某電網(wǎng)公司35kV開關柜受潮放電情況及整治方法介紹ppt課件

1、2014年6月某電網(wǎng)35kV開關柜受潮放電情況及整治方法介紹 35kV開關柜由于其占地空間小、安裝簡單其節(jié)約用地等優(yōu)點，部分取代了傳統(tǒng)的敞開式開關設備，在某電網(wǎng)得到一定程度的廣泛應用。 但實際運行中諸多問題不斷凸顯，例如設計缺陷、安裝缺陷（電纜）以及防潮等，已嚴重影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。其中，又以防潮問題尤為突出，近年全省多處連續(xù)出現(xiàn)多個變電站發(fā)生不同程度的35kV高壓開關柜受潮放電現(xiàn)象。 為此，2014年開展了35kV開關柜受潮放電專項工作運行背景概述設備運行評述1、設備規(guī)模 截至2014年2月初，某電網(wǎng)公司共13個地市供電局合計697面35kV高壓開關柜在運 分布于52座110kV變電站

2、和44座35kV變電站中。設備運行評述2、設備類型 移開式（KYN）的數(shù)量占絕大多數(shù)，有585面，占84%； 其次是固定式（XGN），有111面，占16%； GG1A型的老舊開關柜僅有1面。設備運行評述3、廠家分布 35kV高壓開關柜基本全部是國產(chǎn)的，數(shù)量高達658面，占94%； 合資開關柜主要是由廈門ABB、施耐德和東芝白云生產(chǎn)，只有39面，僅占6%； 沒有進口的35kV高壓開關柜。設備運行評述3、廠家分布 35kV高壓開關柜投運數(shù)量最大的制造廠家是某必達，其次從高到低分別為某金暉隆、許繼電氣、廣州白云電器、湖南開關有限責任公司、陜西立元、常州太平洋等。這7家廠家占了全省總量的77%。設備運

3、行評述4、投運年限 均為近15年內投運 20092012年間投運的數(shù)量最多，有465面，占比高達67%； 其次是20042008年間投運的，有164面，占24%； 2013年新投運38面，占5%。理論上本應處于全生命周期的青壯年階段，即“浴盆曲線”的平穩(wěn)期（低缺陷率）。但實際運行卻是由于受潮放電導致的擊穿短路、緊急缺陷、局放超標等故障高發(fā)，嚴重影響到電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。設備運行評述5、放電情況35kV某電網(wǎng)的35kV高壓開關柜近3年發(fā)生的擊穿短路事故、受潮放電緊急缺陷、局放超標等各類與受潮有關的故障共41起，故障率高達5.9次/百面。這41起受潮放電故障發(fā)生在河源、惠州、揭陽、茂名、梅州、清遠、

4、韶關、陽江、云浮等9個供電局，占有35kV高壓開關柜運行的供電局總數(shù)的69%；分布在34座變電站，也占到有35kV高壓開關柜運行的變電站總數(shù)（96座）的35%?？梢?5kV高壓開關柜的受潮放電具有很大普遍性，這與其制造質量、運行環(huán)境和運行維護水平有很大關系。設備運行評述6、柜體類型分析開關柜的結構形式對受潮放電影響巨大：幾乎全部是發(fā)生在移開式開關柜中，固定柜僅1起。設備運行評述6、廠家分析35kV高壓開關柜整個行業(yè)的制造質量水平不高，各廠家產(chǎn)品受潮放電的次數(shù)及故障率普遍較高故障次數(shù)故障次數(shù)：許繼電氣許繼電氣某某金暉隆金暉隆湖南開湖南開關關故障次數(shù)遠高于其他故障次數(shù)遠高于其他廠家廠家故障故障率：

5、率：湖南開關湖南開關許繼電氣許繼電氣常州華潤常州華潤由高到低前三位由高到低前三位綜合考慮：綜合考慮：某必達某必達運行情況良好運行情況良好投運量大投運量大故障次數(shù)和故障率最低故障次數(shù)和故障率最低湖南開關湖南開關許繼電氣許繼電氣質量問題最為嚴重質量問題最為嚴重必須引起高度重視必須引起高度重視1、金暉隆 目前主要有三種型號的35kV開關柜，為落地式KYN61-40.5型、中置式KYN58-40.5和固定式XGN2-40.5 ，受潮放電集中在移開柜。主要廠家調研情況KYN61-40.5型開關柜（落地式）寬*深*高/mm1400*2800*2600母線室母線室寬*深*高/mm1400*1080*1160

6、排列方式品字型最小空氣凈距/mm相對地300相間275其它無絕緣板斷路器室斷路器室寬*深*高/mm1400*1200*2600最小空氣凈距/mm相間中心距350梅花觸頭間最近距離210其它無絕緣擋板1、金暉隆 目前主要有三種型號的35kV開關柜，為落地式KYN61-40.5型、中置式KYN58-40.5和固定式XGN2-40.5 ，受潮放電集中在移開柜。主要廠家調研情況KYN58-40.5中置式開關柜（典型電纜進出線柜型）寬*深*高/mm1400*2600*2500母線室寬*深*高/mm1400*1300*1210排列方式品字型品字型最小空氣凈距/mm相對地325相間265其它無絕緣板無絕緣板

7、斷路器室寬*深*高/mm1400*1300*2220最小空氣凈距/mm相間中心距350梅花觸頭間最近距離2301、金暉隆 目前主要有三種型號的35kV開關柜，為落地式KYN61-40.5型、中置式KYN58-40.5和固定式XGN2-40.5 ，受潮放電集中在移開柜。主要廠家調研情況XGN2-40.5固定式開關柜（典型電纜進出線柜型）寬*深*高/mm2020*3200*3600母線室寬*深*高/mm2020*1860*1800排列方式一字型最小空氣凈距/mm相對地380相間360其它無絕緣板寬*深*高/mm2020*1550*1800最小空氣凈距/mm相間中心距/梅花觸頭間最近距離235加裝絕

8、緣板1、金暉隆 該廠家移開柜受外形尺寸的限制，無法滿足最小空氣凈距不小于300mm的要求，采用絕緣熱縮套作為復合絕緣。加裝熱縮套后最小空氣靜距不小于250mm，一般為260mm。35kV熱縮套厚度不低于3mm； 對熱縮套的性能驗證不單獨對熱縮套進行，而是將熱縮套包覆在銅排上一起進行試驗驗證，保證即使空氣凈距只有200mm也能滿足40.5kV開關柜耐壓要求； 絕緣板由原來的環(huán)氧板改為SMC板，SMC材料絕緣性能好，不易受潮、燃燒（SMC板溫度在100以下的老化緩慢，吸潮能力弱），可有效抑制受潮放電問題； 固定柜絕緣裕度大，空氣凈距遠大于標準要求 凝露試驗：未通過主要廠家調研情況2、必達電器 目前

9、主要有兩種型號的35kV開關柜，分別為落地式KYN61-40.5型和固定式XGN81-40.5型，受潮放電集中在移開柜。主要廠家調研情況KYN61-40.5落地式開關柜（典型電纜進出線柜型）寬*深*高/mm1400*2800*2600母線室寬*深*高/mm1400*1450*1300排列方式一字型最小空氣凈距/mm相對地310相間300其它無絕緣板斷路器室寬*深*高/mm1400*1240*1750最小空氣凈距/mm相間中心距295梅花觸頭間最近距離245無絕緣擋板2、必達電器 目前主要有兩種型號的35kV開關柜，分別為落地式KYN61-40.5型和固定式XGN81-40.5型，受潮放電集中在

10、移開柜。主要廠家調研情況XGN81-40.5中置式開關柜（典型電纜進出線柜型）寬*深*高/mm1800*3000*3100母線室寬*深*高/mm1800*1600*1350排列方式品字型最小空氣凈距/mm相對地300相間300其它無絕緣板斷路器室寬*深*高/mm1800*1400*3100最小空氣凈距/mm相間中心距/梅花觸頭間最近距離/1、必達電器 該廠家移開柜絕緣系統(tǒng)的設計充分考慮目前某開關柜在惡劣潮濕環(huán)境下的運行情況，盡量增加絕緣裕度（大于300mm），通過彎曲銅排，減小寬度等方法滿足相關標準對電氣間隙和爬電距離等絕緣距離的要求； 絕緣板由原來的環(huán)氧板改為SMC板，SMC材料絕緣性能好，

11、不易受潮、燃燒（SMC板溫度在100以下的老化緩慢，吸潮能力弱），可有效抑制受潮放電問題； 固定柜絕緣裕度大，空氣凈距遠大于標準要求 凝露試驗：通過主要廠家調研情況 1 1、運行環(huán)境較為惡劣、運行環(huán)境較為惡劣 2 2、絕緣系統(tǒng)設計裕度過小、絕緣系統(tǒng)設計裕度過小 3 3、絕緣系統(tǒng)設計不合理、絕緣系統(tǒng)設計不合理 4 4、絕緣材料材質、工藝問題、絕緣材料材質、工藝問題5 5、安裝、檢修、維護不當、安裝、檢修、維護不當原因原因主要主要放電原因及整治措施放電主要原因用手摸母排發(fā)現(xiàn)大量水珠大量水珠靜觸頭盒內導線部分因長期受潮致氧化產(chǎn)生銅綠。動觸頭觸指因長期受潮致嚴重氧化產(chǎn)生銅綠。靜觸頭絕緣筒內受潮，里面甚

12、至有水珠。u 1、運行環(huán)境較為惡劣、相對濕度超過開關柜設計使用濕度。GB/T 11022 、DL593-2006開關柜使用環(huán)境濕度條件如下開關柜使用環(huán)境濕度條件如下: 在在24h內測得的相對濕度的平均值不超過內測得的相對濕度的平均值不超過95%; 月相對濕度平均值不超過月相對濕度平均值不超過90%.在這樣的濕度條件下有時會出現(xiàn)凝露。在這樣的濕度條件下有時會出現(xiàn)凝露。某某在暖濕風頻繁出現(xiàn)的某些地區(qū)，溫度的驟變會導致凝露，甚至在戶內在暖濕風頻繁出現(xiàn)的某些地區(qū)，溫度的驟變會導致凝露，甚至在戶內也會凝露。在熱帶戶內條件下，在也會凝露。在熱帶戶內條件下，在24h內測得的相對濕度的平均值能達內測得的相對濕

13、度的平均值能達到到98%。而目前很多廠家尚未通過凝露試驗！而目前很多廠家尚未通過凝露試驗！放電原因及整治措施 赴梅州局調研發(fā)現(xiàn)箱式變電站發(fā)生受潮放電的情況特別嚴重，幾乎所有箱式站的35kV開關柜歷史運行情況都曾發(fā)生嚴重受潮放電或由于受潮放電引起絕緣短路事故。 原因分析：凝露產(chǎn)生需要同時具備兩個條件：1、空氣與設備（部件）表面存在較大溫差，2、空氣濕度達到一定程度。戶外箱式開關柜的運行環(huán)境及結構易同時滿足上述條件。u 箱式變電站前幾年投運較多，與土木結構的房間（高壓室）相比隔熱效果較差，溫差大，空間狹窄，更易形成凝露。放電原因及整治措施整治措施u (1) 對35kV高壓柜采取增裝防凝露裝置、加熱

14、板、柜頂風機，以及在各隔室頂部開百葉窗通風孔的方法進行柜內除濕。a、在斷路器室、母線室頂部各安裝一臺渦流風機。b、在斷路器室、電纜室加裝防凝露裝置（抽濕）。c、在二次室正面板上安裝智能濕度控制器及數(shù)顯溫控儀各一臺，以分別控制風機及加熱板，實時監(jiān)測柜內濕度。放電原因及整治措施u d、在斷路器室、電纜室和母線室底部增裝加熱板（大發(fā)熱面積型），可選用帶風機的強制通風加熱器。整治措施放電原因及整治措施 普通加熱器 帶強制通風加熱器u e、在開關柜內各隔室頂部開百葉窗通風孔，增加柜內對流。a) 斷路器室柜門底部的百葉窗斷路器室柜門底部的百葉窗 e) 母線室頂部的百葉窗母線室頂部的百葉窗 d) 斷路器室頂

15、部的百葉窗斷路器室頂部的百葉窗 b) 電纜室柜門底部的百葉窗電纜室柜門底部的百葉窗c) 電纜室室與母線室隔板上的百葉窗電纜室室與母線室隔板上的百葉窗整治措施放電原因及整治措施此外，建議可此外，建議可降低降低IP防護等級要求，只需達防護等級要求，只需達IP3X（在外部環(huán)境（在外部環(huán)境好的條件下），從而增強柜體的通風對流效果。好的條件下），從而增強柜體的通風對流效果。整治措施u (2) 改善設備運行環(huán)境，對高壓室經(jīng)行密封改造。a、現(xiàn)高壓室多通過通風口、窗戶與外界環(huán)境相通，外界潮氣很容易進入室內，導致設備受潮。為防止潮氣入侵，在潮濕季節(jié)要采取通風處密封處理的措施。對高壓室通風口進行改造，在不抽風時，

16、通風口處于關閉狀態(tài)，高壓室的所有窗戶進行密封處理。1、對高壓室窗戶進行密封；、對高壓室窗戶進行密封；2、對原抽風機位置進行封堵。對原抽風機位置進行封堵。放電原因及整治措施整治措施現(xiàn)需要封堵的位置還包括： 高壓室進線電纜孔、通往旁邊高壓室電纜溝、每個開關間隔電纜坑之間用瘦水泥進行封堵； 開關柜進線電纜孔及封板用防火泥封堵。對封板縫隙對封板縫隙進行封堵進行封堵對 電 纜 孔對 電 纜 孔進行封堵進行封堵放電原因及整治措施 還可對斷路器室的二次電纜進線孔和電纜室的一次電纜進線孔增加封板，以更好防止電纜溝潮氣進入。通過對斷路器室的二次電纜進線孔和電纜室的一次電纜進線孔的封板進行折彎，將縫隙縮小到0.5

17、mm，再打防火泥。整治措施放電原因及整治措施整治措施u (2) 改善設備運行環(huán)境，對高壓室經(jīng)行密封改造。b、在高壓室配備抽濕機或空調機，用以驅潮。1、空調抽濕；、空調抽濕；2、溫濕度指示器。溫濕度指示器。放電原因及整治措施嚴禁空調的冷風直接對柜體吹！嚴禁空調的冷風直接對柜體吹！空調直接對某個開關柜吹冷氣，內部潮熱空氣極易在冷的外殼內壁形成凝露空調直接對某個開關柜吹冷氣，內部潮熱空氣極易在冷的外殼內壁形成凝露整治措施u (3) 加強運行指導，在濕度85%時，運行人員必須檢查以下情況：a、高壓室處于密封狀態(tài)b、抽濕機或空調機開啟并處于抽濕狀態(tài)c、檢查全部開關柜驅潮裝置工作正常并處于開啟狀態(tài)d、結合

18、日常巡視檢查溫濕度控制器是否正常，潮濕季節(jié)應切換為手動模式長期投入放電原因及整治措施u (4) 對于箱式變電站，應特別注意做好箱體縫隙的密封處理，多雨地區(qū)可加裝防雨棚防止雨水侵入；u (5)將來修編相關技術規(guī)范時，增加必需通過凝露污穢試驗的要求。2、絕緣系統(tǒng)設計裕度過小，部分產(chǎn)品爬電距離和電氣間隙滿足不了現(xiàn)行國家標準和行業(yè)標準要求。裕度太小裕度太小 部分廠家部分廠家將熱縮套當作復合絕緣將熱縮套當作復合絕緣，電氣間隙，電氣間隙最小僅最小僅230mm電氣間隙電氣間隙部分廠家爬電距離按部分廠家爬電距離按16mm/kV設計，只有設計，只有600多多mm.爬電距離爬電距離 凝露污穢試驗的必要性！ 國家能

19、源局最新發(fā)布的國家能源局最新發(fā)布的防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求及編制釋義防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求及編制釋義明文明文規(guī)定：高壓開關柜如采用熱縮套包裹導體結構，則該部位必須滿足空氣絕緣凈距的規(guī)定：高壓開關柜如采用熱縮套包裹導體結構，則該部位必須滿足空氣絕緣凈距的要求（對于要求（對于40.5kV不小于不小于300mm)；爬電比距：不小于；爬電比距：不小于20mm/kV（有機絕緣）（有機絕緣）,陶瓷陶瓷不小于不小于18mm/kV（瓷質絕緣）（瓷質絕緣）。放電原因及整治措施u 要求絕緣系統(tǒng)的設計盡量增加絕緣裕度，保證滿足相關標準對電氣間隙和爬電距離等絕緣距離的要求u 熱縮套不能作為復合絕

20、緣，如采用熱縮套包裹導體結構，則該部位必須滿足空氣絕緣凈距的要求u 建議移開式40.5kV開關柜柜寬應為1400mm，柜深由2800mm增加到3100mm，以增加電氣距離u 可通過對銅排采用彎曲或由單層寬截面改為多層窄截面等方法，減小寬度，增加相間距離整治措施放電原因及整治措施2、絕緣系統(tǒng)設計裕度過小，部分產(chǎn)品爬電距離和電氣間隙滿足不了現(xiàn)行國家標準和行業(yè)標準要求。 某廠家KYN61柜母線室，電氣間隙只有235mm 放電原因及整治措施某廠家KYN61柜，穿墻套管，爬距只有650mmu 通過對銅排采用彎曲或由單層寬截面改為多層窄截面等方法，減小寬度，增加相間距離 改進后的KYN61柜穿墻套管爬電距

21、離大于810mm 放電原因及整治措施改進后KYN61柜母線室電氣間隙大于300mm 3、開關柜絕緣系統(tǒng)設計不合理，未采用均壓屏蔽技術，存在局部電場場強過強，加速絕緣件老化，且易造成空氣電離放電。 絕緣系統(tǒng)設計絕緣系統(tǒng)設計不合理不合理元件布局設計，未考慮相互干擾問題元件綜合布局不元件綜合布局不合理合理導電件未加倒角，未去毛刺；絕緣件邊角未圓滑處理電場均化技術電場均化技術放電原因及整治措施 (1)早期因運行經(jīng)驗不足，設計考慮不周，穿墻套管及觸頭盒都為不帶屏蔽的產(chǎn)品，在運行中發(fā)現(xiàn)局部電場過高、電場分布不均勻，局部放電量大，特別是觸頭盒，很容易引起放電。 放電原因及整治措施未帶均壓屏蔽塔形結構穿墻套管

22、 放電原因及整治措施整治措施 u 對觸頭盒電場分布進行仿真計算，得到電場分布圖、場中的電場強度的最大值、典型位置的電場分布曲線，通過比較其最大場強值，優(yōu)化出最佳方案，從而使電場局部集中問題得到改善，使電場分布更加均勻無屏蔽結構場強分布模擬圖 內外屏蔽結構場強分布模擬圖 未帶均壓屏蔽穿墻套管運行3年放電原因及整治措施整治措施u 采用雙層均壓屏蔽技術，在穿墻套管、斷路器觸頭盒等處增加內外屏蔽層，有效改善電場。帶均壓屏蔽穿墻套管運行3年 (2)導電件未加倒角，未去毛刺，存在尖端放電問題 尖端放電問題放電原因及整治措施整治措施：整治措施：采用電場均化技術，對一次導電件進行圓弧化，如矩形母排長邊、短邊及

23、切口的圓弧采用電場均化技術，對一次導電件進行圓弧化，如矩形母排長邊、短邊及切口的圓弧化，增加倒角，去除毛刺，并對關鍵緊固件采用圓頭螺栓螺母，以提高電場的均勻度，化，增加倒角，去除毛刺，并對關鍵緊固件采用圓頭螺栓螺母，以提高電場的均勻度，解決尖端放電問題解決尖端放電問題 (2)電流、電壓互感器邊角未圓滑處理，存在尖端放電問題。 a) 早期電流電壓互感器早期電流電壓互感器 b) 改進后的電流電壓互感器改進后的電流電壓互感器整治措施：整治措施：電流、電壓互感電流、電壓互感器選用外形圓器選用外形圓滑的產(chǎn)品，防滑的產(chǎn)品，防止尖端放電止尖端放電放電原因及整治措施 (3)元件布局設計未考慮相互干擾，存在綜合

24、布局不合理的問題。 元件布局不合理放電原因及整治措施整治措施：整治措施： 充分考慮原件相互干擾問題后進行綜合優(yōu)化布局，對不同電位體之間的距離進行控制，充分考慮原件相互干擾問題后進行綜合優(yōu)化布局，對不同電位體之間的距離進行控制，防止帶電體與絕緣體，絕緣體與絕緣體之間的放電現(xiàn)象防止帶電體與絕緣體，絕緣體與絕緣體之間的放電現(xiàn)象4、開關柜絕緣材料材質存在問題，加工工藝不精，且大部分均未通過凝露污穢試驗。 某廠家KYN61柜ZN85斷路器導電夾處運行3年后放電放電原因及整治措施4、開關柜絕緣材料材質存在問題，加工工藝不精，且大部分均未通過凝露污穢試驗。 環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂 廣泛用于電器、電工、機械，耐磨性、機廣泛用于電器、電工、機械，耐磨性、機械加工強度高、耐高溫，具有良好的防腐械加工強度高、耐高溫，具有良好的防腐性及較高的耐熱性等。環(huán)氧樹脂絕緣外觀、性及較高的耐熱性等。環(huán)氧樹脂絕緣外觀、