10kV高压开关柜电晕问题与处理措施分析

10kV 高压开关柜电晕问题与处理措施分析

邓娟

西电宝鸡电气有限公司， 陕西省宝鸡市， 721306

摘要：开关柜内有空气隙存在以及电场强度大于空气隙击穿电压是导致10kV高压开关柜出现电晕问题的重要因素，基于这一分析，本文提出相应的处理措施，主要为减小柜内湿度以及降低柜内局部电场强度，以期达到将电晕消除的目的，为电力系统正常运行提供保证。

关键词：10kV高压开关柜，电晕，处理措施

在现如今电力项目的建设与运行中，10kV高压开关柜基于自身表现出来的特有优势而得到大范围的应用。在10kV高压开关柜的运行支撑下，电力系统的稳定性得到了明显的提升，当有系统故障出现时，10kV高压开关柜可以在第一时间有效中断不同设备之间的相互连接，以此达到有效保障电力设施设备以及人员安全的重要目的，图1所示为10kV高压开关柜示例。不过，对于10kV高压开关柜而言，电晕是其常见故障之一，一旦有电晕问题发生，会在一定程度上引起元件变质或老化等状况的发生，最终降低10kV高压开关柜的整体性能，严重的甚至会导致安全事故出现。为此，明确10kV高压开关柜电晕产生机理，采取有效措施对其危害加以规避显得十分重要。

图1 10kV高压开关柜示例

1 10kV高压开关柜电晕产生机理与危害

1.1 10kV高压开关柜电晕产生机理

电晕又被称作电晕放电，指的是带电体在高压状态之下产生电离并进一步向附近的空气释放游离电的现象，属于一种放电现象。因为气体本身并不能够导电，应当被划归至优良绝缘体的范畴，然而若是增加气体间隙的外施电压，当其上升至某一个特定的数值，电流便有可能在一个很短的时间内明显变大，由此一来，气体所具有的绝缘性能会在一个很大的程度上被减弱，甚至出现绝缘性能降低至零的现象，此时会有放电情况出现。所以综合而言，10kV高压开关柜之所以会有电晕情况出现，其主要影响因素不外乎有两点，其一，在开关柜的内部，有一定量的空气隙存在其中；其二，与空气隙的击穿电压这一因素相较，电场所具有的强度要更大一些。

在上述两个重要因素的影响之下，必然会有气体被击穿的情况出现，进而引起电晕问题的发生。起初，由于受到局部放电现象的影响，10kV高压开关柜中会有一定量的活化物出现，而这些物质又会在一定程度上烧蚀绝缘表面，不仅如此，在实际的燃烧过程中，还会有臭氧和酸等物质产生，它们的出现会导致绝缘表面被腐蚀的状况发生，受到这一现象的影响，绝缘表面会越来越粗糙，而除此之外，烧蚀和腐蚀会进一步向绝缘体的内部渗透，尽管不会在短时间内出现损害，但与时间的不断推移相伴随，在达到一定程度之后，它们又会向周围扩散，最终发展为呈现出枝状生长形态的通路，表现出较为明显的导电性。对其原因进行分析，主要在于通路壁有碳化的可能以及其中的气体有很大的电力。如果开关柜有电晕状况出现，其电流强度会更多地屈居于电极之外其他空间的电导，若从其影响因素上来看，电极形状、外加电压、气体所具有的性质以及密度等全部都是需要考虑的内容。一般地，10kV高压开关柜电晕现象刚开始出现时的电压被称作电晕起始电压，在大多数情况下，起始电压较之击穿电压而言都要小一些，它们之间的差值负向关于电场的均匀程度，亦即在电场均匀程度不断增加的过程中，击穿电压与电晕起始电压两者之间的差值会呈现出逐渐减小之势。

1.2 10kV高压开关柜电晕危害

作为一种较为常见的故障，10kV高压开关柜电晕问题的危害主要如表1所示。

表1 10kV高压开关柜电晕危害

2 10kV高压开关柜电晕问题的处理措施

其实从发生原因上来看，较高的湿度是十分重要的因素之一，特别是近海区域，空气中有比较高的盐分含量，这会降低断路器的绝缘性能，受到电场的长期作用，电晕放电现象的发生不容易被察觉到，而长此以往，极柱的环氧表面会受到烧蚀，进而出现极柱表面局部硅微粉残留的状况，这会进一步将绝缘水平降低，最终导致电晕放电问题的加剧。

尽管在较短的时间内，电晕现象的发生和臭氧的出现并不会在很大程度上损害断路器固封极柱的绝缘材料，不过随着时间的不断推移，金属会以一个越来越快的速度发生锈蚀，不仅如此，绝缘材料的老化速度同样会变得越来越快，这些现象的发生会相应地加剧放电现象。为了真正达到将电晕消除的目的，必须作综合层面的考虑，围绕柜内湿度及其局部电场强度进行相应的处理。

第一，采取行之有效的措施，达到优化10kV高压开关柜内通风环境及其除湿条件的目的，特别是要将含盐分的水汽作为重点考虑对象，切实削弱其可能会对断路器绝缘产生的各种负面影响。具体地，应全方位地检查开关柜加热器的实际运行情况，确保柜内足够干燥；针对一二次进线口，做好对其封堵状态的检查工作，同时，检查通风系统，为其通风性能提供切实保证；如果遇到潮湿天气，需要调整柜内加热器的运行状态，由自动智能控制调整为手动常开，此外，还要针对性地增加除湿设备的数量，达到将环境湿度降低的目的。

第二，调整开关柜内部的电场分布情况，达到将柜内局部电场强度有效降低的目的。具体地，对柜内同断路器相互连接的铜排进行适当的调整，让其实现对中搭接；为达到将起晕电压增加的目的，可以相应地增加局部绝缘层的厚度，或者是对涂抹防污闪涂料的措施加以采用，在此基础上发挥出消除电晕的重要作用。

3 结语

总得来说，当10kV高压开关柜出现电晕问题之时，电力系统的整体性能会受到不容忽视的影响，这一现象的出现既会加大电力工程建设及其运行的成本支出，又会在一定程度上威胁到作业人员的安全。所以，采取有效措施降低10kV高压开关柜电晕问题发生率及其危害十分重要，而为了达到这一目的，本文针对性地围绕10kV高压开关柜电晕产生机理与特征作相应探究，并在此基础之上点明原因，提出相应的处理措施，可以提供相应的借鉴，在一定程度上达到将高压开关柜电晕问题发生率降低的目的，对于电力系统正常运行状态的维护具有积极意义。

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