任占良
国网冀北电力有限公司宽城县供电分公司 河北省承德市宽城县 067600
摘要：由于受到安装条件限制，高压开关柜的结构日趋小型化，内部结构紧凑、高压带电体的相间及对地距离缩小，因此对环境因素等要求就相对较高。由于制造、运行环境等原因，开关柜内极易形成凝露。在高湿度环境中，空气介质的绝缘性能大大下降，同时高压带电体在高湿度环境中非常容易发生局部放电；固体绝缘材料在高湿度环境下，其绝缘性能发生了很大变化，且在局部放电影响下，固体绝缘材料的老化容易加速，而固体绝缘材料的电老化和环境老化通常是不可逆的。因此，开关柜长期在高湿度、高污染环境中运行存在很大的绝缘故障隐患。本文讨论开关柜如何阻止外界水汽的侵入及防止在开关柜内产生凝露，改善开关柜内运行环境，提高设备安全稳定运行水平。
关键词：开关柜；凝露；绝缘：运行环境
1 导言
在高湿度环境中，空气介质的绝缘性能大大下降，同时高压带电体在高湿度环境中非常容易发生局部放电；固体绝缘材料在高湿度环境下，其绝缘性能发生了很大变化，且在局部放电影响下，固体绝缘材料的老化容易加速，而固体绝缘材料的电老化和环境老化通常是不可逆的。因此，开关柜长期在高湿度、高污染环境中运行存在很大的绝缘故障隐患。
2 母线室凝露产生的形态及其危害：
2.1母线室触头盒之间的绝缘隔板上有成股的水珠流下，汇聚到两相触头盒之间的缝隙里，引起相间的放电。同时加速触头盒绝缘老化，降低触头盒的绝缘性能。
2.2母排的热缩套管上，有大滴的水珠形成，长时间运行，会不断在热缩套管表面形成干带，加速热缩套管的绝缘老化，降低热缩套管的绝缘性能。
3 断路器室凝露产生的形态及其危害。
3.1断路器的绝缘筒内放电严重，内部布满白色干带，绝缘老化，绝缘性能降低。（图1）
3.2长期处于高湿环境，断路器的真空灭弧室、上下导电支座、软连接等表面布满绿色铜锈，影响导电性。（图2）
3.3长期处于高湿环境，断路器的动、静触头表面布满了绿色铜锈，导电性降低，接触电阻增大，容易发生过热、放电。（图3）
3.4 电机的二次线表面布满霉斑
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4.电缆室凝露产生的形态及其危害
4.1母排热缩套管表面布满霉斑，加速热缩套管的绝缘老化，降低热缩套管的绝缘性能。
4.2绝缘件上的水珠成股聚下，加速绝缘件的绝缘老化，降低绝缘件的绝缘性能，严重降低其使用寿命和性能。
4.3电缆绝缘外皮上布满了霉斑，降低其使用寿命。
4.4CT表面布满了条状的白色干带，局部放电严重，释放出大量的臭氧气体。
4.5电缆室内各金属表面有锈蚀或布满白色锈斑。
4.6避雷器等元器件表面布满了黑色霉斑，加速元器件的绝缘老化。
5.母线室运行环境的治理
5.1在母线室顶部加装IP4X带过滤格栅的风机，使母线室内空气流通速度加快，不让水珠有在绝缘件表面凝结的机会；
5.2母线室内加装100W平板加热器，在加上风机的作用，使高温气体在母线室内流动；母线室内，加装温湿度传感器，根据设定的湿度，自动投切运行加热器及风机。
5.2开关柜顶部开有散热孔，但如果开关室内比较潮湿，湿气就会沿着这些散热孔进入开关柜内，形成凝露，所以有必要对这些散热孔进行封堵。
6.断路器室运行环境的治理
6.1在断路器内侧边，加装带风机加热器，可以将热空气吹向断路器室各个地方，有效的抑制凝露的产生。并加装温湿度控制器，对带风机加热器进行自动投切。
6.2开关柜后门上开有透气格栅，开关室内的水汽会通过这些透气格栅进入开关柜内，用铝板对这些格栅孔进行可靠封堵。
7.电缆室运行环境的治理
7.1在开关柜电缆室内加装电子式智能冷凝除湿机，并将令凝水通过汇集管排出电缆沟。电子式智能冷凝除湿机内部集成温湿度传感器，在设定的运行值内开始工作，其可保证电缆室内的干燥。冷凝除湿器宜安装在开关柜电缆室靠近后柜门两侧或电缆室两侧，与柜底保持20cm以上距离。除湿机严禁安装在高压设备上方，与40.5 kV开关柜内高压设备安全距离分别满足：≥330mm。二次电源满足开关柜功率要求。
7.2用新型高分子防潮封堵材料在电缆进柜处进行严密封堵，确保电缆沟内的潮气不能通过孔洞侵入柜体内。BBS组料封堵是很好的选择，使用BBS-P模板铺平，电缆贯穿孔隙使用防火胶或地毯胶带、铝箔胶带封严，将BBS组料A/B组充分摇匀（搅匀），再倒入干燥的搅拌桶内进行混合、搅拌（搅拌时间夏季1分钟，冬季3分钟）。将混合料均匀浇注到目标区域，可借助刮板使其分布均匀，胀发过程中严禁触碰。固化后完成后整体密封效果很好。尽管户外运行环境恶劣，经常有风霜雪雨，但开关柜内仍然很干燥，证明冷凝式除湿机加上可靠的封堵是很有效的去除凝露的方式。
8.母线桥运行环境的治理
8.1母线桥上布满了通风用的格栅，潮湿空气会通过这些通风格栅进入开关柜内部，并逐步扩散到开关柜的其他隔室及旁边开关柜，有了水汽的进入，就有了凝露形成的必要条件。尤其是对35kV的开关柜，原先这些格栅孔设计的目的是为了散热，但实际上35kV的主要问题不是散热问题，而是如何防止水汽的进入形成凝露。可以用铝板安装在格栅内侧，对母线桥这些格栅孔进行有效封堵。
8.2在母线桥内建立微正压运行环境，要使母线桥有效封堵，母线在运行中会产生少许热量，母线桥内的空气被加热膨胀，膨胀的热空气阻挡外部的湿气进入，这样母线桥能在足够干燥的环境下运行。
9.绝缘件改造
9.1原触头盒、穿墙套管等绝缘件由于长期运行在高湿环境，又加上不是屏蔽结构设计，长时间的放电已导致绝缘材料电老化，绝缘件表面存在放电后留下的白色单带，且绝缘性能的下降是一个不可逆的过程，在开关柜内环境治理后有必要对绝缘件进行更换。
9.2触头盒更换采用改进型CTH5A-40.5触头盒（触头盒现场改孔安装）。触头盒采用优质树脂、阻燃材料并带屏蔽设计，同时更换静触头。该屏蔽触头盒配合梅花触头能有效消除电场集中问题，使电场分布均匀，局放量小，延长触头盒使用寿命。
9.3更换母线室及桥架内的套管，采用改进型TGZ3A-40.5/II套管。套管采用双层屏蔽设计、具有改善电场分布，提高爬电距离、增强防污秽能力等特点。管内屏蔽网与母排用软质铜线用螺栓连接（连接点在套管中部），注意连接屏蔽线时不要与套管内壁搭接，屏蔽连接可靠，使内电场分布均匀，局部放电量小，避免由于电场不均匀造成局部放电。
9.4绝缘件技术要求：采用优质、V0级阻燃的原材料，提高产品抗老化能力；选择憎水性大的绝缘材料和大爬距绝缘件，可以提高抗污秽能力；单个绝缘件局放小于3PC。
10.结束语
在查阅大量的资料后，经过5次技术改进，最终形成以上措施，开关柜内运行环境得到有效治理。先后在多座变电站进行安装安装，效果明显。采用该措施后明显改善了开关柜内运行条件，提了高设备绝缘水平，经过一年多运行，未发因开关柜凝导致的设备故障，保证安全稳定供电，提高了供电可靠性，取得了良好的经济效益和社会效益。