10kV配電網開關柜運行故障分析及對策

馬檜明（廣東電網有限責任公司江門臺山供電局，廣東 臺山 529200）

10kV配電網開關柜運行故障分析及對策

馬檜明
（廣東電網有限責任公司江門臺山供電局，廣東 臺山 529200）

摘 要：開關柜是10kV配網系統中非常關鍵的設備，它關系到配網的運行水平、安全程度以及供電服務質量等等，然而，開關柜在實際運行過程中很容易出現故障問題，只有明確這些故障產生的原因，并采取科學的解決對策，才能有效排除故障，維護配網系統的安全運轉。本文分析了10kV配電網開關柜運行主要故障，以及對應的科學解決對策。

關鍵詞：10kV配電網開關柜；故障分析；解決對策

開關柜故障問題是影響配網安全運行的主要故障問題之一，引發其故障問題的因素很多，其中最主要的是其柜內觸頭松動，接觸不牢固等問題，其他的外界條件﹑氣候特征﹑環境特點等都可能引發開關柜的故障問題，必須及時有效地處理這些問題，才能維護開關柜的安全運轉，提升其運轉水平，從而維護配網的安全運轉。

1 絕緣故障

當開關柜中的絕緣件出現損壞，其絕緣水平也會下降，無法承受過高的外在電壓，從而導致放電以及絕緣擊穿故障。

首先，開關柜中的設備例如：導體和絕緣件的放電。二者的具體布局圖如圖1所示。

E1，E2代表絕緣件和氣隙的電場強度，有如下公式：

如果d1＞d2，特別是當d2小到一定程度時，則電場強度E2要遠遠大于E1，從而造成二者之間的放電現象。或者當二者間連接不牢，接觸不良時，開關經過長時間的被操控，則可能出現松弛現象，加劇了不牢固問題，特別是遇到劇烈振動時，會造成間斷性放電現象，如果不能被及時發現與處理，再加上故障出現在密封的開關柜內部，長時間下去會引發嚴重的故障問題，例如：絕緣板由于受到沖擊發生破損。同時，實際施工操作過程中，如果出現操作失誤﹑誤差較大時，可能造成銅排兩端距離TA內層過近，也就是二者沒有形成有效間隔，如果遇到水體侵蝕或高強振動時，則會引發間隙放電現象，如果得不到及時處理，放電會越來越嚴重，造成TA內部絕緣層破損，絕緣度喪失等等，進一步加劇故障的嚴重性。

通常情況下，TA內層會配置屏蔽線，然而，因為實際裝配過程中銅排出現多層次﹑多回路纏繞現象，從而造成屏蔽線中出現較大的環流問題，使得線路被損壞﹑燒毀等等，進而引發放電現象。

1.1 開關柜發熱

具體表現為：開關柜以及電線回路溫度超出常規水平。

（1）發熱原理。當電線回路的熱量無法及時散出時，開關柜的溫度就會持續升高，如果高出額定溫度，開關柜以及部分鏈接地區就會出現過熱，過熱到一定程度會引發事故災難。具體包括：接頭發熱﹑導體發熱等等。

圖1

其中導體發熱，同其自身的截面大小﹑電阻率等密切相關，如果截面較小，會導致電阻率上升，從而導致發熱問題。當經過導體的負荷電流急劇升高時，導體會急劇發熱。同時，如果導體如果長時間運轉，無法及時通風散熱，會造成熱量集聚，從而導致更嚴重的發熱問題。

圖2

（2）接頭過熱。造成導電回路發熱的原因為接頭接觸不良。具體的接觸部位為：開關刀閘引線鏈接處，閘刀主刀口接觸等部位。一些電力設備達不到合格質量標準，例如：劣質的閘刀﹑不合理的接線板鏈接設計，或者個別接觸地區遭受化學物質破壞﹑腐蝕等等，使得局部地區發熱過度，引發熱故障。

（3）渦流發熱。隨著開關柜的運轉，通過其電流也會逐漸上升，從而引發較為常見的渦流發熱現象。實際的導電排安裝牢固情況如圖2所示。

穿墻隔板中會通過一些負荷電流，對應出現變磁場與感應電壓，鋼板的導電性較強，從而出現大規模環流，從而出現發熱現象。如果負荷電流過高，就會出現渦流發熱問題。

渦流最常出現在一些特殊部位，例如：開關柜主母線間隔板﹑主變進線隔板等等，一些生產開關的制造商，由于缺少信譽度，未能對這些關鍵部位進行處理，未實施渦流預防控制，這樣就更加劇了渦流問題出現的頻率，特別是當系統電流急劇上升，達到幾千安時，渦流發熱會席卷而來，會造成開關柜溫度急劇上升，甚至出現停運等問題。

（4）閘刀發熱。因為閘刀引線柱頭接觸面有限，再加上不合格的鏈接設計，都可能導致發熱問題，特別是當主刀口接觸不良時，會造成更加惡劣的發熱現象，這種發熱程度可以通過紅外帶電測儀加以檢測。

1.2 開關柜中元件故障

構成開關柜的元器件具體包括：TA，斷路器﹑導電排﹑絕緣件﹑避雷器等等，某一元件出現問題，會導致開關柜故障。

第一，MOA不合格，接連運行電壓無法達到反措標準。第二，導線中的銅體純度低，線路電阻升高，再加上線路截面設計不合格等，都可能引發故障問題。第三，互感器設計不達標﹑功能得不到有效發揮，爬電距離有限，從而引發開關柜的各種問題。

2 10kV配網開關柜運行故障的有效對策

2.1 正確選型器件，加強質量把關

一些廠家生產開關柜需要引進外部器件，這些器件﹑材料等的質量合格與否以及同自身所生產的元件的匹配度會極大地影響開關柜的質量。生產企業應該加強外協件的慎重選型與質量監督，優選資質合格﹑信譽度高﹑擁有健全質量認證體系的制造商，為開關柜生產質量打好基礎。同時，也要加強開關柜生產的質量監管，例如：確保生產環境的整潔﹑安全，維持合格的生產場地濕度﹑溫度，排除一切不良干擾。其中要重點保證絕緣設備質量，例如：其表層的光潔程度﹑是否具有一定的抗壓能力等。

2.2 在線監測10kV高壓開關柜溫度

要積極發揮在線監測技術對高溫的監測作用，因為這其中融入了信息技術﹑智能技術，自動化技術等，能夠實現對開關柜中各個部位﹑各個部件的溫度自動化監測，例如：開關觸頭﹑導線﹑母排等，通過在線信息系統，能達到對10kV配網開關柜的工作狀態的實時監控，當出現溫度異常時，也能迅速做出反應，從而預防事故問題嚴重化。

2.3 及時發展并更新開關柜技術

電力技術在持續發展，對應的各項技術﹑器件和設備等也要隨之發展﹑更新，對于10kV配網開關柜來說，應該及時發展并科學運用自動化技術，形成自動化控制，引進最新的﹑高質量的低電阻材料。供電部門也要加大財政投入力度，及時淘汰落后的開關柜，引進最新型﹑先進的電氣元件和設備，以此來維護配網的正常運轉，從而為電力系統打造一個穩定﹑良好的運行環境。

2.4 重點完善10kV開關柜運轉巡查

必須加大對開關柜運轉的巡檢力度，特別是當變電站處于自由狀態時，只有及時進行巡檢才能控制故障出現。重視開關柜異常聲音﹑溫度等的關注和監督，遇到問題必須及時加以處理，防止其進一步演變成絕緣故障。例如：重點圍繞導線回路，實施紅外線帶電檢測，維持其溫度處于正常水平，也要重視檢測主變大電流回路各個接頭，當發生過熱現象時，首先應該轉移負荷，從而預防熱量持續，也要時刻關注外界溫度﹑氣候條件等等，對于濕熱地區，有必要配置干燥設備與通風設備，這樣才能預防由于濕度過高所導致的絕緣閃絡問題，促進熱量的及時排除，為開關柜創造一個干燥﹑穩定﹑安全的運轉工作環境。

2.5 確保安裝﹑調試水平

從上面的分析可以看出，開關柜絕緣間隙水平會在很大程度上影響絕緣水平，進而影響放電，具體的解決對策為：積極優化提升各個電力設備傳動系統的設計水平，工藝水平，從而優化改善接觸問題，確保絕緣間隙達到合格標準。

結語

開關柜故障問題是影響配網安全運行的主要故障問題之一，引發其故障問題的因素很多，其中最主要的是其柜內觸頭松動，接觸不牢固等問題，其他的外界條件﹑氣候特征﹑環境特點等都可能引發開關柜的故障問題，必須及時有效地處理這些問題，才能維護開關柜的安全運轉，提升其運轉水平，從而維護配網的安全運轉。

參考文獻

[1]王永軍.10kV配電開關柜常見溫升故障及預防處理措施分析[J].電源技術應用，2013（06）.

[2]付曉宇.高壓開關柜實際溫升超標的原因與解決[J].電子制作，2013（20）.

[3]陳康.高壓開關柜的實際溫升及發熱解決措施[J].機電信息，2010（30）.

中圖分類號：TM63

文獻標識碼：A