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摘要：高压开关柜现已被广泛应用在各大变电站之中，有效提升了变电设备的运行效率，同时也促进了变电站更好的发展。但是高压开关柜在使用过程中仍旧存在问题。基于此，本文对高压开关柜绝缘事故进行了分析，针对其事故问题提出了有效的防范措施，进而延长高压开关柜的使用寿命，保证电网能够安全、稳定的运行。
关键词：高压开关柜；绝缘故障；间隙
前言
高压开关柜是电力设备中常用的开关设备，因其会受到设计、安装以及运行环境等多个方面的影响，所以事故发生率较高，尤其是绝缘事故，占比较高，事故导致的后果也十分严重。通常情况下，如果一台高压开关柜出现事故问题，那么其临近的开关柜也会受到影响。因而有必要对绝缘事故起因与防范予以深入了解。
一、高压开关柜的常见故障
首先，拒动与误动故障。此种故障十分常见，当操动装置和传动设备存在结构变形、闸口铁芯松动以及部件老化等情况时，就会出现拒动或是误动状况。同时，电气控制元件与辅助回路存在零件接触不良、操作电源异常等问题，也会出现拒动或误动情况。其次，开断及关合故障。当断路器中的机油较少时，设备会出现短路、漏油、灭弧室爆炸等不同问题，最终导致出现开断或关合故障。当断路器存在真空异常问题时，其真空度会降低，陶瓷管发生破裂[1]。最后，绝缘故障。开关柜中的绝缘件具备调节电压的功能，能够有效处理好主电压及分电压、绝缘、限压之间的关系，以此确保开关柜可以安全、平稳的运行，使企业获得更多经济利益。但是受到雷电击穿、绝缘对地击穿以及CT闪络等影响，会出现绝缘故障。
二、高压开关柜绝缘故障的发生原因
（一）绝缘元件较薄，对地绝缘距离短
电气设备的绝缘泄露比距较小，所以任何开关柜都存在绝缘薄弱问题。高压开关柜内部的多数支持绝缘子爬距为140mm-145mm，剩余绝缘子的爬距范围在130mm-135mm之间，依照有关公式计算，两类绝缘子的泄露比距分别是13.33-13.8mm/KV与12.4-12.9mm/KV，大大低于变电站的一级污秽比距，变电站污秽中性点的直接接地与非直接接地系统的比距分别为20mm/KV、17mm/KV。与此同时，高压开关柜的对地绝缘距离及相间距离低于125mm，有些距离仅在70-95mm之间。此种绝缘距离会使电气系统在受到轻微扰动时，出现过电压较低的问题，发生绝缘闪络现象，易引发绝缘事故。另外，在高压开关柜的绝缘材料设计上，其设计尺寸出现偏差，会出现绝缘击穿故障。
（二）高压开关柜自身存在问题
最低级且最严重的故障就是高压开关柜自身的质量存在问题，无法正常运作、安全供电，所以在投入使用前需要对高压开关柜的质量予以充分了解。开关柜的一次隔离触头和静触头相闭合时会存在撞坏静触头的问题，导致故障产生，而且手车式的开关柜的隔离触头当出现接触不良时同样会引发电弧故障，究其原因，隔离触头的质量不合格。另外，绝缘子头部的绝缘性较差，并且互感器与绝缘子的质量存在问题，相较于瓷绝缘，此类绝缘元件的憎水性差，且表面粗糙，容易堆积灰尘、受潮，老化速度较快。在正常运行情况下会出现爬电现象，若是不及时治理，就会发生对地闪络现象。此外，有些开关柜生产厂家，其制作的支柱绝缘子与拉杆等多种绝缘元件质量较低，存在以上元件问题，加之在长期高压环境中，极易出现闪络事故。还有些高压开关柜的导体与内部存在尖角与毛刺，也会发生闪络事故。
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（三）存在绝缘污闪，运行环境影响大
当绝缘元件存有污秽物，同时处于潮湿环境中，其污秽物就会变为电解质薄膜；然后在电场影响下，其泄露电流发生率较高，出现污闪故障。另外，在雷雨等恶劣天气下，绝缘子会出现闪络接地问题，造成短路，进而增加电力设备事故发生率。由此可见，电网的运行条件多变，受气温、湿度等不同因素影响，绝缘元件易发生变质情况，特别是在高温情况下，绝缘元件更容易出现劣化，形成绝缘弱点。
三、高压开关柜绝缘故障的防范措施
（一）依照有关标准管理
首先，相关管理人员要做好日常检查与定期巡检工作，为避免高压开关柜出现绝缘故障，要及时清理柜内灰尘，更换绝缘元件。同时强化自身技术水平，在发生故障问题时能够及时解决，保证电网运行正常。其次，在安装断路器时，要依照相关标准进行安装要对真空开关予以全面检查，并进行真空度试验，确保其真空度在1.33322×10-3～1.33322×10-1Pa范围内；若是真空度减少，需要更换灭弧室，同时做好监管作业，避免发生较大的事故[2]。最后，要对高压开关柜内部的绝缘元件进行性能检测，要依照相关国家标准进行不同的冲击电压试验。因为绝缘元件的制作材料不同、性能效果不同，因而要采取不同的试验方法。对于无法自恢复的绝缘元件，要采取3次法；对于复合绝缘元件，要采取3/9法。若是绝缘元件可以承受较大的电压裕度，其可以采取15次法与3/9法，以此完成形成检测，确保其质量合格，减少绝缘故障发生的可能。
（二）增加绝缘爬距
根据高压开关柜的选型原则，与实际工作经验，对于6-10KV的开关柜而言，其外部绝缘元件的爬距要超过195mm，若是绝缘元件是由环氧材料制成，其爬距要超过205mm。若是绝缘子为酚醛环氧材料制成，要将其换为瓷瓶绝缘子，提升其绝缘性能；对于污秽严重的运行环境，需要更换为防污型的绝缘子。
（三）满足安全净距
为了避免因开关柜距离较近产生的接地短路问题，要合理控制其相减与对地的最小净距，距离要超过125mm。若是高压开关柜为复合柜，并且柜体较小，无法加大空气间隙，则需将在其母线处增加牌热缩管绝缘套，或是绝缘防护罩等，变为复合绝缘结构。值得注意的是，利用此种方式，要确保绝缘材料的介电常数合理。
另外，采取带电气、空气间隙、绝缘隔板与接地体组合的复合绝缘结构，不仅可以有效避免存在带电体裸露出现人身危害，同时还可以避免盐雾污闪与有害气体对设备造成的危害。为了增加复合绝缘使用效果，其空气间隙要超过30mm，采用耐压性强、防潮且耐老化的阻燃材料，减少绝缘事故的发生率。
（四）增强设备适应力
在防止高压开关柜出现绝缘事故时，有关人员需在继电保护效果正常下，提升继电保护装置的适应性，将其保护动作时间把控在0.5-1s范围内。同时还要增加触头的开断速度，降低游离作用，尽量减少故障损失。
（五）强化维护效果
为了确保绝缘元件的性能良好，除了要合理改善电网结构，做好运维工作外，还要定期清理绝缘子的灰尘，同时在避免涂刷固化剂，避免水膜形成污闪电压。而且此种方式还能够保护釉层，提升绝缘效果，使设备能够安全、有效的运行。
（六）合理选择绝缘材料
当前，市场上的绝缘材料有导热型硅橡胶材料，此种材料具有较强的抗干扰性及阻燃性，使用寿命长，将其用于高压开关柜之中，可以降低设备运行成本。另外，为了提升绝缘元件的绝缘效果，可以在其表面涂刷污闪涂料，使其在元件表面快速成膜，增加绝缘性能，减少绝缘事故的发生率。
结束语
综上所述，随着电力需求的增加，传统开关柜无法满足现代电力系统所需，而高压开关柜具有较多优点，被广泛用于电网建设之中。但是在实际应用过程中，高压开关柜因受到多种因素影响，会产生绝缘事故，造成电网运行不畅。因而有关人员需要通过加强管理、增加绝缘爬距、满足安全净距、强化维护效果等方式进行解决，以此提升绝缘性能。
参考文献：
[1]吴湘黔，曾伟，李巍，等.高山高湿地区开关柜绝缘性能评估及故障隐患分析治理[J].电力大数据，2018，21（04）：30-36.
[2]谢建鹏.浅谈配电工程中有关高压开关柜的若干问题[J].科技与创新，2017（23）：55-56.
论文作者:吴亲粦
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第5期
论文发表时间:2019/9/24
标签：开关柜论文; 高压论文; 元件论文; 绝缘子论文; 故障论文; 事故论文; 电网论文; 《建筑细部》2019年第5期论文;