陈悦
国网杭州供电公司 浙江 杭州 31001
摘要：绝缘缺陷是比较常见的一种，主要是由于技术原因导致，而且对电网造成极大的威胁。因此，对开关柜内部绝缘缺陷的检测十分有必要，必须通过此种方式发现并改良存在的绝缘缺陷问题。
关键词：开关柜；内部绝缘缺陷；检测方法
引言
在电力系统中，开关柜内部电弧故障发生概率较大，雷电过电压入侵、操作过电压、绝缘损坏等都可能造成柜内电弧闪络。在雷雨等恶劣天气中，柜内避雷器失效时会出现绝缘失效引发故障；手车式断路器动静触头之间接触不良或咬合不紧，导致触头烧毁引发短路接地故障等。由于开关柜内空间十分有限，各种电气设备分布紧凑，绝缘距离相对有限，绝缘严重损坏后断路器的自动重合闸便失去效果；同时柜内空间较为封闭且柜体容易受潮，一旦出现电弧闪络极易引发爆炸，造成设备严重损坏甚至人身伤亡。
1开关柜的内部结构
1.1柜体结构
基本柜体的柜宽设定为400mm，以便实行固体绝缘主母线的统一与标准化，产品采用单元式结构，单元间采用固体绝缘主母线连接，便于现场更换。柜体正面设计有可直接观察隔离开关隔离断口的观察窗，柜体结构中独立封闭的隔室设计有泄压通道，便于发生燃弧故障时泄压与气体的排出，每个单元柜的底部设计有电缆的固定方式及特定的抱箍，固定牢固可靠，保证电缆安装后对出线套管不产生应力影响，出线套管采用接口为EN50181标准C类欧式插拔头，出线套管离柜底高度不小于600mm，电缆侧配备带电指示器。
1.2隔离开关要求
采用三工位隔离开关，有合闸位置、分闸位置、接地位置，且位置间切换操作时手柄旋转角度不超过360°，隔离开关与真空开关操作接口兼容，隔离断口绝缘空气净距不小于125mm。
1.3绝缘箱
根据新行业标准《12kV固体绝缘金属封闭开关设备和控制设备》(DL/T1586－2016)，主导电回路中的固体绝缘件表面必须涂覆导电或半导电接地层，绝缘箱采用独立三相分离式设计，主导电回路的接口与新型固体绝缘主母线接口一致，绝缘箱内腔装配应密封，开关单元装配完成后，绝缘箱内腔的防护等级应达到IP67，绝缘箱内腔的爬电比距不小于20mm/kV。
2开关柜内部绝缘存在的缺陷
2.1空气绝缘间隙小
空气绝缘间隙是一个固定属性，常见于各种设备中。我国对此有标准，但每过一段时间就会修改，所以几乎没有效力，这引发了一系列的问题。例如标准会有多个版本，但是并没有任何一个是被广泛认同并且具有效力的。一些标准甚至都不能作为参考，因为其内容是完全偏离事实的。此种情况已经存在很久，想去改变就一定要有足够的力度，还需要整个行业都付出努力。如果不将该问题解决，影响仍然会是深远的，还会波及到很多行业。其中受影响较大的就是制造业，尤其是生产设备的，这是比较受到关注的问题，因为它的危害很大。制造如果脱离标准来进行，成品的规格就很难保证，其质量也缺少一定之规去衡量。这不仅使买家会承担风险，损失很多时候是双方都要承受的，对社会的危害也是不容忽视的。因此，制定标准势在必行，要让其可以起到实际作用。现在政府在为此而努力，使标准逐渐被明确，如此可以提高电力系统的可靠性。
2.2配套零部件绝缘性差
因为没有统一的标准，所以一些配套零部件是存在缺陷的，并且主要体现在绝缘性上。这是很严重的问题，因为一旦受损，导致设备无法继续正常工作，进而造成一定区域内的电网瘫痪。造成这种缺陷的因素是多方面的，但主要还是要在设计时更加慎重。支柱绝缘子、电流互感器等都是其中重要的元件，是开关柜功能的保障。因此必须要保证零部件的质量，这样才可以考虑其他问题，否则就不能起到任何作用。参数不正确、设计不合理都是常见的问题，这是一种常态，需要大力去整治，这也可以作为一项重点来实施。
因为如果绝缘性较差，开关柜的污闪电压低，达不到额定的标准。
3开关柜内部绝缘缺陷检测方法
3.1局部检测法
是根据电缆局部电介质被场强击穿时局部会出现放电现象的原理研发出来的，可进一步细分为电气测试法和非电气测试法两大类。前者的准确度和灵敏度较高，缺点是易受干扰；后者屏蔽干扰的能力较强但准确度和灵敏度有所欠缺。国内外关于电力电缆局部检测常见的方法有超声波检测法、差分法、电磁耦合法等。
超声波检测法的检测是利用电力电缆接头出现绝缘故障时放电区域会产生次声波，利用超声传感器可检测到这一辐信号从而精确发现故障位置和引发故障原因的原理来实现的。超声波检测法渐渐成为很多领域的主流检测方法。数据和研究表明，电力电缆的理想声信号是20~300kHz。超声波检测法的优势体现在：不需断电，不影响电力电缆的正常运行；超声波本身具有较强的方向性和较快的传播速度，使检测工作化繁为简，高效完成检测工作；超声波检测成本低廉，操作简单，不易受到干扰从而降低误差。
3.2超高频检测法
针对油纸绝缘内部的局部放电问题，由于局部放电会生成高频电磁波，电磁波在开关柜内部金属元件中穿透力会逐渐衰减，一般可从变压器设备间缝隙处传递出来的电磁波判断局部放电位置，但超高频对局部放电区域的穿透力更强，可检测到信号在绝缘区域的不同穿透程度，并获得超高频检测图谱，据此可以判断出放电形式，并判断绝缘体部分的功能是否正常。
3.3高频电流法
这是传统脉冲电流法的进化版，属于带电却非电接触式检测法，同传统脉冲电流法的原理一样，局部放电时，会利用高频罗氏线圈的测量阻抗作用，以及从耦合回路中获取的脉冲电流信号，能够在不影响设备运行的情况下得到准确的局部放电检测结果，该检测法的最大优势是等效阻抗小，对电力系统运行无不良影响。
4开关柜内部绝缘缺陷改进措施
4.1改善高压变量的运行环境
为了应对由操作环境引起的故障，电力部门必须在操作期间积极改善高压开关柜的环境质量。下雨天，准备排水;当温度高时，通风并消散高压变量。点火柜已正确切断热量;还应注意，空调和加湿器安装在高压柜中，并且在设置温度和湿度时，必须确保高压开关所在环境的温度和湿度;必须定期清洁变量，并且抛光旋转完全展开，以确保高压开关柜的安全可靠运行。目前，丽水国家电网公司的最先进的开关设备室均配备了空调，以使现有高压开关设备的环境温度和湿度保持在标准范围内。
4.2绝缘性能在线监测
考虑到由于不良的接触和隔离问题而导致故障的可能性很高，应使用适当的控制技术。如果发生绝缘的事故，则在行开始期间会发生泄漏现象，因此可以监控泄漏以获取损坏信息。在中国，最常用的监测方法是介质损耗角正切在线监测和交流泄漏电流在线监测。
结语
总而言之，由于环境和内部组件而导致的高压开关柜的使用可能导致故障，从而影响电网的运行。但是，如果我们严格遵守设计、制造、批准、操作和维护的标准，并采取措施改善操作条件和其他方法，则必须采取措施减少高压开关柜故障的可能性，从而确保安全稳定的运行，为国民经济的持续快速发展提供了能源安全。
参考文献
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