電氣工程中開關柜故障分析探討

何國躍

摘 要：目前在我國，輸電的主要方式是電氣輸電。電網(wǎng)的輸電在生產(chǎn)生活中必須與電氣開關柜相連，甚至電氣開關柜的運行狀態(tài)都與區(qū)域電網(wǎng)的輸電質(zhì)量有關。由于開關柜在電網(wǎng)的輸電過程中非常重要，因此需要注意開關柜的運行質(zhì)量，避免開關柜在運行中出現(xiàn)故障。本文根據(jù)筆者工作經(jīng)驗，分析了開關柜的運行及故障原因，發(fā)現(xiàn)電氣開關柜設備的主要故障是機械故障和絕緣故障。下文對這些故障，提出了相應的解決方案，以提高電氣開關柜的運行可靠性。

關鍵詞：開關柜 ；故障 ；分析

1 電氣開關柜故障的相關情況

根據(jù)調(diào)查分析2017年相關的電氣開關柜設備故障情況，大部分的故障問題當中，有90%左右的故障是開關柜出現(xiàn)故障導致的，其中5%左右是由于電纜本身出現(xiàn)故障導致，而其他故障問題所占幾率只有5%左右。而在電氣開關柜的故障單子，機械故障占到的比率達到了45%左右，而絕緣故障的機率有30%左右，其他的故障類型大概是15%左右，而電氣故障的機率十分小只有10%。通過相關數(shù)據(jù)我們可以看出，絕緣故障與機械故障在開關柜故障當中占主要成分。而進一步調(diào)查這些故障出現(xiàn)的原因我們能夠看出，這些機械故障和絕緣故障會發(fā)生的主要原因包括以下幾個方面 ：第一方面，缺少對員工的實際技能操作培訓，進而導致工作人員對于設備的操作水平不夠熟練，同時無法根據(jù)相關標準和要求進行設備維護 ；第二，選擇的設備型號存在錯誤，柜體進行安裝時沒有遵守要求 ；第三，開關柜內(nèi)部的動、靜觸頭因為接觸行程達不到要求，進而導致動、靜觸頭被燒壞；分、合閘線圈與控制回路也不滿足相關要求，導致分合閘線圈被燒壞 ；第四，外界的環(huán)境因素，比如空氣內(nèi)濕度過大、工作溫度比較高以及雷擊現(xiàn)象等，這些也容易導致開關柜出現(xiàn)故障。

2 電氣開關柜故障的相關方案

2.1 處理開關柜的機械故障

開關柜出現(xiàn)的機械故障主要包括以下幾種 ：母線室出現(xiàn)故障、電纜室出現(xiàn)故障、儀表室出現(xiàn)故障以及手車室發(fā)生故障。開關柜結構如圖1。針對操作人員誤動造成的故障，我們可以對其進行嚴格的技術培訓，讓其能夠嚴格的遵守相關操作指導進行施工與操作，同時在每次施工時能夠完成技術交底工作，且需要在一定的時間內(nèi)做好考核，保證控制柜的安裝位置準確和合適。做好對柜體的出廠證明的嚴格檢查，對于其手車盤底的開關與軌道情況進行查看和確認。安裝墊塊能夠解決開關柜的母排與靜觸頭之間的行程不夠問題，進而增加動靜觸頭的行程，墊塊的材料要求不高可以是廢料加工。實驗過程中發(fā)現(xiàn)，選用的墊塊材料如果是銅，在遇到降溫和加熱情況時墊塊的膨脹系數(shù)要比其他材料高，脹縮的程度也比較小，能夠滿足電氣要求，同時其操作性與經(jīng)濟性也比較高。

圖1

2.2 開關柜絕緣故障的處理措施

針對開關柜絕緣故障進行統(tǒng)計我們發(fā)現(xiàn)，故障總數(shù)當中有5% 左右是10kV 的絕緣故障，其中27%左右是35kV 的絕緣故障，由此可見故障主要是集中發(fā)生在35kV 的開關柜設備上。調(diào)查并研究了部分電壓等級較高、運行負荷大的電氣設備，并對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行記錄，如果開關柜內(nèi)部的環(huán)境比較潮濕就會降低其絕緣性，進而導致絕緣性能劣化、套管和母線之間發(fā)生絕緣閃絡現(xiàn)象等，絕緣設備出現(xiàn)損壞的主要原因是對缺乏對設備的管理、人員裝配不足 ；而絕緣標準無法達標是因為制造工藝和質(zhì)量水平存在差距 ；而絕緣件出現(xiàn)老化的相關因素主要是因為開關柜本身的散熱較差，而且工作環(huán)境溫度比較高，但是又缺少相關的降溫措施。而針對設備疏于管理這一點我們需要提高員工的責任心并加強對其的技術培訓，提高工作人員對現(xiàn)場的檢修與維護力度。無規(guī)矩不成方圓，此外還需要構建相關的標準制度和管理規(guī)程，采取監(jiān)督考核機制。采取防塵和防潮措施避免開關柜與電氣室進灰和潮濕，或者是在開關柜的后邊安裝通風風扇，使開關柜內(nèi)部自上而下形成一種氣流通道，同時使用防火泥把開關柜的底部與出線孔堵住，在柜子風扇的外部安裝防塵網(wǎng)。

2.3 案例分析

2.3.1 基本情況

某110kV 的變電站內(nèi)出現(xiàn)10kV 開關柜爆炸故障并引發(fā)了火災，并無人員傷亡情況和其他財產(chǎn)損失，但是因為設備損壞供電中斷，這給當?shù)氐纳a(chǎn)生活帶來了很大的麻煩。

2.3.2 分析故障出現(xiàn)的原因

在專業(yè)人員進行詳細的研究和分析之后，我們發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)爆炸故障的原因主要是 ：短路出現(xiàn)電弧同時引起接地，在熱效應的影響下電弧誘發(fā)了開關柜內(nèi)空氣發(fā)生急劇膨脹，最后導致開關柜出現(xiàn)爆炸導致火災的發(fā)生。

2.3.3 開關柜故障的預防方法

（1）在開關柜的前期，應注意開關柜的制造和設計，以保證設計方案的科學性和實用性。在新型開關柜制造中應保證其散熱能力、改善開關柜的絕緣、嚴格檢查開關柜的質(zhì)量，嚴再格測試開關柜各方面的參數(shù)，并考慮其他方面需求。同時，開關柜在制造過程中，應選用絕緣能力強的材料，保證開關柜的絕緣性能設計要求。

（2）開關柜安裝過程中應選擇專業(yè)人員進行操作。安裝時應注意開關柜內(nèi)部，不要劃傷絕緣部分，以免影響其絕緣性能。同時，還應注意開關柜的安裝環(huán)境，避免陽光直射和潮濕環(huán)境，保證開關柜的工作環(huán)境干燥。在安裝完成后，進行試驗，確保各項工作指標正常，滿足電網(wǎng)要求。

3 結束語

電氣開關柜的質(zhì)量對人、電力和設備的安全可靠供電起著至關重要的作用。隨著電氣設備的逐漸增加，我們要對電氣開關柜的質(zhì)量監(jiān)督工作進行深入分析，保障電氣開關柜的安全，促進電氣開關柜質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量控制，提高了電氣開關柜的整體控制水平，保證電氣開關柜的在一定的安全環(huán)境下可靠運行。

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