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常见10kV开关柜及环网柜引进中绝缘方面存在的几个问题及其解决方法
点击次数：971 发布时间：2017/4/26
近年使用进口10 kV开关柜、环网柜的情况比较多，总结了在进口这类设备时，应根据具体情况提高对其绝缘水平的要求，注意环网的绝缘薄弱环节及SF6开关电器在零表压下的性能等几条有关绝缘方面的经验，以保证这类设备的长期安全运行。从80年代开始，10kV电网和一些用户开关房中，陆续使用了不同厂家的进口开关柜和环网柜。本文拟对几个技术问题谈谈我的经验和看法。
1 绝缘水平的要求
电力工业局初期是按IEC 12kV等级选取此类设备，工频/冲击耐压为28 kV/75 kV，在实际运行中曾发生过2次绝缘事故：一次是由于用户专线电缆接头击穿，其击穿过程可能是断续性的，从而诱发母联柜电流互感器(下称TA)外绝缘闪络，再引发相对地和相间短路。加上柜间母线小室无分隔，且母线裸露，电弧一扫到底，除母联柜烧坏要更换外，其它柜也需清扫，第二天才恢复送电。另一次是由于电压互感器柜外绝缘爬闪，引发对地和相间故障，烧坏两面柜。可见，对于南方湿热带气候，按上述绝缘水平选用的新柜，虽然能顺利通过交接验收试验，但其后由于种种外界因素对绝缘的影响，已不能满足长期安全运行的要求。应该从三方面着手，提高对进口设备的要求：a)不再选用IEC 12 kV档，改用IEC 17.5 kV档，其工频/冲击耐压为38 kV/75 kV或95 kV。为了和国内订货的要求(42 kV/75 kV)大致持平，要求在现场验收试验时仍按38 kV(100%)取值。b)要求母线室使用全绝缘母线(包裹层不允许用PVC材料)，各柜一次导电体对地和相间的空气净距要求达到125 mm及以上。c)要求有机绝缘材料爬距达到230 mm，瓷件达到210 mm，而且明确提出应符合要求的重点部位，即母线支持绝缘子，灭弧室动触头拉杆绝缘子，电压互感器出线套管，静隔离插头支持套管，断路器极支座绝缘子和出线绝缘子，接地刀静触头支座绝缘子等7处，会谈中和厂家逐处落实。
2 注意环网柜的绝缘薄弱环节
供货商往往介绍其环网开关是按24 kV电压等级的绝缘要求去设计的，理应绝缘方面裕度较大，但仍有要注意的地方。
2.1 电缆头联接部位的爬距
S公司此处的结构是用“烟斗式”电缆头。在实际施工中，有个别班组改用瑞侃公司的通用型热缩头，造成出线套管的圆锥部没有“烟斗”套住，带电后，此处出现放电现象。改用回该厂的“烟斗式”电缆头后，一切正常。
2.2 故障指示器感知TA的绝缘
由于欧洲多使用单芯电缆，故障指示器感知TA就套在电缆护皮之外，与缆芯之间有完整的电缆绝缘层，所以，此TA的绝缘十分简单薄弱，一般只在铁芯上缠几层绝缘带。可是国内多使用三芯电缆，故障指示器感知TA是随意套放在三叉头之后已剥掉护皮/铠装层和接地屏蔽层而仅剩下主绝缘的缆芯上，以热缩绝缘套分隔，可能会出现如下问题：
a)在热缩绝缘套上有游离电荷的积聚，到一定程度后，会对该TA的铁芯放电；
b)长时间运行后，铁芯的锐利边缘可能会割破热缩绝缘套和主绝缘层，造成高压对地短路。
这是对设备和人身安全(特别是在使用微机实现配电网自动化的场合)的潜在威胁。一般可改用外皮接地的可触摸式电缆头，并用绝缘支架将此TA妥善固定。在实施配网自动化的场合，措施更要完善，例如，可要求感知TA改为套装在柜的出线套管上。
2.3 均压罩的素质
M公司使用均压罩去解决电缆头联接处相间距离不够的问题，按其提供的计算机模拟电场分布情况，此做法应该是合理的。但是，1998年2月在广州市某大厦的1台M公司的环网柜中发生了该处烧爆的故障，一相均压罩跌落，两相的表面有放电痕迹。至今还未见到厂家对此事故的分析结论。所以，有人怀疑，由于制造、装配等方面的分散性，均压罩的效果未必能达到预期效果，从而提出，为了稳妥，在它外面再包上一个绝缘套。有一种钮扣式绝缘套适合此用途。
3SF6开关电器在零表压下的性能
乍一看来，这是电压等级在110 kV及以上时所关心的问题。但是，从安全运行的角度去看，对10 kV一样重要，其理由如下：
a)无论是断路器还是负荷开关，这一电压等级的结构都十分简单，对SF6压力不设压力表或压力开关监视(或只有一个简易压力表指示，此表时有失灵)。而实际运行情况表明，进口设备虽然具有良好的密封性能，但也有漏气发生。由于没有气体监视装置，漏了气用户也不知道，容易成为事故隐患。
b)这类产品的型式试验，即使是大公司的产品，往往也没做齐，特别是在零表压下的性能(绝缘、投切等)和耐内部电弧故障性能方面几乎都没做过试验。
c)这类产品往往多用手动机构，运行人员与设备是面对面地操作。
d)一些用户电房已开始采用负荷开关-熔断器组合取代断路器作为配电变压器的保护设备，负荷开关既开断负荷电流，同时也开断比交接电流小的故障电流。
所以，SF6开关电器在零表压下的性能直接关系到人身安全和设备安全，不能掉以轻心。
1 绝缘水平的要求
电力工业局初期是按IEC 12kV等级选取此类设备，工频/冲击耐压为28 kV/75 kV，在实际运行中曾发生过2次绝缘事故：一次是由于用户专线电缆接头击穿，其击穿过程可能是断续性的，从而诱发母联柜电流互感器(下称TA)外绝缘闪络，再引发相对地和相间短路。加上柜间母线小室无分隔，且母线裸露，电弧一扫到底，除母联柜烧坏要更换外，其它柜也需清扫，第二天才恢复送电。另一次是由于电压互感器柜外绝缘爬闪，引发对地和相间故障，烧坏两面柜。可见，对于南方湿热带气候，按上述绝缘水平选用的新柜，虽然能顺利通过交接验收试验，但其后由于种种外界因素对绝缘的影响，已不能满足长期安全运行的要求。应该从三方面着手，提高对进口设备的要求：a)不再选用IEC 12 kV档，改用IEC 17.5 kV档，其工频/冲击耐压为38 kV/75 kV或95 kV。为了和国内订货的要求(42 kV/75 kV)大致持平，要求在现场验收试验时仍按38 kV(100%)取值。b)要求母线室使用全绝缘母线(包裹层不允许用PVC材料)，各柜一次导电体对地和相间的空气净距要求达到125 mm及以上。c)要求有机绝缘材料爬距达到230 mm，瓷件达到210 mm，而且明确提出应符合要求的重点部位，即母线支持绝缘子，灭弧室动触头拉杆绝缘子，电压互感器出线套管，静隔离插头支持套管，断路器极支座绝缘子和出线绝缘子，接地刀静触头支座绝缘子等7处，会谈中和厂家逐处落实。
2 注意环网柜的绝缘薄弱环节
供货商往往介绍其环网开关是按24 kV电压等级的绝缘要求去设计的，理应绝缘方面裕度较大，但仍有要注意的地方。
2.1 电缆头联接部位的爬距
S公司此处的结构是用“烟斗式”电缆头。在实际施工中，有个别班组改用瑞侃公司的通用型热缩头，造成出线套管的圆锥部没有“烟斗”套住，带电后，此处出现放电现象。改用回该厂的“烟斗式”电缆头后，一切正常。
2.2 故障指示器感知TA的绝缘
由于欧洲多使用单芯电缆，故障指示器感知TA就套在电缆护皮之外，与缆芯之间有完整的电缆绝缘层，所以，此TA的绝缘十分简单薄弱，一般只在铁芯上缠几层绝缘带。可是国内多使用三芯电缆，故障指示器感知TA是随意套放在三叉头之后已剥掉护皮/铠装层和接地屏蔽层而仅剩下主绝缘的缆芯上，以热缩绝缘套分隔，可能会出现如下问题：
a)在热缩绝缘套上有游离电荷的积聚，到一定程度后，会对该TA的铁芯放电；
b)长时间运行后，铁芯的锐利边缘可能会割破热缩绝缘套和主绝缘层，造成高压对地短路。
这是对设备和人身安全(特别是在使用微机实现配电网自动化的场合)的潜在威胁。一般可改用外皮接地的可触摸式电缆头，并用绝缘支架将此TA妥善固定。在实施配网自动化的场合，措施更要完善，例如，可要求感知TA改为套装在柜的出线套管上。
2.3 均压罩的素质
M公司使用均压罩去解决电缆头联接处相间距离不够的问题，按其提供的计算机模拟电场分布情况，此做法应该是合理的。但是，1998年2月在广州市某大厦的1台M公司的环网柜中发生了该处烧爆的故障，一相均压罩跌落，两相的表面有放电痕迹。至今还未见到厂家对此事故的分析结论。所以，有人怀疑，由于制造、装配等方面的分散性，均压罩的效果未必能达到预期效果，从而提出，为了稳妥，在它外面再包上一个绝缘套。有一种钮扣式绝缘套适合此用途。
3SF6开关电器在零表压下的性能
乍一看来，这是电压等级在110 kV及以上时所关心的问题。但是，从安全运行的角度去看，对10 kV一样重要，其理由如下：
a)无论是断路器还是负荷开关，这一电压等级的结构都十分简单，对SF6压力不设压力表或压力开关监视(或只有一个简易压力表指示，此表时有失灵)。而实际运行情况表明，进口设备虽然具有良好的密封性能，但也有漏气发生。由于没有气体监视装置，漏了气用户也不知道，容易成为事故隐患。
b)这类产品的型式试验，即使是大公司的产品，往往也没做齐，特别是在零表压下的性能(绝缘、投切等)和耐内部电弧故障性能方面几乎都没做过试验。
c)这类产品往往多用手动机构，运行人员与设备是面对面地操作。
d)一些用户电房已开始采用负荷开关-熔断器组合取代断路器作为配电变压器的保护设备，负荷开关既开断负荷电流，同时也开断比交接电流小的故障电流。
所以，SF6开关电器在零表压下的性能直接关系到人身安全和设备安全，不能掉以轻心。
