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[摘 要]通过对封闭式高压开关柜进行绝缘技术改造，提高了整个供电系统的运行稳定性，减少了非计划停电故障的发生。
[关键词]高压开关柜 绝缘技术改造 稳定性
中图分类号：TM59 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0087-01
1 问题描述
莱钢目前35kV高压开关柜大多数采用封闭式高压开关柜，这种开关柜虽然密封性好，但运行以来发生了多起非计划停电事故，运行不稳定，对莱钢热线生产造成了很大的影响。
1.1 问题一 陈家庄变电站封闭式开关柜放电问题
110kV陈家庄变电站是07年投运的，35kV开关柜型号为XGN17A-40.5型，自运行以来高压开关柜内存在不同程度的放电，尤其是在阴雨天气更为严重，发生了多起停电事故，放电主要存在母线绝缘套管上。绝缘套管是封闭式高压开关柜的主要绝缘部件之一，作为各隔室之间和相邻设备间隔之间高压电器连接的绝缘保护。
1.2 问题二 制氧变电站封闭式开关柜发热问题
110kV制氧变电站是03年投运的，10kV系统全部采用XGN2-12型开关柜，运行以来10kV开关柜多处部位存在发热，尤其在气温升高时尤其严重，造成开关柜发热的原因主要有电流互感器和刀闸触头两个部位。
为控制开关柜内继续发热，临时在开关柜后面加装风机增大空气对流，减小温度上升。
1.3 问题三 冯家庄变电站封闭式开关柜放电问题
10kV冯家庄变电站是05年投运的，35kV开关柜型号为XGN17-40.5型，自运行以来高压开关柜内存在不同程度的放电，母线打压试验时耐压等级不合格，放电主要存在母线绝缘套管上。
封闭式高压开关柜应用广泛，相同型号、相同厂家的高压开关柜遍布莱钢，因此研究如何解决这些封闭式高压开关柜存在的故障，从而是十分必要的，能源动力厂研究决定对封闭式高压开关柜存在的故障进行研究改造。
2 问题分析
2.1 问题一陈家庄变电站封闭式开关柜放电问题分析
利用清扫停电机会，供电车间通过对陈家庄变电站所有35kV绝缘套管及母线清扫后，依据《电力设备预防性试验规定》对母线进行打压试验，按照规定，35kV电气设备试验电压为72kV，但当试验电压升为54kV时，分别在环友Ⅱ线，2#站用变，焦化Ⅱ线发现了较大的放电声，升压试验被迫停止，检修人员进行检查时发现在以上几个放电开关柜内的绝缘套管，有不同程度的放电痕迹，对母排连接螺丝及支柱绝缘子进行检查，均未发现其他异常。
通过对拆卸下的绝缘套管详细检查分析发现：
绝缘套管的内壁均有不同程度的放电及烧伤痕迹。其中几支绝缘套管的外壁上有击穿碳化的痕迹。这说明当电压升高到一定高度时在绝缘套管的薄弱地方引起放电，加之时间长了绝缘套管表面积灰成物质层，当遇到湿润的气候条件时，便会形成表面污秽放电，也可能是绝缘套管表面的尖端突起而引起的电晕，加上各种化学气体的腐蚀，裸露的铜母排及电气接点的粉尘累积到母排上，不但腐蚀母排使母排过早氧化，一遇到阴雨潮湿天气，也会造成污闪，引发放电。
2.2 问题二制氧变电站封闭式开关柜发热问题分析
2.2.1 电流互感器发热分析。
通过分析研究由于使用的电流互感器型号为LMZJ-10型，而固定三个电流互感器的是一整块铁板，这一缺陷引起了涡流现象。也就是并不是电流互感器本体发热，而是电流互感器固定的金属板发热。电流互感器在通过大电流时在电流互感器法兰盘和固定铁板周围产生较大的闭合磁场，在交变磁场的作用下形成很强涡流，一是消耗电能，二是高温有可能使电流互感器破裂，三是长时间高温使电流互感器两端联结点氧化接触电流增大，导致两端连接点烧坏造成大停电事故。
2.2.2 刀闸触头发热分析
隔离开关型号为GN30-10型。针对发生发热故障的隔离开关进行检查发现：它们的共同点是触子与触座之间接触电阻过大，造成触头发热，致使触头触子烧毁变形，最终使设备不能正常运行。
2.3冯家庄变电站封闭式开关柜放电问题分析
利用清扫停电对冯家庄变电站35kV母线进行打压试验，按照规定，35kV电气设备试验电压为72kV，但当试验电压升为56kV时，分别在分段柜3500E、分段柜3500F、宽厚板Ⅲ线3513、带钢Ⅱ线3537出现了较大的放电声，升压试验被迫停止，检修人员对以上几个放电开关柜内的绝缘套管进行检查时发现有不同程度的放电痕迹，套管内壁半导电涂层剥落，造成电场分布不均，引起局部过电压，从而引起母线对套管内壁放电，对母排连接螺丝及支柱绝缘子进行检查，均未发现其他异常。
3 问题解决
3.1解决陈家庄变电站封闭式开关柜放电问题
（1）对绝缘套管全部进行更换并对母排进行加装绝缘防护套。重新选用绝缘套管制造材料，并根据母排改造需要进行套管重新选型，将陈家庄变电站35kV系统的33面开关柜内的所有母线绝缘套管及出线绝缘套管全部拆除更换选TGZ3-40.5型绝缘套管。
（2）选用绝缘可靠的绝缘热缩护套材料，将陈家庄变电站35kV系统的33面开关柜内的所有母线铜排及各出线铜排拆下，加装热缩绝缘护套管，并对开关柜内的电气设备进行连接螺丝紧固，检查清扫；最后对母线进行耐压试验。
3.2 解决制氧变电站封闭式开关柜发热问题
3.2.1 解决电流互感器发热问题
改变电流互感器的安装方式。将安装电流互感器的整块铁板支架进行分割， 切断涡流形成回路，使从根本上解决涡流的存在。
（1）将固定电流互感器的整块金属铁架按照每只电流互感器一块固定金属板的原则切割成不连接的三部分，之间留出约1厘米的缝隙。
（2）用不同的材料（铜）焊接三部分支架，保证铁板仍有足够的支撑作用。
3.2.2 解决刀闸触头发热问题
将GN30-10的刀闸的触座装配进行重新改进。去除原来的一个长螺栓固定两个触子的設计，决定把触座上的两边触子，用两个螺栓套把弹簧分别装在触座上，在另一边没有装设压力弹簧的触子加装了压力弹簧。这样每个触子都有一压力弹簧，使压力能均匀分配到两个相应的触子上，改变了以前两个触子共用一个弹簧的设计。
3.3 解决冯家庄变电站封闭式开关柜放电问题
对有放电现象的绝缘套管全部进行更换为新型的带屏蔽线的套管（CMJ2-35QTG），进行连接螺丝紧固检查清扫，并对母线进行耐压合格试验。
4 总结
通过技术改造彻底消除了封闭式高压开关柜绝缘套管放电、电流互感器发热、刀闸触头发热等故障，没有再发生非计划停电故障，很好地提高了整个供电系统的顺行性，使封闭式高压开关柜的运行稳定性提高到了新的高度。
5 技术创新点
针对GN30-10型隔离刀闸的改造，属于业内首创，改善了该型号刀闸触头易发热的设计缺陷，改造后的GN30-10型隔离开关回路电阻均<30?Ω。
[关键词]高压开关柜 绝缘技术改造 稳定性
中图分类号：TM59 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0087-01
1 问题描述
莱钢目前35kV高压开关柜大多数采用封闭式高压开关柜，这种开关柜虽然密封性好，但运行以来发生了多起非计划停电事故，运行不稳定，对莱钢热线生产造成了很大的影响。
1.1 问题一 陈家庄变电站封闭式开关柜放电问题
110kV陈家庄变电站是07年投运的，35kV开关柜型号为XGN17A-40.5型，自运行以来高压开关柜内存在不同程度的放电，尤其是在阴雨天气更为严重，发生了多起停电事故，放电主要存在母线绝缘套管上。绝缘套管是封闭式高压开关柜的主要绝缘部件之一，作为各隔室之间和相邻设备间隔之间高压电器连接的绝缘保护。
1.2 问题二 制氧变电站封闭式开关柜发热问题
110kV制氧变电站是03年投运的，10kV系统全部采用XGN2-12型开关柜，运行以来10kV开关柜多处部位存在发热，尤其在气温升高时尤其严重，造成开关柜发热的原因主要有电流互感器和刀闸触头两个部位。
为控制开关柜内继续发热，临时在开关柜后面加装风机增大空气对流，减小温度上升。
1.3 问题三 冯家庄变电站封闭式开关柜放电问题
10kV冯家庄变电站是05年投运的，35kV开关柜型号为XGN17-40.5型，自运行以来高压开关柜内存在不同程度的放电，母线打压试验时耐压等级不合格，放电主要存在母线绝缘套管上。
封闭式高压开关柜应用广泛，相同型号、相同厂家的高压开关柜遍布莱钢，因此研究如何解决这些封闭式高压开关柜存在的故障，从而是十分必要的，能源动力厂研究决定对封闭式高压开关柜存在的故障进行研究改造。
2 问题分析
2.1 问题一陈家庄变电站封闭式开关柜放电问题分析
利用清扫停电机会，供电车间通过对陈家庄变电站所有35kV绝缘套管及母线清扫后，依据《电力设备预防性试验规定》对母线进行打压试验，按照规定，35kV电气设备试验电压为72kV，但当试验电压升为54kV时，分别在环友Ⅱ线，2#站用变，焦化Ⅱ线发现了较大的放电声，升压试验被迫停止，检修人员进行检查时发现在以上几个放电开关柜内的绝缘套管，有不同程度的放电痕迹，对母排连接螺丝及支柱绝缘子进行检查，均未发现其他异常。
通过对拆卸下的绝缘套管详细检查分析发现：
绝缘套管的内壁均有不同程度的放电及烧伤痕迹。其中几支绝缘套管的外壁上有击穿碳化的痕迹。这说明当电压升高到一定高度时在绝缘套管的薄弱地方引起放电，加之时间长了绝缘套管表面积灰成物质层，当遇到湿润的气候条件时，便会形成表面污秽放电，也可能是绝缘套管表面的尖端突起而引起的电晕，加上各种化学气体的腐蚀，裸露的铜母排及电气接点的粉尘累积到母排上，不但腐蚀母排使母排过早氧化，一遇到阴雨潮湿天气，也会造成污闪，引发放电。
2.2 问题二制氧变电站封闭式开关柜发热问题分析
2.2.1 电流互感器发热分析。
通过分析研究由于使用的电流互感器型号为LMZJ-10型，而固定三个电流互感器的是一整块铁板，这一缺陷引起了涡流现象。也就是并不是电流互感器本体发热，而是电流互感器固定的金属板发热。电流互感器在通过大电流时在电流互感器法兰盘和固定铁板周围产生较大的闭合磁场，在交变磁场的作用下形成很强涡流，一是消耗电能，二是高温有可能使电流互感器破裂，三是长时间高温使电流互感器两端联结点氧化接触电流增大，导致两端连接点烧坏造成大停电事故。
2.2.2 刀闸触头发热分析
隔离开关型号为GN30-10型。针对发生发热故障的隔离开关进行检查发现：它们的共同点是触子与触座之间接触电阻过大，造成触头发热，致使触头触子烧毁变形，最终使设备不能正常运行。
2.3冯家庄变电站封闭式开关柜放电问题分析
利用清扫停电对冯家庄变电站35kV母线进行打压试验，按照规定，35kV电气设备试验电压为72kV，但当试验电压升为56kV时，分别在分段柜3500E、分段柜3500F、宽厚板Ⅲ线3513、带钢Ⅱ线3537出现了较大的放电声，升压试验被迫停止，检修人员对以上几个放电开关柜内的绝缘套管进行检查时发现有不同程度的放电痕迹，套管内壁半导电涂层剥落，造成电场分布不均，引起局部过电压，从而引起母线对套管内壁放电，对母排连接螺丝及支柱绝缘子进行检查，均未发现其他异常。
3 问题解决
3.1解决陈家庄变电站封闭式开关柜放电问题
（1）对绝缘套管全部进行更换并对母排进行加装绝缘防护套。重新选用绝缘套管制造材料，并根据母排改造需要进行套管重新选型，将陈家庄变电站35kV系统的33面开关柜内的所有母线绝缘套管及出线绝缘套管全部拆除更换选TGZ3-40.5型绝缘套管。
（2）选用绝缘可靠的绝缘热缩护套材料，将陈家庄变电站35kV系统的33面开关柜内的所有母线铜排及各出线铜排拆下，加装热缩绝缘护套管，并对开关柜内的电气设备进行连接螺丝紧固，检查清扫；最后对母线进行耐压试验。
3.2 解决制氧变电站封闭式开关柜发热问题
3.2.1 解决电流互感器发热问题
改变电流互感器的安装方式。将安装电流互感器的整块铁板支架进行分割， 切断涡流形成回路，使从根本上解决涡流的存在。
（1）将固定电流互感器的整块金属铁架按照每只电流互感器一块固定金属板的原则切割成不连接的三部分，之间留出约1厘米的缝隙。
（2）用不同的材料（铜）焊接三部分支架，保证铁板仍有足够的支撑作用。
3.2.2 解决刀闸触头发热问题
将GN30-10的刀闸的触座装配进行重新改进。去除原来的一个长螺栓固定两个触子的設计，决定把触座上的两边触子，用两个螺栓套把弹簧分别装在触座上，在另一边没有装设压力弹簧的触子加装了压力弹簧。这样每个触子都有一压力弹簧，使压力能均匀分配到两个相应的触子上，改变了以前两个触子共用一个弹簧的设计。
3.3 解决冯家庄变电站封闭式开关柜放电问题
对有放电现象的绝缘套管全部进行更换为新型的带屏蔽线的套管（CMJ2-35QTG），进行连接螺丝紧固检查清扫，并对母线进行耐压合格试验。
4 总结
通过技术改造彻底消除了封闭式高压开关柜绝缘套管放电、电流互感器发热、刀闸触头发热等故障，没有再发生非计划停电故障，很好地提高了整个供电系统的顺行性，使封闭式高压开关柜的运行稳定性提高到了新的高度。
5 技术创新点
针对GN30-10型隔离刀闸的改造，属于业内首创，改善了该型号刀闸触头易发热的设计缺陷，改造后的GN30-10型隔离开关回路电阻均<30?Ω。