關于10kV開關柜運行中的故障及處理措施分析

苗璐

摘 要：10kV開關柜作為電力系統中常見的一類設備，其具有體積小、維護簡單易操作等優點，但因各種因素10kV開關柜在運行過程中依然存在很多安全隱患，從而威脅電力系統的安全和穩定運行，因此要想確保10kV開關柜運行安全穩定，勢必要重視10kV開關柜的設計、安裝、檢修和維護。下文著重針對10kV開關柜運行中的故障及處理措施進行分析。

關鍵詞：10kV開關柜 絕緣 電氣元件 安裝調試 處理措施

1、10kV開關柜運行過程中的故障分析

1.1 絕緣故障

10kV開關柜出現絕緣故障，絕緣故障又可以分為：導電部位與絕緣件之間發生放電。若絕緣板跟導電體之間的固定不夠牢固，開關在經過多次操作后難免會松動，在操作振動沖擊之后，會出現間歇性放電，但是這種放電不容易被操作人員發現，當進行超聲波檢查或局放檢測時才能被發現，有時在10kV開關柜內，因為整個開關柜為密封狀態，無法準確地找到故障所在的位置，等到放電嚴重時，引起絕緣板損壞貫通性擊穿，便會引起嚴重故障。

1.2 主母線跟絕緣套之間出現放電

主母線跟開關柜內的間隔穿墻絕緣套之間出現放電，引發放電的原因也主要是因為導電銅母排與絕緣套的間隙過小，引起放電。隨著開關柜的體積不斷縮小，對地絕緣尺寸也不斷減小，當柜內的有機絕緣件表面積累的灰塵較多，遇到潮濕天氣時，柜內的濕度常常較高，從而導致絕緣表面結露發生放電和擊穿等事故，從而引起運行故障。

1.3 誤動、拒動誤差

10kV開關柜常見故障還有誤動和拒動誤差，該類故障形成的主要原因為：第一，由于輔助回路跟電氣控制回路存在問題，主要表現為輔助開關無法正常切換，轉換開關失效或者機構卡澀導致分合閘線圈被燒毀，引起端子松動，操作電源、合閘接觸器、接線失誤、微動開關故障、二次接線接觸老化等，均會影響整個電力系統的安全運行。第二，可能是因為傳動系統跟操作機構出現機械故障而引起誤動、拒動誤差，最常見的表現為分合閘的鐵芯松動或者卡澀軸銷松動、脫扣失效、個別部件發生位移變形等。

1.4 開關柜發熱

在正常情況下，10kV的開關柜在運行過程中均伴有輕度的發熱，但是一旦10kV開關柜發生過熱或者導電回路同時伴有發熱情況時，則提示發生故障。導體散熱的途徑有兩類，分別為導電回路散熱和導電回路發熱，若導電回路的發熱超過散熱時，便會導致開關柜溫度升高，當上升的溫度超過本來設定的溫度時，開關柜便會出現局部過熱的現象，在局部發熱的作用下，產生的瞬間能量會引起嚴重故障。

1.5 開關柜電氣元件故障

在10kV開關柜運行過程中，所涉及的電壓互感器、帶電顯示器、避雷針等相關電氣元件若運行時間過長，也會發生各類故障。其中電壓互感器發生故障的主要原因為安裝調試不合理、二次側出現短路、互感器質量有問題等，帶電顯示器發生故障可能是因為自身質量存在問題，再加上運行的環境較差，常常發生故障。

2、10kV開關柜運行過程中常見故障的處理對策

2.1 做好10kV開關柜的安裝調試和試驗

由于10kV開關柜的安裝調試是否合理在很大程度上影響著其是否安全、可靠運行，假如在安裝調試過程中發生了絕緣間隙不符合放電要求、傳動卡澀、調試不合理等情況時，必然會影響開關柜后期的運行，因此從事開關柜安裝調試和試驗的人員在面臨上述情況時，一方面要迅速聯系廠家來處理；另一方面在對開關柜安裝調試和檢驗時，必須嚴格執行相規定和要求，從而保證開關柜處理良好的運行狀態，減少其故障發生率。

2.2 提高開關柜的絕緣性能

對于10kV的開關柜，在將其接入電網后，必須要具備承受工作電壓的能力。假如原件質量不可靠，會增加故障的發生率。因此，在生產和制造開關柜時，必須高度重視其絕緣性能，從而減少10kV開關柜運行過程中的絕緣故障。可以采取以下措施：第一，針對10kV開關柜中的絕緣件均應使用阻燃絕緣材質，禁止使用聚氯乙烯、酚醛樹脂、聚碳酸脂等有機絕緣材料；第二，高度重視元件的選擇，特別是要選擇伏安特性較好的電壓互感器，換而言之就是要選擇在線電壓下無明顯飽和的電壓互感器，除此之外，還應該選擇絕緣性能優、不燃燒或者阻燃的隔板；第三，針對一些使用時間較長的開關柜，當增加空氣間距和漏泄比距難度較大時，最好選擇改善開關柜的環境，在開關室內配置溫度計、通風設置、防潮設備等，在雨季期要多啟動開關柜，以防其凝露出現絕緣故障。

2.3 強化開關柜體的封閉

第一，要進一步加強開關柜柜內分割防護程度，以此方便開關柜的檢修并提高運行安裝的安全性。可以將母線、斷路器以及電纜等運用阻燃絕緣板將其分為若干個獨立的小室，在小室和小室之間設置排氣通道和減壓閥，實現控制故障進一步擴大的目的；第二，但凡插頭經過的插孔均增加絕緣罩，從而保護檢修人員的安全，另外，所有的分支母線和主母線均運用阻燃絕緣管套裝，以防故障的進一步擴大；第三，提高開關柜機械動作的可靠性，要利用經過技術鑒定且合格的操作機構。

2.4 加強對10kV開關柜的運行管理

一是維修人員在開展檢修工作時要注意觀察隔離開關法蘭以及絕緣子瓷件是否伴有裂紋，在巡視期間注意觀察瓷件是否伴有不正常的電暈情況；二是當斷路器出現動作斷開故障電流時，檢修人員應該立即檢查斷路器；三是當 10kV 開關柜的斷路器在工作時，一旦遇到啟動操作機構壓力高引起其分合閘閉鎖、油斷路器油量不足以及SF6斷路器氣體壓力過低等情況時，檢修人員要停止對斷路器的操作；第四在進行隔離開關倒閘時，應該注意全面監控隔離開關的動作，一旦發現發生卡澀故障時必須先分析全面卡澀的原因，然后采取對應措施，切記不可強行操作；第五，若斷路器對故障線路進行強送時，需要認真檢查斷路器的工作狀況。

3、案例分析

3.1 基本情況

某站220 k V變電站內10kV的開關柜發生了爆炸事件并且引起火災，無一例人員傷亡，導致供電中斷1h，給當地的企業和居民的正常用電帶來極大影響。

3.2 故障原因分析

經專業人員深入調查和全面分析后，發現引起本次開關柜爆炸的主要原因為：短路產生電弧，并引起接地，電弧在熱效應的作用下誘發開關柜中的空氣急劇膨脹，最終導致開關柜爆炸，并引發火災。

3.3 防范措施

通過對該故障的原因深入分析后，該變電站為了防止類似事故產生，主要采取了以下防范措施：一是加強對員工的培訓。主要邀請技術人員和管理人員組織員工參與系統且規范的專業技能培訓，在對所有人員開展基本理論知識培訓的基礎上，重點向員工講解了該型號10kV開關柜的主要故障，故障產生的原因、故障處理的方法以及故障防范等，進一步提高員工對該類事故的處理和防范能力，從而降低開關柜事故的發生率；二是制訂故障應急預案，該變電站還進一步制定了電網系統應急管理體系，并針對本次發生事故制訂了應急預案，并且組織人員定期參與事故演習，全面提高員工對事故的應急和處理能力，以防事故不斷擴大，降低事故造成的經濟損失；三是加強監督管理。專門成立了監督管理部門，督促其做好各項維護工作，并定期開展預防性試驗和專業巡視，以及時洞察設備缺陷和異常，及時采取解決措施。

4、結語

綜上所述，10kV開關柜的運行狀況在很大程度決定著對電力系統是否能夠安全可靠地運行，作為運維、檢修人員，必須不斷提高自身的專業技能，能夠在第一時間洞察開關柜的異常，采取對策，及早發現故障，采取有效措施處理，將故障控制在可控范圍內，全面保證電力系統的正常、安全運行。

參考文獻：

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