10.5千伏成套开关柜支柱绝缘子击穿原因分析及预防

(中国水电顾问集团正安开发有限公司生产管理部，贵州 正安 563400)

10.5千伏成套开关柜支柱绝缘子击穿原因分析及预防

周登茂

(中国水电顾问集团正安开发有限公司生产管理部，贵州 正安 563400)

本文对沙阡水电站10.5kV开关柜内支柱绝缘子击穿原因进行了分析，提出了预防及改进方案。

绝缘子；击穿；原因分析；预防

沙阡水电站位于贵州省正安县芙蓉江河段上，是芙蓉江梯级规划中的第七级。电站厂房为引水式深井厂房，装有2台25MW混流式水轮发电机组，引水发电系统为“一洞两机”布置形式。设计年发电量1.58亿kW·h，年利用小时数3160h。电站按“无人值班、少人值守、计算机集中监控”运行，综合自动化水平较高。

1 案例介绍

沙阡水电站按计划于2014年5月首台机组并网发电。在进行10kV成套设备预防性试验过程中，发现电站10kV外来电源开关柜B相绝缘为0。试验时室内温度8℃，相对湿度45%，采用SE2033智能双显绝缘电阻测试仪对开关柜进行彻底检查后均未发现任何问题，将开关柜内B相相关电器元件进行解列逐一试验时，发现B相支柱绝缘子(见下页图1)两端绝缘为0，外观检查无明显裂纹，判定为该绝缘子内部发生击穿，更换备用绝缘子后B相绝缘恢复正常。

图1 B相绝缘子

2 检查经过

a.在发现B相绝缘为0后，试验人员对B相各关键连接部位进行了全面检查，均未发现明显的疑点，将各连接螺栓断开后遥测绝缘，绝缘均为0。

b.将各电器元件与连接线螺栓断开后，在连接部位用绝缘物隔离，分段对B相进行了绝缘试验，最终在第二段试验时发现对地绝缘为0，将绝缘子拆除后遥测绝缘，绝缘恢复正常。

c.对绝缘子进行外观检查后未发现破裂及受潮现象，用摇表遥测两端绝缘为0，拆开两端螺栓，发现绝缘子内部潮湿，且生锈较为严重(见图2)，判断其内部发生绝缘击穿。

图2 绝缘子内部潮锈严重

3 绝缘子击穿原因分析

a.温度。温度对绝缘的击穿影响很大，温度升高，介质损失增加，散热条件差，造成热击穿，即温度升高能使击穿电压下降。

b.电源频率。电源频率与介质损失有很大关系，因介质损失随电源频率的增加而增加，击穿电压与电源频率也有直接的关系。

c.加压时间。电压作用时间对绝缘子的击穿起着直接的作用。所加电压较高，则发生击穿所需时间较短；所加电压较低，则发生击穿所需时间较长。

d.受潮程度。绝缘子受潮后将使绝缘击穿强度下降。不易吸潮的材料，受潮后击穿电压下降到约为未受潮时的一半；容易吸潮的材料，吸潮后的耐压性能可能仅为干燥时的百分之一。

e.绝缘子内部裂纹。绝缘子在生产过程或遇到强烈震动时，绝缘子内部会发生破裂，导致绝缘子内部会绝缘降低。

f.绝缘子表面粉尘过多。粉尘也是引起绝缘子绝缘击穿的主要原因之一，特别是在粉尘较多的区域，如建筑工地、车流量较大的施工路段、石材加工厂等，由于长时间积灰在表面形成灰膜，受潮后发生击穿。

4 预防绝缘子击穿措施

a.定期对成套设备进行绝缘试验，对重要部件或有绝缘隐患的部件进行局部绝缘试验(绝缘子试验值参照下页表)。往往最容易忽视的小部件，最终会成为酿成大事故、大隐患的根源。

b.定期清扫绝缘子。每年在污闪事故多发季节到来之前，必须对绝缘子进行一次普遍清扫。在污秽严重的地区，应适当增加清扫次数。

c.对绝缘子表面涂以防尘涂料，即将地蜡、石蜡、有机硅等材料涂在绝缘子表面，提高绝缘子的抗污能力。

瓷支柱绝缘子电气特性表

2.工频击穿电压仅对额定电压40.5kV及以下的B相绝缘子进行。

3.工频和操作冲击湿耐受试验仅对户外绝缘子进行。

*此电压等级的湿耐受值由供需双方协定。

d.对新投入使用的绝缘子进行超声探伤检测，检测合格后方可投入使用。

e.加强绝缘子的选型工作，针对不同使用环境及结构，合理选择绝缘子结构，更好地利用绝缘子的绝缘承重作用。

f.提高绝缘子的出厂检验力度。生产厂家受利益驱使，生产工艺没有严格把关，对产品没有严格检验，没有严把出厂关，会造成不合格产品流向用户。

g.绝缘子导流部分的连接不规范，没有留有一定的弧度，而是直线连接，由于热胀冷缩及操作时的受力，绝缘子受到的垂直于轴向的水平力较大而发生断裂。

h.绝缘子老化也是引起绝缘子击穿的重要原因，在长年的运行中，逐步劳损、强度降低会引起绝缘子断裂。

5 绝缘子击穿对电力系统的危害

绝缘子作为电力系统中常用的电力器材，主要作用为承受载流部件重量和载流部件与大地的绝缘。在电力系统接地案例中，绝缘子击穿占相当大的比例，特别是作为成套开关设备，绝缘子缺陷不易被发现，绝缘性能暴露周期较长，一旦绝缘子击穿发生单相接地，不同相的两个绝缘子同时被击穿，发生两相接地，就是永久性接地故障，线路的继电保护动作、跳闸，引起全场停电或更大事故的发生。

6 结 语

对供电稳定性要求越来越高的今天，提高供电可靠性至关重要。这就要求电力系统工作人员必须以高度的责任心做好每一个设备的巡视工作，及早发现并处理隐患，提高电器元件的工作可靠性和使用寿命，保证电力系统安全可靠地运行。

BreakdownCauseAnalysisandPreventionof10.5kVWhole-setSwitchgearPostInsulators

ZHOU Deng-mao

(ChinaHydropowerEngineeringConsultingGroupCo.,Ltd.Zheng’anDevelopmentProductionManagementDepartment,Zheng’an563400,China)

Post insulator breakdown cause in 10.5kV switchgear of Shaqian Hydropower Station is analyzed in the paper. Preventive and improvement programs are proposed.

insulator; breakdown; cause analysis; prevention

TM591

A

1673-8241(2014)07-0044-03