電力配網10kV開關柜故障分析及對策研究

張紅星

杭州華益電氣有限公司 浙江杭州 311100

開關柜在電網中大量被使用，在運行過程中，經常會因接觸不良、絕緣水平低等因素發生各種事故，影響電力系統正常運行，造成一定經濟損失。隨著我國電網系統的不斷擴大，對中壓開關柜使用量及質量的要求不斷提高，因此，中壓開關故障排除、預防及處理方法，對電力系統正常運行有重要意義。

1 開關柜裝置的介紹

開關柜的主要作用是在電力系統中進行發電、輸電、配電以及電能的轉換過程中進行開合控制或者保護電路設備。開關柜由斷路器、隔離開關、負荷開關、操作機構和互感器組成，并且開關柜有很多分類，比如手車式開關柜，在停電檢修時，首先要將斷路器手車進行分閘，之后用手柄將手車退出到試驗位置；通過手柄將開關柜接地閘刀處于接地狀態；等待斷路器工作指示燈熄滅、接地閘刀工指示燈亮起后打開裝置的前中門，把二次插頭拔出并用運轉車將手車退出來，最后打開后封板和前下門，需要著重強調的是手車開關拉出后應立即將前中門關閉并加鎖，嚴禁開啟母線封板[1]。

2 電力配網10kV開關柜故障分析

2.1 電壓互感器故障

電壓互感器高壓熔斷器熔斷現象是10kV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[2]。10kV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 相間短路故障

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 電力配網10kV開關柜故障處理對策

3.1 注重開關柜選材

嚴格遵照國家技術標準，對10kV高壓開關柜材料進行選擇，更好處理設備潛在故障風險。同時，不斷優化及完善10kV高壓開關柜設計方案，結合電網運行需求，對10kV高壓開關柜柜體結構、斷路器等元件進行不斷優化。以提升10kV高壓開關柜運行期間的穩定性及可靠性為依據，選擇耐腐蝕、耐高溫強的元器件，確保10kV高壓開關柜能在惡劣氣候下正常運行。

3.2 加強運行管理

首先，加強10kV高壓開關柜日常巡檢力度，早日發現10kV高壓開關柜安全隱患，確保10kV高壓開關柜正常運行。在保障經濟利益最大化目標的前提下，科學制定10kV高壓開關柜運維周期，切實擴大10kV高壓開關柜運維覆蓋面；其次，細化10kV高壓開關柜運維責任機制，明確各部門運維職責，確保10kV高壓開關柜運維工作能深入貫徹落實到電力系統建設環節中，提升10kV高壓開關柜運維水平[3]。

3.3 定期檢修

對中壓開關柜設定專人進行定期檢查與維修，相關部門制定詳細檢修計劃，定期消除故障隱患。根據不同設備運行情況，進行具有針對性的檢查，對開關柜內線路、溫度、氣味、顏色、聲音等各種指標，嚴格篩查，確保無一忘查、漏查等情況發生，降低故障發生頻率。對相關作業人員，進行定期培訓及考核，增強專業能力和操作水平，并要求作業人員熟練掌握故障發生規律，做好預防工作，對于緊急發生事故，應有良好的應變能力，并對設備要進行跟蹤監控，加強設備調試，對故障發生頻繁的問題，做好總結，對設備使用年限、老化程度等問題，應作出及時調整或更換。

3.4 相間短路故障處理方式

10kV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10kV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10kV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10kV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。

3.5 引進先進運維技術

注重先進10kV高壓開關柜運維技術的引進，確保10kV高壓開關柜故障能被及時發現。同時，確保10kV高壓開關柜滿足國家標準，禁止因節省建設成本而選用被淘汰及停止生產的開關設備。同時，做好10kV高壓開關柜交接預驗收工作，未通過驗收標準的設備不可投入使用。結合10kV高壓開關柜運維需求及特征，做好技術交底工作，確保運維規范及注意事項能被運維人員所認知。

4 結語

開關柜用途廣泛，在電網系統中用量極大，各種各樣的問題及故障層出不窮，需要不斷總結規律，針對不同情況提出解決措施。從對開關柜生產廠家、產品質量以及對作業人員的專業技能、熟練程度等各個方面都要加強管理，確保故障發生頻率最小化，為電力系統提供可靠的保障。