連 心

（龍海市供電有限公司）

一起35kV電流互感器故障的原因分析和改進措施

連 心

（龍海市供電有限公司）

本文對變電站35kV主變進線柜內(nèi)電流互感器因潮濕絕緣性能下降最終引起閃絡放電導致主變差動保護動作的事故案例進行深入分析總結(jié)，并在此基礎上從開關室環(huán)境整治、設備改進、安全運行管理方面提出切實可行的治理整改方案，消除因潮濕導致的事故隱患，保證變電站安全穩(wěn)定運行。

凝露；開關柜；措施；防潮

1 故障簡述

2016年9月15日凌晨，臺風“莫蘭蒂”在廈門登陸，給龍海市造成嚴重的風雨影響。凌晨東園變35kV開關室煙感裝置報警，4點9分主變二次諧波比差保護動作，跳主變高壓側(cè)和低壓側(cè)開關（中壓側(cè)開關原來就處于熱備用狀態(tài)）。運行人員去現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)35kV開關室煙霧彌漫，#1主變中壓側(cè)351開關柜后柜門變形，柜體熏黑痕跡明顯。將#1主變和35kVⅠ段母線轉(zhuǎn)檢修后，檢修人員打開351開關柜后柜門，發(fā)現(xiàn)351開關靠母線側(cè)的一組電流互感器及母線避雷器煙熏嚴重， 電流互感器有明顯燒灼現(xiàn)象。351開關柜靜觸頭盒內(nèi)部觸指與手車上的梅花觸頭因潮濕已產(chǎn)生銅綠。351開關柜柜壁上有水珠，裸露母線排上出現(xiàn)銅綠氧化現(xiàn)象。

2 原因分析

根據(jù)有關理論和實際檢查結(jié)果，引起電流互感器燒壞的原因主要為開關室內(nèi)空氣濕度過高產(chǎn)生凝露，電流互感器受潮嚴重，絕緣性能降低，發(fā)生放電擊穿、產(chǎn)生過電壓，使電流互感器燒壞。#1主變35kV側(cè)351開關CT型號為LDJ5-35，絕緣為環(huán)氧澆注型。一旦產(chǎn)生凝露，水分被吸收到電介質(zhì)內(nèi)部或電介質(zhì)表面，就能溶解空氣中的粉塵等雜質(zhì)，在絕緣表面形成泄露電流路徑，導致表面泄露電流增大。當這些泄露電流路徑組成一條導電通路將促使絕緣局部放電。局部高能量電子沖擊引起的各種物理及化學效應使絕緣劣化，擊穿電壓顯著降低。當絕緣劣化到一定程度時將產(chǎn)生爬電或閃絡現(xiàn)象，并最終導致設備發(fā)生相間或單相接地短路。

3 凝露產(chǎn)生原因

1）發(fā)生事故時35kV開關室內(nèi)電纜溝有積水。東園變地勢低洼，四周地勢都比較高。每當下大暴雨或特大暴雨時，由于排水系統(tǒng)不暢，當水位較高時就容易倒灌入變電站電纜溝內(nèi)，而變電站開關柜的底部封堵很難做到完全的封閉。電纜溝的潮氣可通過兩個途徑滲入開關柜，導致開關柜內(nèi)空氣相對濕度增大。一是直接從開關柜出線倉電纜孔洞縫隙滲入，這是開關柜內(nèi)潮濕空氣的最主要來源。二是通過電纜溝蓋板縫隙蒸發(fā)至開關室的空氣中并通過開關柜柜體間的縫隙緩慢滲入。當開關柜內(nèi)濕度大于設定值時啟動加熱器，潮濕空氣受熱膨脹上升至開關柜頂部密閉良好的母線倉無法排出時，極易在溫度較低的金屬柜體或絕緣表面產(chǎn)生凝露。如果開關柜內(nèi)絕緣部件表面積灰臟污情況嚴重就更易產(chǎn)生凝露。

2）#1主變35kV側(cè)351開關長期處于熱備用狀態(tài)。在開關室內(nèi)空氣濕度大的前提下，351開關處于熱備用狀態(tài)，無電流通過產(chǎn)生熱量，僅靠開關柜內(nèi)的溫濕度控制器加熱片的加熱作用，不足以驅(qū)除潮氣。開關柜內(nèi)的環(huán)境溫度就比開關室內(nèi)的環(huán)境溫度低，容易產(chǎn)生凝露。

3）35kV開關柜為正泰公司生產(chǎn)的KYN61-40.5型金屬鎧裝中置式開關柜，其母線三相之間間距小，密閉程度高。我公司地處沿海地區(qū)，開關室內(nèi)空氣較潮濕。而開關柜頂部未設置通風口，水份不容易散發(fā)出去導致開關柜內(nèi)潮氣較重。平時運維人員去巡視時經(jīng)常會聽到母線通電后“嘶嘶”的爬電聲及聞到一股臭氧的味道。在實際運維中發(fā)現(xiàn)，廠家為縮短柜體尺寸加強絕緣而選用在開關柜內(nèi)相與相之間裝設絕緣隔板的方法，在開關柜內(nèi)積灰受潮的環(huán)境下存在著安全隱患。當潮氣附著在溫度較低的絕緣隔板上產(chǎn)生凝露時，在高電壓長期作用下，極易引起沿面放電閃絡，進而發(fā)展為障礙或事故。

4 改進措施

4.1 解決電纜溝積水問題

盡管開關室配有的兩臺除濕機及開關柜上的溫濕度控制器都在正常工作，但一遇到暴雨，開關室的濕度還是會達到80%以上，最根本的原因還是室內(nèi)電纜溝的積水問題未得到徹底解決。由于東園變地勢較低且變電站圍墻外下水道排水不順暢，在下小雨時排水管道向站外排水。遇到強降雨天氣，站外排水管道積滿的雨水向變電站內(nèi)倒灌。電纜溝水位短時間上漲過快，通常在多根電纜同時進入高壓開關室的情況下，電纜溝孔洞雖然封堵嚴密但還是會存在一些縫隙，積水會通過縫隙滲入開關室。為解決35kV開關室內(nèi)電纜溝的積水問題，可采取如下措施：1）對電纜溝集水井進行改造，在集水井處放置潛水泵，配置自動排水系統(tǒng)。2）將電纜溝底部的溢流孔由側(cè)面改為底部排水溢流，保證電纜溝積水完全排出。3）針對滲水的開關室內(nèi)電纜溝，可對電纜溝墻面采用防水材料進行處理，再抹上防水砂漿；室內(nèi)電纜溝蓋板可設置幾處為網(wǎng)格狀鏤空蓋板，方便檢查積水情況和加快水汽散發(fā)。

4.2 開關柜除濕改進

在開關柜頂部母線倉的泄壓通道板上加工通風孔或在開關柜母線倉、柜頂?shù)奈恢眉友b帶有散熱除濕孔的窗格，通風孔必須滿足防小動物、防塵、防爆和相關防護等級要求。當開關柜內(nèi)濕度大于80%時，溫濕度控制器就會啟動柜內(nèi)的加熱片工作，潮濕空氣受熱膨脹上升至開關柜母線倉能從通風孔排出柜體外，避免潮濕空氣在柜內(nèi)聚集使空氣濕度增大，設備絕緣強度降低。同時在母線倉等較潮濕的部位可適當增加加熱器個數(shù)，確保加熱性能充分完備。

4.3 加強開關柜內(nèi)元件絕緣

#1主變35kV側(cè)351開關CT絕緣為環(huán)氧澆注型，屬于復合絕緣材料。復合絕緣材料與瓷絕緣相比，具有體積小，重量輕，憎水性差，抗污閃能力強的優(yōu)點。但查閱資料表明，一般在空氣濕度超過60%時，空氣濕度越大，閃絡電壓越高，將使開關柜內(nèi)各電氣元件的絕緣電阻降低和電氣元件之間空氣間隙絕緣降低。特別對于絕緣材質(zhì)不好且使用年限長、絕緣表面積塵的電氣設備，由于積塵吸附空氣中的水分，使絕緣表面泄露電流增大，絕緣電阻更低。在絕緣下降到一定程度時將造成絕緣擊穿，最終發(fā)展成單相失地或相間短路事故。因此，在KYN-40.5型開關柜的電流互感器可以更換為加強絕緣型電流互感器。該型電流互感器較原來的電流互感器具有保護面更大，尺寸較小，絕緣強度更強的優(yōu)點。此外，可采用以下措施加強絕緣：1）用醋去除裸露母線銅排上的銅綠，然后倒角打磨，鍍錫，并重新熱縮，消除尖端放電和銅排氧化腐蝕的可能。2）對柜內(nèi)的母排采用加強型熱縮套管重新熱縮，穿墻套管進行耐壓試驗。對試驗不合格的穿墻套管進行更換。所有穿墻套管對應在母排上的屏蔽線固定孔全部重新定位打孔。

4.4 定期對絕緣件進行檢查和維護

按預試周期對中壓開關柜成套電氣設備進行絕緣耐壓試驗及開倉檢查，對試驗過程中發(fā)現(xiàn)的放電部位和絕緣劣化問題應及時整改消除隱患。每年雨季期間應對變電站開關柜開展一次局放帶電檢測工作。同時，加強開關柜的運行巡視管理，對柜內(nèi)溫濕度控制器的傳感器、控制器和加熱器等部件應同步維護，發(fā)現(xiàn)異常情況應立即上報并及時處理，確保溫濕度控制器正常工作。對開關柜內(nèi)絕緣部件的清掃堅持“逢停必掃”原則，每年不少于一次，防止設備嚴重積灰。在雨季潮濕天氣加大巡視力度，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并盡快分析處理。

5 結(jié)束語

變電站開關柜的安全運行對運行環(huán)境有較高的要求。為了降低開關柜發(fā)生絕緣事故的概率，減少設備檢修和維護的成本，需要根據(jù)實際情況采取措施切斷潮濕空氣進入開關室和開關柜的途徑；提升開關柜內(nèi)設備的絕緣性能，抵御凝露對絕緣的影響；優(yōu)化開關柜的運維檢修策略，對于有異常放電聲的開關柜，應及時安排人員檢查放電原因，防止因潮濕放電導致故障擴大的情況發(fā)生。

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2016-12-06）