胜利油田功勋变电站6—35kV高压开关柜绝缘事故的分析及防范措施
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摘要：针对胜利油田目前功勋变电站发生的三起6-35kv高压开关柜事故进行了分析，明确了事故发生的原因，并对6-35kV高压开关柜普遍存在的绝缘降低原因进行了分析，制定了控制措施并加以实施，达到事前预控，有效避免开关柜事故的发生。
关键词：功勋变电站；高压开关柜；绝缘事故；防范措施
前言
胜利油田功勋变电站大多建于七八十年代，经过几十年的运行，设备出现了不同程度的老化、绝缘水平呈现下降的趋势，同时由于雷电压的影响，存在着过电压使薄弱环节击穿放电的现象。近几年，变电站因开关柜绝缘部件降低引发的事故，以不同的形式表现了出来，均造成很大的经济损失，应该引起我们的高度重视，深入剖析绝缘降低的原因，并制定有效控制措施加以实施，是目前保证设备安全运行的一项重要而艰巨的任务。
一、故障象征及原因分析
1、35kV某某变35kVII段母线系统发生接地现象，随后发生进线手车开关C相本体喷油起火。经检查，开关C相本体烧坏，操作机构拉杆有烧伤痕迹。俢试人员更换了烧坏的开关本体和绝缘拉杆。现场测试其它两相拉杆的绝缘强度均有不同程度的降低。后来依次对其它手车开关进行了测试，发现操作机构拉杆的绝缘强度均有不同程度的降低。
事故原因分析是因操作机构绝缘拉杆绝缘强度降低，开关本体对其放电击穿，导致接地短路现象。在开关故障的情况下操作开关引起了薄弱处油标爆裂喷油着火的发生。另外，此开关曾存在着接触电阻偏大的缺陷，这恐怕也是引起喷油着火的一个原因 。
2、110kV某某变综合测控35kVII段接地，II号主变后备复压过流方向动作，II号主变35kV侧开关跳闸，造成35kVII段母线失电，甩掉负荷13兆瓦。经检查发现某线路手车开关柜内冒烟着火，柜内绝缘挡板、支持绝缘子都有放电烧伤痕迹，手车开关三相下侧有放电烧伤痕迹，开关支持绝缘子烧伤。
事故原因分析是事故当天有阵雨，室内空气潮湿，由于35kV开关柜内绝缘隔板的绝缘强度降低，开关三相导体对绝缘隔板放电，造成系统瞬时接地，随着放电现象的不断加剧，最终引发三相接地短路造成II#主变35kV侧过流保护动作跳闸。
3、110kV某某变后台机发“1#主变差动保护动作”信息，主变三侧开关跳闸，1#主变6kV侧-3刀闸处有冒烟现象。经现场检查，发现1#主变6kV侧-3刀闸处3只支持瓷瓶烧坏，-3刀闸处的绝缘隔板被击穿，有明显击穿痕迹，6kVI段母线上3只瓷瓶有烧痕，6kV侧CT有烧痕。
事故原因分析是此变电站地势低洼，经常发生雨水倒灌现象，事故发生期间一直下雨不断。由于绝缘隔板老化，6kV高压室内空气湿度大，绝缘隔板被击穿，造成6kV侧出口短路故障。
二、6-35kV高压开关柜绝缘降低原因分析
以上变电站的高压开关柜型号均为GBC型，已投入运行了18至25年。开关柜广泛采用绝缘材料制成的隔板，构成复合绝缘以达到缩小体积，开关柜使用的绝缘子均是瓷质绝缘子。曾因各种原因，开关柜内的绝缘隔板被人为拆除、切割，使得绝缘隔板边缘存有毛刺，而且绝缘隔板自投运至今从未做过任何绝缘和耐压试验。开关操作机构绝缘操作拉杆由于长年运行、频繁操作，绝缘强度存在着降低的现象，这些都是引起开关柜发生故障的潜在因素。
对6-35kV高压开关柜绝缘降低的原因进行分析，有助于制定控制措施，达到事前预控，有效避免开关柜事故的发生。
1、因绝缘件老化而引起绝缘降低。恶劣的环境及高污染的空气对绝缘件均有不利影响。尤其是高温条件，更易使有机绝缘件变质老化，构成绝缘弱点，造成事故。6-35kV开关柜广泛采用绝缘材料制成的隔板，构成复合绝缘以达到缩小体积降低成本的目的。这使得设备的绝缘问题较一般的纯空气绝缘变得复杂多了，缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。
2、大气过电压或操作过电压。断路器在开断电动机产生的载流过电压及同时断开过电压等操作过电压的作用下，造成绝缘击穿而形成事故。
3、主回路接触面被腐蚀或连接螺栓松动导致过度发热。
4、高压断路器的接触电阻偏高。由于接触不良，在回路电流的作用下，会使接触面发热，氧化层增加，导致接触电阻更大，这样恶性循环，到一定程度将造成断路器失火。
5、绝缘表面沉积的污秽物。污秽物在绝缘表面的沉积有两种形式：降尘和飘尘，室内设备主要是飘尘的影响，污秽不仅影响绝缘的工频耐压特性而且还会使绝缘冲击性能大大降低。
6、潮湿。在干燥的时候绝缘表面虽有污秽但电阻很高，不会发生污闪；在受潮后污秽层电解质逐渐分解并在绝缘表面形成一层薄薄的导电液膜，使电气设备的绝缘强度大大下降，甚至产生污闪。
7、电气设备绝缘泄漏比距偏小。开关柜内导体对地距离和相间距离偏小，使得在过电压的情况下易引发事故。
8、环氧浇注互感器、避雷器、环氧玻璃绝缘子表面粗糙、易积尘受潮。有时在正常运行电压下产生爬电，最终发展成闪络事故。
9、线路运行状况不良，单相线路接地，正常相电压升高，过电压加在绝缘薄弱部位，造成绝缘击穿。
三、采取防范措施
结合胜利油田功勋变电站实际情况，在短时期内设备还不能达到完全更新的情况下，对功勋变电站的高压开关柜实施绝缘防护对策，加强运行管理和维护，以提高安全运行水平是很有必要的。
1、改善开关的运行环境，在高压室内加装温湿度计以达到对温度和湿度监控的目的。保持高压室空气干燥，安装空调，夏天可降低室内温度，冬天可抽出室内湿度，确保设备不受外部天气影响。
2、降低污秽物对开关安全运行的威胁，坚决贯彻“逢停必扫”的原则，加强对所有开关柜内绝缘部件的定期清扫工作，尤其在雨季，并做到“扫必净 ”。
3、提高爬距及空气间隙，对高压开关柜间距较近的导电部位采用FJRD复合绝缘带进行热缩缠绕或用可拆卸式T型、L型、I型盒封闭，提高绝缘水平。
4、更换开关柜内老化的瓷质绝缘子，或安装硅橡胶绝缘子。
5、拆除柜内老化的绝缘隔板，对瓷质绝缘子涂刷RTV涂料，开关手车架底盘铺设绝缘垫等措施，有效消除设备隐患。
6、对于绝缘强度不满足要求的操作绝缘拉杆全部进行更换，对于一些绝缘强度虽无下降但运行年久的绝缘拉杆采取刷绝缘漆或RTV涂料等预防措施，提高绝缘强度，防止放电、闪络击穿事故。
7、巡视时，注意检查开关的母排及绝缘子完好，母排连接处无温度过高变色现象。检修时对开关触头表面的氧化物进行去除，然后涂上导电膏避免触头接触不良。
8、在夏季、负荷高峰期间、恶劣天气运行时，加强设备的巡视及各接头测温工作，避免设备过负荷或带缺陷运行。
9、密切监视设备的异常变化，在高湿天气要加强巡视力度，发现异常应立即组织分析，尽快处理。对怀疑有问题的高压开关柜要适度安排夜间特巡。
结束语
高压开关柜作为电能分配的重要设备，在电网安全运行中起着重要的作用。绝缘老化、绝缘强度降低是造成开关柜绝缘事故的主要原因，因此做好开关柜的绝缘防护工作将是保障开关柜安全运行的必要措施。变电运行部门应加强智能化选型，优化设备状态检修，加快设备改造步伐，强化平时的维护检查，发现隐患及时消除，提高设备健康水平。
我单位对于部分功勋变电站通过采取有效的防范措施，拆除了柜内绝缘隔板，对距离较近的母线中相实施了绝缘带热缩缠绕，安装硅橡胶绝缘子，将环氧树脂绝缘拉杆更换为硅橡胶绝缘拉杆，定期对设备进行停电清扫检查等等，很大程度上提高了设备的绝缘强度。目前为止，功勋变电站设备运行稳定，再没有发生过开关柜事故。
参考文献：
[1]郑庆伟，高压开关柜绝缘故障原因分析[M].北京：电气设备装备出版社，2010。
[2]漆柏林，开关柜设备绝缘水平下降原因分析及处理，甘肃天水供电公司。