变电站10kV开关柜母线绝缘降低原因分析及处理研究

刘爽 王帆舟

湖南平高开关有限公司 湖南长沙 410006

1 开关柜母线室基本结构

电力系统中60%以上的停电事故是由电力设备的绝缘缺陷引起的。解决绝缘问题主要是选择合适的绝缘距离、绝缘材料（各种绝缘材料在高电压下的性能、现象）和绝缘结构（同一种材料在不同的绝缘结构下的外在表现），提高绝缘体的耐压。

按绝缘材料的种类通常可分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三类。在实际中，研究最多的是气体绝缘。由于空气绝缘价格低廉，性能稳定，现有的40.5kV以下等级的中压开关柜一般为空气绝缘型。对空气绝缘而言，绝缘强度降低的主要原因是湿度导致固体绝缘材料本身及表面放电电压降低所致。

根据《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》要求，10kV带电母排对地及相间的安全净距为125mm，35kV安全净距为300mm。由图1可见，开关柜内部母线室结构十分紧凑，在柜宽650mm的电缆接线铜排上，每相可连接3根电缆，有许多开关柜由于柜宽尺寸较小，安全净距很难满足规范要求，容易发生事故。此外，母线室母线出线端与开关柜外壳处距离更小，容易出现空气间隙击穿事故。因此需要采取措施加大母线的安全距离。本文选择采用母线绝缘改造来增大安全距离，保护人员、器材的安全可靠运行[1]。

图1 KYN28A开关柜内部结构简图

2 变电站10kV开关柜母线绝缘降低原因分析

某供电公司运维班组在2014年春安检查中，对所辖10kV开关柜进行局部放电检测时发现10kV王学线328开关柜地电位超标，相对值为25dB。运维人员展开实地调查，发现以下几个方面问题。

（1）某变10kV王学线328开关柜地电位超标。停电检查发现328电缆进线A，B相电缆热塑护套紧贴造成绝缘距离过近，因A，C相相互交叉，电缆接头绝缘盒沿面放电有轻微烧损，此外高压室空间过大导致室内湿度过大，潮气易侵入开关柜内。（2）某变10kV王学线328TA绝缘不合格。表面存在白色物质和细微裂纹，用无水酒精无法擦拭干净，判断为TA绝缘浇铸件整体劣化受潮，造成绝缘下降。（3）某变10kV开关柜Ⅱ母绝缘不合格。检查发现10kV开关柜Ⅱ段母线316，318，3×124，322，324，326，328，332，334，336共10套开关柜母线穿屏套管、断路器靠母线侧触头盒绝缘下降严重。原因是母线穿屏套管、断路器触头盒本身材质差，绝缘劣化严重，加之某10kV高压室长度超过40m，整体空间过大，地面和房顶防潮性能差，除湿效果不佳，此外母线室设计不当使内部水汽无法排出，导致柜内湿度过大[2]。

3 处理对策

将整段母线后盖板全部打开，发现母线热缩套、绝缘套管均存在不同程度的凝露，拆除拉弧绝缘子、绝缘触头盒、热缩套后，用2500V绝缘电阻表测量出三相母线绝缘阻值均为0MΩ。按常规方法用干净白棉布清理露水，发现绝缘套管、绝缘触头盒、母线热缩套、柜体表面残留有灰白色附着物痕迹，用蘸有酒精的白棉布反复擦拭，附着物明显减少。再次测试母线绝缘电阻依然没有上升。对母线室进行烘烤，提高其干燥程度。经过烘烤处理后，三相母线绝缘阻值提升到15MΩ，但随着温度下降绝缘电阻也下降[3]。

由于仔细观察品尝附着物有苦涩味道，绝缘套管、触头盒表面绝缘电阻均不大于0.1MΩ，且能观察到沿表面微弱放电现象，推测绝缘套管及绝缘触头盒表面存在露水干燥后残留盐分，甚至绝缘套管及绝缘触头盒内部都渗透有盐分。

拆除分支母线、绝缘触头盒，抽出主母线并取下绝缘套管，用除盐水浸泡绝缘触头盒和绝缘套管后用硬毛刷刷洗其表面及内壁，然后用热风吹干表面。在绝缘套管、触头盒表面缠绕铜编制线，用绝缘电阻表测试绝缘套管、触头盒表面及内壁绝缘电阻值均大于15GΩ，绝缘电阻值测试合格后，对绝缘套管、触头盒进行电气预防性工频耐压试验，试验电压值为38kV持续时间为1min，所有绝缘套管及触头盒均通过耐压试验。

为防止此类型故障再次发生，在绝缘套管、支撑绝缘子、绝缘触头盒表面及内壁刷涂RTV防污闪涂料。由于RTV防污闪涂料是由聚二甲基硅氧烷缩聚而成，聚二甲基硅氧烷的基本结构是立体网状硅氧键，同时包含大量的游离状态有机硅低聚物和小分子基团。这些低聚物和小分子基团具有憎水性，水分在RTV涂层表面呈现为孤立的水珠，难以形成连续的水膜。此外，RTV涂料是由硅橡胶组成的一种网状结构，其化学和物理性能相对稳定，具有很强耐腐蚀性，可大大提高抗污闪性能。

4 结语

总之，母线是变电站的神经枢纽，是电气元件的集合点。母线绝缘降低会影响到电气设备的正常工作，并直接影响到电网安全稳定运行。文中以220kV变电站为载体，分析变电站的10kV开关柜母线绝缘降低的原因，并根据不同的原因制定不同的处理措施，做到及时决解母线绝缘降低故障，保证电网正常运行，并对此类事故的预防提出了运维方面的注意事项。