一起35kV电流互感器故障的原因分析和改进措施

连 心

（龙海市供电有限公司）

一起35kV电流互感器故障的原因分析和改进措施

连 心

（龙海市供电有限公司）

本文对变电站35kV主变进线柜内电流互感器因潮湿绝缘性能下降最终引起闪络放电导致主变差动保护动作的事故案例进行深入分析总结，并在此基础上从开关室环境整治、设备改进、安全运行管理方面提出切实可行的治理整改方案，消除因潮湿导致的事故隐患，保证变电站安全稳定运行。

凝露；开关柜；措施；防潮

1 故障简述

2016年9月15日凌晨，台风“莫兰蒂”在厦门登陆，给龙海市造成严重的风雨影响。凌晨东园变35kV开关室烟感装置报警，4点9分主变二次谐波比差保护动作，跳主变高压侧和低压侧开关（中压侧开关原来就处于热备用状态）。运行人员去现场检查发现35kV开关室烟雾弥漫，#1主变中压侧351开关柜后柜门变形，柜体熏黑痕迹明显。将#1主变和35kVⅠ段母线转检修后，检修人员打开351开关柜后柜门，发现351开关靠母线侧的一组电流互感器及母线避雷器烟熏严重， 电流互感器有明显烧灼现象。351开关柜静触头盒内部触指与手车上的梅花触头因潮湿已产生铜绿。351开关柜柜壁上有水珠，裸露母线排上出现铜绿氧化现象。

2 原因分析

根据有关理论和实际检查结果，引起电流互感器烧坏的原因主要为开关室内空气湿度过高产生凝露，电流互感器受潮严重，绝缘性能降低，发生放电击穿、产生过电压，使电流互感器烧坏。#1主变35kV侧351开关CT型号为LDJ5-35，绝缘为环氧浇注型。一旦产生凝露，水分被吸收到电介质内部或电介质表面，就能溶解空气中的粉尘等杂质，在绝缘表面形成泄露电流路径，导致表面泄露电流增大。当这些泄露电流路径组成一条导电通路将促使绝缘局部放电。局部高能量电子冲击引起的各种物理及化学效应使绝缘劣化，击穿电压显著降低。当绝缘劣化到一定程度时将产生爬电或闪络现象，并最终导致设备发生相间或单相接地短路。

3 凝露产生原因

1）发生事故时35kV开关室内电缆沟有积水。东园变地势低洼，四周地势都比较高。每当下大暴雨或特大暴雨时，由于排水系统不畅，当水位较高时就容易倒灌入变电站电缆沟内，而变电站开关柜的底部封堵很难做到完全的封闭。电缆沟的潮气可通过两个途径渗入开关柜，导致开关柜内空气相对湿度增大。一是直接从开关柜出线仓电缆孔洞缝隙渗入，这是开关柜内潮湿空气的最主要来源。二是通过电缆沟盖板缝隙蒸发至开关室的空气中并通过开关柜柜体间的缝隙缓慢渗入。当开关柜内湿度大于设定值时启动加热器，潮湿空气受热膨胀上升至开关柜顶部密闭良好的母线仓无法排出时，极易在温度较低的金属柜体或绝缘表面产生凝露。如果开关柜内绝缘部件表面积灰脏污情况严重就更易产生凝露。

2）#1主变35kV侧351开关长期处于热备用状态。在开关室内空气湿度大的前提下，351开关处于热备用状态，无电流通过产生热量，仅靠开关柜内的温湿度控制器加热片的加热作用，不足以驱除潮气。开关柜内的环境温度就比开关室内的环境温度低，容易产生凝露。

3）35kV开关柜为正泰公司生产的KYN61-40.5型金属铠装中置式开关柜，其母线三相之间间距小，密闭程度高。我公司地处沿海地区，开关室内空气较潮湿。而开关柜顶部未设置通风口，水份不容易散发出去导致开关柜内潮气较重。平时运维人员去巡视时经常会听到母线通电后“嘶嘶”的爬电声及闻到一股臭氧的味道。在实际运维中发现，厂家为缩短柜体尺寸加强绝缘而选用在开关柜内相与相之间装设绝缘隔板的方法，在开关柜内积灰受潮的环境下存在着安全隐患。当潮气附着在温度较低的绝缘隔板上产生凝露时，在高电压长期作用下，极易引起沿面放电闪络，进而发展为障碍或事故。

4 改进措施

4.1 解决电缆沟积水问题

尽管开关室配有的两台除湿机及开关柜上的温湿度控制器都在正常工作，但一遇到暴雨，开关室的湿度还是会达到80%以上，最根本的原因还是室内电缆沟的积水问题未得到彻底解决。由于东园变地势较低且变电站围墙外下水道排水不顺畅，在下小雨时排水管道向站外排水。遇到强降雨天气，站外排水管道积满的雨水向变电站内倒灌。电缆沟水位短时间上涨过快，通常在多根电缆同时进入高压开关室的情况下，电缆沟孔洞虽然封堵严密但还是会存在一些缝隙，积水会通过缝隙渗入开关室。为解决35kV开关室内电缆沟的积水问题，可采取如下措施：1）对电缆沟集水井进行改造，在集水井处放置潜水泵，配置自动排水系统。2）将电缆沟底部的溢流孔由侧面改为底部排水溢流，保证电缆沟积水完全排出。3）针对渗水的开关室内电缆沟，可对电缆沟墙面采用防水材料进行处理，再抹上防水砂浆；室内电缆沟盖板可设置几处为网格状镂空盖板，方便检查积水情况和加快水汽散发。

4.2 开关柜除湿改进

在开关柜顶部母线仓的泄压通道板上加工通风孔或在开关柜母线仓、柜顶的位置加装带有散热除湿孔的窗格，通风孔必须满足防小动物、防尘、防爆和相关防护等级要求。当开关柜内湿度大于80%时，温湿度控制器就会启动柜内的加热片工作，潮湿空气受热膨胀上升至开关柜母线仓能从通风孔排出柜体外，避免潮湿空气在柜内聚集使空气湿度增大，设备绝缘强度降低。同时在母线仓等较潮湿的部位可适当增加加热器个数，确保加热性能充分完备。

4.3 加强开关柜内元件绝缘

#1主变35kV侧351开关CT绝缘为环氧浇注型，属于复合绝缘材料。复合绝缘材料与瓷绝缘相比，具有体积小，重量轻，憎水性差，抗污闪能力强的优点。但查阅资料表明，一般在空气湿度超过60%时，空气湿度越大，闪络电压越高，将使开关柜内各电气元件的绝缘电阻降低和电气元件之间空气间隙绝缘降低。特别对于绝缘材质不好且使用年限长、绝缘表面积尘的电气设备，由于积尘吸附空气中的水分，使绝缘表面泄露电流增大，绝缘电阻更低。在绝缘下降到一定程度时将造成绝缘击穿，最终发展成单相失地或相间短路事故。因此，在KYN-40.5型开关柜的电流互感器可以更换为加强绝缘型电流互感器。该型电流互感器较原来的电流互感器具有保护面更大，尺寸较小，绝缘强度更强的优点。此外，可采用以下措施加强绝缘：1）用醋去除裸露母线铜排上的铜绿，然后倒角打磨，镀锡，并重新热缩，消除尖端放电和铜排氧化腐蚀的可能。2）对柜内的母排采用加强型热缩套管重新热缩，穿墙套管进行耐压试验。对试验不合格的穿墙套管进行更换。所有穿墙套管对应在母排上的屏蔽线固定孔全部重新定位打孔。

4.4 定期对绝缘件进行检查和维护

按预试周期对中压开关柜成套电气设备进行绝缘耐压试验及开仓检查，对试验过程中发现的放电部位和绝缘劣化问题应及时整改消除隐患。每年雨季期间应对变电站开关柜开展一次局放带电检测工作。同时，加强开关柜的运行巡视管理，对柜内温湿度控制器的传感器、控制器和加热器等部件应同步维护，发现异常情况应立即上报并及时处理，确保温湿度控制器正常工作。对开关柜内绝缘部件的清扫坚持“逢停必扫”原则，每年不少于一次，防止设备严重积灰。在雨季潮湿天气加大巡视力度，及时发现异常情况并尽快分析处理。

5 结束语

变电站开关柜的安全运行对运行环境有较高的要求。为了降低开关柜发生绝缘事故的概率，减少设备检修和维护的成本，需要根据实际情况采取措施切断潮湿空气进入开关室和开关柜的途径；提升开关柜内设备的绝缘性能，抵御凝露对绝缘的影响；优化开关柜的运维检修策略，对于有异常放电声的开关柜，应及时安排人员检查放电原因，防止因潮湿放电导致故障扩大的情况发生。

[1] 刘建戈. 空气相对湿度及凝露对中置式开关柜的影响及对策[J]. 电工技术，2016(2)：26-28.

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[3] 李传江，倪汇川，王卫东，等. 变电站解决潮气对开关柜安全运行影响的措施[J]. 安徽电力， 2013(12)：4-6.

2016-12-06）