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常見10kV開關柜和環網柜絕緣方面存在的問題及其解決方法

來源：電力工人的家時間：2023-05-02 08:06:06

近年使用進口10 kV開關柜、環網柜的情況比較多，總結了在進口這類設備時，應根據具體情況提高對其絕緣水平的要求，注意環網的絕緣薄弱環節及SF6開關電器在零表壓下的性能等幾條有關絕緣方面的經驗，以保證這類設備的長期安全運行。從80年代開始，10kV電網和一些用戶開關房中，陸續使用了不同廠家的進口開關柜和環網柜。本文擬對幾個技術問題談談我的經驗和看法。

1　絕緣水平的要求

電力工業局初期是按IEC 12kV等級選取此類設備，工頻/沖擊耐壓為28 kV/75 kV，在實際運行中曾發生過2次絕緣事故：一次是由于用戶專線電纜接頭擊穿，其擊穿過程可能是斷續性的，從而誘發母聯柜電流互感器（下稱TA）外絕緣閃絡，再引發相對地和相間短路。

(相關資料圖)

加上柜間母線小室無分隔，且母線裸露，電弧一掃到底，除母聯柜燒壞要更換外，其它柜也需清掃，第二天才恢復送電。另一次是由于電壓互感器柜外絕緣爬閃，引發對地和相間故障，燒壞兩面柜。可見，對于南方濕熱帶氣候，按上述絕緣水平選用的新柜，雖然能順利通過交接驗收試驗，但其后由于種種外界因素對絕緣的影響，已不能滿足長期安全運行的要求。

應該從三方面著手，提高對進口設備的要求：

a）不再選用IEC 12 kV檔，改用IEC 17.5 kV檔，其工頻/沖擊耐壓為38 kV/75 kV或95 kV。為了和國內訂貨的要求（42 kV/75 kV）大致持平，要求在現場驗收試驗時仍按38 kV（100%）取值。

b）要求母線室使用全絕緣母線（包裹層不允許用PVC材料），各柜一次導電體對地和相間的空氣凈距要求達到125 mm及以上。

c）要求有機絕緣材料爬距達到230 mm，瓷件達到210 mm，而且明確提出應符合要求的重點部位，即母線支持絕緣子，滅弧室動觸頭拉桿絕緣子，電壓互感器出線套管，靜隔離插頭支持套管，斷路器極支座絕緣子和出線絕緣子，接地刀靜觸頭支座絕緣子等7處，會談中和廠家逐處落實。

2　注意環網柜的絕緣薄弱環節

供貨商往往介紹其環網開關是按24 kV電壓等級的絕緣要求去設計的，理應絕緣方面裕度較大，但仍有要注意的地方。

2.1　電纜頭聯接部位的爬距

S公司此處的結構是用“煙斗式”電纜頭。在實際施工中，有個別班組改用瑞侃公司的通用型熱縮頭，造成出線套管的圓錐部沒有“煙斗”套住，帶電后，此處出現放電現象。改用回該廠的“煙斗式”電纜頭后，一切正常。

2.2　故障指示器感知TA的絕緣　

由于歐洲多使用單芯電纜，故障指示器感知TA就套在電纜護皮之外，與纜芯之間有完整的電纜絕緣層，所以，此TA的絕緣十分簡單薄弱，一般只在鐵芯上纏幾層絕緣帶。可是國內多使用三芯電纜，故障指示器感知TA是隨意套放在三叉頭之后已剝掉護皮/鎧裝層和接地屏蔽層而僅剩下主絕緣的纜芯上，以熱縮絕緣套分隔，可能會出現如下問題：

a）在熱縮絕緣套上有游離電荷的積聚，到一定程度后，會對該TA的鐵芯放電；　　b）長時間運行后，鐵芯的銳利邊緣可能會割破熱縮絕緣套和主絕緣層，造成高壓對地短路。　　這是對設備和人身安全（特別是在使用微機實現配電網自動化的場合）的潛在威脅。一般可改用外皮接地的可觸摸式電纜頭，并用絕緣支架將此TA妥善固定。在實施配網自動化的場合，措施更要完善，例如，可要求感知TA改為套裝在柜的出線套管上。

2.3　均壓罩的素質　M公司使用均壓罩去解決電纜頭聯接處相間距離不夠的問題，按其提供的計算機模擬電場分布情況，此做法應該是合理的。但是，1998年2月在廣州市某大廈的1臺M公司的環網柜中發生了該處燒爆的故障，一相均壓罩跌落，兩相的表面有放電痕跡。至今還未見到廠家對此事故的分析結論。所以，有人懷疑，由于制造、裝配等方面的分散性，均壓罩的效果未必能達到預期效果，從而提出，為了穩妥，最好在它外面再包上一個絕緣套。有一種鈕扣式絕緣套適合此用途。

3SF6開關電器在零表壓下的性能　　乍一看來，這是電壓等級在110 kV及以上時所關心的問題。但是，從安全運行的角度去看，對10 kV一樣重要，

其理由如下：　

a）無論是斷路器還是負荷開關，這一電壓等級的結構都十分簡單，對SF6壓力不設壓力表或壓力開關監視（或只有一個簡易壓力表指示，此表時有失靈）。而實際運行情況表明，進口設備雖然具有良好的密封性能，但也有漏氣發生。由于沒有氣體監視裝置，漏了氣用戶也不知道，容易成為事故隱患。

b）這類產品的型式試驗，即使是大公司的產品，往往也沒做齊，特別是在零表壓下的性能（絕緣、投切等）和耐內部電弧故障性能方面幾乎都沒做過試驗。

c）這類產品往往多用手動機構，運行人員與設備是面對面地操作。

d）一些用戶電房已開始采用負荷開關-熔斷器組合取代斷路器作為配電變壓器的保護設備，負荷開關既開斷負荷電流，同時也開斷比交接電流小的故障電流。

所以，SF6開關電器在零表壓下的性能直接關系到人身安全和設備安全，不能掉以輕心。

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