【學】開關櫃凝露、絕緣受潮原因及預防措施

來源:rootadmin | 2022-06-01

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  高壓開關櫃由於受到安裝條件限製,結構日趨小型化,內部結構緊湊、帶電體的相間及對地距離縮小,因此對環境因素等要求就相對較高。由於電氣運行環境、製造等原因,特別是在天氣溫差較大時,開關櫃極易形成凝露。在高濕度環境中,空氣介質的絕緣性能大大下降,同時高壓電極在髙濕度環境中非常容易發生局部放電;固體絕緣材料在高濕度環境下,其絕緣性能發生了很大變化,且在局部放電的影響下,間體絕緣材料的老化容易加速,而固體絕緣材料的電老化和環境老化通常是不可逆的。

 

  因此,開關櫃長期在高濕度、高汙染環境中運行存在很大的絕緣故障隱患。本文著重分析了開關櫃內凝露產生的現象及原因,同時針對種種原因提出了具體解決方案,對提高開關櫃運行可靠性有所助益。

 

  開關櫃凝露產生原因分析

 

  從各開關設備內部發生凝露引起爬電、閃絡的亊故現場來看,一般都存在以下幾種情況:開關櫃安裝環境差,有些開關櫃放置在地下室,濕度高,櫃體內溫度特別是接近地麵的溫度低於環境溫度;開關櫃密封不夠,地區濕度高,氣候溫度變化大, 開關櫃底部潮濕,有的電纜溝甚至有積水;有的設備處於暫時停運狀態,櫃內小環境溫度就比周圍環境溫度低,在其表麵極易形成凝露;開關櫃加熱器不合理。在以上情況下,一旦送電投運,放電事故就隨之發生,分析上述幾種現場情況,導致開關櫃凝露產生及絕緣受潮的主要是以下兩大原因:開關櫃內部結構和開關櫃外部(開關室)環境。

 

  1.開關櫃內部結構防潮、除潮缺陷

 

   (1)櫃內帶電體相間及對地空氣距離過小。由於空氣絕緣距離明顯縮小,帶電體與地或帶電體之間電場強度明顯增大,絕緣件或帶電體尖端、毛刺等部位容易造成局放超標;在空氣濕度較大、灰塵較多情況下,放電更為嚴重,長時間放電累積作用將損壞絕緣;而35kV、10kV係統多發生內部過電壓,容易造成絕緣擊穿短路、開關櫃損壞等嚴重故障。

 

  (2)櫃體防護等級低、密封性差。櫃體設計製作工藝性差,電氣安裝和電纜出線時,開關櫃電纜進櫃處封堵不嚴密,地下潮氣易通過孔洞侵入櫃體內。潮氣不能及時有效排出,造成櫃體整體絕緣降低。

 

  (3)開關櫃內的加熱器裝置不合理。開關櫃內板式加熱器開啟後,隻是產生局部加熱,不能有效去除櫃內的潮氣;當熱空氣上升遇到櫃體的金屬板後,由於溫差作用,又迅速凝結,沒有實現有效的驅潮作用。另外,自動溫濕度控製器的傳感器故障率較高。造成隔室內加熱除潮裝置不能可靠投運。

 

  2.開關櫃外部(離壓開關室)環境因素

 

  (1)變電站高壓室內無通風除濕設備或除濕設備不能可靠啟停。

  (2)開關櫃電纜通道有積水,電纜半層通風不流暢等。

 

  開關櫃防凝露整改措施

 

  1.開關櫃內部結構因素改進實施方案。

 

  改善櫃內帶電體對地及相間空氣距離。嚴格按照國家相關法律法規標準執行。目前國內10kV開關設備,櫃寬一般都在800〜1000mm,斷路器相間距多為210mm或275mm,絕緣裕度較大,即使櫃內帶電體不增加絕緣護套或相間、對地增加絕緣隔板,相間及對地空氣淨距都大於125mm,故10kV開關設備出現絕緣放電的情況相對較少。對於35kV開關設備,受製於開關站場地等因素,開關櫃外形尺寸都較小,尤其是手車式鎧裝櫃,櫃寬多為1200mm或1400mm,斷路器相間距多為300mm甚至更小,櫃內帶電體相間、對地空氣淨距很難大於300mm,絕緣裕度很小。在櫃寬及斷路器相間不變的情況下,我們可以調整開關櫃內上下引排的相間距,通過對A、C相母排向兩側打平彎的工藝,擴大相間距離,使電纜室、母線室內場強更加均衡,從而降低絕緣放電的可能。

 

   (1)改善櫃內穿牆套管、觸頭盒等絕緣件。櫃內絕緣件應選用帶屏蔽技術的絕緣件,滿足下列要求:采用優質原材料,提高產品抗老化能力;選擇憎水性大的絕緣材料和大爬距絕緣件,可以提髙抗汙穢能力;單個絕緣件的局放小於3PC。

 

   (2)改進櫃內除濕方法。原板式加熱器隻是增加空氣中水蒸氣的不飽和程度,並沒有將櫃內的水汽排出。將各個隔室內更換為SEPRI-CS-NL排水型除濕器,功率滿足設計要求。其中電纜式、開關室內配置兩套除濕係統,一套長期投運,另一套由溫濕度自動控製,在每間隔安裝一控製開關。母線室內根據情況選配一套智能電氣運行環境係統,對於冷備用的開關設備,在投運24h前一定要打開加熱器,有效去除絕緣件、帶電體表麵凝露後,開關設備方可投入運行。

 

   (3)改善櫃內對流通風通道。在滿足防護等級的前提下,應在開關櫃頂部開設專用防塵通風孔。可在開關櫃麵板上改造加裝散熱除濕孔的窗格,便於櫃內通風。同時要做好防塵工作。

 

   (4)利用停電機會清擦設備,使開關櫃內保持清潔。

 

   (5)加強運行巡視,嚴格執行巡視製度,做好維護監控管理工作,防故障於未然。值班員在巡視時要能及時檢査高壓寶內濕度變化,特別是在雨氣天氣,注意有無滲漏情況的發生。利用春檢、秋檢和主回路不帶電時,及時對設備進行淸掃和試驗。

 

  結論

 

  經過以上綜合治理措施,預防開關設備內部發生凝露現象的能力明顯提高,開關櫃內的放電現象也沒有發生,說明本次電氣環境解決方案取得了良好效果。需要說明的是雖然經過整改,並安裝使用了智能防凝露裝置,但這並不是一勞永逸。還需要運行人員認真做好巡檢工作,發現問題及時處理。比如進入高濕度季節就加大除濕量;查看絕緣筒有無放電痕跡、電纜出線櫃與電纜溝之間封堵是否良好等。對存在的問題及時進行針對性治理,就可防止因潮濕而導致絕緣故障發生。

 

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