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35kV 穿墙套管放电故障处理研究

浏览157次 时间:2021年11月18日 09:54
(国网上海市电力公司 检修公司,上海 200063)
摘. . 要:35kV 穿墙套管在高压电场的作用下极易发生放电,为避免绝缘结构不发生较大程度的损坏,本文从外观检测、绝缘电阻试验、工频放电试验四个方面入手,分析 35kV 穿墙套管放电故障的原因,并结合实际情况总结出一系列有针对性的故障处理对策,以此保证电网运行的安全性与稳定性,尽最大程度降低电量损失。
关键词:穿墙套管;放电故障;高压电场;电网运行前言 :35kV 穿墙套管属于不均匀电场分布的绝缘结构,一旦穿墙套管长期放电发生安全事故,会造成电力系统结构故障,对电网稳定运行造成不同程度的影响。因此,探究处理 35kV 穿墙套管放电故障的策略与方法,成为许多部门重点研究的课题,依次为制造、安装、维护 35kV 穿墙套管积累经验。
1?35kV 穿墙套管放电故障分析
1.1 外观检测
当 35kV 穿墙套管在高压电场作用下运行一段时间后,运行维护人员应对其母线外表面进行检查,观察表面是否有放电造成的污迹。
若穿墙套管发生发电故障,会在表面留下一定量的晶状物体,并存在大量的石灰状物体,套管内母排在放电故障的作用下,会产生出现不同程度的腐蚀。此外,运行人员还应观察 35kV 穿墙套管是否存在瓷质掉块、裂纹等异常情况,以此为采取有效的故障处理措施做好铺垫。
1.2 绝缘电阻试验
绝缘电阻试验是一种最常用、最简单的电气设备绝缘试验方法,能够有效地发现 35kV 穿墙套管是否存在表面污垢、绝缘老化与受潮、贯穿性缺陷等异常情况。当被测试电气设备无异常情况时,绝缘电阻值相对较高。根据《电力设备预防性试验规程》(DL/T596-2005),采用绝缘电阻试验检测 35kV 穿墙套管时,主绝缘电阻应超过 1000MΩ。若针对 35kV 穿墙套管的预防性试验,得到的绝缘电阻小于规定值时,应拆卸穿墙套管进行进一步观察与试验,以此找出电气设备是否存在放电事故。
1.3 工频放电试验
工频放电试验是一种最直接的判断电气设备绝缘强度的方法,也被称为交流耐压试验。在利用该种方法对 35kV 穿墙套管放电故障进行检验时,按照国家规范标准与相关规定,应施加 85.75kV 的工频放电试验电压,并持续加压 1min,若各类仪表指示稳定,35kV 穿墙套管无穿击声响,则排除放电事故。在此过程中允许存在一定的电晕现象 [1] 。
2?35kV 穿墙套管放电故障处理建议
2.1 减少放电空气间隙
一般情况下,35kV 穿墙套管电极附近的场强较大,并且附近的电位线只穿过单一的固体瓷介质,若 35kV 穿墙套管存在一定的异常情况,单一的固体瓷介质与电位线会被气体贯穿,电极附近的场强也会被进一步强化,进而产生击穿放电,进而会产生不同危害程度的放电故障。针对这类 35kV 穿墙套管放电故障,可适当增加穿过套管的母排厚度,减少瓷质绝缘与母排间的空气间隙,使得闪络时的放电电压更为明显。为保证母排的增加厚度能够满足空气间隙增大的需求,可在套管上下各增加 4-6 片铜母排。值得注意的是,母排数量增加后,套管局部承重也随之增加,使得 35kV 穿墙套管长时间运行后会发生一定变形,并且施工难度较大、费用较高,需要运行人员结合经济条件以及故障处理要求,合理运用减少放电空气间隙的方法。
2.2 更换新型穿墙套管
在进行绝缘电阻试验与工频放电试验之后,将套管拆卸进行进一步观察后,发现套管由于密封不严实而受潮,使得套管在绝缘不良的情况下长期运行之后,又存在较多积灰。针对这类异常情况引发的35kV 穿墙套管放电故障,一方面,对套管内部进行干燥处理,重新密闭封装后再次进行工频放电试验与绝缘电阻试验。另一方面,若套管受潮或积灰严重,可更换全新的穿墙套管来降低放电事故的发生几率。目前,我国生产的各类新型穿墙套管,在内外表面均加装了屏蔽网,使得母排与外部的屏蔽网形成等电位,电气设备的外部屏蔽网则与地面连接,在很大程度上消除了不均匀分布的绝缘结构发生击穿放电的问题,为保证 35kV 穿墙套管安全运行打下坚实基础。
2.3 电场中加入屏障
屏障介入的主要位置是 35kV 穿墙套管内部电极附近的不均匀空气间隙,所采用的屏障材料一般为纸片与纸板,以此在一定程度上提高穿墙套管的介电系数,促使放电故障发生率进一步降低。在空气间隙中加入纸质屏障的费用并不高,只需要将硬纸板塞满间隙即可,但应定期更换屏障,避免纸板受潮后或是受到脏污影响,使得击穿电压降低,最终获得相反的效果 [2] 。此外,可增加差动保护装置对 35kV线路进行保护,并运用故障录波装置、小电流接地线装置对 35kV 穿墙套管进行单独组柜。与此同时,在开关柜上安装电表,在主控室增加一定的空位,在原有的通讯柜基础上,通过新增加的接线实现自动化的继电保护,进而从根本上降低放电事故的发生几率,保证电网安全运行。
2.4 改造高压封闭柜
一方面,将敞开式高压柜作为 35kV 穿墙套管的开关柜,并取消穿心套管,使得贯通连接的母线能够降低放电源。敞开式高压柜的制作,需要适当扩大原有柜体的开孔孔径,使得 35kV 交流电压与放电距离相符即可,并且此种方案具有较强的经济性,避免潜在的异常情况造成放电事故的发生。另一方面,积极运用现代科学设备提高穿墙套管的实时监控水平,例如,使用带有自动跟踪补偿功能的消弧线圈对开关柜进行改造,或是由自动化设备对 35kV 穿墙套管的运行温度与油位,使得放电故障点电流始终处于较低的水平,以此保证电网各设备的安全可靠运行。此外,针对低压配电系统中的 35kV 穿墙套管,应合理控制间歇弧光接地与入地电流间的关系,注重套管的防腐处理工作,保证 35kV 穿墙套管能够适应工作现状,为电网安全可靠、长远稳定运行奠定坚实基础。
2.5 做好绝缘处理工作
一般情况下,35kV 穿墙套管所在的开关柜内部各绝缘部件均使用树脂材质进行绝缘,包括母线室、互感器外壳、触头外壳等部位。
但 35kV 穿墙套管长期在潮湿的环境中运行之后,不可避免发生绝缘老化问题,在一定程度上增大了击穿放电的概率。此时的穿墙套管会在高压电场作用下,在表面留下一层黏黏的物质,这些物质同样会影响电气设备正常运行。因此,运行人员应做好日常的绝缘保护工作,避免 35kV 母线在无保护的状态下发生放电故障。此外,针对穿越室内与室外的 35kV 穿墙套管,可在缝隙处涂抹一定量的玻璃胶进行密封,或是适当增加穿墙套管两端的倾斜坡度,以此避免套管受潮,保证电网稳定运行。
结论 :综上所述,在日常维护与检修中,工作人员细心观察便能发现 35kV 穿墙套管存在异常现象,如瓷质裂纹、掉块、放电等。通过剖析 35kV 穿墙套管放电故障原因,提出了一些故障问题的解决措施,此外,还可运用在线监测系统提高穿墙套管运行维护的智能化水平,对保证电网稳定运行具有十分重要的现实意义。
参考文献:
[1]刘守坤 .35kV 穿墙套管放电故障分析及解决措施 [J]. 石油石化节能 ,2020,10(03):30-32+10.
[2]黄育龙 , 黄绪煜 , 陈志平 . 高压穿墙套管带电测试及典型缺陷分析 [J]. 电工材料 ,2019(06):20-22.

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