暖风循环干燥系统在35kV开关柜上的应用
赵修民1 冯耀2
（淮南矿业集团电力公司潘三电厂，安徽淮南，232096）
摘 要：针对潘三电厂35KV启备变开关柜在雨季湿度较大大时，多次短路跳闸故障进行了分析和探讨，并为根本解决问题上进行了多次尝试，最终圆满解决问题。 关键词：开关柜；湿度；凝露；绝缘；循环干燥
Circulating warm air drying system in the application of 35kV
switch cabinet
ZHAO Xiumin FENG Yao
(Huainan Mining Group Company Pan three power plants, Huainan232096, Anhui Province) Abstract：Pansan power plants in the rainy season, because the 35KV switch indoor humidity increases, the circuit breaker tripped several times. In response to these incidents, analyzed and discussed, in order to solve the problem, conducted a number of attempts, finally resolved the problem.
Key words: switch cabinet; humidity; condensation; Insulation resistance; drying cycle
0 引言
潘三电厂位于淮河附近，属亚热带季风气候，气候湿润。降雨主要集中在夏季，有梅雨季节。雨季时降水丰沛，空气湿度大。
潘三电厂设计为单元机组，电气主接线采用发变-线路组，220KV出线不设母线，启备电源由临近变电站提供，电压等级35KV。启备变开关柜自2008年以来，年年发生短路跳闸事故，影响了电厂的安全稳定运行。
启备变开关柜型号为KYN61-40.5，交流铠装移开式，额定电压35kV，最高工作电压40.5kV，额定电流2500A，短时开断电流31.5KA，配臵VD4-40.5真空断路器，开关尺寸1200×2600×2400mm。结构图见下图。开关柜宽度尺寸低于一般设计的1600mm，柜内各元件排列十分紧凑。出线电缆挂接排三相之间、相与柜体间装有绝缘挡板。
1 历次事故和处理过程
启备变开关柜在每年雨季时，经常发现开关柜内有电晕放电现象，能够明显看到蓝紫色光晕，母线室内“咝咝”放电声音较大。
2008年7月27日22:20，差动保护A、C相比率差动保护动作，断路器跳闸。检查没有明显短路点，柜内绝缘板有细小水珠，电缆沟内无积水，测量绝缘电阻值1MΩ。更换绝缘触头盒，更换200W加热器，通风处理24小时后，绝缘电阻值升到4MΩ，送电成功。
2009年8月28日13:05，差动保护A、B、C相比率差动保护、过流I段保护动作，断路器跳闸，故障电流4833A。检查没有明显短路点，柜内绝缘板、电流互感器表面有细小水珠，绝缘挡板和出线电缆终端之间有明显烧痕，绝缘挡板和接地铜排之间也有明显烧痕。测量柜内整体绝缘电阻值为0.5MΩ，断路器断口绝缘升至10 MΩ。通风干燥处理，断路器断口绝缘升至100 MΩ，柜内绝缘电阻值升到4MΩ，送电成功。送电后2天，绝缘挡板和电缆终端间有放电蓝紫光。
安装空调，使用制冷作用后水珠变大；使用除湿功能，柜内依然有水珠，效果不明显。
2010年8月27日4:27，差动保护A、B、C相比率差动保护、过流I段保护动作，断路器跳闸，故障电流4920A，开关柜前后柜门被冲开。电流互感器表面有明显放电痕迹，柜内绝缘板和电缆终端间，绝缘挡板和接地铜排间有放电烧痕扩大，互感器上有细小水珠，测量柜内绝缘电阻值0.5MΩ，电吹风通热风干燥处理，断路器断口绝缘升至300 MΩ，柜内绝缘电阻值升到10MΩ，成功合闸。安装空气干燥机，48小时后检查，柜内各元件仍有细小水珠。随后增加热风机，组成暖风循环干燥系统，水珠消失。 2.原因分析
2.1绝缘挡板及电缆终端护套上存在大量水珠，挡板固定在开关柜上，其中一个外侧挡板靠近接地铜排。35KV电压由裸露的电缆铜接线端子沿绝缘挡板爬电，对接地铜排放电；沿电缆终端护套爬电，对固定绝缘挡板的金属横担放电。这几处均有明显放电灼伤痕迹。 2.2柜内电流互感器距离较近，当电流互感器表面存在大量水珠，空气湿度又较大时，电离击穿放电，造成相间短路。
2.3开关柜绝缘材料因长期处在潮湿环境中，绝缘性能下降，停电时测量绝缘不足1MΩ。
2.4柜内外温差、早晚温差空气凝露，水珠附着在绝缘挡板、电流互感器等元件表面。该开关室地面原为水池，且室外种植大量草坪，地面潮气大，柜内湿度较大，特别是夏季时经常在85%以上，此时能够
看到柜内有明显放电现象，母线室内放电声音明显较大。长期的潮湿环境导致绝缘挡板、触头盒受潮，绝缘下降。 3.改造方案
3.1 解决该开关柜经常跳闸的问题，必须采用可靠办法，除去柜内元件表面水珠，减小空气湿度，增加柜内空气流动性。
在历次事故跳闸后处理过程中，该开关柜总是绝缘电阻较低，基本上在1MΩ左右。将电缆、电流互感器、触头盒分开测量，电缆绝缘较好，基本能达到100MΩ以上，电流互感器5MΩ以上，触头盒基本在0.5MΩ左右。使用烘烤法处理，用碘钨灯或200W白炽灯加热，效果不大，10小时左右仅提高1MΩ。使用电吹风，风温在55℃左右时，1小时内绝缘升高5 MΩ。在处理断路器绝缘筒时也出现类似情况，碘钨灯或200W白炽灯加热绝缘上升的慢，使用电吹风，20分钟左右绝缘就从15 MΩ升高到200 MΩ，热风显然更能有效除湿，恢复绝缘。
受此启发，设计了暖风循环干燥系统。示意图如下：
在开关柜电缆出线室顶部加装排风扇，电缆出线室底部靠近触头盒加装通风管，干燥热风由通风管向上吹出，加上顶部排风扇形成如图所示热风流动路线，热风带走各个元件上的湿气，排到柜外。柜外安装热风机和空气干燥机，热风机用于强迫风循环，干燥机安装在电加热风机进口附近，用于室内空气除湿。电加热风机出口风温可调，具备自动运行功能。电缆出线室及母线室内加装温度湿度传感器，用于显示柜内温湿度和控制热风机运行。
热风循环干燥系统主要设备规范如下： （1） 热风机HBO-DR-1220-PF-801 5KW，1台。 （2） 空气干燥机ParKoo CF6.8K，1台。 （3） 排风机200FZY2-4S 220V，3台。