10kV開關柜運行過程中的常見故障及處理措施研究

黃德鴻

摘要：隨著社會的發展和經濟水平的提高，10kV開關柜是我國電力系統當中非常重要的一個部分，近年來，我國對10kV開關柜的重視程度越來越高，特別是在故障的檢修與處理方面。由于10kV開關柜是比較容易出現故障的設備，相關部門必須準確的分析可能產生故障的原因，并采取有效的手段來保證10kV開關柜的正常運行，從而使我國的供電系統更加的穩定。

關鍵詞：10kV開關柜運行;常見故障;處理措施

引言

隨著科技的不斷創新和發展，電力系統中的各種設備質量均明顯提高，電力安全事故發生率不斷降低，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。本文分析了10kV開關柜可能出現事故的原因，并給出了有效的防范措施，希望能夠對我國供電系統的發展有所幫助。

110kV開關柜故障原因分析

1.1開關柜發熱故障

在10kV開關柜中，發熱的主要來源是導電回路，如導體發熱、接頭發熱以及渦流發熱等。一旦開關柜的發熱量超過了其能夠排出的熱量，就會導致開關柜異常溫升，嚴重時會造成事故。導體發熱主要是母排發熱，由于母排長期通過較高的負荷電流，因此在高負荷情況下發熱明顯。此外，目前生產制造的母排中含有一定的雜質，使得其電阻率偏高，對發熱量也會有助增作用。而接頭發熱主要是由于刀閘接頭、刀閘引線以及互感器接線板等連接部位接觸不良以及電化學腐蝕所導致的。渦流發熱則是負荷電流在開關柜中各種鋼板材質的隔板中所產生的環流引起的，負荷電流越大，這種發熱效應就越明顯。

1.2絕緣故障

10kV開關柜出現放電擊穿故障，產生放電的主要原理為：絕緣件或者絕緣間隙的絕緣強度低于外加電壓，情況嚴重時，還可能發生絕緣擊穿事故，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。在事故停電后開展檢修，可以發現在絕緣件的表面上附著大量放電或者放電后的炭黑，而絕緣件因為長時間放電最后裂開，不再具有絕緣功能，而導電銅排與環氧穿心間隙放電。在安裝過程中，因為施工方面的失誤導致導電銅排兩邊跟內層之間的間隙過小，當運行環境濕度較大時，會引起小間隙放電，出現放電累積效應，導致內側絕緣層被燒壞，引起事故擴大。

1.3安裝、檢修維護隱患。

在對10kV開關柜進行安裝過程中，極易出現電纜絕緣層損壞、屏蔽層接地不良形成環流、未排盡電纜頭內部氣體等現象。因此，需要在實際工作過程中從源頭抓起，提升安裝質量，嚴禁出現柜內短路情況。此外，在檢修過程中，需要對母排連接螺栓予以合理固定，以免出現停電事故。

210kV開關柜運行過程中的處理措施

2.1加強開關柜設計及制造階段全過程質量控制

設計出一個合理可靠的開關柜產品是關鍵。開關柜廠家在進行開關柜設計時，首先應對開關柜的運行環境進行充分調研，要在充分聽取客戶要求與意見的基礎上進行設計;其次，開關柜的設計方案應結合當地電網現狀以及氣候條件等多種因素，因地制宜;最后，在選擇開關柜元器件時要保證質量，盡量避免因為元器件質量差所導致的開關柜故障。有了一個合理的設計方案和優良的元器件，還要對開關柜生產過程中的質量控制嚴格把關。在組裝開關柜時，需要保證車間的清潔衛生;要加強對制造工藝的改進與檢查，將制造過程中的誤差降到最小。

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。因此在設計絕緣件時，在充分滿足基本的機械強度的基礎上，還應該注意其必須承受規定的電壓，對此，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;第四，定期清潔開關柜，嚴格執行“停止一次，清潔一次”的原則;第五，若條件許可，針對開關柜中所有帶電體均使用熱縮，從而提高開關柜的運行效率。

2.3提高安裝調試工藝水平。

開關柜在運行過程中出現絕緣間隙與要求不符。傳動機構卡澀以及開關手車不靈活等情況時，需要與生產廠家及時聯系并妥善處理;導電回路電流出現發熱情況時，應對接觸結構進行改進，并對設備連接點予以緊固的方式解決;加大對相關安裝調試人員的教育培訓力度，并實行嚴格的考核制度，考核通過之后，方可持證上崗，切實提升10kV開關柜安裝調試水平。

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。

2.5加大新技術研發和更新力度

具體來說，主要表現為以下幾個方面：第一，在10kV開關柜中應用電阻率低的材料和自動控制技術;第二，相關部門還需要轉變觀念，高度重視設備更新換代工作，為確保10kV配電網的安全運行打下堅實基礎。

結束語

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，因此一旦其發生故障，不僅會帶來嚴重的經濟損失，而且還可能威脅工作人員甚至群眾的生命安全。隨著近年來開關柜性能的日趨完善、設計水平不斷提高，這也對其運行過程中的維護和檢修提出了更高要求，通過上文筆者對10kV開關柜運行過程中常見故障的分析，發現開關柜在運行過程中主要存在絕緣故障、誤動和拒動誤差、開關柜發熱、開關柜電氣元件故障等故障，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。

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