某35千伏开关柜故障异常分析与预防措施

某 35千伏开关柜故障异常分析与预防措施

1高 瑞 2谭敏戈 2阴 文 2豆河伟 2成昱嘉 2樊华

1国网陕西省电力有限公司延安供电公司，陕西 延安 716000

2国网陕西省电力有限公司榆林供电公司，陕西 榆林 719000

　　摘要：高压开关柜是电能分配的重要组成部分，在电网中占据着重要的位置，但由于一些产品选型不合理、质量不良、所处环境恶劣、运维管理不当以及接入设备故障影响等原因，致使高压开关柜故障频发，为了深刻吸取事故教训，有必要从管理上、技术上深层次剖析问题，细致分析研究，制定针对性措施防范事故再次发生。

关键词:开关柜 ;故障分析; 预防措施

一、故障经过及检查情况

2012年7月24日在安排停电检查处理时，发现3554 开关柜出线侧B、C相支柱瓷瓶铜排有放电烧伤痕迹，相间绝缘隔板被电弧光烧伤，烧伤处绝缘为零；A、C相出线支柱瓷瓶固定螺帽被电弧烧熔，线侧静触头绝缘套筒底部有电弧烧伤痕迹，绝缘有机物热分解产生大量固体粉尘通过间隙进入开关柜母线室、开关手车动触头及触头盒，如图1所示。

图1：故障柜内设备放电受损情况

二、故障原因分析

1.该线路防雷配置不合理，无法防止线路雷击过电压在线路侧泄压，致使雷击过电压侵入变电站主设备，在设备内相间距离较小处放电，发生短路故障，造成瞬间放电。

2.A、C相支柱绝缘子固定螺栓（六角头）没有热缩绝缘处理，当B、C相铜排放电时，产生的弧光在A、C相支柱绝缘子固定螺栓引起尖端放电短路，致使两相绝缘套筒底部被电弧烧伤绝缘受损，分解物使开关触头、手车开关污染严重。

3.绝缘隔板位置偏低，没有完全将相间距离较小的母排隔离（该处母排相间距离：230mm，标准：室内35kV为300mm）。

4.3554高茅开关处于热备用，手车在工作位置，线路侧故障，致使手车开关线侧动、静触头及本体受雷击影响。

5.相间距离及相对地距离不足：测量A、B相相间距离，仅为200mm（见图3），相对地距离为240-260mm之间，严重违反《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(修订版) 第12项《防止GIS、开关反事故》中第12.3.1条空气绝缘净距离：≥300mm (对40.5KV)的规定。

6.三相母排搭接呈“一”字型排列：“一”字型排列易发生尖端放电，应采取“品”字型排列，错开金属裸露连接部位，降低相间尖端放电的风险。

7.绝缘扣盒安装不合理：绝缘扣盒为单扣盒，A相和B相绝缘扣盒缝隙面对面安装，造成相间空气净距放电电压进一步降低，此情况下如果发生沿面放电，易发生闪络故障，进而引起相间短路故障。

8. 开关柜制造应严格执行IEC62271-200；2003《额定电压1kV及以上至52kV交流金属封闭开关设备和控制设备》、GB3906-2006《3.6 kV-40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》、DL/T404-2007《3.6 kV-40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》等标准，施工应严格按照已批准的设计进行，同时要执行《电气装置安装工程施工及验收规范》标准，并应结合实际，遵守《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》要求等。但在实际设备制造和施工中，一些厂家和施工单位对相关技术标准理解不深或因控制工程造价使用劣质材料或因思想不重视野蛮施工等，导致开关柜存在空气绝缘间隙小、绝缘材料性能差、安装工艺不良等问题，从而引发开关柜故障

综上所述：引起3503开关柜故障的直接原因是母排相间距离不足，间接原因是线路防雷配置不合理，加之系统电压偏高。

三、处理措施

1.清扫、擦拭开关柜、手车开关、母线室、出线室受污染母排、设备及柜体。

2.更换三相支柱绝缘子及三相线侧静触头绝缘套筒。

3.对烧伤、污染母排重新包扎热缩。

4.柜内触头盒、支柱瓷瓶、绝缘隔板更换，母排热缩处理，如图2所示。

5.对出线桥架、母线、绝缘套筒摇绝缘、耐压试验合格。

图2：柜内处理

四、预防措施

1.加强山区输电线路及变电站防雷设计合理规划、综合配置，在该线1号塔加装线路避雷器一组，严防线路雷击过电压侵入变电站造成设备损坏。

2.加强设备验收，对封闭开关柜各金属件必须要求全部热缩绝缘处理，柜内固定螺栓均采用圆头螺栓，防止尖端放电；母排及设备相间空气净距无法满足规程规定的，必须符合开关设备设计定型及带电体绝缘化处理规定。

3.对封闭开关柜使用的绝缘隔板要求注意安装地点的相对位置、尺寸合理，并且绝缘隔板的固定点不得生根于任何带电体上，防止绝缘板不起绝缘作用。

4.加强运维管理。在35kV高压室加装工业除湿机、空调，在相对湿度大于60%时及时开启柜内加热器，保证柜内温湿度，确保绝缘件不受潮、不凝露，确保设备健康运行。

5.对山区及雨水较多地区的变电站，封闭开关柜及其设备、绝缘件要充分考虑通风除潮技术，采用绝缘等级更高、憎水性较好的产品。

五、总结

高压开关柜一般为直接向客户供电的馈电设备，一旦发生故障，直接影响客户的安全用电，且高压开关柜均安装于室内，相互连接，容易互相波及，造成事故扩大，因此需要在设备安装、过电压保护等方面加强验收和配置采取相应的措施，降低开关柜故障率。

参考文献

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