1、.35kV開關設備的異常放電現象分析與解決措施 摘要文章提出了55kV空氣絕緣開關設備在運行中常見的幾種異常放電現象問題，對其產生的原因進行了分析，并提出了相應的解決措施。關鍵詞35kV空氣絕緣開關設備 異常放電現象解決措施引言上海捷星電器制造有限公司是一家專業生產高低壓開關設備的企業。對以往生產的35kV空氣絕緣開關設備，在運行中出現的異常放電現象，一直困擾著公司的設計和質檢人員。由于在35kV開關設備中的異常放電現象往往是在設備運行一、二年以后才逐漸發生，而在出廠檢查的工頻耐壓試驗中往往發現不了，因此，不能給公司以足夠的重視，也使得此問題長期以來未得到很好的解決。后來作者對此問題通過咨詢專

2、家和公司內共同分析和驗證，最后找出了原因，并找到了相應的解決措施。下面針對幾例異常放電現象問題，作一些問題匯總、分析原因和解決措施。1、幾例異常放電問題1.135kV高壓設備在設計和制造時空氣絕緣距離基本上按照規范要求，為什么在工頻耐壓當中還是會出現放電現象1.1.1原因分析一是銅排加工粗糙有尖角和毛刺(見圖1)，導致懸浮電位的產生。工頻耐壓時，懸浮電壓提高，在高電場作用下就產生放電。如把導體放到電場中，由于靜電感應的結果，在導體中會出現感應電荷，電荷在導體表面的分布情況，決定于導體表面的形狀。導體表面彎曲(凸出面)愈大的地方，所聚集的電荷就愈多，比較平坦的地方，電荷聚集的就少。在導體尖端的地

3、方(母排和元器件的毛刺)，由于電荷密集，電場很強，使空氣分子發生電離而形成大量的自由電子和離子，在一定的條件下即可導致空氣擊穿，而發生“尖端放電”現象。下面是銅排加工存在毛刺，在觸頭盒內放電現象(見圖2)。二是穿墻套管的安裝孔和絕緣隔板上使用的金屬螺栓布置不當等制造工藝上的缺陷，也會引起“尖端放電”現象。如穿墻套管的安裝孔采用數控沖床加工，即用圓柱形沖頭根據安裝孔的尺寸，在鋼板上依次沖一周而成(擊沖)，兩個相鄰沖痕間就會出現尖角及毛刺，沖頭越大，兩沖痕的間距越大，則尖角也越大，此尖角和毛刺與該部位的起始放電電壓有很大關系。若在運行電壓下存在放電，就會對有機絕緣造成損傷，最終導致擊穿，這也是為什

4、么開關設備穿墻套管在法蘭根部容易發生絕緣故障的原因。因此，認真處理好穿墻套管的安裝孔的加工工藝是很重要的。1.1.2解決措施制造過程中必須全面修整導體和柜體內壁上尖角、毛刺，調整螺栓位置。同時，質檢人員必須嚴格把關，盡可能使電場均勻分布。1.235kV主母排和柜間穿墻套管相交處，為什么出現輕微火花放電1.2.1原因分析主母排和套管內側處存在放電，原因是主母排和套管間存在空氣間隙(見圖3)，形成了很高的電位差(主母排電壓為21kV，套管忽略感應電壓，可視為地電位)。正常運行時，熱縮套管絕緣良好，故無異常，但常時間運行后部分熱縮套管絕緣老化，絕緣性能降低，導致穿墻套管內側尖端部位與主母排之間的空氣

5、間隙擊穿，主母排和套管內側處產生間隙性放電。1.2.2解決措施對于35kV開關設備內的套管選用，要求設計一是要滿足GB12944.1高壓穿墻瓷套管技術條件中的規定：35kV級套管的起暈電壓不小于25.8kV，觸頭盒的PC值(局部放電)過大，一般應在10PC以下，如果超過50PC，這個觸頭盒便不能用。二是選型時注意用大爬距且帶屏蔽措施的穿墻套管，這種套管內側裝金屬屏蔽線，在主母排安裝后，將主母排和套管采用該屏蔽線連接，使套管與母排之間保持等電位，消除柜內不均勻電場產生的放電現象。三是可以在套管內側安裝金屬簧片，主母排穿過后通過金屬簧片短接，消除電位差。四是主母排和套管內側處加嵌高壓絕緣膠泥，消除

6、母線與套管之間的空氣間隙，改善放電現象。五是注意套管表面尤其是邊緣部分盡量平滑，避免存在毛刺、棱角等現象，使其盡量光潔。六是安裝時注意主母排盡量在套管內居中，使電場分布趨向均勻。1.3梅雨季節為何發生的放電現象嚴重1.3.1 原因分析灰塵附在絕緣件表面，在干燥的時候，絕緣電阻仍很高，所以在干燥氣候下不發生污閃。反之，絕緣件不臟污，它雖然受潮了，絕緣強度仍很高，這時也不發生污閃。如果污穢和潮濕同時存在于柜內絕緣件的表面，絕緣表面易產生凝露、附著污穢，極易形成爬弧，導致絕緣水平下降，進而造成污閃而導致放電。造成放電的第一個原因是環境條件的影響，梅雨季節空氣潮濕，使污穢+潮濕污染了絕緣件表面。第二個

7、原因是設計缺陷，斷路器室和電纜室各配置1個100W加熱器，配置太小，使潮濕凝露依然存在于絕緣件的表面，形成絕緣水平下降。所以設備運行的環境條件不足是導致設備發生絕緣閃絡的主要原因(這可以從梅雨季節時發生的輕微火花放電，至梅雨季節后無此現象和放電聲明顯減輕可以證明)。所以設計時今后要特別注意這一點。1.3.2解決措施停電維護時，將絕緣件表面全部用高濃度的純酒精擦試干凈，以此提高絕緣強度。再在斷路器室和電纜室各加裝配置1個150W加熱器，使設備保持干燥。1.435kV開關設備空氣絕緣距離確保后，為什么不能用一般熱縮套管1.4.1原因分析對35kV開關設備的相對地及相與相之間的空氣絕緣距離必須滿足大

8、干等于300ram。當采用SMC絕緣隔板時，帶電體和絕緣板之間的最小空氣距離不得小于60mm，缺點是絕緣隔板受使用環境影響很大，存在絕緣老化的問題。如固定螺栓與SMC板距離過近，正常運行時SMC柜表面清潔，放電現象不明顯，但長時間運行后，SMC板表面積塵+潮濕，造成螺栓尖端部位與SMC之間空氣間隙擊穿，產生間隙性放電。當采用熱縮套管時，帶電體和套管之間的最小空氣距離不得小于200mm，缺點是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問題，就一般熱縮套管局部出現放電現象時(見圖4)，絕緣強度降低會更快，所以對35kV開關設備是不建議采用的。1.4.2解決措施將一般熱縮套管全部更換成瑞侃牌熱縮套管，再緊固全部螺栓。同時安裝時一定要確保正常的絕緣層不受破壞，不得損壞母排表面熱縮套管的絕緣層。2、結束語由于35kV開關設備向小型化發展，使外形尺寸和柜內帶電體之間的距離也隨之縮小，電極之間的電場強度也將更加集中和不均勻，而且隨著運行電壓的升高將更加加聚，所以要求設計時除了需要考慮完善的五防聯鎖、溫升、空氣間隙、爬電距離、大電流的自然通風散熱和避免渦流現象的發生或采用不倒磁材料等要求外，對35kV開關設計不能只考慮將在12kV的結構基礎上簡單放大，更要考慮由于運行電壓的升高電場分布變化的問題。放電現象往往很難用肉眼看得到，所以出廠驗收和調試時要高度重視一