10kV开关柜断路器间隔绝缘故障分析

1、10kV 开关柜断路器间隔绝缘故障分析摘要：带电检测技术能够有效实现设备运行状态下的监测，经过合理的信息分析及判断，确保开关柜在未来某一段时间内的经济、合理、安全、稳定运行。此外，相关于于周期性的定期停机检测及长期监测来说，带电检测技术能够越发节约资源及成本，见效快，在目前我国的电力生产运营环境中将发挥巨大作用。关键词：开关柜；断路器；电场仿真；绝缘故障引言介绍了一起 10kV 开关柜断路器间隔绝缘故障，经过现场检查、视频分析、故障后试验及故障分析，发现造成此次故障的主要原因为主变侧隔刀相静触头处的无线测温传感器不锈钢绑扎带断裂或松开后从触头盒空隙伸出，导致关于地（柜体）距离不足引起放电，使静

2、触头处烧蚀出凹坑，最终导致断路器发生故障并且造成主变跳闸。开关柜绝缘状态评估据不完全统计，开关柜故障中有 37.2%是由于开关柜绝缘问题导致的，可见开关柜绝缘故障是开关柜故障的主要原因。开关柜在运行进程中，工作人员误操 作、开关动作和雷击都会引发过大的电压。由于制造进程、安装进程、运行维持 方当导电回路接触部位氧化、接触松动、过载等都将导致触头接触不良、接触电阻 增大，造成载流故障的发生，出现触头温渡过高以及环境温度升高都会引发绝缘 最终造成开关柜故障。因此电应力、机械应力、热老化和化学老化的共通作用是 引发绝缘材料劣化，最终发展成为绝缘故障的根本原因。开关柜绝缘状态评估是 即时维修、更换，预

3、防发生绝缘故障的重要技术手段。开关柜绝缘状态评估主要 将局部放电、运行环境(囊括气温、气压、湿度等)作为检测关于象，局部放电是引 发绝缘问题的根本原因，因此本文着重关于开关柜局部放电检测方法进行阐述。绝 4 种：由于制作工艺引入绝缘介质内部的气隙、杂质等造成绝缘介质内部缺陷引发的内部放电； 由于暴露在空气中的金属表面毛刺引起的尖端电晕放电;绝缘介质表面污染物引起的沿面放电;由于结构设计缺陷、运输以及运行进程中结构缺陷造成的接触不良引起的悬浮电位放电。局部放电最直接和最鲜明的现象是导致电极间的电荷移动。 具体表现在:放电部位带电粒子的变化。当发生局部放电时，带电粒子会快速 地由带电体向非带电体迁

4、移(如开关柜柜体)，并且在非带电体上产生高频电流。 辐射高频电磁波信号。根据麦克斯韦电磁场理论，局部放电会产生变化的电场， 变化的电场激发磁场，这样交变的电场与磁场相互激发，并且向外传递便形成电磁 波。极短时间内的放电脉冲会产生较高频率的电磁波，并且向外辐射。鉴于上述两 个原理可知，局部放电的发生必然会伴随电流和电磁波的产生，实际上除此之外 局部放电还伴有超声波、气体生成物、光、热。依据局部放电时伴随产生的这些 物理现象，可以将检测手段分为电测量法和非电测量法。电力开关柜绝缘状态检 测与故障诊断依照检测状态分为离线检测和带电检测。离线检测具有背景干扰小 的优点，但由于需要停电检修，成本高，耗时

5、长，逐渐被带电检测取代。带电检 测又可以细分为定期检测和在线监测两种。定期检测依靠仪器在电力设备运行中 关于巡检时刻的运行状态进行检测，用于发现设备运行中潜在的故障问题。在线监 测一般是将监测设备的传感器长期置于被检测的设备内部或者外表面关于设备的运行状态进行实时监测。定期检测和在线监测都具有被测设备不停电、检测工况与运行工况完全一致的优点。在线监测凭借其实时监测和分析开关柜目前绝缘状态的能力，囊括识别故障早期征兆的预测能力，关于已经发生的扰动做出响应能力， 准确度更高，成为当下状态检测与故障诊断的发展趋势。开关柜绝缘故障分析开关柜内部的误动及拒动类故障引起这一故障的原因一方面主要是传动及操作

6、机构的机械故障引起的。另一方面，电气扶助回路系统故障或控制部分引起的绝缘故障导致局部放电，使得误动或拒动的发生。需要指出的是，带电检测技术并且不针关于于机械故障。由于断路器本体造成的开关柜开关与关合故障产生触头燃烧、融化，内部线路损坏而发生绝缘故障。各种内部原因引起的开关柜绝缘故障外绝缘关于地闪络击穿；雷电过电压闪络击穿；瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、 击穿、爆炸；提升杆闪络；瓷瓶断裂；CT 爆炸、击穿、闪络等。不可靠抗力灾祸、昆虫、动物等引起的线路短路等，最终引发绝缘故障。开关柜带电检测技术的一般应用暂态的电压检测技术通常情况下，当开关柜因内部问题发生局部性的放电时，在不连续的金属断开面下，

7、经过开关柜内部导体的带电粒子会部分迁移到开关柜上，在这样的情况下，开关柜表面就存在电流。特别是相关于于高压开关柜来说，高频开关电流行波会集聚在开关柜外表面，并且以电磁波的形式向外部空间进行传递。关于于开关柜金属外表面来说，局部放电使得金属外表面产生暂态的关于地电压，这些关于地电压可经过带电检测技术利用传感器进行接受，经过专用仪器、仪表进行读数分析。经过读数分析可判断电压信号幅度的大小、确定开关柜局部放电的信号具体位置及危险程度。超声波检测技术利用超声波同样可有效检测开关柜的局部放电。在发生开关柜局部放电后， 电荷会发生快速性的迁移，迁移带来电波的机械震荡。而机械震荡波可以转换为声波，这些声波在

8、经过开关柜间隙时，其强度往往与放电活动呈现同等趋势。即当开关柜的局部放电强度超过绝缘本身属性时，开关柜的绝缘被击穿，严重时会关于操作人员产生致命性的伤害。利用超声波检测技术，可关于放电频率为 10 1000kHz 的全部电信号进行检测，有效明确声波的特征信息。不过，在经过关于便携式的超声波检测设备进行检测时，只能经过检测分析超声波反馈的电信号值的正常性，这种检测也只是简单层面上的信号强度性测试。要想更好地了解放电中存在的缺陷性，可借助于局放调理电路将检测既得的超声波信号转化为可听性的信号，操作人员可以利用可听性声信号耳机经过音频设备间接性判断信号放电的具体类型及具体位置。在超声波技术检测中，还可以利用 GIS 技术进行开关柜的局部检测。这一技术相关于于前面的超声波检测方法无疑越发成熟，利用它可以有效进行开关柜局部放电检测，最终实现关于局部放电进行综合性检测。结语电力开关柜作为电力系统中非常重要的配电设备，其运行的可靠性关于整个电力系统有着重要意义。开关柜的多数故障都是绝缘性故障，绝缘故障