高低压配电柜电气绝缘全工况技术的应用

　　摘要：本文对GC-10型6kV室内变配电柜以及低压380Vкпэсн型俄罗斯制造配电柜绝缘全工况改造中摸索的技术经验进行详细介绍，与大伙共同探讨。
　　关键词：配电设备，裸母线，酚醛树脂材质，DMC、SMC材质
　　
　　1、引言
　　GC-10型国内制造的室内变配电柜为早期的80年代设备，在设计上存在许多缺陷如：柜内母线均为整体通长设计，母线在柜间无绝缘隔离的防护、母线均为裸母线无绝缘层防护等，这就使配电柜在运行中存在许多绝缘薄弱的隐患。
　　俄罗斯кпэсн型低压380V配电柜为50年代俄罗斯产品，这种配电柜采用抽屉式结构，在设计上存在缺陷如下：母线室与单元开关间隔贯通，无绝缘隔离防护；母线室整体通长设计；裸母线设计；配电柜内采用的绝缘材料为已被禁止使用的酚醛树脂绝缘材料等。
　　2、改造前高、低压配电柜的绝缘状况及分析
　　2.1配电柜母线间隔和出线电缆间隔。母线间隔采用整体通长设计，无分段防护隔离。如果发生母线某点或间隔某点的绝缘故障时，由于缺乏必要的隔离防护，容易导致火烧联营的事故发生，严重者造成相临开关柜损坏的重大设备事故，使事故抢修时间成倍增长，本来停局部设备可以处理的问题，被扩展成停“双机”的重大设备事故。
　　母线采用裸母线安装、水平排列，只涂有相色漆，无外绝缘防护；母线排的间距较短；GC-10型配电柜的母线间隔下部与出线电缆间隔贯通，无密封隔离。老鼠窜入配电柜后，可以通过在装电缆在出线间隔及母线间隔之间上下窜越；又可以在通长设计的母线室内自由行走，将直接引发母线的相间短路和接地短路故障，导致火烧联营的事故。
　　2.2配电柜开关间隔。GC-10型6kV配电柜开关间隔与母线间隔和出线电缆间隔的绝缘隔板，被采用《反事故技术措施》中被禁用的环氧树脂材料，手车挑帘机构卡涩、执行不到位等故障较多，运行消缺时又存在较大的触电风险。
　　俄式кпэсн型380V配电柜开关间隔采用抽屉式结构，在隔离断口具备较强的电气优势，但与母线室贯通无绝缘隔离防护，安装的母线支撑架、定位件等绝缘结构件均为《反事故技术措施》中被禁用的酚醛树脂材料。该材质在运行中会受到各种因素的影响而发生一系列不可逆的化学物理变化，从而导致材质机械性能和电气性能的劣化。另外酚醛树脂绝缘材料有较大的吸水性，使绝缘水平和老化速率下降较快，这不利于设备的安全稳定运行。
　　以下我们通过改造前配电柜内绝缘状况和密封状况的图例看一看：
　　
　　图1：GC-10型6kV配电柜母线室图2：俄式кпэсн型380V配电柜开关间隔
　　3、高低压配电柜绝缘改造的实施
　　针对上述配电设备的隐患问题，依据国电公司下发的《高压开关反事故技术措施》中“改造工程中特别是发电厂必须选用加强绝缘型且母线室封闭的高压开关柜”的明确要求，我们经技术探讨制定符合设备现状的技术方案并实施，目前A厂已经改造完毕。改造后不仅提高厂用电设备的电气绝缘水平，而且为机组运行创造出很高的安全效益。
　　3.1改造中电气绝缘材料的选材。首先是配电柜内绝缘隔板、定位绝缘件、穿墙套管以及静触头结构件选用了具备憎水性好、憎水迁移性、绝缘强度高、耐老化等优点的SMC和DMC有机不饱和绝缘聚脂材料，经过形体设计后由厂家测绘并成型制作；
　　裸母线包覆选用了高质量的，在温升、导热系数、氧指数、耐老化性、耐温性能、电击穿强度、共频耐压方面符合电力行业标准要求的RS-MPG材质相色热缩绝缘材料（热缩绝缘管）；
　　母线接头的防护盒的制作：现场实际测绘接头的尺寸和形状，制成模具后将RS-MPG材质相色热缩绝缘管按模具形状热缩制成；设计制成的上述附件都经过电力科学院检测中心鉴定后使用。
　　3.2GC-10型6KV配电柜和кпэсн型380V配电柜绝缘改造的设计及实施。将配电柜内的裸母线作好记号后拆下，进行包覆RS-MPG材质相色热缩绝缘绝缘管，经均匀热缩回装；将母线的各部接头处制作加装RS-MPG材质的相色热缩绝缘防护盒，防护盒采取按扣形式。这种设计一方面提高母线的绝缘防护，另一方面主要考虑在母线维护作业时可以轻松的打开绝缘防护盒进行接头检查，为维护人员提供很大的方便。
　　按照母线室内母线的排列结构和要求将母线室分段加装SMC材质的绝缘防护隔板，母线经DMC材质的穿墙套管穿过绝缘防护隔板，实现了母线室分段密闭隔离防护；母线室和出线电缆间隔的隔离防护也同样如此。这种防护设计大大降低因高温高湿引发的绝缘低爬电，增强了母线绝缘、密封的防护能力，将母线绝缘故障容易导致火烧联营的前景进行了彻底改观，另外又切断了老鼠等小动物进入母线室的通道。
　　拆除GC-10型6KV开关间隔内原有的挑帘板机构以及在《反事故技术措施》中被禁用的环氧树脂绝缘隔板。根据间隔的防护特点将设计、加工成型的SMC材质绝缘隔板进行安装，在开关柜间隔母线静触头上加装DMC材质穿墙套管，将原挑帘板机构设计为DMC材质的触头盒结构。这样改造使开关间隔的闭锁、开启防护功能得到改善，又增强了开关间隔的各项绝缘防护性能。
　　拆除原俄罗斯380V低压开关间隔内酚醛树脂的母线定位结构件，设计安装成具有隔离、绝缘结构的DMC材质触头盒结构。这种结构应用在кпэсн型俄罗斯低压配电柜上增强了开关间隔内的各项绝缘防护性能（包括母线室与开关间隔的隔离绝缘防护），避免了因开关间隔故障扩大成母线室火烧联营的事故发生。
　　设计并制作出线层接头与在装电缆的全工况防护：将出线层裸引线包覆MPG材质的相色热缩绝缘管，接头加装MPG材质、按扣形式的防护盒防护。
　　
　　图3：母线室分段绝缘隔离防护改造图4：GC-10型6kV室内变配电柜开关间隔改造
　　
　　4、结论
　　GC-10型6kV室内变配电柜和кпэсн型俄罗斯低压380V配电柜绝缘改造后经过电气试验检查符合《电气设备预防性试验规程》标准条款要求，满足了国电公司《高压开关反事故技术措施》规定，大大增强配电柜电气绝缘防护性能。经过近两年的运行考验没有发生过任何绝缘故障，而且配电柜在绝缘改造后也没有给维护工作带来任何不便。
　　参考文献：
　　1、华北电力集团公司《高压开关反事故技术措施》
　　2、中国标准出版社出版《绝缘材料标准汇编》

《高低压配电柜电气绝缘全工况技术的应用》

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