35kV开关柜空气绝缘距离不足常见隐患及解决方案

(整期优先)网络出版时间:2023-06-13
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35kV开关柜空气绝缘距离不足常见隐患及解决方案

1谢苏龙    ,2彭升球   ,2吴志峰   ,2姜珊

1浙江迪思威电气有限公司

2浙江省开化七一电力器材有限责任公司

摘 要:近年来,随着工业及电力的发展,中高压开关柜容量日益增加,对高压开关柜的运行要求也越来越高,35kV开关柜柜宽1400mm在变电站中广泛应用。但从实际应用中来看,35kV开关柜本身客观上存在一些不足,如相间及对地空气绝缘净距离不足、绝缘隔板存在不耐电弧、不阻燃、击穿强度低、厚度不达标、憎水性差等现象,这些问题都会对安全运行带来不利影响。

关键词:35kV开关柜;绝缘距离;绝缘隔板;隐患;解决措施

1基本概述

针对目前部分35kV开关柜存在的隐患,在充分论证并吸取各网省公司先进的工作经验,确定了35kV开关柜相间及对地空气绝缘净距离不足解决思路,从根本上改善35kV开关柜的运行情况,有效保障人身和设备安全,特制定本解决方案

1.1 问题概述

受变电站典型设计、现场安装场地等因素限制,目前35kV开关柜的柜宽尺寸一般1400mm 左右,导致相间及对地空气绝缘净距离一般为240mm~280mm,各厂家开关柜内普遍采用绝缘隔板或固体封装等技术,来满足标准要求。绝缘隔板在实际使用过程中,制造厂常出现未按规范要求安装,导致带电体与绝缘隔板之间的空气间隙过小。采用的绝缘隔板(及热缩套管)还可能存在不耐电弧、不阻燃、击穿强度低、厚度不达标、憎水性差等现象,在环境因素影响下,会形成局部放电,加速绝缘材料劣化。固体绝缘材料的电老化和环境老化通常是不可逆的。长期运行后,更易出现放电击穿,引发绝缘性故障。

2 问题分析

1、存在缺陷

电缆室A相与B相以及B相与C相互感器之间夹有SMC 绝缘板,由于相间绝缘的加入使B相互感器到与AC之间的绝缘板之间的空气净距进一步缩小,加之安装不规范,严重的情况下SMC绝缘板与互感器的外裙边紧贴,从而在互感器外裙边与SMC 绝缘板之间形成小缝隙,在湿度和污秽的影响下,形成小气隙放电。母线室也同样存在三相支排空气净距不足问题。

举例说明:

1)35kV开关柜型号一般为KYN61-40.5,柜宽1400mm;手车相中心距距离为300mm,即触头盒相中心距也为300mm;

2)当开关柜下分支母排规格为TMY-80x10时,则母排相间空气净距为220mm,相对地空气净距为360mm;单开关柜下分支母排规格为TMY-100x10时,则母排相间空气净距为200mm,相对地空气净距为350mm;显然开关柜的相间空气净距不满足≥300mm的要求;因此在电缆室或后柜相间及相对地之间增加了绝缘隔板,电缆室内CT与绝缘隔板紧贴导致局放,绝缘隔板老化迅速,向相间及地电位方向发展,当过电压时,瞬间造成短路故障。

3)加装绝缘隔板之初可能会增加一些绝缘强度,但运行时间长了以后,再加上运行环境恶劣,绝缘强度会迅速下降。

4)电缆室绝缘隔板会导致的绝缘劣化(绝缘板缺陷分析):

加装绝缘隔板之初可能会增加一些绝缘强度,但运行时间长了以后,又加上运行环境恶劣,绝缘强度会迅速下降。针对40.5kV空气柜加装绝缘隔板前、后电场分布进行仿真,仿真结果表明,加装绝缘隔板加装后暂时加强了绝缘强度,但电场强度由7.9kV/mm增强到8.92kV/mm,绝缘挡板处电场更为集中,进一步造成运行中局放,甚至绝缘击穿故障。

3解决措施

3.1电缆仓技改措施(柜宽1400mm):

1)A、C相下出线使用斜开口触头盒。

2) A、C相电流互感器分别向两边移动60mm,下分支母排需立弯60mm;开关柜下分支母排选用一根或两根60x10规格的母排(原母排规格为80x10或100x10)。

3)A、C相CT挪向60mm及下分支母排立弯60mm后,则开关柜的相间空气净距达到300mm(改造前仅有220mm或200mm),相对地空气净距达到310mm。

4)更换接地开关,采用中心距360mm,重新制作相应连接排(接地开关的中心距和触头盒中心距一样,也是300mm;相间的空气净距为220mm,没有达到国网反措要求,原地刀相间加绝缘隔板,用复合绝缘来保证绝缘性能,致使接地静触头会对绝缘隔板放电)。

5)整改后拆除相间及相对地SMC绝缘隔板,因其空气净距达到300mm;

     

改后效果图示

3.2母线仓技改措施(柜宽1400mm):

1)母线室内A、C相触头盒更换成斜开口触头盒;

2)母线室内上分支母排更换成规格为60x10;

3)A、C相上分支母线需进行立弯60mm,使柜宽方向相间空气净距达到300mm,相对地空气净距达到310mm。

4结论

通过扩大相间距技改措施,已先后用在国网35kV开关柜改造方案中,从运行运行情况来看能很好地解决35kV开关柜相间及对地空气绝缘净距离不足问题。

参考文献

[1]《国家电网公司十八项电网重大反事故处理措施》

[2]10~35k高压开关柜隐患和故障分析及预防/艾新法,汪峰主编.-北京:中国电力出版社,2015.5