35kV开关设备的异常放电现象分析与解决措施

1、35kV开关设备异常放电现象的分析和解决对策摘要本文提出了55kV空气绝缘开关设备运行中常见的几个异常放电现象问题，分析了其原因，并提出了解决办法。 关键词35kV空气绝缘开关设备异常放电现象解决措施引言上海胜星电器制造有限公司是一家专业生产高低压开关设备的企业。 以往生产的35kV空气绝缘开关设备在运行中发生异常放电，一直困扰着公司的设计和质量检查员。 35kV的开关设备中的异常放电现象多发生在设备运行一、两年后，但在出厂检查的商用频率耐压试验中无法发现的情况较多，因此公司无法充分重视，这一问题也无法长期良好地解决。 之后，作者和专家在公司内共同分析和验证了这个问题，最后找出了原因，找到了解

2、决办法。 其次，就一些异常放电现象的问题，总结几个问题，分析原因和解决办法。 1、一些例子的异常放电问题1.1 35kV高压设备在设计和制造时空气绝缘距离基本上是基于规范的要求，为什么在工频耐压中会发生放电现象1.1.1原因分析一是铜排加工粗糙且有尖角和毛刺(参见图1 )，导致浮动电位的发生。 在商用频率的耐压下，浮动电压变高，在高电场中发生放电。 如果把导体加载到电场上，静电感应的结果是在导体上感应电荷，电荷在导体表面的分布状况由导体表面的形状决定。 导体表面的弯曲(突出面)越大，所积蓄的电荷越多，在比较平坦的地方，电荷越少。 在导体前端的地方(母列和部件的毛刺)，由于电荷密集，电场强，空气

3、分子电离而形成大量的自由电子和离子，在一定条件下空气被破坏，发生“前端放电”现象。 其次，铜列加工中有毛刺，显示在接触盒内放电的现象(参照图2 )。 第二，由于贯通墙壁的套筒的安装孔和绝缘垫片所使用的金属螺栓的配置不适当等制造工艺上的缺陷，也引起“前端放电”现象。 在贯通壁的套筒的安装孔被进行了数控冲压加工的情况下，圆柱形冲头根据安装孔的尺寸，依次绕钢板一周(冲击)，在相邻的两个冲孔痕之间形成尖角和毛刺，冲孔越大，两个冲孔痕的间隔越大，尖角也越大，这里如果在运转电压下存在放电，就会对有机绝缘造成损伤，最终被破坏。 这也是开关设备贯通墙壁，在凸缘根部容易发生绝缘不良的原因。 因此，认真处理贯通壁

4、的套筒的安装孔的加工技术很重要。 1.1.2解决办法在制造过程中必须全面修整导体和盘内壁的尖角、毛刺，调整螺栓位置。 同时，质量检查员必须严格检查，尽量使电场分布均匀。 1.2 35kV的主母列和盘之间穿过壁的套管交叉，为什么出现微小的火花放电，1.2.1原因分析了主母列和套管的内侧存在放电，因为主母列和套管之间有空气的间隙(参照图3 )，形成了高电位差(主母列电压为2 通常运转时，热收缩管的绝缘良好，没有异常，但通常运转后一部分热收缩管的绝缘劣化，绝缘性能下降，贯通壁的管的内侧前端部和主母列之间的气隙被破坏，主母列和管的内侧发生了间隙性放电。 1.2.2解决方案35kV开关设备内的衬套的选定

5、，在GB12944.1 高压穿墙瓷套管技术条件中规定： 35kV级衬套的电晕电压在25.8kV以上，触头箱的PC值(局部放电)过大，一般在10PC以下，超过50PC时第二，选定时要注意大沿面距离带屏蔽对策的壁贯通套管，在该套管的内侧安装金属屏蔽线，安装到主母列上后，通过该屏蔽线连接主母列和套管，在套管和母列之间保持同电位，解决盘内的不均匀电场引起的放电现象第三，可以在套筒内侧安装金属引线，主母线贯通后，通过金属引线短路来消除电位差。 四、在主母列和衬套内侧加入高压绝缘水泥，消除母线和衬套之间的空气间隙，改善放电现象。 第五，要注意套筒表面，特别是边缘部分尽量光滑，不要出现毛刺、角等现象，尽量清

6、洁。 六、主母列尽量配置在套管内的中央，注意电场分布均匀。 1.3梅雨季节为什么放电现象很严重1.3.1原因分析灰尘附着在绝缘材料表面，干燥时绝缘电阻也很高，因此在干燥气候下不会产生污垢。 相反，绝缘部件没有污垢，即使受到湿气绝缘强度也很高，此时也不会产生污垢。 污垢和湿气同时存在于盘内的绝缘材料的表面时，绝缘表面容易结露，污垢容易附着，容易爬上，因此绝缘水平下降，污垢闪烁放电。 放电的第一原因是环境条件的影响，梅雨季节空气潮湿，污染了绝缘材料的表面。 第二个原因是设计缺陷，断路器室和电缆室分别配置了100W的加热器，配置太小，潮湿的结露仍然存在于绝缘材料表面，绝缘水平下降。 因此，设备运行环

7、境条件的不足是设备发生绝缘闪络的主要原因(这可以证明，梅雨时发生的轻微火花放电，明显减轻梅雨后不发生的现象和放电声音)。 因此，设计时今后要特别注意这一点。 1.3.2对策停电的维护时，用高浓度的纯酒精擦拭绝缘材料的表面，提高绝缘强度。 并且在断路器室和电缆室分别设置150W加热器，使设备保持干燥状态。 1.4 35kV开关设备的空气绝缘距离确保后，为什么一般的热收缩管1.4.1原因不能分析35kV开关设备的相对地和相间的空气绝缘距离，大干必须满足300ram。 采用SMC绝缘垫片时，带电体和绝缘板之间的最小空气距离必须在60mm以下，绝缘垫片受使用环境的影响很大，存在绝缘劣化的问题。 如果固

8、定螺栓和SMC板的距离太近，正常运转时SMC盘的表面清洁，放电现象不明显，但是长时间运转后，SMC板的表面积变湿，螺栓前端部和SMC之间的气隙被破坏，产生间隙性放电。 在采用热收缩管情况下，带电体和管间的最小空气距离必须在200mm以下，缺点是热收缩管也存在绝缘劣化的问题，在一般的热收缩管中部分地发生放电现象的情况下(参照图4 )，绝缘强度的降低变得更快，因此在35kV开关设备中1.4.2解决方法将一般的热收缩管全部更换为瑞侃品牌的热收缩管，拧紧螺栓。 同时安装时一定不要破坏正常的绝缘层，不要破坏母排出表面的热收缩管的绝缘层。 2、结语35kV的开关设备向小型化发展，外形尺寸和盘内的带电体的距离也缩小，电极间的电场强度也更集中变得不均匀，并且随着运转电压的上升更集中，因此设计时完美的五防联锁、温度上升、气隙、沿面距离、 除了需要考虑避免大电流的自然换气散热和涡流现象的发生，还是采用反磁性材料等要求以外，对于35kV的开关设计，不仅要根据12kV的结构简单地放大，还需要考虑运转电压的上升引起的电场分布的变化。放电现象多用肉眼很难看到，所以在出厂检查和调整时，必须重视一