肖振彪1
（五凌电力有限公司新疆分公司，新疆 乌鲁木齐 830026）
摘要：本文分析了五凌布尔津风电场一次35kV配电柜穿墙套管放电异音的处理过程及异音产生的原因，可为类似设备的运行管理提供相关经验。
关键词：布尔津风电场；35kV；配电柜；穿墙套管；放电；异音；分析；处理
Title: Process and analysis of abnormal sound in 35kV distribution cubicles of Wuling Buerjin wind farm表面电晕处理机
Abstract：This article introduces the process of abnormal sound in 35kV distribution cubicles of Wuling Buerjin wind farm and analyses the reason of abnormal sound.
Key words： Buerjin wind farm；35kV；distribution cubicle；wall bushing；cavity discharge；abnormal sound；analysis；process
1工程概况
五凌布尔津风电场一期（电梯线束49.5MW）工程（以下简称布尔津风电场）位于新疆维吾尔自治区阿勒泰地区布尔津县额尔齐斯河谷风区规划范围的城西风电场内，距离布尔津县东南约5km，国道G217附近。距离乌鲁木齐市约620km。
布尔津风电场共有33台华锐SL1500/82机组，单机容量1.5MW，轮毂高70m程控步进衰减器系统。每台风力发电机组均配置一台1600kVA箱式变压器，经箱变升压后送至35kV集电线路，再由3回35kV集电线路汇集至110kV升压站，110kV出线1回接入布尔津110kV 变电站，线路长约5km。该风电场设计年发电量为1.1385亿kWh，等效利用小时为2300h，容量系数为0.2625。
2事件发现与处理经过
2013年8月27日，五凌布尔津风电场早班运行人员巡视设备时，听到35kV配电柜内有持续放电异响声，初步判断部位是主变低压侧配电柜（3501）附近，立即将情况汇报值长和场长，并汇报调度申请停电，通知专业人员进行处理。屏柜布置见图1。
上午，风电场专业人员会同施工单位专业人员进行现场检查，确定异响部位在351Y（35kV
电压互感器）柜。向阿勒泰地调申请停电检修。
设备转检修后，专业人员对351Y柜及左右两侧的屏柜进行检查，未发现放电痕迹。怀疑是由于污闪引起的放电，于是组织对35kV母线进行了清扫。至中午13:00左右检查处理完毕。
下午向调度申请送电，送电后35kV异响依旧。再次停电对351Y进行彻底检查，未发现任何放电烧蚀迹象。查阅资料，显示可能是均压线或半导体均压层问题。对六个穿墙套管均压线进行了电阻测量，全部正常。因无进一步检测手段，只能送电后再次检查。
晚上21:20，再次向调度申请送电，送电后放电异响仍未消除。
此时，35kV室在关灯后已经漆黑一片，在351生姜切片机柜柜顶透过缝隙向母线和穿墙套管观察，发现有放电绿光，仔细确认，确定放电位置在3501与351Y穿墙套管，背部靠下的那个（C相），可见明显放电电晕。见图4。
8月28日，风电场专业人员会同水电十局专业人员对35kV母线产生异音的穿墙套管进行了检查处理，结果如下：
将母线与穿墙套管内部的均压线解开检查，靠穿墙套管均压层的螺杆有轻微电灼伤的痕迹。用万用表测量套管内两个均压层引出螺孔之间的电阻为无穷大（测量A、B相同部位的电阻为0.1欧），可以判断，原来使用的那个引出螺孔与套管内半导体均压层连接断开。因现场无穿墙套管备品更换，于是将均压线连接至另外一个均压层引出螺孔。见图2。重新申请送电后恢复正常。
3穿墙套管的作用与结构原理
该穿墙套管型号为CWB-35，额定电流2000A。适用于额定电压35kV及以下电站、变电所、配电装置和高压电器中，作为导电部分穿过墙壁或其他接地物的绝缘和支持用。
穿墙套管主要由中间法兰、陶瓷绝缘体、内层半导体釉质均压层、均压层引出螺孔等组成。
该型穿墙套管固体介质处于极不均匀电场中，且电场强度垂直于介质表面的分量要比平行于表面的分量大得多，是一种典型的电场具有强垂直介质表面分量的绝缘结构。套管在中间法兰边缘处电场十分集中，很容易从此处开始电晕及滑闪放电，同时导电杆表面场强高，容易发生局部放电。 为了提高该型套管导杆表面发生电晕和法兰周围发生电晕、滑闪放电的起始电压，在结构上采取了均压措施。将靠近法兰部位的瓷壁及两边的伞（棱）适当加大、加厚，在瓷件焙烧前于瓷套内和法兰附近以及靠近法兰的第一个伞（棱）上均匀涂上一层半导体釉，经焙烧后使半导体釉牢固地结合在瓷壁上，并通过引出螺孔、螺栓和均压线使导体与瓷壁短路，这样就大大改善了电场分布，防止了套管内腔发生放电，提高了滑闪放电电压。
4放电原因分析
如前所述，CWB-35型套管在运行中，其导电铜排至法兰之间的电场有强垂直分量，是一典型的极不均匀电场。当导电铜排与内壁接触不紧密（约有1cm的空气间隙），可视为一组合绝缘体（由空气和瓷件两种介质组成）。为了计算方便，任选套管一小段，假设空气层和瓷经验太多面积相等，平均厚度为d1、d2，设定两种介质内为一均匀电场（实际套管内为一极不均匀电场），见图抛光磨头3.空气介质和瓷介质的相对介电常数分别为ε1、ε2，所承受的电场强度分别为E1船用靠球、E2。
由于均匀电场中，介质中各点电场强度的方向相同，大小相等，可得ε1E1=ε2E2，即交流电压下，双层电介质中场强之比为E1/E2=ε2/ε1，考虑到E1=U1/d1，E2=U2/d2，U1+U2=
U，可得：
E1=ε2U/（ε1d2+ε2d1）
E2=ε1U/（ε1d2+ε2d1）
由于d1=1cm，d2=3cm，ε1=1，ε2=6，U=20.2kV（35kV系统），代入上式得：E1=13.5kV/cm，E2=2.2kV/cm。对于极不均匀电场，其工频电压下空气的平均击穿场强为3.8kV/cm，而实际计算出来的场强为13.5kV/cm，远大于空气击穿场强，故空气介质中出现击穿放电现象。
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