110KV環網柜常見故障與改進措施分析

劉海

摘要：隨著科技和經濟的發展，社會用電量不斷增加，社會對供電質量、連續性和可靠性的要求越來越高。保證和改善電網安全可靠運行是供電企業必須重視的重要問題。為解決這一突出問題，提高供電可靠性，供電企業不斷采取措施提高供電可靠性，為加快整個社會經濟建設的發展提供有力保障。隨著城市配電網的發展，城市配電網越來越多地采用環網供電方式，因此作為環網供電的主要設備-環網柜， 越來越被供電部門的廣泛使用。其中以10k V共箱式環網柜為基礎的環網柜 （有些地區稱開關站、開閉所） ， 由于經濟、簡便、高效的優勢， 在城市配網中發揮著越來越大作用， 特別是10k VSF6戶外共箱式環網站， 全絕緣、全密封結構， 能適應戶外任何的惡劣環境， 體積小、結構輕、結構緊密， 方便安裝， 操作簡便， 運行穩定、免維護， 既可以滿足減少城市占地面積， 又滿足降低整體造價的經濟要求， 受到供電部門的普遍歡迎。本文根據近年的應用經驗， 結合實際， 就SF6戶外共箱式環網柜 （以下簡稱：環網柜） 應用中存在一些問題進行分析， 提出處理的措施和建議， 供同行參考。

關鍵詞：110KV;環網柜;故障;改進措施;分析

導言：環網柜是電力系統中的電源開關終端設備，在輸電系統中起著重要的作用。10kV環網柜是供電系統中的重要線路節點，其可靠性可以保證系統的穩定運行。在我國城鄉電網中，10kV供電系統是一個重要的中低壓供電節點。

1 環網柜概述

為了提高用戶用電的可靠性，一般用戶可以接入多個電力系統，然后需要將供電網絡設計成環狀。這種供電方式稱為環網供電。在居民區、工礦石化企業、工廠、商場、地鐵站、機場等大型公共建筑設施等交流配電系統中，普遍采用環網供電。這些配電系統的負荷能力很小。一般采用帶高壓熔斷器保護或開路保護的負荷開關來控制高壓回路。系統中使用的高壓開關柜也稱為環網柜。環網柜因其接線方式相對較為靈活，能匹配不同配電網絡結構的使用要求，在電力建設系統中系統是非常必要的部件[1]。

2存在的問題

1） 電纜終端的制作， 由于插拔式肘型電纜終端頭的安裝制作工藝比較復雜， 施工人員對預制式電纜附件的施工工藝不熟悉， T型連接頭的施工質量不過關， 安裝制作不當， 容易發生施工質量問題， 從而發生設備故障。2） 環網柜與電纜終端的連接， 如兩者之間的導體連接處接觸不良， 連接處會發熱， 造成插拔式肘型電纜終端頭損壞， 同時也會致使環網柜的套管受損， 極易留下隱患， 直至發生事故。3） 環網柜進出線路側安裝有接地開關， 由于開關封閉， 無法對線路驗電， 容易引發帶電合接地開關誤操作事故發生， 造成設備損壞， 供電中斷。4） 多條電纜連接在一個環形網絡柜（或間隔）內，不便于操作和維護。同時，環網柜及電纜施工難度大。在共用箱式環網柜內排除故障時，電纜相互交叉。為了保證人身安全，整個共享盒環網柜需要斷電。在搬運電纜時，還需要通過移動、拉動、撬動等大動作來調整電纜，這可能會造成套管損壞、接觸不良等后果。5） 環網柜與電纜溝之間的密封不嚴密，電纜溝中的潮濕空氣容易進入環網柜，進一步受潮凝結，導致操作機構生銹，操作時卡澀。同時，由于潮濕空氣進入環網柜，柜體容易腐蝕生銹，降低了環網柜的使用壽命。6） 很難找到電纜故障。隨著經濟的不斷發展和環境因素的考慮，蜘蛛網等架空線路越來越阻礙著現代城市的發展。城市建設需要高壓電纜和埋地敷設，電能通過地下電纜傳輸，配電設備與周圍環境的協調，但同時也暴露出查找短路故障和接地點的困難。

2 10kV環網柜應用問題

10kV環網柜在供電系統日常應用的過程中會因為電纜連接問題、環網柜絕緣問題、環網柜運行環境等因素， 引起一些故障。

2.110kV環網柜絕緣故障

在10kV環網柜運行的過程中， 引起絕緣故障的原因有兩個：首先是內部原因。內部原因指的是在10k V環網柜制作、安裝的過程中出現的問題， 例如安裝工藝沒有達到相關的安裝技術要求， 是環網柜中的絕緣裝置達不到絕緣標準;環網柜中電網之間的距離太短， 沒有達到規定值， 從而引起環網柜擊穿， 造成絕緣故障。第二， 外部原因。引起10k V環網柜絕緣故障的外部原因有很多， 最主要的是受雷擊的影響。雷擊直接擊中電力設備， 導致電網中的電壓過低， 正在運行的設備電壓過高， 從而引發放電故障。

2.1、10kV環網柜運行環境引起的故障

10kV環網柜運行過程中所處的環境也會引起一些故障， 例如10k V環網柜處在周圍環境比較潮濕、溫度變化大的地區， 或者雜物比較多的地區， 都可能會影響引起10k V環網柜的運行， 導致絕緣事故的發生。

2.2、10kV環網柜電纜連接引起的故障

10kV環網柜的電纜連接是導致10kV環網柜應用失敗的最常見因素之一。首先，在制作10kV環網柜時，T形接頭的質量不符合要求，如接頭尺寸不對，半導體和主絕緣未倒角或打磨光滑，水分進入受力管，影響10kV環網柜電纜連接質量，造成各種問題。二是在制作10kV環網柜時，由于施工人員施工水平低，環網柜與電纜溝之間會有漏洞， 潮濕的空氣會很容易的進入環網柜中， 導致環網柜中的相關操作設備生銹， 降低了環網柜的使用壽命， 增加了環網柜操作中的安全問題。第三， 10k V環網柜電纜連接不規范， 也會引發各種問題。例如接地裝置連接不牢固、環網柜端子和電纜終端頭連接不可靠、環網柜安全高度不合適等等， 不規范的環網柜電纜安裝， 會導致電纜接頭發熱放電， 損壞甚至燒壞電纜端頭。

3環網柜故障防范措施及建議

3.1加強電纜通道治理力度，積極申請相關工程控制電纜通道，對積水嚴重、中間接頭的檢修井、設備井進行防水、清淤處理，改善電纜運行環境，防止因受潮或進水造成絕緣老化。逐步進行設備的防結露工作，糾正設備基礎不通風的情況。

3.2建議配網系統中性點接地系統根據線路情況變化，當變電站母線出線中電纜化率很高時應采用中性點直接接地或經小電阻接地系統（如110kV中區變電站），電纜有特殊性，當電纜發生故障時基本為永久性故障，且電纜單相接地容易在環網柜、分支箱、中間接頭處造成故障擴大。

3.3建議物資口招標及標準制定時配網采用A類阻燃材料制作的電纜終端、T頭、肘頭、中間接頭等電纜附件以及電纜，如GWLYJE或GZRYJV等電纜型號（價格比YJV22型電纜高10%左右），耐火溫度達到1000度，可以有效阻燃，防止電纜起火造成事故擴大。建議變電站內出線電纜采用阻燃性電纜，電纜設備（環網柜、分支箱、箱變）采用阻燃型電纜附件。

3.4嚴格按照上級部門關于加強電纜頭制作及預試管理等要求，嚴格執行“兩旁站”（電纜頭制作旁站及設備試驗旁站）要求，嚴把電纜施工及電纜頭制作關，加強設備及通道驗收力度，同時，嚴格設備的雙主人制度，加強電纜線路巡視的效果、質量。針對施工單位進行相關培訓，并嚴格執行電纜吊牌責任制，對于屢次出現所制作的電纜終端（中間）頭3年內發生故障的制作人列入“黑名單”。

3.5針對目前環網柜無法進行紅外測溫的情況，積極進行技術改造。對于新增設備，聯系相關廠家改造電纜柜門，實現電纜T頭和電纜在環網柜間隔內的紅外測溫，并計劃逐步推進（行業內的擴建項目將通過技術協議來規范相關的具體要求）。對現有設備，結合停電工作現場，擬對電纜柜門開觀察孔。

結束語

探索集中檢修試驗的工作模式，結合現有停電機會或安排集中檢修試驗，對長期投入運行且狀態評估異常的設備進行停電試驗，及時發現和處理設備問題。嚴格執行電纜頭生產人員持證上崗制度，對電纜頭生產過程進行跟蹤驗收，提高電纜線路管理水平。

參考文獻

[1]李建基.環網柜與負荷開關的發展[J].江蘇電器，2008（11）：1-5.

[2]楊明輝.環網柜狀態監測與故障告警系統的設計與實現[D].北京：電子科技大學，2018.

[3]鄧曉鳴.10kV環網開關柜常見故障及處理方法探討[J].機電信息，2016（33）：68-69.

[4]林劍文.10kV環網柜常見故障與檢修措施分析[J].企業技術開發，2017，34（9）：81+83.