摘要：本文阐述了通过对近年来6kv开关柜故障和开关柜改造后的情况以及少油开关改为真空开关后的故障情况分析，提出了6KV开关柜绝缘改进的办法，以及真空开关在应用中需要注意的几个问题。通过实践证明6kv开关设备绝缘改进办法切实可行，达到了预定目的。提高了6kv开关设备绝缘水平，保证安全稳定运行。
关键词：开关设备；真空开关；绝缘改进
6kV开关柜电力系统是不可缺少的电器设备，同时也是运行人员经常频繁操作的设备。此类设备是否安全可靠对电力系统安全运行具有重要意义。近年来，由于开关柜本身结构环境条件及网络系统（6kV直配线）等诸多因素的影响，发生了多次由于开关柜绝缘问题造成的重大事故。
除了开关柜本身绝缘结构和绝缘材料材质方面的缺陷外，还有开关柜运行环境、温度、湿度和污秽等、配电系统结构都是造成开关柜绝缘闪络事故的因素。其中环境条件是主要影响因素。大大降低了开关柜的绝缘。70年代后，对开关柜的小型化设计使这一影响更为突出。参考近年来发生的6kV开关及开关柜绝缘事故，通过大量绝缘试验，发现绝缘缺陷并加以改进，经实践证明，取得了良好的效果。
1 6kV开关柜绝缘验证及绝缘改进
l.1绝缘验证试验
通过对6kV开关柜整机在正常环境条件和高湿环境条件下的绝缘试验，以及对开关柜部件（绝缘子、电流互感器等）的凝露试验和人工污秽试验，发现了开关柜的绝缘薄弱环节，尤其在严酷条件下暴露出的绝缘缺陷。
1.1.1绝缘材质较差。手车式开关柜中使用了大量的绝缘板材来加强绝缘。但由于这些材料的本身材质较差，易吸潮，在潮湿、凝露的环境条件下其介电性能下降。在凝露试验中，绝缘板边缘会出现很强的刷状放电，造成边缘局部烧焦，最终导致闪络。更为突出的是这些绝缘板没有阻燃性能，往往在开关柜事故情况下，提供了燃源，扩大了事故。
1.1.2绝缘结构不合理。导体间和导体对地的空气绝缘距离小，其冲击绝缘水平达不到标准要求的耐压水平，在导体表面有尖端电极的情况下，会使冲击绝缘水平下降。其次，在手车式开关柜中，为减小设备尺寸，使用了绝缘隔板来加强绝缘，这就构成了带电体—空气间隙—绝缘板—接地体的复合绝缘结构。但由于这种复合绝缘的结构尺寸不合理，如其中的空气间隙过小，使开关柜在严酷环境条件下的绝缘水平下降。
1.1.3开关柜元部件的沿面爬电距离偏小。开关柜中元部件（如绝缘子、电流互感器、操动机构绝缘拉杆等）的沿面爬电距离偏小，是造成开关柜绝缘水平不高的另一原因。在凝露试验和 II级人工污秽试验中。这些元件的工频闪络电压和冲击闪络电压都很低，达不到标准规定的耐受电压值要求，不适于在潮湿、凝露及污秽的环境条件下使用。
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2 绝缘改进
针对开关柜的上述绝缘缺陷进行了大量开关柜绝缘配合试验，取得了包括纯空气间隙绝缘不小于125mm、复合绝缘配合数据：对采用复合绝缘的开关设备其中的空气间隙最小值为30mm。沿面绝缘配合数据：使用在有凝露和严重污秽（户内设备II级污秽）环境条件的户内开关设备外绝缘的最小公称爬电比距对瓷质材料为18mm/KV，对有机材料为20mm/KV。
根据绝缘配合试验的试验结果，并针对开关柜的绝缘缺陷，首先对开关柜元部件进行了绝缘改进，将绝缘子、电流互感器、穿柜套管等更换为绝缘加强型元部件。利用这些加强绝缘型元部件改进后的开关柜都通过了凝露绝缘试验，使其绝缘水平大大提高。
3 对开关柜的现场加强绝缘改进
对开关柜进行加强绝缘改造的原则是首先采取各种措施提高开关柜自身的绝缘水平，使其达到能在潮湿、凝露和污秽环境条件下安全运行的要求。其次是使开关柜在即便发生事故的情况下不扩大事故或殃及邻柜的安全运行。为此，采取了如下措施：
3.1各开关柜的母线实施柜与柜之间绝缘封堵
过去的开关柜各柜的母线室之间是贯通的，一旦某一开关柜发生事故，往往弧光和游离气沿母线室窜烧，容易造成“火烧连营"的恶性事故。实施母线室绝缘封堵后，在事故情况下，将事故限制在事故柜之内，从而最大限度地减少损失。
3.2复合绝缘结构的改进。
首先要选用阻燃的、吸湿性很小的绝缘板材料，绝缘板性能的好坏是影响开关柜绝缘性能的一个重要因素，材料选用不当会直接影响开关柜的绝缘水平。其次，复合绝缘结构中空气间隙应满足最小推荐值的要求，这样才能使复合绝缘真正起到加强绝缘的作用。
3.3空气绝缘的改进。
70年代后，对开关柜的小型化设计使得一些开关柜的尺寸偏小，对这样的开关柜要想单凭加大尺寸有效提高其空气绝缘问题，几乎是不可能的。试验和实践都证明，对此类开关柜中的母线和其他裸露导体加套阻燃型热缩套管，会大大提高其空气隙的绝缘水平，但若想从根本上解决问题，只有更新改造为840mm宽的开关柜，使爬电距离增大，绝缘度提高，就会取得很好的效果。
3.4选用加强绝缘型开关柜元部件
选用加强绝缘型的开关柜元部件，能提高开关柜的绝缘水平。
3结束语
造成开关设备频繁发生绝缘事故的原因是多方面的，有开关设备本身的绝缘缺陷问题，有开关设备运行环境条件方面的原因。而开关设备本身的绝缘水平不高是内因，因而提高开关设备的绝缘水平，使之能适用于潮湿、凝露和污秽的环境条件，是解决这一问题的根本措施。6kV用电系统规模变大，结构也发生了变化，如电缆的增多，使系统参数发生了变化，在暂态过程中，其过电压水平也发生了变化。因而对过电压的积极防治也将大大减少绝缘事故的发生。加装消弧线圈及过电压吸收装置，对系统过电压进行有效抑制。总之，将开关柜绝缘改进，运行环境治理及系统过电压防治有机地结合，综合治理，才能从根本上避免绝缘事故的发生。
论文作者:赵卓妍
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/13
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