10 kV開關柜電氣故障分析與處理

許玉維

摘? 要：10 kV配電設備時常發生故障，給經濟效益和社會效益帶來巨大的損失。在對10 kV開關柜電氣故障進行詳細分析的基礎上，對10 kV配電設備進行有效的保護，以保證設備長期安全穩定的運行。該文能通過對10 kV開關柜電氣故障展開探究，通過調查電氣故障出現的原因，分析存在的關鍵，從而減少10 kV開關柜電氣故障發生的可能性，降低造成的經濟損失，有效保證了人們的用電安全。

關鍵詞：10 kV開關柜;故障;措施分析

中圖分類號：TM591? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

隨著我國經濟發展水平的快速上升，對電網系統用電質量提出了更高的要求，因此對線路的負載能力也提出了更高的要求，對電氣化的技術要求也隨之增加。目前，我國電氣化發展呈現出快速發展的趨勢，但是在實際過程中仍存在一定的問題，因此，在電氣化的發展過程中人們會對其運行中的故障缺陷進行有效的分析，以此來保證電力系統運行的安全性，避免故障的發生。

1 10 kV開關柜電氣故障案例

案例一：某配電所的10 kV開關柜在春季發生短路跳閘，出線柜內真空開關母線燒毀。案例二：10 kV開關柜由于其電壓互感器內絕緣體被擊穿，定額電流0.5 A的RN2熔斷器熔管爆裂，造成短路現象，而開關柜之內三相熔管中的兩相被炸碎，母線被燒毀。

經過調查后發現，出現故障的導火線是因單相接地出現事故后，發展成為間接事故，從而造成開關柜炸裂。10 kV配電系統出現意外故障后，仍能持續工作1 h～2 h。案例一中，發生故障的季節為春季，由于天氣比較潮濕，導致電器絕緣性能在潮濕環境中受到影響，所以發生擊穿現場。而當單相擊穿，組容器接地電阻過大而導致接地電弧加強出現局部電壓，從而出現一相擊穿，引起兩相短路，繼而造成三相短路的現象。

案例二：由于電壓互感器本身運行不良，在運行過程中鐵芯過熱，導致內絕緣體擊穿，傳感器線圈接地引起的熔斷器熔斷;其次，在熔斷器中安裝的材料不達標，對熔斷器造成了一定阻值的負載，而在熔斷器爆炸以后仍舊保持通電，就造成熔斷器發生爆炸造成短路。而根據調查顯示，當熔斷器電壓超過10 kV之后開始嚴重放電，而絕緣體不能達到絕緣要求，其材料存在嚴重的質量問題。

對于上述2個事故的發生，其解決方法有4種。1）在10 kV開關柜中安放一定的干燥劑，定時放置更換，以保持10 kV開關柜內干燥通風。2）保證10 kV開關柜接地電阻符合要求，設計也要符合要求，一定避免在單相接地的時候出現局部電壓，或者因為拉弧現象出現局部電壓、出現短路。3）加強絕緣處理，用滿足10 kV電壓的絕緣套管包裹住有關的電線，杜絕因為電弧出現導致的短路現象。4）電壓互感器在10 kV開關柜中屬于比較脆弱的元件，因此在購買的時候一定要保證質量，購買之后應該對其進行試驗。

2 10 kV開關柜電氣故障分析

2.1 電壓互感器

電壓互感器高壓熔斷器熔斷現象是10 kV開關柜電氣故障的主要表現之一，在電壓的計算中，當電壓處于固定狀態，則電阻越小，通過的電流越大，功率也會增大。熔斷器受制于電流的大小，電流小，熔斷器容量小就會出現熔斷現象。更深層次的原因是單相接地電阻，發生單相接地的時候，電壓互感器就會處于高溫狀態，傳遞的電流增大，熔斷熔斷器。有的地方會安裝消諧裝置，但是由于消諧裝置的低頻電流之間的合作程度不高，所以在電壓互感器高壓熔斷器中，消諧裝置不能發生作用。10 kV線路中發生單相接地的時候，產生了鐵磁諧振，導致電壓互感器的傳感能力降低，經過的磁力和電流明顯增強，造成了高壓式互感器高壓保險絲熔斷。在電氣系統中，線性電路和電容電阻元件構成了串聯，如果電源頻率接近回路值，那么此時的電壓就會過高，引發諧振。發生的時候，電阻制約著電流、同樣制約著電感或電容中元件的電壓。

2.2 相間短路

當傳感器中鐵芯溫度值過高，就會造成發電機通過電流的設備中，電流值過高，從而出現高壓熔斷器熔斷。出現這種情況需要進行及時處理，如果不處理，開關柜遇到潮濕天氣或者陰雨天，就會造成絕緣體失去絕緣能力，發生擊穿現象。稍微嚴重的情況就是發生擊穿以后，一相電阻過大出現局部電壓，繼而出現兩相短路。如果有電弧出現，兩相短路就會繼續造成三相短路，極為容易發生熔斷器熔管爆炸，炸碎柜門，造成嚴重的災難。

3 10 kV開關柜電氣故障中的處理分析

3.1 高壓熔斷器的故障處理方式

3.1.1 采用零序電壓互感器

因為零序電壓互感器有很好的消諧作用，可以利用此來改變接線方式，來制約諧振。

3.1.2 增加回路阻尼

增加回路阻尼降低諧振的發生頻率，在電壓互感器開口的三角處，在開口三角繞組兩端增加電阻，那么電壓就會根據電壓互感器的容量的增大而增大。電流增大的同時，電阻越小，制約諧振就有更明顯的效果。但是在這個過程中如果不能準確地掌握電阻的情況，那么在電壓互感器荷載超出范圍的情況下，電流過大會燒壞保險絲，燒壞電壓互感器。

3.1.3 控制參數法

采用控制參數的辦法，常規情況下制約諧振的主要方向是改變XCO、XL。改變XCO可以通過變壓站母線上的輔助電器，也是增加出線（集中電容器），改變XL需要選擇性能好的電壓互感器，在發生單相接地電阻的時候，鐵芯不會超過實際的負荷能力，電流流通正常，就不會發生諧振。生活中實際采用消弧線圈的較多，它最主要的功能是有效消除諧振，而且還能夠做到消弧線圈接，減少單相電阻接地引起電壓出現短路現象。在實際的運用中還會出現空母線合閘充電之后，出現基波諧振現象，出現這種現象只要在合閘之前合上空載線路在進行充電，就可以有效避免諧振。

3.1.4 側安電阻

在電壓互感器的一側加裝電阻，起到的作用和②的作用相似，使電壓互感器的容量隨著一側通過的電流流量變化而變化，電流增大以后，電阻就變小，這樣就能夠達到抑制電壓、抑制電流、抑制諧振的出現。

3.2 相間短路的故障處理方式

10 kV開關柜電氣故障的相間短路故障處理，首先要保證其干燥性，保持柜內干燥就不會在潮濕的環境下引發絕緣體絕緣水平降低，出現擊穿現象。在安裝的時候要符合安裝設計要求，防止因為接地電阻過大出現局部電壓引發短路，在設計的時候，要保證10 kV開關柜接地，能夠避免單相接地的時候出現電弧，造成多跟線路短路現象。在110 kV開關柜的配電元件中，電壓互感器是最脆弱的部分，所以在安裝中一定要做好耐壓試驗，也要確保母線的絕緣作用。對于10 kV開關柜來說，最好把脆弱以及容易出現情況的部分利用別的零件包裹起來，保護母線的絕緣能力，能夠有效保護母線。

4 結語

對10 kV開關柜電氣故障的出現來說，一定要做好安全運行管理，提高技術的專業程度，提高安全設計水平。在防范中，一定要注意建立良好的維修防范機制，并且保證絕緣體的絕緣能力。在10 kV開關柜電氣故障發生以后，要做好全面檢查。對于即將出現故障或者處于即將停機的開關柜，應該及時關停，并且做好全面檢修處理。設計過程要按照規范設計，提高運行質量，保證開關柜符合設計原則和標準，有效防止10 kV開關柜電氣故障。

參考文獻

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