35kV开关柜的防放电措施及其效果

35kV开关柜的防放电措施及其效果

赵鹏匡萌萌

（天津平高智能电气有限公司天津市300300）

摘要：本论文对35kV开关柜设备局部受潮放电问题进行了分析，了解了现场存在的问题，对开关柜中的设备进行了停电检查以及绝缘性能试验分析，探讨了问题的成因，综合实际状况对35kV开关柜设备局部受潮放电问题进行了改造优化。

关键词：35kV开关柜；局部受潮放电

引言：

随着带电测试技术的推广与应用，对35kV开关柜设备局部受潮放电问题的研究逐渐增多。加强研究分析，了解开关柜设备局部受潮放电问题具体的成因，可以从根本上解决此类问题，延长开关柜的使用年限，保障供电系统的稳定性以及安全性。

1开关柜受潮影响因素

1.1室内湿度较高

当湿度渗入房间的开关设备时，会造成35kv开关设备的局部潮湿排放问题。在实践中，由于雨水和气候的影响，水蒸气渗入室内环境。35kv的开关设备没有完全密封，水分通过缺口和孔渗入机箱。

1.2电缆孔洞密封不好

问题如电缆沟中是否有水存在，导致水分流入，导致局部潮湿排放等问题。如果实际中电缆沟局部位置防水性能不佳，将导致电缆沟内部积水问题，且电缆沟水分较大。在开关柜的底部，电缆入口孔不密封，这将导致湿气进入湿排放的问题。

1.3母分开关处于热备用状态

在操作中，母开关和母分离温度相对小于其他负载间隔，导致母开关和母间隔之间的水分凝结形成水珠。当其他开关柜内的设备与负载一起运行时，负载电流会在通过柜内的电气设备中产生一定的热量，从而导致柜内温度升高，便于蒸发。在热待机状态下，主开关使无负载电流在主开关与母分离区间之间传递，温度低于其他加载区间。为此，接近间隔的热湿通过板套蒸发。当水蒸汽凝结成水珠时，主要开关设备会出现局部潮湿放电问题。

2开关柜设备绝缘性能不足影响因素分析

因为水为导体，在绝缘材料受潮之后，在表面以及内部导电离子数量增加，绝缘件的绝缘电阻的下降，所以随着受潮程度不断增加，绝缘性能也会不断下降。35kV开关柜设备的绝缘材料多数为环氧树脂材料，此种材料在交流电场的作用之下，在不同介质之间的场强以及介电常数之间为反比关系。在材料受潮之后，电场运行分布不均匀，就会出现放电问题。而在35kV开关柜的导电部分以及绝缘材料上会凝结一些水珠，这些水珠周边的电场就会电位不均匀电场，这样在局部场强过高的状况之下就会出现尖端放电的问题。对此，运行中开关柜中就会产生局部放电的状况。

3局部放电检测方法的基础

3.1特高频法

开关柜发生局部放电时，放电通道的瞬时脉冲电流将会激发特高频电磁波辐射，它们遵循麦克斯韦的电磁场基本方程，电磁波将以一定的速度从局部放电点向外部辐射。通常特高频电磁波的频率可达300MHz～3GHz，而现场电晕干扰信号的频率多数在300MHz以下，因此特高频法具有灵敏度高，抗干扰能力强等特点。

3.2高频电流法

高频电流，通常是指频段位于3～30MHz范围内的脉冲电流信号。局部放电脉冲在此频段内具有较高的能量，在开关柜内部发生局部放电时，会有高频电流分量沿接地线传至大地，此时在接地线处就可以检测到放电信号。高频电流测量一般使用基于Rogowski线圈原理制成的高频电流传感器来实现，高频电流在线圈环形磁芯中间穿过时将在线圈上产生感应电压。此方法属于非侵入式检测，安装方便，简单可靠。

3.3超声波法

超声波（AE）法利用局部放电时在开关柜腔体内部高频冲击振动产生的超声波检测来实现局部放电的测量和定位。超声波法作为一种检测非电信号的检测方法，其抗电磁干扰能力是文中所述所有方法中最强的，但如周围环境中存在噪声或其他的机械振动，也可能对检测结果造成较大的干扰。超声波信号的频率在20kHz～2MHz区间，由于频率相对较低，在固体介质中衰减极大，很难穿透开关柜的金属外壳传播到外部空间。因此其传感器必须紧贴开关柜外壁，而且需要特定的信号放大器才能较好地检测。超声波法的定位是基于多个位置的传感器测量得到的信号时间差来进行空间几何计算，从而获得局部放电的具体位置。

3.4暂态地电压法

开关柜内部出现局部放电时，在局部放电源处辐射电磁波，电磁波传播至开关柜外壳处时，将在接地的金属外壳上产生一个持续时间仅为几纳秒，幅值约为几十毫伏至几伏的暂态电压，称为暂态对地电压（TEV）。使用专门的传感器捕捉这一电压信号，即可间接测得局部放电的强度。TEV测量通常只需要读取信号幅值、放电次数和相位分布特征，没有复杂而庞大的波形数据，对检测人员的要求较低，简单实用，可以大范围检测。

435kV开关柜设备局部受潮放电改进措施

第一，提高绝缘材料的绝缘能力，通过优化绝缘材料的结构，提升绝缘材料的憎水性，可以增强绝缘裕度，降低受潮所产生的不良影响。

第二，提升柜体的除湿能力，通过增加加热除湿装置等方式提升湿气加热蒸发的效果，降低受潮所产生的不良影响。

第三，解决电缆沟的积水问题，在实践中，要重视勘察、设计、施工以及验收等相关环节，加强对电缆沟的防水控制，提升整体的防水能力，进而有效的降低电缆沟内的湿度，从源头上防止开关柜受潮。同时，也可以在开关室以及电缆沟之间增加电缆夹层，降低电缆沟中的湿气影响。

第四，提升开关柜柜门以及电缆孔洞之间的密封性，降低湿气渗入量，降低柜外湿气对柜体的影响。

结束语：

本为通过对35kV开关柜设备局部受潮放电及影响因素研究分析，得出35kV开关柜设备出现局部受潮放电是其内部设备的绝缘性能下降导致的，而在实践中要对周边环境、开关运行状态等因素进行分析，综合实际状况，通过提高绝缘能力、增强除湿能力、解决电缆沟的积水问题、提升密封性等方式降低影响。

参考文献：

[1]王志伟.35kV开关柜异常放电及解决措施[J].科技与创新.2015（15）

[2]俎洋辉，俎丽鸽，刘岩.35kV开关柜电晕试验研究及分析应用[J].河南电力.2018（01）

[3]杜贺金，李春生.一起35kV开关柜内部放电故障的原因解析[J].河南科技.2017（04）

[4]王彬，孙峰.110kV变电站35kV全封闭式开关柜局部放电故障处理方法[J].贵州电力技术.2018（01）

[5]骆东松，鲁晔.声电联合法在35kV开关柜局部放电检测中的应用[J].工矿自动化.2017（03）

[6]曲永政，孙世勇，赵耀.35kV开关柜异常放电原因分析[J].电气制造.2016（10）