研究10kV環網柜在城市配網中的檢修和管理

許自克

摘要：10kV電壓等級的供電系統在城市電網中作為直接提供電能給用戶的低壓節點，其運行的穩定和安全直接影響到用戶的電能質量。隨著我國經濟的迅速發展，城鎮化速度繼續加快，城市用電的負載密度越來越大，因此，對10kV配網的可靠性要求更高，電力線路逐漸發展為環形電源供電的形式。采用環形供電方式，可以滿足我國社會經濟發展對電力的需求。在日常運行中，要嚴格落實相關的檢修和管理工作，以保證其運行的穩定性及安全性。

關鍵詞：10kV環網柜;城市配網;檢修;管理

一、10kV環網柜的概述

1.1、10kV環網柜的構成

環網柜是將高壓斷路器裝入柜體內部，或是拼裝間隔式的環網供電單元，主要的組成部分為斷路器和熔斷器、電壓互感器、計量裝置、母線等裝置。通常，單個環網柜有三至五路總開關盒構成較為靈活的連接模式，用于給不同電網節點提供電源。在環網柜內，硬母線和斷路器被裝設在一個密封的柜體內，采用SF6作為絕緣和滅弧的介質。兩工位的斷路器在操作時存在安全隱患，因此環網柜一般采用三工位斷路器。負荷開關采用三相聯動的形式，需要做到能夠切斷電流、隔離電路以及可靠接地三個要求。負荷開關的操作機構一般采用彈簧機構。為了確保10kV環網柜運行的穩定性，在設計過程中還要添加避雷器等防雷元器件，而且還要每年定期對避雷器的性能進行檢測，以確保其運行的穩定性。雖然環網柜具有非常靈活的線路連接方式。但是由于每路線路均要占用一個開關，當出現線路數多于開關數的時候，就會出現一個開關控制多個出線的情況，就不能對其中單獨的出線進行操作，其開關也只能看成是電纜線路。為了確保環網柜的應用的持續性，在設計過程中必須要留有備用的間隔，從而為后續電纜線路的增加提供便利。

1.2、10kV環網柜的選型

當前，根據環網柜絕緣格局將10kV環網柜分為以下兩類：第一，全絕緣型。該類環網柜包括整體氣包（SF6氣體）包裹母線、地刀等高壓帶電體，僅留出電纜樁頭供插拔式電纜頭連接。由于帶電體被密封，使得外界腐蝕因素難以入侵，所以該類環網柜具有抗腐蝕性強、體積小的特點，但是投入成本較高;第二，半絕緣型。除了開關被SF6氣體包裹外，該類環網柜的母線、地刀、電纜頭等全部暴露在空氣中，其在價格方面占據優勢，但是在受到潮氣侵蝕后容易發生發電而造成炸裂。在選型中應注意以下幾點事項：確保使用場合的安全性，主要包括室內或室外;潮氣情況;低壓電源供應情況;安裝占地允許情況等;從氣包密封可靠性和漏氣警示兩個方面考慮設備型號;在資金允許的情況下，可優先考慮合資品牌。

二、10kV環網柜檢修中的常見問題分析

2.1、截流和斷路器拒動

10kV環網線路設計過程中采用傳感器進行線路運行參數的采集和相關控制信息的傳遞。但是經過長期運行后，傳感器的接觸點處的靈敏度就會出現一定的下降，嚴重時還會出現過熱現象，導致10kV線路本身以及其內部元器件受到一定的影響。同時，經過長時間的運行后，開關柜中的一些元器件也會出現性能下降的現象，影響其運行質量。一旦出現跟斷路器之間連接問題或者元件損壞問題，也會造成斷路器的拒動。

2.2、絕緣故障

一旦絕緣出現問題，就會嚴重影響設備的運行。按照絕緣故障發生的原因，可以將其分成內部和外部兩種，其中前者是由于設備自身原因造成的，例如可能是10kV環網柜中相關設備質量較差，在生產或者設計時跟國家規定的標準存在一定的差距，再加上安裝工藝問題，使其絕緣性能跟設計要求還存在一定的差距。同時，運行過程中還必須要確保柜內空氣具有良好的流動性能，否則就會產生相應的電壓擊穿現象。如果環網柜出現形狀出現一定的變化，就會導致內部元器件之間的空間非常小，影響空氣流通性。另外，如果環網柜運行過程中其線路接觸存在問題或接點出的容易不足，也會導致其運行過程中溫度的驟然上升，如果不能得到及時解決，將會產生非常嚴重的短路現象。嚴重的還會發生爆炸，給人們的生活和生產造成嚴重威脅。造成絕緣故障的外因主要是雷電電壓，特別是對于暴雨過程中雷電放電現象，雖然其放電時間較短，但對10kV環網中電壓的影響非常大，造成的破壞性也非常大。此外，環網柜絕緣故障的發生還跟其周圍環境有很大的關系，如果其環境中水分較多，空氣潮濕度較大或者其雜物比較多，也會導致其絕緣故障的發生。

三、分析10kV環網柜檢修對策

3.1、優化運行的環境

首先，要將環網柜的運行溫度保持在-5～40℃，過高會引發比較強烈的氧化反應，降低金屬材料的導電率，進而降低其使用壽命;過低則容易提高其內應力。同時，其濕度也要控制在94%以內，避免過度潮濕影響電子元器件的工作。

3.2、提高絕緣保護

絕緣故障的發生受電子元器件之間距離和間隙大小的影響，同時還受元器件自身材料特性的影響。在運行過程中還必須要加強對檢查和維護人員責任意識的培養，使其意識到絕緣故障可能造成的危害，從而在檢查過程中嚴格按照電氣設備的相關規定進行測試，確保其絕緣性能。一旦發現電子元器件存在電氣泄漏現象，要及時進行更換。另外，在檢查和檢修過程中還要加強對電子元器件劣化現象的檢查，如銹蝕。對于出現銹蝕現象的元件要及時進行除銹，并做好涂漆工作，確保其表面質量。

四、10kV環網柜的管理對策分析

4.1、設備的管理

10kV環網柜中使用的設備要嚴格設備電氣設備維護和保養的要求，定期進行維修和保養，確保設備能夠始終運行在最佳狀態。因此必須要建立比較完善的設備檢查和維修制度，并且要求相關人員在檢查和維修記錄表中認真做好記錄，并且做好上報工作。對于檢查過程中出現的嚴重問題，要建立特殊問題上報機制，確保信息上報和處理的及時性。

4.2、技術的管理

（1）適當地將共箱式環網柜的高度進行增高，首先可以從它的設計上著手，從根本上來增加高度;其次是提高環網柜的整體基礎，使電纜溝的深度能夠和電纜的彎曲半徑相匹配，達到電纜單芯增長的效果。

（2）注意安裝時的工藝要求。要克服接線端子平面從傾斜到平行的扭轉力，要使用力矩扳手，避免工作人員使用普通扳手。

五、結語

總之，在城市電網中，架空線路逐漸被地下電纜所替代，配電站的環網柜作為城市內部的電力負荷分配點，起著電網分支、分段和聯絡的作用，能提高供電的可靠性，在城市配網的改造中應用越來越廣。在城市配電網未來發展過程中，應在提升其技術水平的基礎上，加強對10kV環網柜的管理，從而確保其應用于城市配電網的安全與可靠。本文的研究層次清晰、內容詳實，可作為環網柜管理部門的有效參考。

參考文獻

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[3]余小明.10kV環網柜在城市配網中的檢修和管理[J].建材與裝飾2017.