摘要：近年来，由于电缆故障指示器安装工艺不良等原因诱发开关柜绝缘隐患的事件时有发生，诱因也不尽相同，但相关研究鲜见报道。笔者针对一起电缆故障指示器诱发开关柜绝缘隐患的分析与处理，提出相应的维护整改措施。实际运行经验表明，通过采取适当的处理措施，设备运行稳定，再无类似隐患发生。
关键词：开关柜；电缆故障指示器；绝缘隐患
0 引言
10kV开关柜一般由固定的柜体和可抽出部分（即手车开关）两大部分组成，将断路器、接地开关、电流互感器、避雷器等元件封闭在金属外壳内。因具有占地面积小、安装方便快捷、不受外界干扰等特点而广泛应用于城市配电网建设中，其能否安全可靠运行直接影响城市供电可靠性。据2012~2017年开关柜事故统计[1]，绝缘及载流部分引发的故障占全部开关柜设备故障的40%，其中绝缘部分闪络造成的事故占比79%。
为进一步提升城市配电供电可靠性，提高以电缆故障指示器和配电管理系统为主要构成方式的配电自动化技术水平是一种切实可行的方法。电缆故障指示器具有投资少、效益高、安装使用灵活等特点得到了供电公司的青睐，但大量故障指示器不规范的安装工艺甚至安装错误，严重影响了电缆终端的正常运行，尤其是主绝缘事故，比重大而且后果严重。本文将介绍一起电缆故障指示器诱发10kV开关柜绝缘隐患的案例，结合现场处理情况，提出防止电缆故障指示器诱发绝缘隐患的措施。
1 隐患现场情况
2017年3月，某供电公司110kV某变电站1面10kV开关柜运行中能听到细微的“啪、啪、啪”声音，仔细聆听对比发现后面板底部声音最大，最大声音位于开关柜电缆室内，如图1中C部分所示。通过观察窗在可视范围内该面开关柜内部未见凝露现象、放电痕迹及烧糊痕迹等。电缆室内接地开关、出线电缆及其故障指示器未见异常，仅避雷器表面有少许灰尘。
图1 10kV开关柜基本结构示意图
该变电站10kV接线采用单母线分段方式，1#、2#主变各带一段，母联处于热备用状态，异响开关柜处于II段运行。该站采用KYN28A型金属铠装抽出式开关柜，投运于2005年6月。
2 带电检测及其结果分析
次日，公司组织带电检测人员对存在异响开关柜进行综合检测诊断。检测人员运用英国EA公司产Utp1型开关柜局部放电检测仪对存在异响及其附近开关柜进行了暂态地电压局部放电及超声波局部放电检测，检测仪器及结果分别如图2及表1所示。可见异响板本次检测结果明显大于附近板，而且异响板超声波局放检测可听见明显的放电声音，并且电缆室声音最大。
图2 开关柜局部放电检测仪
表1 暂态地电压局放检测结果
3 诱发隐患的可能性因素
根据10kV开关柜设计、制造、安装、运行维护及及可能遭受到的不良运行工况，以下因素可能诱发开关柜绝缘故障[4-6]：
（1）手车开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等参数设计不良或者劣化、受潮、表面积尘等可能诱发在正常运行电压下产生爬电，特别是在出线电缆空洞封堵不严导致凝露等时，极可能造成对地闪络。
（2）电缆接头制作工艺不良或者电缆内部受潮、表面脏污等导致绝缘缺陷，运行电压下产生局部放电。
（3）电缆故障指示器用金属箍固定在电缆头附件，固定金属箍处于高电场中，可能产生悬浮电位，一旦相间或对地距离不足时，可能引起局部放电。
（4）开关柜内部因绝缘件老化，遇到恶劣环境及天气等对绝缘不利工况时，可能产生局部放电；例如有机绝缘件变质老化、受潮、脏污等导致绝缘性能下降，易引发事故。
（5）开关柜内部电气设备绝缘泄漏比距、导体相间或对地距离不足时，在经历过电压时可能诱发事故。
4 诱因的试验验证
鉴于带电检测结果显示电缆室存在绝缘隐患概率较大，而且能明显听到放电声音。为避免隐患进一步发展诱发绝缘事故，立即停电检查，打开后面板如图3所示，现场检查结果如下：
（1）电缆室内部无凝露、无放电或者烧蚀痕迹，说明绝缘隐患还在发展阶段，尚未引发绝缘事故；
（2）电缆外护套完好无破损、接头外观无异样，与接线板接触牢固，未见明显松动螺栓；
（3）避雷器上部接头无明显毛刺，但避雷器表面存有积尘，存在因脏污缩短爬距诱发局部放电的可能；
（4）电缆故障指示器紧固金属箍处在高电场中但未接地，而且B、C相故障指示器间距较A、B相间明显偏小，相间金属箍可能存在悬浮电位并引发相间放电。
图3 异响板电缆室内部设备布置图
图4 紫外成像仪检测结果
现场测量电缆室各电气设备间及对地绝缘距离满足设计要求，在将存在积尘避雷器等清扫后，高压试验班施加电压考核电缆室内部设备绝缘情况。当升压至运行电压时，超声波局放检测能听到明显放电声。随即采用浙江红相产TD80型紫外成像仪检测电缆室内放电情况，发现电缆故障指示器间存在放电现象、电子密度较大，检测结果如图4所示。根据紫外成像检测结果，可知本次绝缘隐患源于电缆故障指示器。
5 现场处理及防范措施
电缆故障指示器安装如图5所示，其紧固金属箍处于高电场中，易产生电位悬浮，当其相间或者对地距离不足时，易产生绝缘隐患进而诱发绝缘事故的发生。随后检修人员重新将A、B相的点按故障指示器固定在合适位置后，故障消除。
图5 电缆故障指示器安装是示意图
消除电缆故障指示器悬浮电位或者增大故障指示器相间及对地绝缘距离是杜绝此类绝缘隐患的根本措施。鉴于此，笔者建议采取以下防范措施：
（1）采用应力充足的紧固金属箍，防止电缆故障指示器在电动力作用下松动，进而可能减小相间或对地的绝缘距离；
（2）固定并调整好电缆故障指示器朝向，增大相间距离，降低相间发生绝缘隐患的概率；
（3）采取可靠措施保证紧固金属箍电位恒定，消除电位悬浮。
6 结论
电缆故障指示器紧固金属箍处于高电场中产生悬浮电位，相间绝缘距离不足是导致本次开关柜绝缘隐患的直接原因。
消除电缆故障指示器悬浮电位或者增大故障指示器相间及对地绝缘距离是杜绝此类绝缘隐患的根本措施。建议有关部门制定电缆故障指示器安装使用规范，避免此类绝缘隐患的再次出现。
参考文献：
[1]马静君，徐建华，陈建红，等.高压开关柜局部放电检测技术的研究[J].通信电源技术，2015，32（1）：81-82.
[2]苏浩益，贺伟明，吴小勇，等.10kV电缆故障指示器应用研究[J].南方电网技术，2014，8（1）：85-88.
[3]苏浩益，吴小勇，万亦农.10kV电缆故障指示器整定研究及应用[J].湖南电力，2013，33（6）：4-6.
[4]桑国华.高压开关柜绝缘事故分析与风险防范[J].水利水电工程，2014，4（26）.
[5]田智广.KYN28A-12型高压开关柜绝缘事故分析[J].电力技术与管理，2014：48.
[6]潘长明，刘刚，熊炬，等.高压开关柜绝缘事故的分析及防范措施[J].高压电器，2011，47（7）：90-93.
论文作者:齐超亮,何天骥,陈嵩,李肖,王延军,冯翠,王超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/12
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