摘要：对于KYN-40.5开关柜处于运营过程中由于绝缘结构失效产生事故的现象，对其原因及危害进行了深入研究，提出相应改进方案，例如使用更好的绝缘材料、合理布置带电设施位置、优化周边运营环境等。经试验证明，改进后的开关柜绝缘效果优于未改造前，保证了设备运行的安全性，对后续研究有一定借鉴作用。
关键词：KYN-40.5开关柜；绝缘结构；改造办法
1引言
KYN-40.5开关柜的功能是接受及分配35kV单母线系统电能，进而控制、保护和检测电路的户内成套设备。开关柜主要由手车及柜体两部分构成，柜内分为四部分：继电器仪表室、电缆室、母线室、手车室。开关柜内手车功能主要分为三部分：检修、工作及实验，能简易的实现检查维护及调试作业，进而实现“五防”。此类型开关柜主要优点为：使用寿命长、维修简便、施工周期短、外形美观、占用空间小等。这些优点促进了此类开关柜在电力系统中的应用，并随着基建的发展不断进步。
2 KYN-40.5开关柜绝缘结构特点
2.1 KYN-40.5开关柜
KYN-40.5开关柜以空气绝缘配合符合绝缘，但复合绝缘在其中占据大部分。下表1为产品主要技术参数
表1 产品主要技术参数
KYN-40.5开关柜使用金属铠装式构造，柜体主要由敷铝锌钢板经多次折叠使用铆钉连接构成，原装真空断路器手车，交互性和机械稳定性良好的中置式手车，二次回路配置先进合理的控制保护单元，产品内部使用先进的全包覆母线技术，有着较好的电场分步配置，母线使用热缩绝缘材料包覆，接地开关有着较好的开关性能，使用伞齿轮机结构，使用简便。
2.2 KYN-40.5开关柜常见故障分析
KYN-40.5开关柜凭借其占地面积小、稳定性高、适应环境能力强、声音小等特点，在电力系统中得到广泛使用。但因为设施生产工艺、安装维护等较为繁琐以及设施质量、施工工艺难以高质量进行，导致其优点演变为缺点。因为安装维护致使开关柜发热、受潮、放电乃至爆炸事故不鲜见。
2.2.1 发热问题导致的故障
因为开关柜回路接触点接触不良等因素导致接触电阻加大导致的发热，还有电流传感器、穿墙套管等装配构造易构成电磁回路，造成涡流导致发热，另外由于KYN-40.5开关柜使用金属制构造，其内的四个隔室采用独立的设计方式并未对通风散热问题进行相关设计，再加上维护员工操纵水平不达标难以尽早发现开关柜因发热引起的绝缘结构破坏的预兆。
2.2.2 内部绝缘出现故障
KYN-40.5开关柜可在干燥条件下正常运行，但在实际使用时KYN-40.5开关柜所处周边环境达不到正常运行条件，例如柜内空气湿度大、环境温度骤变引起水汽凝结导致绝缘强度降低。同时，复合绝缘配置低、内部绝缘质量差等因素，以及柜内空气不流通、水汽排除不合理，导致线路受潮、污损，进而引起绝缘介质强度骤降，局部异常放电，最后导致设施短路损坏甚至引起安全事故。
2.2.3 开关柜绝缘元器件质量不高、 施工工艺达不到要求
因为KYN-40.5开关柜在电力系统中得到广泛使用，生产开关柜的厂家也随之增加，但是产出的开关柜质量达不到有关规定。很多生产商为节约生产成本或是本身技术水平不达标致使产品质量地下，在长时间的使用中降低了开关柜的使用寿命。
3完善化改造方案和实施
依据工作经验及相关技术标准要求，对KYN-40.5开关柜绝缘配置的改进计划可按以下步骤进行。
3.1绝缘件的选用
进货时要严格审查开关柜及其配件质量，使用产品信誉良好的厂家生产的产品，并让其提供相应产品合格证及有关检测报告。为促进KYN-40.5开关柜绝缘结构改进规划，还要确保购入的绝缘配置与当前使用的绝缘配置能够无差别更换。
3.2现场调换母线套管 、触头盒
这些设施自带等电位屏蔽型结构；更改母线室母线套管，此类型套管增大了怕局，并且绝缘性能相对较好；更改加强绝缘型电流互感器；对主母线使用的绝缘配置运用硫化处置，加强其绝缘性能。
3.3保证绝缘件的抗火等级
开关柜内部使用的绝缘配置需达到ANSI／VL-94-1985标准，并且达到F-V0级阻燃需求；母线套管、触头盒之类绝缘配置都要附带一体浇筑实验条，还要合理检测其抗火能力；触头盒都要使用信誉良好的阻燃屏蔽绝缘配置，母线室穿心套管采用增大爬距的优良阻燃屏蔽绝缘配置。
3.4取消相间绝缘隔板出线电缆柜内的避雷装置、母线都要达到有关技术标准（DL／T404-1997）
即为只用空气作为绝缘介质时，柜内的各个导体之间和对地净距离要符合下表要求，依靠合理布置设施完成。下表2为以空气作为绝缘介质柜内各相导体间对地净距离
表2 以空气作为绝缘介质柜内各相导体间对地净距离
注 ：海拔大于1000m时1、2项值应按每升高1000m加大10％进行修正；3-6项值应分别加大1或2项值的修正值。
避雷装置按“品”形进行配置：
开关柜的尺寸和有关技术标准：KYN-40.5开关柜出线电缆室柜宽1400mm，避雷装置上部导电宽度采用90mm。
空气作为绝缘介质时：柜宽减去避雷装置对地绝缘距离以及避雷装置到点部分宽度，最后得出距离为530mm，避雷装置之间净距为一半265mm，依照直线布置难以达到电气绝缘需求。
设计加工把避雷装置照“品”形布置，中间相突出150mm，然后计算净距为305mm，达到了电气距离≥300mm的需求，避雷装置施工拘束达到需求。下图1为去除开关柜加强筋、避雷 器按“品”字形改造后，取消了相间绝缘隔板
图1 去除开关柜加强筋、避雷 器按“品”字形
改造后，取消了相间绝缘隔板
电缆室母线安装：
开关柜的尺寸和有关信息：宽度为1400mm，采用六根60的铜制母线（额定电流为110A，达到出线开关需求），电缆室后柜加强筋厚度80mm；
母线间空气绝缘长度：开关柜宽度1400-母线对地绝缘距离300mm*2-母线宽度60mm*3-开关柜加强筋厚度80mm*2=460mm，经计算母线间距为一般230mm，达不到电气绝缘需求。
经改进决定去除开关柜后加强筋，母线空气绝缘间距为:宽度1400mm-母线对地绝缘300mm*2-母线宽度60mm*3=620mm，达到电气间距≥300mm需求。
以内开关柜外部采用敷铝锌薄钢板，并使用重复折叠技术，整体使用组合式构造，使用拉铆螺母及高强度螺栓连接，取消开关柜后柜加强筋之后，仍满足结构机械强度。改进之后，去除了相间绝缘隔板。下表3为开关柜完善化改造前后情况统计表
表3 开关柜完善化改造前后情况统计表
3.5开关柜内的母线排、线路连接处都要进行封闭式绝缘
开关柜内的母线排、分支母排及手车上的隔离插头使用阻燃热缩母排保护套管热缩处理。从而在不改变母线间距的条件下，保证母线排、分支母排及手车隔离插头的绝缘性能。
3.6保证开关柜内干燥
为保证开关柜在大湿度及温度骤变的条件下仍能正常工作，在母线室、手车室、电缆室安装加热器，以去除水汽。同时在开关柜增加通风口，保证内部空气流通，并在开关柜顶开通通气口，及时排出柜内湿气，防止柜内水汽堆积，造成绝缘配置性能降低。
4结束语
通过对KYN-40.5开关柜绝缘结构特点研究，分析了其造成绝缘问题的因素，并改进了绝缘结构设计，加强了开关柜绝缘性能，尽早的清理内部设施的尘土杂物保证绝缘配置无尘且干燥。依照线路图价差连接的准确性及定期维护保证绝缘性能。在KYN-40.5开关柜的改进过程中，一定要按照户内交流高压开关柜进货技术标准，保证设施的最小空气绝缘距离。为保证设施运行的安全稳定，保证周边人员生命安全，减少水汽凝结对绝缘结构的损坏，开关柜内线路应使用绝缘热缩。
参考文献:
[1]王隽,焦洪峰.中压开关柜绝缘方式和绝缘标准的探讨[J].电气技术,2008(7):5-6.
[2]陈萌.分析KYN-40.5开关柜绝缘结构的改造方法[J].电力设备,2016(10):58-60.
[3]王兆柱.分析KYN61-40.5型开关柜常见故障[J].电力讯息,2015(09):23-25.
论文作者:黎伟灏
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签：开关柜论文; 母线论文; 柜内论文; 手车论文; 结构论文; 空气论文; 套管论文; 《防护工程》2017年第34期论文;