劉富龍

（寧波天安（集團(tuán)）股份有限公司，浙江 寧波315700）

0 引言

應(yīng)用于110kV變電站中的10kV充氣柜時(shí)常發(fā)生SF6氣體泄露，造成氣壓下降，影響開關(guān)柜電氣絕緣性能，給開關(guān)柜運(yùn)行帶來安全隱患?，F(xiàn)針對(duì)此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)安裝中的一些問題進(jìn)行分析總結(jié)，供大家共同分析探討，并作改進(jìn)，以杜絕類似問題發(fā)生。

1 故障現(xiàn)象及分析

1.1 故障現(xiàn)象

10kV充氣柜運(yùn)行一段時(shí)間后，低氣壓報(bào)警啟動(dòng)，斷路器氣室壓力下降，經(jīng)SF6氣體檢漏儀檢測(cè)為穿墻套管部分漏氣，拆卸穿墻套管后發(fā)現(xiàn)密封槽部分碎裂，如圖1所示，開關(guān)柜底板密封部位完好，如圖2所示。

圖1 密封槽部分碎裂

圖2 開關(guān)柜底板密封部位完好

1.2 故障分析

如圖1所示，穿墻套管密封槽部分碎裂發(fā)生氣體泄露，與穿墻套管配合部分的密封面光滑無缺陷。開關(guān)柜一開始在安裝出廠后無漏氣現(xiàn)象，運(yùn)行一段時(shí)間，斷路器開關(guān)分合操作幾次后出現(xiàn)氣體泄漏?，F(xiàn)我們針對(duì)穿墻套管連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

1.2.1 穿墻套管上部連接結(jié)構(gòu)分析

穿墻套管上部與開關(guān)柜斷路器下出線銅母排直接連接，銅母排直接與斷路器靜觸座支架硬連接，由于此開關(guān)柜為大電流1 600 A，故采用2組穿墻套管，如圖3所示。拆除銅母排后，銅母排連接部位出現(xiàn)錯(cuò)位，如圖4所示。由此可見穿墻套管在銅母排連接后存在很大的連接應(yīng)力，當(dāng)開關(guān)柜斷路器分合閘時(shí)，此應(yīng)力直接作用于穿墻套管上，斷路器的分合操作力全部傳遞給穿墻套管，大大增加了穿墻套管的應(yīng)力變形，在一定的作用力下穿墻套管就發(fā)生了碎裂。

圖3 采用2組穿墻套管連接

圖4 銅母排連接部位錯(cuò)位

1.2.2 穿墻套管下部連接結(jié)構(gòu)分析

穿墻套管下部為出線，與電纜銅搭子導(dǎo)體部直接連接，如圖5所示。拆除連接螺栓后發(fā)生連接位置移動(dòng)，如圖6所示。此現(xiàn)象說明電纜銅搭子與穿墻套管存在很大的連接變形，并產(chǎn)生應(yīng)力，在電纜通電后產(chǎn)生的電動(dòng)力和連接應(yīng)力進(jìn)一步作用于穿墻套管，使得穿墻套管發(fā)生碎裂。

圖5 出線與電纜銅搭子導(dǎo)體部直接連接

圖6 連接位置移動(dòng)

1.2.3 穿墻套管密封面連接結(jié)構(gòu)分析

穿墻套管與開關(guān)柜通過O形密封圈與開關(guān)柜拋光面底板用螺栓壓緊固定，形成氣體密封，如圖7所示，拆除穿墻套管后如圖8所示。2個(gè)穿墻套管位置較遠(yuǎn)，在充氣后氣室底板容易產(chǎn)生變形，螺栓固定后同樣存在變形應(yīng)力，長(zhǎng)期運(yùn)行后穿墻套管存在碎裂的可能。

圖7 氣體密封

圖8 拆除穿墻套管后

2 故障處理方法

上述均為硬連接方式產(chǎn)生的應(yīng)力直接作用于穿墻套管，而穿墻套管為環(huán)氧樹脂材料，是所有連接件中最為薄弱的部分，其很可能會(huì)直接因所產(chǎn)生的應(yīng)力而發(fā)生碎裂，從而導(dǎo)致漏氣現(xiàn)象發(fā)生。針對(duì)上述存在的問題，現(xiàn)改進(jìn)如下：

（1）穿墻套管上部與斷路器開關(guān)靜支架連接采用軟連接方式，一方面可以去除銅母排硬連接產(chǎn)生的應(yīng)力，另外還可吸收斷路器操作時(shí)的分合閘彈跳作用力。

（2）穿墻套管下部與電纜銅搭子導(dǎo)體部分連接采用軟連接過渡，如圖9所示，可以去除硬連接產(chǎn)生的應(yīng)力，同時(shí)消除電纜通電后產(chǎn)生的電動(dòng)力，隔絕了對(duì)穿墻套管的應(yīng)力作用。

（3）穿墻套管與開關(guān)柜底板密封固定部位采用法蘭盤焊接固定安裝，如圖10所示，保證穿墻套管與開關(guān)柜底板接觸部分平整無變形。同時(shí)螺栓固定部分采用法蘭墊圈，如圖11所示，保證了螺栓緊固力均勻作用于穿墻套管，從而消除了穿墻套管密封固定時(shí)的不均勻固定應(yīng)力。

圖9 采用軟連接

圖10 采用法蘭盤焊接固定

3 結(jié)語

通過一起充氣柜漏氣故障，查找出其是由穿墻套管碎裂引起，從而進(jìn)一步分析并從根本上解決了問題，總結(jié)了充氣柜一次導(dǎo)體硬連接應(yīng)用于穿墻套管存在的結(jié)構(gòu)問題，為以后充氣柜類似結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了一些借鑒。

圖11 螺栓固定部分采用法蘭墊圈