配电工程高压开关柜绝缘危害问题分析与改善

古志明

(广东先达电业股份有限公司，广东 梅州 514011)

1 引言

受粉尘、降雨、蒸汽等影响，高压开关柜很容易出现绝缘层老化，线路外表皮损坏等问题，造成线路接地、内部短路等，严重时甚至产生装置烧损、明火爆炸等，带来巨大损失。因此，必须做好配电工程高压开关柜的管控，从线路设计、保护设置、运维检修等及时发现和消除各项绝缘缺陷，形成稳定的内部绝缘保护体系，这样才能够从根本上改善配电工程的经济效益，降低绝缘危害产生的恶劣影响。

2 配电工程高压开关柜概述

高压开关柜主要包括电缆、母线、电气元件、断路器等，能够实现配电工程中的通断、控制和保护，在当前电力系统中应用非常普遍，见图1。

图1 高压开关柜结构图

该装置内部均采用绝缘电缆，使用断路器装置保护，部分线路甚至增设绝缘热缩套，以提升其绝缘性能。与此同时，母排线路中还设置绝缘件，在母排线路区域加强绝缘保护，形成了稳定的高压输配控制体系。

3 配电工程高压开关柜绝缘危害问题分析

(1)设计危害。高压开关柜对设计要求非常高，需要严格依照安全指标、绝缘标准等进行材料选型和安装设计。但当前我国许多高压开关柜都明显存在相间距偏小问题，尤其是35kV高压开关柜，该类问题非常普遍。现场测试时发现，KUN61系列开关柜中三相动触头间距仅为250mm，而引线之间间距仅为250mm，远远低于国家标准要求的300mm，很容易造成由电气安全距离过小导致的绝缘危害问题，在今后工作中需全面重视。

(2)安装危害。施工过程中对高压开关柜内部安装标准不明确，安装施工时操作不到位等，这些均容易导致高压开关柜绝缘性能故障。如高压开关柜元器件安装时未对棱角、毛刺进行处理，引起尖端放电；母线连接过程中螺栓、线路等过长出现褡裢；绝缘挡板安装时与母排距离过近等。

(3)短路危害。异物进入可能造成开关柜内母排线路异常，严重时甚至造成线路褡裢，致使相间短路或单相对地短路，在很大程度上影响了高压开关柜运行的安全性。除此之外，线路长久使用后积尘、潮湿等均可能加速绝缘外层的老化，造成线路绝缘性能下降，加大了相间短路或单相对地短路的风险。

(4)放电危害。高压开关柜运行过程中长久积尘，一旦气候潮湿，非常容易出现绝缘件，如套管、互感器、绝缘子等产生电晕，严重时甚至出现闪络击穿，给配电工程高压柜正常运行带来了非常恶劣的影响，如图2所示。

图2 绝缘子相间放电

除此之外，断路器触头松动、磨损、腐蚀等也均会影响其绝缘效果，进而引起接触不良放电、触头盒表面放线等。而高压开关柜运行过程中受积尘、潮湿等影响，也很容易出现SMC挡板放电情况，造成电场电流畸变，引发开关柜内部放电。

4 配电工程高压开关柜绝缘危害问题的处理

4.1 优化设计方案，形成安全距离

高压开关柜设计的过程中应对母排进行调整，尽量选用间错母排安装方式，并控制2CT结构间距超过60mm，加大装置电气距离，详见图3；应在高压开关柜内设置350mm触头间距的接地刀闸，使系统三相动触头间距的电气距离满足国家标准要求；绝缘装置布置时应尽量选择品字形安装，控制各装置间距超过300mm，中间相突出150mm等。

图3 母排电气间距设计

除此之外，内部设计完成后还需要对高压开关柜相间和相对地的最小空气间隙进行测定，确保其超过300mm，且带电体到柜体的距离超过350mm，避免由上述间距过小引起的放电危害。

4.2 检查安装材料，做好绝缘处理

安装时首先要对高压开关柜材料性能进行检查，一般电流互感器尽量选择强绝缘型，配合使用F-V0级阻燃类触头盒，以提升高压开关柜的整体绝缘效果。按照工艺要求对安装问题进行处理，做好元件打磨、线路固定等，避免上述因素影响开关柜的绝缘性能。

其次，要做好强绝缘处理，按照安装工艺要求形成对应方案。如母排安装时可增设强绝缘型热缩套进行母线保护，并对铜牌硫化附加环氧树脂粉末处理，提升母排的绝缘系数。还可以使用硅橡胶自粘胶带进行母排缠绕，一般10kV以下缠绕2层即可，35kV以上应适当增加至6层左右；触头盒、套管等安装时要采用RS-45有机硅对间隙进行封堵，形成有机硅间隙绝缘保护层；手车件安装的过程中应使用绝缘保护材料涂刷表面，避免外壳短路接地。该材料可直接使用SRTV防污闪涂料，配合RS-45有机硅封堵间隙等。

最后，要对系统安装的整体效果进行测试。按照高压开关柜绝缘性能要求进行母排绝缘检测、手车室绝缘效果检测、电缆室绝缘性能测试、开关柜体接地检测等，确保上述均达到设计安装要求后，高压开关柜方可投入使用。

4.3 加强运维管理，确保安全使用

高压开关柜运行过程中：(1)要做好防潮处理，可根据运行环境适当增加加热器或增加除湿孔。如在母线仓、CT 室、开关手车室等位置处设置不同功率等级加热器装置，在高压开关柜柜顶处开设除湿孔，要尽量保证开关柜电缆室、母线室内空气的流通。必要时还可以定期对高压开关柜进行通风，以减少内部蒸汽、湿气等，避免装置线路闪络；(2)要做好异物处理，可在开关柜外部设置防护网、保护罩等，避免杂质、小动物等进入到高压开关柜内部。尤其是老鼠、鸟类等，可结合具体动物情况设置驱除装置，如粘鼠板、驱鸟器等，避免其影响高压开关柜内部线路结构，提升开关柜的安全性和稳定性；(3)要做好定期维护，对老化线路、异常装置等及时修复或更换，按照暂态地电压、超声波检测、局部放电检测结果开展对应放电维护，增设绝缘隔板等。

5 总结

高压开关柜运行过程中电流较高，很容易出现过热、闪络等故障，对绝缘性能要求非常高。设计时应按照标准要求合理设置电气间距、元器件间距、母排连接方式等；安装中应选择强绝缘型电流互感器、套管、触头盒等装置，做好安装检测，合格后方可投入使用；日常运维中应从防潮、防异物、老化处理等出发，做好绝缘危害处理，形成安全、稳定、高效的工作环境，全面改善高压开关柜的运行效益。