白荣华、余信羽、陈江锋、韩卫洁
陕西宝光真空电器股份有限公司,陕西 宝鸡 721006
摘要：本文针对某电气公司ZN85-40.5P断路器用户在使用我公司固封极柱工频耐压检测过程中出现的对地放电现象进行探讨，通过观察40.5kV断路器对地放电的表面现象，找到断路器中放电的本质原因，采取相应的纠正预防措施，以解决40.5kV断路器放电的根本问题。
关键字： 放电 尖端 绝缘
1 引言
随着40.5kV小型化开关柜的发展，由于对地绝缘问题带来的各种放电问题层出不穷，本文以某电气股份有限公司40.5kV/1250A-25kA和40.5kV/2500A-25kA断路器配用我公司固封极柱为例，在做工频耐压检测时，针对对地放电问题的现象采取的分析及解决措施。
2 原因分析
2016年11月19日，某电气公司反馈13台ZN85-40.5P断路器有7台对地耐压不合格,标准为95kv，实际测量85-93kV之间极柱产生拉弧现象，拉弧部位为下出线和极柱底座附近，该公司为满足交货期，已于当天下午发往某地的变电站。
接到客户质量信息反馈后，我公司对此批极柱的质量记录进行追溯，工艺加工检测过程无异常；并对库存此型号固封极柱做了合闸对地耐压测试，工频耐压做100kV，1min测试合格。
11月29日-11月30日，贵公司和我司技术服务人员到达变电站现场，根据贵公司提供的不合格品信息，我司人员协助贵公司技术服务人员对耐压不合格的断路器外观进行观察：绝缘护套与上下出线环氧层之间均没有涂抹硅橡胶或者硅脂进行涂抹粘牢，发现AC相极柱上下出线护套有竖状或者片状拉弧痕迹，AC相极柱对应的背板尖角直棱上有明显的拉弧点，B相上下出线护套无拉弧痕迹，极柱底座、附近框架和拉杆也无拉弧痕迹。随后我们又对剩余的断路器的外观进行观察，和耐压不合格的断路器的外观特征一致，此批断路器的AC两相极柱上下出线触臂护套上均有拉弧，对焦第三次背板尖角直棱上均有拉弧点，只不过拉弧严重程度不一样；B相极柱上下出线没有拉弧损伤，B相对应背板（无尖角直棱）无拉弧点。
12月1日，我们使用卷尺对此批机构背板尖角直棱与极柱背面光板的间距为140，背板尖角直棱与极柱中心的间距为230；用户反映另一型号ZN85-40.5P机构框架用某公司极柱对地耐压合格，并且反映某公司极柱与背板距离比我司极柱小，但是用户使用卷尺量取背板尖角直棱与某公司极柱背面光板的间距为180，背板尖角直棱与极柱中心的间距为280（某用户40.5断路器此距离为285），实际的绝缘尺寸大于我司，说明此批我司极柱与背板绝缘距离（机构框架设计）小。
3、通过以上现象的描述，我们可以初步分析出以下4点原因：
①、我公司固封极柱在出厂时断口和对地工频耐压检测均合格，说明我公司极柱本身的绝缘没有问题。
②、ZN85-40.5P断路器在设计过程中，背板与固封极柱的中心距离为230，绝缘距离设计太小。
③、ZN85-40.5P断路器在设计过程中，背板上尖角直楞（加强筋）尖端放电因素未考虑周全。
④、绝缘护套与极柱出线环氧层之间没有绝缘胶进行紧密的结合。
4、改进措施
12月1日-12月2日，我们对ZN85-40.5P断路器拉弧的触臂护套更换，并对AC两相拉弧护套进行了更换并抹硅橡胶处理，并且去掉背板，然后使用变频谐振高压台对其检测，耐压升到95kV,耐压时间1分钟断路器对地无放电现象。
12月3日-12月9日，我们对13台ZN85-40.5P断路器AC相拉弧损伤的触臂护套进行更换，并对13台ZN85-40.5P断路器AC相触臂护套与极柱之间涂抹硅橡胶，然后使用热缩套管粘硅橡胶包裹背板直棱。
12月10日，某地的变电站人员对ZN85-40.5P断路器（触臂护套与极柱接触部分抹胶，使用热缩套管粘接硅橡胶对背板直棱包裹）使用变频谐振高压台检测，检测合格（电压95kV,时间1分钟）。
5、小结：
（1）此批断路器合闸对地耐压不合格的原因是固封极柱与背板的绝缘距离（属机构框架设计问题）不够引起的，与固封极柱的产品质量无关。
（2）对此批断路器拉弧的触臂护套进行更换，并在触臂护套与极柱之间涂抹硅橡胶，使用热缩套管粘硅橡胶对背板尖角直棱进行包裹，断路器打压95kV再无拉弧放电情况。
6、ZN85-40.5P断路器对地耐压过程中在电场中的分析：
（1）、ZN85-40.5P断路器在对地耐压95kV作用下，A、C相极柱上下出线端与所对应的背板加强筋之间形成的电场 (如图1)大于B相背板与极柱之间产生的电场（如图2），使得A、C相极柱与背板加强筋之间更容易出现击穿，导致绝缘护套，环氧层和背板尖角直楞上的拉弧点。
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（2）、绝缘护套与上下出线涂抹绝缘硅橡胶，在背板角直棱上通过绝缘硅橡胶固定热缩套管，此时所对应的背板尖角直楞的电场减弱，降低到出线护套与环氧层的界面的击穿以及空气击穿的电场强度以下，对地放电问题不再发生。
7、结论：
（1）、40.5kV断路器对地工频耐压放电问题中，需要加强绝缘护套与环氧层的紧密结合程度，以及增强出线与背板之间的绝缘强度，来弥补背板与固封极柱空气净绝缘距离不够的问题。
（2）、40.5kV断路器在设计过程中，尽量保证空气中的净绝缘距离，并要避免金属尖端放电现象。
参考文献：[1]盛晓云.中压(40.5kV)智能相控交流断路器的工程应用[J].自动化应用,2018(12):104-106.
[2]韩天旗,李鑫.40.5 kV户内高压六氟化硫断路器触臂设计与工艺选用[J].高压电器,2019,55(10):237-240+246.