10kV環(huán)網(wǎng)柜的常見故障和預(yù)控策略研究

郭躍旭　郭躍輝

摘 要：文章在對10kV供電系統(tǒng)中常用的環(huán)網(wǎng)柜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及作用進(jìn)行介紹之后，分析其運(yùn)行中容易出現(xiàn)的故障，并在分析其故障原因之后提出了相應(yīng)的預(yù)防和控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：10kV環(huán)網(wǎng)柜;常見故障;預(yù)控策略

1、引言

10kV供電系統(tǒng)是目前我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)中的重要組成部分，因此其運(yùn)行狀況直接決定我國城鄉(xiāng)電力用戶的用電狀況，影響供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。而在上述供電系統(tǒng)中，10kV環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用越來越廣泛，表現(xiàn)在城市電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用時的高效和簡便等優(yōu)點(diǎn)。為了保證此環(huán)網(wǎng)柜以及整個10kV供電系統(tǒng)的安全和可靠運(yùn)行，就需要做好相應(yīng)的預(yù)控措施來減少其運(yùn)行中常見故障的發(fā)生。

2、10kV環(huán)網(wǎng)柜概述

在10kV供電系統(tǒng)中，環(huán)網(wǎng)柜屬于高壓開關(guān)設(shè)備，其在具有容量小、分段比較多的環(huán)網(wǎng)開環(huán)方式的配電線路表現(xiàn)出具有確保供電質(zhì)量以及保證供電系統(tǒng)安全等重要作用，其通常在鋼板金屬柜體中被設(shè)置并可以實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電，或者是在拼裝間隔式的環(huán)網(wǎng)供電單元中被設(shè)置，而且主要由負(fù)荷開關(guān)和熔斷器等組成。分析環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行中的特點(diǎn)，首先是可以對室外惡劣的運(yùn)行環(huán)境起到抵御的作用。這主要是其在設(shè)計過程中是通過全軍阿云和全封閉的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計。其次是具有較小體積和較輕重量的優(yōu)點(diǎn)。這主要是在環(huán)網(wǎng)柜種的各個部件都按照一定的秩序緊湊排雷，實(shí)現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)柜利用率和工作效率的提升。最后是表現(xiàn)出其設(shè)計結(jié)構(gòu)不夠復(fù)雜以及安裝操作也相對簡單的優(yōu)點(diǎn)，在使用過程中也表現(xiàn)出具有操作簡單和安全等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的可靠性。

目前比較常用的環(huán)網(wǎng)柜按照絕緣方式不同主要有空氣絕緣和SF6絕緣兩種方式，但是二者的功能相近，都可以對負(fù)荷電流起到分合的作用，以及對變壓器空載電流和斷路電流起到開斷作用。因此，其可以在環(huán)網(wǎng)供電和終端供電中應(yīng)用，其中的負(fù)荷開關(guān)主要有切斷負(fù)荷、隔離電路以及可行靠接地三個工位，而為了保證上述三個工位的實(shí)現(xiàn)，也需要應(yīng)用SF6式、產(chǎn)氣式以及壓氣式負(fù)荷開關(guān)。

3、10kV環(huán)網(wǎng)柜的常見故障

3.1電纜故障

在環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備安裝中比較常見電纜接頭故障，尤其是對于目前比較常用的進(jìn)口箱式環(huán)網(wǎng)柜及其所用的電纜連接器，由于其采用歐式的設(shè)計風(fēng)格，電纜結(jié)構(gòu)為比較簡單的單芯結(jié)構(gòu)，固定安裝比較方便，可以避免電纜和套管之間產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，同時也可以保證套管的終端裝置具有良好的貼合性，有效減少事故發(fā)生概率。但是如果采用國產(chǎn)的三芯電纜，不僅安裝操作比較繁瑣，而且容易在運(yùn)行中出現(xiàn)電纜連接的問題。這主要由于在對三芯電纜進(jìn)行安裝的過程中智能固定其外護(hù)套，此種單相固定的方式具有較差的可靠性，在運(yùn)行過程中容易在自身重力影響下以及電源擺動過程中使其受到來自單相的扭矩作用。此外，在安裝此類電纜的過程中需要借助外力來扭動電纜。但是由于長度的限制，在電纜安裝過程中對核心階段的精度有著較高的要求，需要通過加大調(diào)整力度的方式來防止套管破裂問題以及其他事故的發(fā)生。

總結(jié)電纜連接中的問題主要有環(huán)網(wǎng)柜和三芯電纜連接以及環(huán)網(wǎng)柜自身電纜頭位置容易出現(xiàn)的故障兩種。對于前者的來說，由于對二者進(jìn)行連接時需要借助外力扭動并對程序進(jìn)行核對，這容易在內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力現(xiàn)象并且安裝完成之后釋放出來，這就會在力矩恢復(fù)的過程中導(dǎo)致裂紋問題的發(fā)生，甚至?xí)斐筛邏憾搪穯栴}。對于后者來說，在體積較小的環(huán)網(wǎng)柜中對電纜接頭的制作質(zhì)量要求較高，如果在沒有處理好單體、屏蔽層以及半導(dǎo)體的情況下造成電纜接頭爬電距離不達(dá)標(biāo)而被擊穿的問題。

3.2絕緣問題

在對環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行多次開關(guān)操作之后，容易出現(xiàn)絕緣板和導(dǎo)電體之間出現(xiàn)松動而對其固定性造成影響的問題，這主要由于一些不確定的原因而導(dǎo)致線路受到震動沖擊影響，這就會造成間歇性放電問題，但是由于這些部件都封閉在環(huán)網(wǎng)柜中的封閉空間中，因此上述現(xiàn)象難以被發(fā)現(xiàn)和及時處理，因此就會發(fā)展為放電電流將隔熱板擊穿等事故。在此絕緣事故發(fā)生時，持續(xù)的放電現(xiàn)象會造成電流互感器外絕緣的閃絡(luò)問題，這就會導(dǎo)致相間或相對短路問題的發(fā)生。同時電弧還會對未被分離的各個部件中的裸露母線造成沖擊危害，這就需要做好對環(huán)網(wǎng)柜的檢測來消除以上安全隱患。

3.3母線連接故障

在此環(huán)網(wǎng)柜種所用的插拔式硅橡膠連接器表現(xiàn)出全絕緣和屏蔽的特點(diǎn)，因此也具有較高的導(dǎo)電可靠性，不容易受到外界環(huán)境的影響。這也使得其在運(yùn)行中可以采取任意連接的組合方式，擴(kuò)大了環(huán)網(wǎng)柜母線的應(yīng)用范圍。但是在氣體泄漏問題發(fā)生時會降低環(huán)網(wǎng)柜的絕緣水平以及滅弧能力，這就會導(dǎo)致母線故障以及絕緣擊穿問題的發(fā)生。

4、10kV環(huán)網(wǎng)柜故障的預(yù)控措施

4.1做好環(huán)網(wǎng)柜的維護(hù)工作

由于環(huán)網(wǎng)柜最大的特點(diǎn)就是在封閉狀態(tài)中進(jìn)行充氣柜開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜的模塊設(shè)計，并且在密閉的殼體中設(shè)置開關(guān)和帶電元件，有效保證線路運(yùn)行的可靠性和安全性。為此，在維護(hù)環(huán)網(wǎng)柜工作中，由于分支箱只有電纜分支的作用，無法對所有線路進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此應(yīng)減少在主干網(wǎng)上使用分支箱。其次是做好對母線上PT的配置連接工作。再次通過一定數(shù)量線路的預(yù)留便于開斷主干電纜以及并進(jìn)新的環(huán)網(wǎng)柜。最后是做好對事故段的及時和準(zhǔn)確查找工作，在電纜線路一側(cè)進(jìn)行故障顯示器的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)配電線路的自動化運(yùn)行。

4.2電纜連接問題的處理

針對電纜連接問題，需要適當(dāng)調(diào)整電纜環(huán)網(wǎng)柜的高度，這主要由于柜體空間會對其內(nèi)部連接產(chǎn)生影響，因此可以通過此種方式來改善其安裝環(huán)境，保證在足夠的空間中設(shè)置電纜護(hù)套，同時也可以進(jìn)行電纜芯長度的調(diào)整，保證與連接器匹配。還要對套管接觸面的導(dǎo)電能力進(jìn)行充分考慮。為了防止在出現(xiàn)電纜連接部位故障時縮小導(dǎo)電面積以及在密閉空間內(nèi)由于熱量無法及時排出而造成高溫故障，就需要在環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)使用外徑為32mm的銅管，保證電纜的截面棉結(jié)在240mm2或300mm2以上。

5、絕緣問題的處理措施

針對環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部的絕緣問題，需要及時發(fā)現(xiàn)和處理，為了防止此問題的發(fā)生還需要在設(shè)備安裝時盡量提升其絕緣性能，選擇具有良好絕緣性能的材料。此外，保證導(dǎo)電體對相間和地的空氣距離在125mm以上，絕緣材料的爬距也需要在230mm以上，瓷器部件在210mm以上。還要做好對支座絕緣子、斷路器等絕緣重點(diǎn)部位的關(guān)注，對其中容易出現(xiàn)放電現(xiàn)象的位置進(jìn)行明確。

6、結(jié)語

針對目前10kV供電線路中常用的環(huán)網(wǎng)柜來說，尤其其對供電系統(tǒng)的正常和安全運(yùn)行起到關(guān)鍵作用，為此，針對其運(yùn)行中容易出現(xiàn)的電纜連接、絕緣以及母線連接等常見故障，需要做好相應(yīng)的預(yù)控措施，尤其要重點(diǎn)處理和預(yù)防絕緣問題，提升對10kV供電系統(tǒng)的維護(hù)水平。

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