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开关柜局部放电原因分析(2)
点击次数:644 发布时间:2018-04-09

1.2 绝缘老化

开关柜运行时间越长,绝缘老化的几率就越大、程度就越深,因此开关柜运行后期是故障的高发期。开关柜绝缘材料在一定环境因素作用下,其性能会发生裂变,这种裂变是*性的。受到内外因素的综合影响,绝缘材料其性质逐步发生变化,绝缘性能降低甚至被击穿,这就是老化的过程。电树枝老化、水树老化、热老化和局部放电等是导致开关柜及附件绝缘性能降低的主要因素。开关柜在通电运行的情况下,通常会在下面的几个部位会发生放电:开关柜绝缘体的裂缝、老化区段、局部起皮部位。对于绝缘层,如若里面有气泡、空隙或者间隔层间存在裂痕时,柜体长期处于强电场中,绝缘层损伤会很大,这样导致绝缘性能减低,老化较为严重。绝缘材料中若有异物,在异物处由于绝缘材料介电常数和异物不一致,从而在异物出电场强度增加较大,发生损伤较为严重,在发生局部放电时,呈现树枝状,这就是所谓的电树枝。由于开关柜绝缘件的制造工艺不完善,以及柜体在长期运行中发生绝缘有机物分解,会在绝缘件内部产生气隙,而气隙的介电强度常比固体介质低,因此设备在运行时气隙内的场强总要比固体绝缘内的场强高得多,当外部条件达到某一临界值时,场强较高部位开始放电,即气隙放电。

 

而对于使用时间短,而老化较严重的开关柜,属于外界因素或柜体本身生产质量问题引起的绝缘加速老化。有下面几种原因可以导致绝缘加速老化的发生:

 

(1)环网运行时,线路运行方式及环网的开环点设置不合理,造成部分线段长期高负荷运行,由于开关柜在高负荷运行下不正常的发热及强电场等原因很容易加速绝缘老化;

 

(2)环境因素,开关柜按安装地点有室内和室外之分,室内开关柜运行环境普遍优于室外开关柜,室外开关柜经常处在风吹日晒雨淋的环境下,空气湿度及气温变化较大,会加速柜体绝缘老化。此外开关柜运行环境存在的强腐蚀性化学物质,如工业污水、工业粉尘等,这些都会加速绝缘老化;

 

(3)正常运行的开关柜由于外部施工要求的变动或者开关柜所处的外部环境变化,导致绝缘部件变形或受到约束,当绝缘部件的外护层因温度而发生体积变化时,会在约束或变形部位形成裂纹,使得空气中的水分进入绝缘体中,从而产生产生水树现象,加速了绝缘老化。

 

开关柜绝缘老化前期局部放电的范围很小,如若放任不管则会使绝缘件加剧老化,放电范围进一步扩大,直至绝缘击穿而发生短路故障停电。如下图所示,由于柜体绝缘材料老化而发生局部放电,放电前期未能被检测出来,进而出现绝缘被击穿造成柜体短路而停电。

 

柜体绝缘材料老化引起的局部放电

柜体绝缘材料老化引起的局部放电

 

对于此类原因,可以采用优化线路运行方式,合理设置开环点;控制环境因素,防止柜体运行环境有大的变动,做好柜体密封,在柜体内增加干燥器等。

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