（国网临汾供电公司运维检修部）
摘要：本文针对近年来本地区新投运变电站发生的多起屏蔽性穿柜套管绝缘损坏异常情况，从原理、结构及制造工艺等方面加以阐述，指出使用材料及制造工艺不良是造成屏蔽性穿柜套管运行异常的主要原因，并提出了相应的措施及建议。
关键词：穿柜套管；屏蔽性；绝缘击穿；单相接地
一、故障简述
2014年5月24日，某站35千伏I段母线发生B相接地（35千伏B相电压降低至1千伏、A相电压升高至34千伏、C相升高至35千伏）。运维人员拉开1号主变35千伏侧401开关后将故障隔离。运检人员检查发现35千伏I段母线C相一只穿柜套管绝缘击穿。该套管安装位置在2号电容器419间隔与3#电容器420间隔之间。26日更换新套管后恢复运行。
2014年7月2日 同一站35千伏I段母线C相相接地（35千伏C相电压降低至1千伏、A相电压升高至35千伏、B相。升高至35千伏），运维人员拉开1号主变35千伏侧401开关后将故障隔离。
二、设备情况
开关柜为泰开集团•山东泰开成套电器有限公司 2013年7月产品，型号KYN61-40.5，2014年5月17日投运。
穿柜套管为大连北方互感器集团有限公司 2013年6月产品。型号CMJ5-40.5，出厂编号（批次）130096833，规格Φ290×545/112×24。外观如下图一所示：
三、套管检查分析
（一）根据主变录波分析
由5月24日主变录波图看出35千伏I段母线C相电压在半个周波内由正常值降为0千伏。从电压波形未发现存在绝缘损坏的前期预兆，可判断为突发性的绝缘瞬间击穿。
（二）现场检查情况
采取分段测试绝缘电阻（施加2500伏电压）的方法。A、C相母线大于100兆欧，B相为0欧，损坏的套管安装在2号电容器419间隔与3号#电容器420间隔之间。
（三）故障套管检查情况
1.套管外观
该套管使用了内部绝缘夹板来保证母线的同心度，套管与母线使用1.5平方毫米铜质软等电位线连接，连接方式为螺栓连接。内部及外部无放电烧损痕迹。
2.套管结构及部件作用
该绝缘套管为环氧树脂浇注套管，采用双屏蔽（内屏蔽与外屏蔽）结构形式，用来解决普通套管所存在的空气间隙放电及电场不均等问题。其包括绝缘管体，绝缘管体中部径向设有安装面板，安装面板上设有四个其内部设有金属嵌件的安装孔，安装面板向管体内部延伸形成一间隔板，间隔板中部开有一用于安装高压母线的铜排口，在间隔板外围处的绝缘管体上嵌设有轴向分布的内（高压）屏蔽环和外（低压）感应环，内屏蔽环通过高压连接导线与安装在铜排口内的电极连接，外感应环通过连接电线与金属嵌件连接，外感应环（铁质环）的横截面为两个圆弧形（防止铁质感应环通过完整磁路后产生磁滞及涡流损耗）且与内屏蔽环呈同心形式。
内屏蔽一方面可增大高压电极对套管的电容，从而使对地电容得到补偿；另一方面，相当于在母线电极的局部增大电极的曲率半径，改善电压分布，使得电场分布趋向均匀化。
外屏蔽与安装孔嵌件相互连接，使穿墙套管的外壁感应电压直接通过开关柜上的安装板接地消除，可避免安装法兰附近套管外壁电场集中而出现电晕放电等局放问题。
3.绝缘测试情况
为测试方便进行了金属部位编号，如图三所示。
绝缘电阻测试(单位：GΩ吉欧)：
通过表一及表三数据，可确定该套管符合图2所设计的结构要求，但表3数据出现异常，可看出外屏蔽环3-4弧与内屏蔽环的绝缘电阻为0，故判断为外屏蔽环3-4弧与内屏蔽环间运行中瞬时发生内部固体绝缘击穿导致单相接地。
4.解剖检查情况
对该套管解剖检查，解剖图如图四至七：
从解剖图四至七可看出内外屏蔽环均采用铁制网筒结构，内外屏蔽环同心度制作不规则，观察发现在外屏蔽环3-4圆弧端部至内屏蔽环有一道贯穿性裂痕（如图七标记）。
四、故障原因
该套管故障原因属于产品本身质量问题，在浇注过程中内部存在气泡，带电运行时交变电场的作用使气泡局部放电并逐渐发展成贯穿性故障，导致单相接地。
五、建议及措施
1.铁制网筒屏蔽环与环氧套管接触时，存在毛刺，小空气间隙等，造成电场集中而易发生局部放电。国网部分公司要求穿柜（墙）套管屏蔽环采用铝制圆筒结构，这样可保证圆筒屏蔽环与环氧套管接触的可靠性及均匀性。建议采购时向厂家要求采用此种形式的产品。并督促厂家进一步提高产品质量水平。
2.弹簧片接触方式易出现内屏蔽与母线接触不良的情况，故不应采购此种形式的套管。
3.可适当重新选用普通型套管，并对其结构提出要求，如矩形母线等有棱角的导体边缘进行圆角处理以减小局部场强过高引起的尖端放电老化；增大矩形母线与穿墙套管间空气间隙以减小界面放电，采用母线加装绝缘套结构形式。
4.严格按照电气设备交接与预防性试验规程套管试验部分，按周期做交流耐压试验。
5.试验人员应严格执行国网十八项反措12.3.3.2规定：每年迎峰度夏（冬）前应开展超声波局放检测、暂态低电压检测，及早发现开关柜绝缘缺陷，防止由开关柜内部局部放电演变成短路故障。
参考文献:
[1]王文峰，张清杰，蒋立齐.4O.5kV开关柜穿墙套管电场分析与优化设计.华电技术,2001,33(2):20-22
[2]曲永政，孙世勇，赵耀.35kV高压开关柜异常放电原因分析.电气制造,2014年10期
作者简介:
谭宪东，男，1985年12月14日出生，吉林榆树人，2008年毕业于东北电力大学，获得学士学位，工程师。现在国网临汾供电公司运维检修部工作。
论文作者:谭宪东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/30
标签：套管论文; 屏蔽论文; 母线论文; 相电压论文; 电场论文; 开关柜论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第18期论文;