摘要：本文通过对三起放电现象的原因查找，简单分析了高压开关柜内常见放电现象的原因及其处理方法。

　　关键词：空气间隙 放电

　　引言：开关柜作为输配电设备的主要设备之一，其运行正常与否，对电网安全稳定运行起着举足轻重的作用。在实际运行中我局多次发现开关柜内发生异常放电的缺陷，因其密封良好，往往给缺陷定位及处理带来很大的困难，而此类放电轻则保护动作，开关跳闸，重则设备爆炸，造成事故。因此，如何在设备选型、安装阶段提前发现并消除此类安全隐患显得尤为重要。

　　一、事例分析：

　　事例一： 异常现象 2008年4月17日，运行值班员在南山变进行设备巡视时，发现35kV开关室内有异常放电声响，站内一、二次设备检查无异常。

　　开关柜型号：JYN1，配FP4020D断路器。 检查及处理情况 通过放电声初步定位并停电检查，发现35kV主母排与柜间多只套管相交处存在明显的黑色细线，结合运行时的初步定位及停电检查试验时观察到的现象，确定为放电痕迹，后将所有套管更换为带屏蔽措施的套管，运行情况正常。 原因分析 通过以上检查及处理过程可知，主母排与套管内侧存在放电，分析原因为主母排与套管间存在空气间隙，从而在主母排与套管之间形成了很高的电压差(主母排电压约为21kV，套管忽略感应电压可视为地电位)。如下图，蓝色部分为套管，粉色部分为热缩套(热缩套与套管存在间隙)，黑色部分为主母排(主母排与热缩套接触紧密)，正常运行时，热缩套绝缘良好，故无异常，但长时间运行后部分热缩套绝缘老化，绝缘性能降低，导致穿桂套管内侧尖端部位与主母排之间的空气间隙击穿，主母排与套管内侧产生间歇性的放电，但套管对地绝缘良好，无对地放电。

　　附图一：母排(黑色)、热缩套(粉色)、套管(蓝色)示意图

　　事例二： 异常现象 2008年4月4日，运行值

　　班人员在仓前变巡视时，发现35kV母分Ⅱ段母线闸刀柜内有放电声，站内一、二次设备检查无异常。

　　开关柜型号：XGN，配SF1断路器。 检查及处理情况 经停电检查，发现35kVⅡ段母线闸刀上桩头A相热缩套绝缘破损，导致主母排对固定金具放电，后对主母排热缩进行重新包覆，对金具进行紧固处理后，放电现象消失。 原因分析 通过以上检查及处理过程可知，主母排与固定金具存在放电，其原因为主母排与金具之间存在空气间隙，在主母排与固定金具之间形成了很高的电压差(主母排电压约为21kV，金具忽略感应电压可视为地电位))。如下图，黄色部分为固定金具，红色部分为热缩套管(热缩套与固定金具之间紧密相连)，黑色部分为主母排(主母排与热缩套接触紧密)，正常运行时，由于热缩套的绝缘良好，故无异常。但该热缩套管与固定金具接触部位安装时热缩套管受损，加之长时间运行后受损部分热缩套管绝缘性能降低，导致主母排与固定金具之间的空气间隙击穿，金具的尖端部分与主母排之间产生放电，但支持绝缘子绝缘良好，故无对地放电。

附图二：主母排(黑色)、热缩套(红色)、金具(黄色)示意图

　　事例三： 异常现象 2008年10月10日，运行值班员在黄湖变巡视时，发现35kVⅡ段母线避雷器柜内有放电声，站内一、二次设备检查无异常。

　　开关柜型号：GBC，配FP4025E断路器。 检查及处理情况 经检查，发现35kVⅡ段母线避雷器手车B相触臂固定螺栓对柜内垂直绝缘SMC板存在放电现象，后将该固定螺丝反穿(增加螺栓与SMC板距离)，更换垂直绝缘SMC板，并对该带电部位进行热缩套包覆后，放电现象消失。 原因分析 通过以上检查及处理过程可知，固定螺栓与SMC板之间存在放电，分析原因为固定螺栓与SMC板之间距离过近：该螺栓正常运行时电压约为21kV，且距离与SMC板过近(测量约为5mm)，从而在螺栓与SMC板之间形成了很高的电压差。正常运行时因SMC板表面清洁，故放电现象不明显。在长时间运行后，SMC板表面积尘，造成螺栓尖端部位与SMC板之间空气间隙击穿，产生间歇性放电。

　　二、原因分析：

通过以上三个事例可以看出，其产生放电的共同点均为带电体与绝缘件之间产生了很小的放电间隙，下面从理论模型对其放电原理进行分析。 正常情况下： 正常情况下，主母线外侧均匀包覆热缩套，主母排与套管之间因为热缩套的存在，无法产生放电。 热缩套破损后： 热缩套破损后，主母排与套管间存在很小的间隙，主母排与大地之间通过空气间隙、热缩套绝缘，示意图如下(按均匀电场考虑) 图中U为主母排对地电压，竖线部分表示空气间隙，其距离为d1，介电常数为ε1，其间场强为E1;黑点部分表示套管，其等效距离为d2，介电常数为ε2，其间场强为E2。

　　此时空气间隙及套管中的电场强度分别为：

　　E1=U/ε1 (d1/ε1+d2/ε2)

　　E2=U/ε2 (d1/ε1+d2/ε2)

　　d=d1+d2不变，ε1小于ε2，d1远小于d2。

　　从而有：

　　E1/E2≈ε2/ε1(套管材质为环氧树脂，其相对介电常数约为4~5)

　　即空气间隙中的电场强度约为套管中电场强度的4~5倍。

　　经计算可知该电场强度可超过100kV/cm，而常压下1cm空气间隙的击穿场强约为31kV/cm。而以上三个事例中带电体与绝缘件之间的空气间隙均小于1cm，故该间隙势必被击穿。

　　三、改进措施：

　　结合以上分析，目前我们主要采取以下措施：1、确保带电体与绝缘件之间的距离：35kV开关柜内带电体与绝缘隔板最小距离不得小于60mm，10kV开关柜内带电体与绝缘隔板最小距离不得小于30mm，并已列入反措，此项措施在新设备订货及老旧设备改造时严格执行; 2、消除可能出现的电位差：对于35kV开关柜内套管，均要求带有屏蔽措施，通常在套管内侧加装金属屏蔽线，在主母排安装后，将主母排与套管采用该金属线连接，或在套管内装设金属簧片，主母排穿过后，通过金属簧片，主母排与套管紧密相连，消除该电位差;3、确保正常的绝缘不受破坏：在固定金具安装时不得损坏主母排表面的热缩套。

　　结束语

　　此类放电现象隐蔽，很难用肉眼观察到，若不及时发现并处理，一段时间后，必将引发设备事故，因此出厂验收、安装调试、竣工验收时要高度重视一次导电体与其它元器件可能存在的电位差，如母排与套管、套管与柜体、母排与金具等，并严格控制一次导体与绝缘件之间的距离，将放电产生的可能性从源头上消除。

 1/2    1 2 下一页 尾页