电力高压开关柜绝缘事故原因及对策探究

电力高压开关柜绝缘事故原因及对策探究

茹世豪

国网晋城供电公司 山西 晋城 048000

摘要：目前虽然开关柜制造厂和电力设备维护单位会对高压开关柜进行绝缘处理，但处理方式不一、处理效果参差不齐。为保证高压开关柜的安全运行，现场需要对开关柜进行绝缘化改造。国家电网公司出台的电网重大反事故措施中，特别提出了高压开关柜的处理指导意见。近年来，全国各地均陆续发生过高压开关柜内短路、电晕放电、电弧放电、不明闪络等故障，这类故障如果得不到及时处理，最终很可能会因设备绝缘丧失介电性能而造成严重事故，威胁电力系统的安全稳定运行，因此文章总结了常见的事故类型，借助实际案例探索了绝缘事故发生的原因，并提出了相应的防范措施。

关键词：高压开关柜；绝缘事故；原因；对策探究

1高压开关柜绝缘事故分析

1.1事故类型

高压开关柜绝缘事故类型如下：（1）拒合事故与机械事故。前者最为常见，高压开关柜无法分闸时拒合事故会发生，这与设备内部断路器失常有关，断路器无法闭合，导致开关柜分闸动作受到影响。（2）爆炸事故。高压开关柜自身绝缘性较差，内部绝缘介质老化，或外部环境的空气潮湿度不适合开关柜工作，绝缘层损坏后，设备内部元件也处于恶劣环境运行，最终引发爆炸事故。（3）载流回路与操作回路引发绝缘事故。载流回路故障就是回路过热，如果回路内有部件接触不良，回路就会升温。开关接触面积或压力无法达到标准时也会造成回路升温，导致回路无法正常运转。操作回路故障即元件变形，形变后元件位移，机构操作时卡涩，使设备故障率增加。

1.2原因分析

1.2.1运行环境安全程度较低，难以保障运行安全

结合以往的实践经验来看，高压开关柜所处的运行环境复杂程度较高，经常会受到烟雾、湿气等污染源的影响，使得高压开关柜的绝缘性能出现不同程度的降低。举例而言，高压开关柜长期处于高温运行环境当中，会严重加剧内部材质的老化情况。而过低温度运行环境，会加剧绝缘瓷瓶与真空筒在分闸或者开关闸过程中，出现严重的震碎情况。长期以往，容易造成高压开关柜出现爆炸等安全事故。除此之外，空气间隙不足或者绝缘体爬距不足也可以造成电力开关柜出现绝缘故障问题。部分高压开关柜内的绝缘子在爬距方面，仅有140-145mm或者130-135mm。根据泄露比距计算规则可知，1.333-1.38cm/kV与1.24-1.29cm/kV的最终数值均小于标准比距。再加上开关柜对接相间距离与绝缘距离分别低于标准要求，即125mm。一旦出现上述情况，很容易引发电力高压开关柜绝缘故障。

1.2.2爬距、间隙不足

正常电压供应下，相间电弧事故发生的主要原因是绝缘爬距、间隙不足。在此情况下启动开关柜，柜体绝缘层的保护机制较弱，达不到标准的绝缘等级要求，再加上内部元件材料有以次充好现象，极易引发绝缘事故。未严格按照设计规范进行组装，绝缘爬距明显不足，设备内部若出现电流泄露现象，将不能及时流入地下。泄露电流将出现在柜体表面，绝缘层受损，若此时内部电压过低，极易出现闪络事故，对开关柜的正常运行造成严重阻碍。

1.2.3设备制造工艺问题

受到设备制造工艺的影响，导致绝缘质量遭受破坏的主要原因如下：如果绝缘子内部缺少足够的绝缘性能，且环氧绕注电流互感器存在绝缘老化的问题，那么及时在正常的运行电压下，也很有可能出现爬电问题，并逐渐变为成对闪络现象。如果绝缘件受潮或被污染，会逐渐生成电解质薄膜，受到电场影响，泄露电流会逐渐增加，并且在阴雨、雷电等天气作用下很容易出现瓷瓶闪络、接地短路等问题，最终导致事故发生。制造和配置质量会直接影响开关柜的耐压水平，其内部部分元件符合耐压试验的要求，部分不符合，这主要因为装配质量不佳。如果没有按照规则紧固螺丝，会导致螺杆比螺母长。一些支持瓷柱采用“丁”字型紧固底板，并对其进行页数处理，进而缩减绝缘距离，造成电场局部集中。此外，“五防”措施不完善开关机械联锁不灵活等都是造成断路、绝缘事故等问题的原因。

2电力高压开关柜绝缘事故的防治对策探究

2.1确保运行环境安全，规避运行隐患

在绝缘隐患问题和原因的分析中发现环境条件是引起这些隐患的重要原因，尤其是当前大气污染和生态环境恶化进一步导致电力设备中的绝缘子等元器件受到污染，甚至因为潮湿和污染会出现电流泄露现象，引起闪络问题。针对这一现状和问题需要进一步加强高压开关柜环境治理和优化，加强通风净化以及环境达到，在通风窗口和抽风机上安装相应的网栅和滤网，进一步加强通风净化。针对湿热的环境可以安装响应的热能灯或者是去湿装置，并合理设置空调运行模式，在电缆孔以及开关柜孔中填封相应的阻隔染料，能够有效的阻隔湿气以及可能存在的小动物，对设备安全性能提高具有重要作用。同时还必须加强相关设备的运维，一旦设备停止运行立即进行清扫，保证设备和开关柜中的绝缘体时刻处于良好状态。

2.2确保安全距离符合要求，增加绝缘爬距

如果以空气为绝缘介质时，高压开关柜中的各种导体之间相互的安全距离应该符合相关相关的净距标准。增加绝缘爬外绝缘爬距要大于等于195mm，对于爬距还要进行定期检查，保证其符合距离标准。另外，高压开关柜中的相关原件要达到环境污秽的一定等级，污秽等级为二级的高压开关柜柜内的元件之间的爬电比距应该高于18mm/kV，污秽等级为三级时元件之间的距离要大于20mm/kV，并且环氧绝缘材料的爬距要超过或等于205mm，保证符合相关的要求与标准，避免绝缘事故的发生。另外如果高压开关柜中的绝缘子绝缘性较低，要及时更换，可以采用瓷瓶绝缘子和复合材料绝缘子进行更换，污秽严重的情况下绝缘瓷瓶应该对其安装污秽合成伞瓷，可以直接将其替换为防污型绝缘子，防止绝缘事故的出现。

2.3做好设备安装配置

要保障开关柜安全稳定的运行，一定要做好设备的安装和配置，严格遵守相关的操作要求和技术规范。在实际安装的时候，要按照要求的安装步骤依此安装，不能省略安装步骤。提升安装人员的专业技术水平，定期进行人员的培训，增加其安装和配置经验，确保设备的科学安装和配置。此外，要加强监管力度，建立完善的监管体制，针对装配过程中出现的违规操作，要予以严厉的处罚，从而全面确保设备装配的质量和效率。为开关柜的有效运作和使用奠定良好的基础。

2.4加强产品质量监管

政府部门要提高重视，加强对高压开关柜生产厂家的管理与审查，严格执行产品检验工作，如果发现不合格产品，一定要及时处理，并对生产厂家进行相应的处罚，避免非法厂家的出现。只有保障开关柜的生产质量，才能确保其运行安全，进而避免绝缘事故的发生。

2.5严格按照规范进行各项操作

近年来，很多大型变电站的高压开关柜出现故障的次数逐渐减少。这主要是由于国家出台的相关设计操作规范。在相关规定的辅助下，开关柜运行的稳定性得到了保证。规范内容下需要完成的工作具体如下。（1）严格控制元件质量。针对制造工艺的缺陷进行优化，单个元件测试完合格后才能用于组装。（2）组装前，必须将相关零件清洗干净，选取合适的螺栓将各组件连接。（3）为强化操作过程的规范性，需要定期对变电站内部员工进行培训，使其牢记规范内容，进而约束其进行规范化操作。

3结束语

总而言之，针对高压开关柜在运行过程中存在的绝缘事故，本文对事故进行分类，结合事故现象分析绝缘事故产生的原因，并提出了科学有效的故障防范措施。在未来，电力企业应加大对电力监测系统的应用，通过系统的实时监测功能对高压开关柜的运行状态进行监督与管控，进而降低事故发生概率。

参考文献

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