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引言：高压开关柜是电力系统中广泛使用的电气设备，每年约有数万台投入使用，其能否安全运行对电力生产起着至关重要的作用。但是，在设备运行过程中受运行环境等因素的影响，多次发生开关触头与电缆头绝缘套筒烧毁事故，给设备安全运行和可靠供电造成严重影响。本文从事故入手，对常见问题进行了分析，提出必要措施，以确保这类设备的长期安全运行。
一、事故简介
据不完全统计，2009年全国大约烧毁烧坏开关柜近两百余面。某发电厂自1987年至今，6kV配电室共发生绝缘事故14起，烧毁烧坏开关柜40余面，造成厂用电丧失、发电机停机等事故，经济损失数百万元。仅1994年8月21日，6kV厂用ⅥA段配电室母线短路着火，烧毁17面开关柜，其余9面开关柜也有严重的损伤，被迫全部更换。再者某供电公司共有10座35kV变电站采用了XGN28箱型固定式交流金属封闭式10kV开关柜。该开关柜属于密集型、小型化设备，分为继电器室间隔、高压开关室间隔、出线电缆室间隔分别隔离，泄压通道封板全部采用铝锌板材料进行密封，在设备运行过程中受运行环境等因素的影响，多次发生10kV开关触头与电缆头绝缘套筒烧毁事故，给设备安全运行和可靠供电造成严重影响。开关柜绝缘故障的共性是一台开关柜发生事故时，将引起整条母线故障，从而烧毁多台开关柜，俗称“火烧连营”。所以，要科学的分析问题，采取合理的措施，以确保这类设备的长期安全运行。
二、事故原因分析
事故发生后，公司组织相关技术人员多次深入现场调查分析，并与技术人员进行交流和探讨，确认引起开关触头与电缆头绝缘套筒烧毁的主要原因有以下几方面。
（一）设备环境潮湿污秽严重
10kV开关柜下方电缆室或电缆沟内潮气较大，沿电缆缝隙排向开关柜内。由于开关柜本体自带的温度除湿装置不能有效排除开关柜下层的电缆室间隔内的潮气，使潮气进入开关柜电缆室间隔内，长期得不到有效处理，在电缆头上下周围形成很多小水珠，使电缆头对绝缘套筒放电，造成绝缘套筒绝缘降低导致套筒击穿，对电缆支架、柜体放电，形成绝缘击穿接地，出现三相弧光短路烧毁绝缘套筒及其附属设备。
（二）设备结构不符合有关规定
10kV开关柜泄压通道全部采用不透气铝锌板密封不利于空气流通，10kV电缆支架采用金属材料不利于增加设备耐绝缘的强度。开关柜内进出电缆孔洞封堵不到位，造成电缆室或电缆沟内的潮气大量进入开关柜内。开关触指压力不够，电源开关插头容量不足。开关柜内隔板的插孔偏小。当挡板积灰、结露时，造成触头及连板对孔边缘放电，继而引起挡板对柜壁放电，产生弧光过电压，发展到相间短路。开关设备相间净距存在装配工艺分散性，设计不合理，尺寸较小，绝缘材料质量差，容易凝露导致滑闪放电，特别是活动隔板在污秽条件下极易闪络。
（三）控制保护不完善
控制保护方面，我们认为尚存在一些不完善的地方，可导致开关事故的扩大。保护动作时间过长，不能迅速切除故障，使事故扩大，加重设备损坏程度。当厂用母线故障时，工作电源掉闸，此时故障点绝缘往往来不及恢复时，备用电源自动合上，增加对故障点送电时间，造成工作电源、备用电源开关同时损坏。二次线头开剥过长或塑料绝缘线在强电弧下，可能绝缘迅速破坏而短路，影响测量和控制回路，致使保护不能正常动作。
（四）没有良好的运行维护
厂用电的运行维护没有形成一种制度，对设备的运行状况没有定期巡视：如电缆引线接头、手指处发热、流胶，开关上下插头插偏有放电声时没有及时发现和处理。检修时没有完全遵守检修工艺，保证检修质量。
三、改进措施
（一）改善配电室内的环境
将开关柜后侧的全封闭铝锌板泄压通道改为全封闭铝锌板带百叶窗模式，以此可以形成开关柜内与开关室内空气对流，利于开关柜内潮气外排，增强除湿效果；同时对开关柜内电缆支架金属材料进行改进，全部更换为具有阻燃、耐高温性能的绝缘复合材料，提升支架的耐绝缘强度。通过技术改进后，对开关柜内设备进行了导体直流电阻测量、绝缘监测试验、工频耐压、主回路绝缘等试验。运行管理部门利用对开关柜改造时机，对每个开关柜底部内空间逐一测量，使用防火板和防火泥材料全面封堵，彻底解决电缆室或电缆沟内潮气排向开关柜内。加装溴化锂空气制冷系统，降低配电室内温度，使其能够满足开关柜的运行要求。
（二）各开关柜严密隔离，互不相通
开关柜内部采用钢板及阻燃绝缘板将各开关柜严密分隔，两柜之间均采用介电性能高、耐漏电、耐电弧的绝缘隔板封闭，安装密封的绝缘护套，加封阻燃胶圈。这样，当某开关柜发生绝缘故障时，不会波及到相邻各开关柜，防止了事故的扩大蔓延，减少了事故的破坏范围，避免了更大的经济损失。开关柜的前门、后门、顶盖等部位采取密封措施，一、二次电缆进出线孔洞用阻燃的橡胶圈封闭，防止小动物窜入和波及电缆沟着火。
（三）加强绝缘性能
配电室母线采用阻燃、耐老化、热缩绝缘套管套装。在套装中，要求环境温度0℃以上，相对湿度70%以下，避免绝缘套管结露受潮。使用汽油喷灯等加热器在其规定温度范围内缓慢加热，火焰以调节柔和、发黄为好。加热时，火焰以螺旋状前进，保证套管沿圆周方向均匀受热收缩，在加热收缩时，应从套管中间向两端逐渐延伸或从一端向另一端延伸，以利于收缩时排除套管内的空气。在加热过程中，要控制好温度，以避免烤焦、烧焦，烤焦、烧焦的套管要去掉，不准使用。在母线接头和母线与下引线的搭接处，采用阻燃绝缘套管盒和绝缘螺栓扣装。对个别不适合用绝缘材料封闭的裸导体，全部采用高分子绝缘胶带包扎。防止电弧的产生和外闪络造成弧光短路扩大事故。
（四）防止开关柜内部结露
为防止开关柜内部与配电室内的温度差引起柜内结露，造成绝缘器件沿面放电，在开关柜内部装上红外加热器，提高柜内温度，降低空气湿度。运行人员可根据具体情况，投入或切除红外加热器。
四、结束语
中置式高压开关柜在现代电网建设中发挥着越来越重要的作用，但在实际运行中，仍存在一些缺陷和问题。增加导电能力，加大绝缘距离，隔离故障弧光漫延为目的，对开关柜进行全工况改造，以便有效地承受故障电流和过电压，并防止事故发生和扩大。提高二次线的可靠性，缩短切除故障时间，闭锁母线故障时备用电源自动投入，确保能迅速切断故障，防止故障的漫延和重复。改善厂用电配电室的环境，防止湿、尘污染和高温，保证设备应有的载流和绝缘能力。严格检修工艺，加强运行维护，保证良好而持久的设备，环境良好状况，及时消除事故隐患。因此，有必要对存在的问题进行分析，并思考解决的措施和办法。通过采用上述改进后，开关柜将更完善合理，对安全生产起到保障作用，运行操作巡视检查非常方便，安装维护也非常便利，通过上述综合治理，厂用系统高压开关柜事故是可以大幅度减少和杜绝的，更有利于生产厂家的市场竞争。
参考文献
[1]何自敢.10kVSF_6开关柜使用常见问题的分析[J].广东科技，2008.
[2]文开凤，胡祥凡.6kV厂用开关柜事故分析及其综合治理[J].华中电力，1997.
[3]王子群.XGN28箱型开关柜电缆头绝缘套筒烧毁[J].农村电气化，2013，06：32.
[4]王子群.10kV开关柜绝缘套筒烧毁原因分析与改进措施[J].农村电工，2013，06：31.
[5]陈希.开关柜内部绝缘缺陷的检测与研究[D].华中科技大学，2012.
[6]刘英肖.10kV手车式开关柜的绝缘技术改进[J]. 河北电力技术，1997，04：59-61.
（作者单位：国网山东成武县供电公司）
一、事故简介
据不完全统计，2009年全国大约烧毁烧坏开关柜近两百余面。某发电厂自1987年至今，6kV配电室共发生绝缘事故14起，烧毁烧坏开关柜40余面，造成厂用电丧失、发电机停机等事故，经济损失数百万元。仅1994年8月21日，6kV厂用ⅥA段配电室母线短路着火，烧毁17面开关柜，其余9面开关柜也有严重的损伤，被迫全部更换。再者某供电公司共有10座35kV变电站采用了XGN28箱型固定式交流金属封闭式10kV开关柜。该开关柜属于密集型、小型化设备，分为继电器室间隔、高压开关室间隔、出线电缆室间隔分别隔离，泄压通道封板全部采用铝锌板材料进行密封，在设备运行过程中受运行环境等因素的影响，多次发生10kV开关触头与电缆头绝缘套筒烧毁事故，给设备安全运行和可靠供电造成严重影响。开关柜绝缘故障的共性是一台开关柜发生事故时，将引起整条母线故障，从而烧毁多台开关柜，俗称“火烧连营”。所以，要科学的分析问题，采取合理的措施，以确保这类设备的长期安全运行。
二、事故原因分析
事故发生后，公司组织相关技术人员多次深入现场调查分析，并与技术人员进行交流和探讨，确认引起开关触头与电缆头绝缘套筒烧毁的主要原因有以下几方面。
（一）设备环境潮湿污秽严重
10kV开关柜下方电缆室或电缆沟内潮气较大，沿电缆缝隙排向开关柜内。由于开关柜本体自带的温度除湿装置不能有效排除开关柜下层的电缆室间隔内的潮气，使潮气进入开关柜电缆室间隔内，长期得不到有效处理，在电缆头上下周围形成很多小水珠，使电缆头对绝缘套筒放电，造成绝缘套筒绝缘降低导致套筒击穿，对电缆支架、柜体放电，形成绝缘击穿接地，出现三相弧光短路烧毁绝缘套筒及其附属设备。
（二）设备结构不符合有关规定
10kV开关柜泄压通道全部采用不透气铝锌板密封不利于空气流通，10kV电缆支架采用金属材料不利于增加设备耐绝缘的强度。开关柜内进出电缆孔洞封堵不到位，造成电缆室或电缆沟内的潮气大量进入开关柜内。开关触指压力不够，电源开关插头容量不足。开关柜内隔板的插孔偏小。当挡板积灰、结露时，造成触头及连板对孔边缘放电，继而引起挡板对柜壁放电，产生弧光过电压，发展到相间短路。开关设备相间净距存在装配工艺分散性，设计不合理，尺寸较小，绝缘材料质量差，容易凝露导致滑闪放电，特别是活动隔板在污秽条件下极易闪络。
（三）控制保护不完善
控制保护方面，我们认为尚存在一些不完善的地方，可导致开关事故的扩大。保护动作时间过长，不能迅速切除故障，使事故扩大，加重设备损坏程度。当厂用母线故障时，工作电源掉闸，此时故障点绝缘往往来不及恢复时，备用电源自动合上，增加对故障点送电时间，造成工作电源、备用电源开关同时损坏。二次线头开剥过长或塑料绝缘线在强电弧下，可能绝缘迅速破坏而短路，影响测量和控制回路，致使保护不能正常动作。
（四）没有良好的运行维护
厂用电的运行维护没有形成一种制度，对设备的运行状况没有定期巡视：如电缆引线接头、手指处发热、流胶，开关上下插头插偏有放电声时没有及时发现和处理。检修时没有完全遵守检修工艺，保证检修质量。
三、改进措施
（一）改善配电室内的环境
将开关柜后侧的全封闭铝锌板泄压通道改为全封闭铝锌板带百叶窗模式，以此可以形成开关柜内与开关室内空气对流，利于开关柜内潮气外排，增强除湿效果；同时对开关柜内电缆支架金属材料进行改进，全部更换为具有阻燃、耐高温性能的绝缘复合材料，提升支架的耐绝缘强度。通过技术改进后，对开关柜内设备进行了导体直流电阻测量、绝缘监测试验、工频耐压、主回路绝缘等试验。运行管理部门利用对开关柜改造时机，对每个开关柜底部内空间逐一测量，使用防火板和防火泥材料全面封堵，彻底解决电缆室或电缆沟内潮气排向开关柜内。加装溴化锂空气制冷系统，降低配电室内温度，使其能够满足开关柜的运行要求。
（二）各开关柜严密隔离，互不相通
开关柜内部采用钢板及阻燃绝缘板将各开关柜严密分隔，两柜之间均采用介电性能高、耐漏电、耐电弧的绝缘隔板封闭，安装密封的绝缘护套，加封阻燃胶圈。这样，当某开关柜发生绝缘故障时，不会波及到相邻各开关柜，防止了事故的扩大蔓延，减少了事故的破坏范围，避免了更大的经济损失。开关柜的前门、后门、顶盖等部位采取密封措施，一、二次电缆进出线孔洞用阻燃的橡胶圈封闭，防止小动物窜入和波及电缆沟着火。
（三）加强绝缘性能
配电室母线采用阻燃、耐老化、热缩绝缘套管套装。在套装中，要求环境温度0℃以上，相对湿度70%以下，避免绝缘套管结露受潮。使用汽油喷灯等加热器在其规定温度范围内缓慢加热，火焰以调节柔和、发黄为好。加热时，火焰以螺旋状前进，保证套管沿圆周方向均匀受热收缩，在加热收缩时，应从套管中间向两端逐渐延伸或从一端向另一端延伸，以利于收缩时排除套管内的空气。在加热过程中，要控制好温度，以避免烤焦、烧焦，烤焦、烧焦的套管要去掉，不准使用。在母线接头和母线与下引线的搭接处，采用阻燃绝缘套管盒和绝缘螺栓扣装。对个别不适合用绝缘材料封闭的裸导体，全部采用高分子绝缘胶带包扎。防止电弧的产生和外闪络造成弧光短路扩大事故。
（四）防止开关柜内部结露
为防止开关柜内部与配电室内的温度差引起柜内结露，造成绝缘器件沿面放电，在开关柜内部装上红外加热器，提高柜内温度，降低空气湿度。运行人员可根据具体情况，投入或切除红外加热器。
四、结束语
中置式高压开关柜在现代电网建设中发挥着越来越重要的作用，但在实际运行中，仍存在一些缺陷和问题。增加导电能力，加大绝缘距离，隔离故障弧光漫延为目的，对开关柜进行全工况改造，以便有效地承受故障电流和过电压，并防止事故发生和扩大。提高二次线的可靠性，缩短切除故障时间，闭锁母线故障时备用电源自动投入，确保能迅速切断故障，防止故障的漫延和重复。改善厂用电配电室的环境，防止湿、尘污染和高温，保证设备应有的载流和绝缘能力。严格检修工艺，加强运行维护，保证良好而持久的设备，环境良好状况，及时消除事故隐患。因此，有必要对存在的问题进行分析，并思考解决的措施和办法。通过采用上述改进后，开关柜将更完善合理，对安全生产起到保障作用，运行操作巡视检查非常方便，安装维护也非常便利，通过上述综合治理，厂用系统高压开关柜事故是可以大幅度减少和杜绝的，更有利于生产厂家的市场竞争。
参考文献
[1]何自敢.10kVSF_6开关柜使用常见问题的分析[J].广东科技，2008.
[2]文开凤，胡祥凡.6kV厂用开关柜事故分析及其综合治理[J].华中电力，1997.
[3]王子群.XGN28箱型开关柜电缆头绝缘套筒烧毁[J].农村电气化，2013，06：32.
[4]王子群.10kV开关柜绝缘套筒烧毁原因分析与改进措施[J].农村电工，2013，06：31.
[5]陈希.开关柜内部绝缘缺陷的检测与研究[D].华中科技大学，2012.
[6]刘英肖.10kV手车式开关柜的绝缘技术改进[J]. 河北电力技术，1997，04：59-61.
（作者单位：国网山东成武县供电公司）