10kV中置式開關柜常見故障及解決對策探討

宣青松

摘要：基于10kV中置式開關柜對于建設智能電網的重要性，文章首先分析了10kV中置式開關柜的結構及其在電網中的應用，再結合實踐對10kV中置式開關柜的常見故障展開分析，分析了絕緣故障、開關柜錯誤動作、開關柜過熱引發故障這三類常見故障產生的原因，并有針對性地從技術、管理、運維三個層面探討了解決對策。

關鍵詞：10kV中置式開關柜；絕緣擊穿；運維措施；智能電網；開關柜錯誤動作 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM591 文章編號：1009-2374（2016）33-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.029

近年來，我國提出建設堅強智能電網的戰略規劃，將投入大量的人力與物力用于配電網的建設，受到電網長期以來“重高壓輕低壓”思想的影響，10kV配電網一直是我國電網的薄弱環節，配電網設備老化相對嚴重，故障率一直居高不下。下文將以10kV中置式開關柜為切入點，分析其常見的故障和解決措施。

1 10kV中置式開關柜及其在電網中的應用

開關柜是我國電網中的基本設備，10kV中置式開關柜又稱鎧裝移開式交流金屬封閉開關設備，與傳統開關柜相比，其具有模塊化結構，在安裝、檢修等工作中具有一定優勢。常見的中置式開關柜具有高低結構和等高結構兩種，如圖1所示：

中置式開關柜的高低結構前側和后側不一致，一般前側高度為2.3m，后側高度為2m，其母線為品字形布置，同時儀表室獨立于其他裝置；中置式開關柜的等高結構則前側與后側高度一致，其母線呈垂直的一字型布置，儀表室和柜體是一體的。同時，中置柜的接地開關也有前置與后置之分，考慮到操作空間與運行維護方面，目前中置柜基本上采取接地開關中置的等高結構。

10kV中置式開關柜長期運行在大電流、高電壓、溫度異常等惡劣環境下，中置柜是配電網系統中故障率較高的電氣設備，常常存在絕緣失效、發熱異常等問題，嚴重情況下會引起故障，因此有必要對10kV中置式開關柜的常見故障進行詳細分析，以有針對性地提出應對策略。

2 10kV中置式開關柜常見故障

10kV中置式開關柜屬配電裝置的一種，其設計結構中既沒有電氣閉鎖結構，又沒有機械閉鎖結構，設計中也沒有充分的隔離帶電部件，因此柜體內散熱情況不佳，零部件容易磨損。目前10kV中置式開關柜的常見故障就集中于絕緣故障、開關失效、發熱故障、觸點接觸不良等問題。

2.1 絕緣故障

10kV中置式開關柜運行環境惡劣，在高溫高濕的情況下，容易出現絕緣閃絡、對地擊穿、套管閃絡等問題，直接影響開關柜的絕緣水平，嚴重者會導致開關柜漏電、CT爆炸、瓷瓶斷裂等問題，直接影響電網的安全穩定運行水平。

此外，10kV中置式開關柜屬于配電裝置，生產廠家的產品質量水平良莠不齊，有些制造工藝不佳的產品在運行時，產品的穩定性和抗干擾性較差，接點容量偏低，加上現場惡劣環境的影響，空氣間隙不夠，導致產品絕緣損壞引發故障，在巨大的故障電流沖擊下，開關柜內的瓷瓶發生斷裂，導致事故擴大。

2.2 開關柜錯誤動作

10kV中置式開關柜能夠在系統故障時斷開連接，切斷短路電流，保障電網人員和設備的安全，因此，10kV中置式開關柜的正確動作率是衡量其性能的重要指標。但目前，10kV中置式開關柜運行中出現誤動和拒動故障的概率還比較高。

綜合分析，導致10kV中置式開關柜故障率較高的原因主要有以下兩方面：一是10kV中置式開關柜結構中既沒有電氣閉鎖結構又沒有機械閉鎖結構，一旦輔助回路或電氣控制回路故障，例如輔助開關之間切換失效，就可能導致誤動作；二是10kV中置式開關柜由于安裝于低壓配電系統，可能經常需要拉合故障電流，動作次數多后，開關的傳動系統與操作機構之間可能出現機械故障，如銹蝕、卡澀、端子松動等，就會導致開關柜部件局部位移，出現脫口失效，引發10kV中置式開關柜的故障。

2.3 開關柜過熱引發故障

10kV中置式開關柜在正常運行過程中，由于10kV中置式開關柜接入的主母線運行負荷電流較大、發熱功率高，同時多次拉合負荷電流等原因，一般都伴隨輕度發熱的情況，輕度發熱可以繼續觀察，但是如果10kV中置式開關柜出現短時過熱，則極有可能引發10kV中置式開關柜故障。

目前，10kV中置式開關柜內部一般設置有相應的泄壓、防過熱、防爆設備，同時面板上也會有散熱孔、觀察孔、緊急解鎖孔等，如果相應的降溫措施失效，如防過熱設備故障，或接頭接觸不良，則可能導致導體回路不能有效散熱，引發10kV中置式開關柜短時過熱，如果超出10kV中置式開關柜的承受范圍，就有可能引發故障。

3 10kV中置式開關柜常見故障的應對策略

根據上文分析可知，目前10kV中置式開關柜常見故障發生的主要原因：一是由于其運行環境惡劣；二是與其設備性能和制造工藝有關；三是與設備的運行和維護情況相關，因此可以從技術措施、管理措施、運維措施三個方面出發，改善10kV中置式開關柜的運行環境，降低故障率。

3.1 技術措施：提升設備性能

首先，嚴格把控10kV中置式開關柜設備質量，做好設備選型，在設備的交接和驗收時，嚴格按照相關的國家標準、行業標準和設備驗收標準進行設備選型，質量差、性能不佳、不符合標準的10kV中置式開關柜堅決不能入網。

其次，做好10kV中置式開關柜的檢修工作。由于運行環境惡劣，10kV中置式開關柜出現機械故障和電氣故障的概率也較大，如果在檢修中能及時發現異常情況，如部件銹蝕、絕緣閃絡、設備異常發熱等情況，可以及時排除并修復，避免故障的發生。

3.2 管理措施：建立健全管理制度

為了提升10kV中置式開關柜的安全運行水平，有必要建立健全管理制度，降低由于誤操作造成的開關柜故障概率。對10kV中置式開關柜的采購、檢驗、運維、故障檢修等環節進行優化，確保各項管理制度都能落到實處，取得實效。

此外，建立專項的管理制度，定期對10kV中置式開關柜的設備運行人員進行培訓，提升他們對10kV中置式開關柜相關技術的了解，提高對10kV中置式開關柜故障的處理和分析水平，在變電站巡視和值守的過程中，要對10kV中置式開關柜的運行情況有充分的了解。

3.3 運維措施：改善開關柜運行環境

根據上文分析，目前10kV中置式開關柜運行過程中的各類故障都是由于開關柜運行環境惡劣引起的，尤其是導體銹蝕、螺絲松動、絕緣破壞等，與開關柜運行環境中惡劣天氣、負荷電流發熱、高溫高濕等環境密切相關，因此，日常工作中應當做好運行和維護措施，改善開關柜的運行環境。

基于此，應該在實際的運行和維護工作中，定期進行開關柜清掃和除塵，在夏季等降雨高峰期，做好排水工作，避免因積水而引起開關柜潮濕，導致絕緣破壞和閃絡；在用電高峰期，負荷電流發熱嚴重時，做好10kV中置式開關柜的柜內散熱，避免因高熱引起的絕緣擊穿和短路故障；有條件的地區還可以引進先進技術用于設備巡檢，例如紅外測溫、超聲波測溫等能夠對較小放電間隙進行檢測的技術，如果能夠得到有效應用，將極大地提升10kV中置式開關柜的設備巡檢效率；在對應的開關室內加裝除濕設備或空調設備，保持開關柜內的環境干燥，提升10kV中置式開關柜的運行壽命，降低因環境因素導致的10kV中置式開關柜故障。

4 結語

10kV配電網直接接入用戶環節，其安全穩定運行水平與用電質量有直接關系，目前電網中分布有眾多的10kV中置式開關柜，運行環境各異，設備性能也各不相同，這些10kV中置式開關柜的運行情況與電網安全密切相關，因此做好對10kV中置式開關柜的常見故障分析和總結，提出相應的解決對策，對配電網總體的設備安全穩定運行水平提升有重要意義。

參考文獻

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（責任編輯：蔣建華）