电力高压开关柜绝缘事故原因分析及对策

电力高压开关柜绝缘事故原因分析及对策

黄锟鹏

长安益阳发电有限公司 413000

摘要：变电站大多地处沿海、城市、矿区或高山、高湿、高温等地区，受季节变化及周边环境影响，变电站内开关柜极易发生凝露、污秽等现象。在这种环境下，一方面空气的绝缘性能降低，另外空气中的水分、粉尘、带电粒子等附着在绝缘件表面，使电气设备的绝缘电阻降低，设备的泄漏电流大大增加，极易产生绝缘击穿及高压放电闪烁的现象，埋下安全隐患，造成安全事故。电力系统之中高压开关柜是重中之重的一个电力设备。从长期运行经验看，外在环境条件对高压开关柜的绝缘性能影响作用甚大。开关柜性能质量好坏直接关系着开关柜的运行状态，从而对电网安全生产和电力系统的可靠性产生重要影响。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对电力高压开关柜绝缘事故原因分析及对策提出了一些建议，以供参考。

关键词：电力高压开关柜；绝缘事故；原因分析；对策

引言

电力高压开关柜的技术仍存在很大的发展空间，这表明设备在某些方面还存在漏洞，这些漏洞会导致绝缘事故的发生。要保证电力高压开关柜的安全性，人们必须要做好弥补漏洞的工作，对这些位置的漏洞需要采取拉网式的排查。从高压开关柜设备质量、设备之间的配置、相关工作环境的考量、操作人员的失误等一系列方面都加以关注，细致地进行排查。对发现的问题要提出很好的解决策略，加以落实，对无法解决的问题要抓紧研究，只有这样面对高压开关柜技术发展中的问题，才可以在面对突发事故时有计可施，而不是坐以待毙。严格规划设备的制作流程，提出设备配置的重要指标，做好设备的合格检查工作，抓紧技术和设备的更新工作，也培养好操作人员对设备精确调控的能力，从设备、技术、人力三方面对高压开关柜进行要求，会更加规范输电工作的进行，从而提高输电工作的质量，加强对电力能源的利用能力。高压开关柜的绝缘事故的预防和控制工作，这需要相关工作人员的不断努力。

1、保证电力高压开关柜的设备安全性的时代意义

开关柜的绝缘性能强度主要基于开关柜绝缘件的强度。绝缘子具有耐污闪性能优良、比强度高和价格低廉等优点，在电力系统中得到了广泛的运用。套管是一种将带电导体引入电气设备或穿过墙壁的一种绝缘装置，是开关柜的关键组件。触头盒为环氧树脂工艺压力凝胶成型结构，由于其绝缘强高，因此广泛用于各种手车式开关柜，起绝缘隔离和联接过渡作用。这些都是保证开关柜稳定运行的关键。在开关柜运行过程中，开关柜中的绝缘件会因温度、湿度和材料表面污秽等因素逐渐老化。绝缘子在长期运行在极端环境中，会因为温度、湿度及污秽因素导致老化，使得绝缘子经常发生异常发热、击穿断裂等事故取消时，严重威胁了电网的安全稳定运行。干燥地区运行的开设备由于套管及触头盒位于开关柜内，在运行过程中受到污秽及潮湿凝露老化的影响较弱。但由于开关柜散热条件差，露天使用的开关柜还会因日照因素导致内部较大温升，加之开关柜内导体接头发热因素，因此热老化以及冷热循环老化是影响套及触头盒寿命的首要因素。

2、事故原因分析

2.1高压开关柜设备质量不佳，诱发绝缘事故

高压开关柜在高压输电工程中扮演着重要的角色，所以设备的耐高压工作性能必须可靠，才能够保证高压输电工作的正常进行。现行的耐高压材料中以瓷器的耐高压性能最强，这是由于组成瓷器的化学组织具有耐高压的特性。但是在一些高压输电过程中，瓷器的耐高压性远远不能够达到工程顺利进行的要求，因为瓷器的电容毕竟有限，所以瓷器材料必须进行必要的加工才可以具有适合高压工作的耐高压性能。比如在瓷器上面涂上环氧树脂这种有机材料，可以增强材料的耐高压性能。如果高压开关柜的耐高压能力不强，就很容易诱发绝缘事故的发生。

2.2运触头盒故障

根据标准对该站现场的触头盒用环氧树的耐电痕性检测，在2.5kV作用下样块历时26mi就击穿，无法达到1A2.5级。因此，触头盒用环氧树脂材料的耐电痕性差是此次事故的次要因素

2.3环境影响

周围酸碱环境对绝缘材料的表面造成腐蚀，进而影响高压开关柜的绝缘性能；绝缘体长时间处于潮湿且灰尘比较大的场所，导致开关柜内湿度较大，极易产生事故，尤其闪络部位湿度达到83%时，故障机率增大。而绝缘材料采用的是环氧树脂，虽其本身性能优异承受能力强，但憎水性有较大的缺陷，极易引起绝缘电阻的阻值下降，当泄漏电流增大到一定的程度时，就会发生高压开关柜的污闪，进而引发相应安全事故。

3、对策

3.1材料选型设计改善

绝缘材料的耐电痕性直接决定着绝缘件和开关柜的绝缘水平、环境适用性和使用寿命。由于在运触头盒选用的环氧树脂材料的耐电痕性较差，无法满足现场不同运行环境对触头盒的耐电痕要求，对触头盒用环氧树脂材料的耐电痕性进行了相关的研究。提高环氧树脂耐电痕性的方法有多种，如选用不同型号的环氧树脂、选用不同的填料类型(如活性硅微粉或普通型硅微粉)、通过改变填料配比进行改性处理等。其中，在环氧树脂体系一定的情况下，比较实用的方法是通过改变填料的配方对环氧树脂进行改性处理。目前用于制备40.5kV开关柜用绝缘件的环氧树脂材料，供应商提供的材料技术参数中关于填料的用量大多是一个推荐范围，而绝缘件制造厂家为了降低成本则尽可能多的提高填料比例。这就造成了即使使用同一种环氧树脂，由于绝缘件生产厂家选用的填料配方不同而造成其绝缘性能差别较大、特别是耐电痕性良莠不齐。采用耐电痕性满足1A2.5级要求的环氧树脂材料可有效提高触头盒的耐电痕性和使用寿命。

3.2改善配电柜内环境影响

环境湿度较高的开关柜内添加除湿装置，将开关柜内的潮湿空气，抽到抽湿器的凝露室，进行气、水分离，使柜内的空气流动，以达到开关柜内部空气干燥的效果。除湿装置的工作模式可设置成全自动模式，当相对湿度高于50%时，抽湿器自动投入工作；湿度低于40%时自动停止抽湿。

3.3严格遵循行业相关规范

近几年国家针对高压开关柜作业规范做出了规定，确保高压开关柜运行过程的稳定性。具体实施时，制造厂家需把控元器件质量，保证元器件在使用前通过相关测试。元件在正组装前，需保证表面的干燥性，且没有污垢，同时需选择合适的紧固件进行连接。在监测方面，可以加强对通信技术、网络系统以及传感技术的运用，实现对高压开关柜的实时监测，可以及时发现故障并排除，可以有效避免故障的发生。

结束语

通过对高压开关柜整体更换绝缘部件、选用优质绝缘材料；对带电设备进行合理布置，改善运行环境；增加智能通风除湿装置和远程温度监控装置；利用局部放电检测等技术的应用，提升了高压开关柜绝缘性能，确保了设备的安全稳定运行。绝缘加强改造一年来没有因站内设备问题发生停电事故，改造后温度在线监测正常，多次对开关柜进行超声、红外监测，检测结果均正常，设备运行良好。高压开关柜绝缘改造后，提高了辖区内设备运行可靠性，为实现电力的稳定供应，保证上下道工序顺利衔接做出了应有的贡献。

参考文献

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