝缘件应光滑、平整，不能有毛刺；铜排断口应倒角和去毛刺；不应将铜排搭接口放在套管内；螺钉露牙不应过长，并应长短一致；在关键部位应采用圆头螺钉。采购设备时，在技术条件书中明确通风、加热除潮的要求。从源头上严把设备招标关，严防产品质量不高的35 kV高压开关柜进入电网运行。
（4）加强电缆沟严密封堵
电缆沟渗水、盖板损坏、开关柜与电缆沟封堵不严，是造成开关柜内部放电的潜在因素，因此应该加强变电站的日常巡视，定期开展电缆沟专项检查，发现问题及时整改。引进专业的封堵厂家，采用进口原料，进出电缆孔用阻燃料封填，对电缆沟与开关柜之间进行严密的封堵，防止电缆沟内潮湿气体和灰尘窜入柜内，造成绝缘强度降低。加强设备运行维护，做到逢停必扫，强化运行维护，保证绝缘良好状态，确保设备安全稳定运行。