提升中压开关柜绝缘水平的措施分析

杨瑞来

摘 要： 目前电网中使用的中压开关柜，从绝缘形式来看，应用较广泛的大致分为三类：气体绝缘开关柜、固体绝缘开关柜、固体材料与液体绝缘油组合绝缘开关柜；本文从影响中压开关柜绝缘水平的因素入手，阐述了提升中压开关柜的绝缘水平的措施。

关键词： 中压开关柜；绝缘形式；绝缘水平；提升措施

1 引言

随着我国社会经济的快速发展，企事业单位、工厂、居民生活对电力的需求量越来越高，中压开关柜作为电网与用户之间输送电能的重要枢纽，在电网中的应用也越来越广泛。因此，中压开关柜的安全运行，对电力系统的安全运行和电力系统的运行维护人员的人身安全发挥越来越重要的作用。基于此，对影响中压开关柜的绝缘水平的因素进行分析，同时对分析的结论提出科学性、合理性、安全性的提升措施，从而保证开关柜能够稳定、高效、安全、经济的运行以及保障运维人员的人身安全，有着十分积极的影响[1]。

2 中压开关柜常用的绝缘形式

2.1 柜内气体绝缘形式

目前，我国电力系统很多场所使用的中压开关柜，柜内采用空气作为绝缘介质，由于采用这种绝缘介质的开关柜，电气间隙及爬电距离需要满足标准要求，使得环网柜的尺寸要做很大，在很多特殊的使用场所，诸如：安装空间有限、环境惡劣、污秽等级高的地区，这种开关柜的安装、运维都有很大的难度。因此，在这些工作条件复杂的使用场所，常常使用气体绝缘金属封闭开关设备（通常称之为充气柜）。由于这种开关柜将需要关合、断开线路的中压开关设备密封在防护等级≥IP65的金属隔室内，并充以较低压力的气体（例如：N2、压缩空气、SF6等，目前，SF6应用较多）作为绝缘介质，使得开关柜内的绝缘性能在运行中基本不发生变化，介质损耗低，结构简单，且重量小，没有火灾危险，同时缩小了开关柜的尺寸[2]。

目前国家电网正在主推环保气体绝缘充气柜，但因掌握其生产技术的厂家很少，且柜子造价较高，现电网中应用很少。

2.2 柜内固体绝缘形式

固体绝缘环网柜是指在开关柜加工时，采用固体绝缘材料作为主绝缘介质的环网柜，它是用固体绝缘材料将一次回路全部、贯通地包封起来的，且其表面有接地层的一种中压开关柜。常用的固体绝缘材料主要有以下几种：环氧树脂、硅橡胶、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、三元乙丙、尼龙等。在实践应用中，多数开关柜厂家选择环氧树脂作为合格的固体绝缘材料使用。固体绝缘环网柜，从技术可靠性和环保要求更加严格的发展趋势看，是未来中压开关柜发展的主流方向之一。

2.3 固体与液体绝缘材料组合形式

大多数情况之下采用纸作为电气设备内的绝缘材料，但是由于纸本身有孔隙，每一层纸中间还存在间隙。绝缘中出现间隙会使电气设备极易出现电场不均匀，在局部放电的作用下，纸绝缘会因元素老化而失去作用。为了解决上述问题，可以采用油纸绝缘来代替常规的纸绝缘，采用油填充间隙，从而较大的提升其绝缘性能。

3 影响中压开关柜绝缘水平的因素

3.1 雷击过电压因素

电网架构在运转过程中，如果在中压开关柜的设计初期，没有制定有效的防雷措施，当发生感应雷或者直击雷的情况时，由于雷击放电而引起开关柜的电压突然上升，此时的柜内就会出现闪络，那么其绝缘性能就会遭到严重的破坏，更严重的情况会使开关柜发生爆炸。这种雷击过电压造成绝缘性能降低的现象经常发生，严重制约着电力系统的安全运行。

3.2 检修与维护因素

如果检修工作者没有按照规定，定期对开关柜进行检修，对开关柜产生的一些状况也没有处理彻底，久而久之，开关柜的各项性能（包含绝缘性能）将会大大降低，从而降低其运行的安全性和稳定性。

3.3生产因素

在中压开关柜的整个生产周期，影响开关柜绝缘水平的因素大致有以下几种：

（1）在开关柜的设计选型初期，未能识别到开关柜使用的环境对开关柜的绝缘性能的影响（比如使用地区湿度高，气温低、海拔高、天气温度变化大、设备周围的环境质量差，空气中粉尘颗粒多、设备长期不投运，使得柜内电气元器件受潮等），开关柜选择了与使用环境不匹配的绝缘形式、选择了与使用环境不匹配的元器件或者未合理的制定防尘、防潮、除湿等措施，导致中压开关柜内部元器件质量受损或因设备内部发生凝露或积尘的现象，引起爬电、闪络事故，大大降低了中压开关柜的绝缘水平，导致开关柜发生事故；

（2）开关柜内安装的元器件选择了质量或者性能不符合要求的产品；

（3）在开关柜生产的过程中，因为其工艺不合理，导致某些零部件在生产的过程中出现偏差，那么整体的性能就难以达到统一的标准，这样就有很可能造成开关柜绝缘水平的下降[3]。

4 提升中压开关柜绝缘水平的措施

可针对上述影响开关柜绝缘水平的因素，制定相应的提升措施。

4.1 设计初期制定切实可行的技术规范，并将规范落到实处

目前，不论是国网、省网的统一招标，还是终端客户自发的招标行为，都会为投标人提供相应的产品技术规范。首先，规范的内容需准确的涵盖中压开关柜的所有信息，包括项目特点、使用环境、技术要求、检验要求等，开关柜的技术要求要有可执行性，厂商可通过增加某些配置或者经过技术改进可以满足要求；其次，招标底价需将增加的成本考虑进去，不允许有低于底价的投标行为，以防止低价中标，在后期供货的时候，产品质量不过关；再次，需采取措施监督、检验规范的落实情况（如针对关键点进行入厂检验、交接验收等），只有真正的将这些技术规范落实到位，产品的质量才能有一个质的保证。

4.2 从生产方面提升

（1）原材料入厂检验需按标准要求，关键元器件需全检，非关键部位的非关键元器件可按一定的比例进行抽检，检验不合格的原材料，严禁流转到下一工序。

（2）在中压开关柜的生产过程中，需要有完整的技术文件及工艺文件做支撑，做到每一道生产工序都有据可依，有据可查，有据可检。

（3）严格按生产工艺进行生产，严格执行“三检”制度，即自检、互检、专检，在生产过程的每一道工序，严把质量关。

（4）要做好出厂检验，出厂的产品除满足国家强制标准及电力行业标准的规定外，还需要满足使用方的特殊要求，只有2方面都满足要求的产品，才能出厂。

4.3 加强运维人员培训，推行厂家责任制

中压开关柜交付后，厂家有责任为现场的运维人员进行专业的操作及日常保养的培训，并提供产品的安装、操作说明书，供运维人员查阅。

因目前电网中使用的中压开关柜产品样式未得到统一，每一家的产品均有自己的特点，这给运维人员的日常操作及维护带来了很大不便。基于此，推行厂家责任制就有了很大的必要性，即在规定的年限内，厂家需设立专人负责产品的运行、维护，当然这部分工作属于有偿行为，费用需考虑在投标范围内或者以其他形式，给付给中压开关柜厂家。

5 结束语

在电网构架中，中压开关柜是广泛存在的，中压开关柜的绝缘问题可能会对电力系统的安全稳定的运行以及人身安全的保障产生严重的影响，因此，根据中压开关柜的自身特点和在电网中的应用状况，结合影响其绝缘性水平的因素，提出提高中压开关柜的绝缘水平的策略，从而减少了中压开关柜的绝缘问题的发生，对确保开关柜的稳定、可靠、安全和经济的运行都有着至关重要的作用。

参考文献

[1]王隽.中压开关柜绝缘方式和绝缘事故分析[J].绝缘材料.2011，35（17）：35-37.

[2]何国平.中压开关柜绝缘技术的分析与研究[J].机电信息.2012，36（6）：63-66.

[3]王隽，焦洪峰.中压开关柜绝缘方式和绝缘标准的探讨[J].电气技术，2008（7）：83 -86.