10kV環(huán)網(wǎng)柜常見問題分析與措施

邱梓華

摘要：10kV環(huán)網(wǎng)柜現(xiàn)階段已經(jīng)成為城市環(huán)網(wǎng)供電的重要節(jié)點，它能否安全運行直接影響電力企業(yè)的供電質(zhì)量。10kV環(huán)網(wǎng)柜在實際工作過程中會出現(xiàn)各種類型的故障，從而造成供電可靠性的降低。本文對10kV環(huán)網(wǎng)柜的分類及特點做了概述，并對10kV共箱式環(huán)網(wǎng)柜較常見的問題進行了分析。

關(guān)鍵詞：環(huán)網(wǎng)柜；10kV；SF6；措施

0引言

10kV環(huán)網(wǎng)柜具有全封閉、絕緣性高、方便安裝和維修、體積小、安裝方便靈活等諸多的優(yōu)點，現(xiàn)階段已經(jīng)逐漸成為城市重要的供電節(jié)點。但在其運行過程中如果出現(xiàn)問題無疑對電力系統(tǒng)造成或大或小的影響。因此認真對10kV 環(huán)網(wǎng)柜出現(xiàn)的問題進行分析并提出相應(yīng)的解決措施，才能達到保證供電可靠性的目的。

1.環(huán)網(wǎng)柜分類簡介

環(huán)網(wǎng)柜簡單而言就是一組為環(huán)網(wǎng)供電的高壓開關(guān)設(shè)備，它的核心部分主要由負荷開關(guān) 熔斷器和熔斷器組組成?，F(xiàn)階段10kV環(huán)網(wǎng)柜一般使用三相聯(lián)動的SF6 氣體的空氣開關(guān)或者是斷路器，因為使用性能好的彈簧能夠有效的使開關(guān)分開從而保證環(huán)網(wǎng)柜及時的做出反應(yīng)。

環(huán)網(wǎng)柜分為很多種，一般按照絕緣類型可以分為空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜和SF6絕緣的環(huán)網(wǎng)柜兩種。以上兩種環(huán)網(wǎng)柜能夠?qū)崿F(xiàn)對于線路上電流的接通和關(guān)以及實現(xiàn)在出現(xiàn)問題時斷開工作的變壓器和短路電流，它可以對電力系統(tǒng)起到有效的控制和保護作用。另外，按照工作地點分為戶內(nèi)環(huán)網(wǎng)柜和戶外環(huán)網(wǎng)柜，按照在環(huán)網(wǎng)i中的使用位置不同可以分為進線環(huán)網(wǎng)柜、出現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜和聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)柜等，如果按照開關(guān)設(shè)備分類，可以分為負荷開關(guān)柜、斷路器柜、GIS等。

10kV氣體絕緣共箱式環(huán)網(wǎng)柜（常稱為：共箱式環(huán)網(wǎng)柜、全絕緣柜），它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、全天候、擴展性好、組合靈活、免維護等特點。按功能分類，可以分為負荷開關(guān)柜、斷路器柜、組合電器柜、電纜連接柜、高壓計量柜等。

共箱式環(huán)網(wǎng)柜由于采用了SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，絕緣性能遠強于空氣，全絕緣柜的電氣間隙遠小于半絕緣柜，因電氣間隙小，全絕緣柜尺寸遠小于同電壓等級的半絕緣柜，占地面積小。

全絕緣的開關(guān)和所有帶電部件被永久性封閉在充有SF6氣體的不銹鋼殼體中，壓力恒定，不受海拔影響。同時，可以在地下室等潮濕空間內(nèi)使用。

由于共箱式環(huán)網(wǎng)柜具備上述這些特點，使得其廣泛應(yīng)用于戶外電纜分支箱、預(yù)裝式箱式變電站。

2.10kV氣體絕緣共箱式環(huán)網(wǎng)柜常見問題綜述

10kV環(huán)網(wǎng)柜的運行狀態(tài)直接關(guān)系到電力企業(yè)的供電質(zhì)量，因此我們必須努力保證10kV環(huán)網(wǎng)柜正常工作。但是環(huán)網(wǎng)柜還是會出現(xiàn)一些故障，常見的故障一般有環(huán)網(wǎng)柜套管與電纜的連接問題，截流回路和斷路器拒動問題和絕緣故障等等。當(dāng)前，10kV共箱式環(huán)網(wǎng)柜在的城市配電網(wǎng)的占有率較其他環(huán)網(wǎng)柜高，就深圳地區(qū)的情況而言，其所擔(dān)任的重要角色不言而喻，其安全可靠運行直接關(guān)系用戶的可靠供電。

2.1 環(huán)網(wǎng)柜套管與電纜的連接問題

從最近發(fā)生的十幾起環(huán)網(wǎng)柜運行過程中出現(xiàn)的故障分析來看，大多數(shù)的故障是電纜和環(huán)網(wǎng)柜的套管的相互連接處的問題?，F(xiàn)階段我國使用的10 kV 環(huán)網(wǎng)柜以及電纜上的T型連接頭主要來自歐洲。因為歐洲大多數(shù)使用單芯的電纜，這樣就很容易固定和安裝，電纜的接線端子和環(huán)網(wǎng)柜的套管連接緊密，因此不會發(fā)生熱故障而且單芯電纜不會向套管施加扭曲力。與單芯電纜相比我國普遍采用的是三相三芯的電纜安裝過程難度也相應(yīng)的增加了。

由于適用于單芯電纜環(huán)網(wǎng)柜的電纜室高度很低，這樣就明顯的不適合三芯電纜的安裝且無法保證安裝的精度。因此要適當(dāng)?shù)募痈唠娎|室的高度。另外，三芯電纜使用外護套進行相關(guān)的固定，三相電纜之間無法保證絕對的固定。即使是三相電纜已經(jīng)連接好了，但是由于電纜相對較粗，在自身重量或者是風(fēng)力等外力的影響下會產(chǎn)生扭曲力矩將直接傳遞到套管部位。在三芯電纜的安裝過程中需憑借外力對三相的電纜進行固定，然而當(dāng)三芯電纜固定好后電纜內(nèi)部的應(yīng)力會逐漸的釋放最終作用到套管上，對套管造成一定的傷害。

當(dāng)三芯的電纜接線端子一旦壓接后電纜的長度就被固定了，而且由于單相電纜的長度短，一旦出現(xiàn)誤差無法輕易的加以彎曲，例如一旦T 型插頭無法一次安裝到位就必須對電纜進行外力的操作，這將造成套管受損或者是接觸不良等問題。

2.2 潮濕工作環(huán)境下的常見問題

10kV共箱式環(huán)網(wǎng)柜雖具有可全天候工作的特性，但長時間在潮濕環(huán)境下工作，尤其是在深圳這種沿海地區(qū)，柜體等金屬部件還是比較容易銹蝕。

環(huán)網(wǎng)柜與電纜溝之間的封堵不嚴密，電纜溝內(nèi)的濕氣容易進入環(huán)網(wǎng)柜，進而水分凝結(jié)，面板上的故障指示器、帶電指示器和操作機構(gòu)容易生銹，操作時容易出現(xiàn)卡死等現(xiàn)象，同時由于濕氣進入環(huán)網(wǎng)柜，柜體、底板容易腐蝕生銹，降低環(huán)網(wǎng)柜的使用壽命。

2.3 SF6氣箱故障

SF6氣箱故障的主要情況為全密封的SF6氣箱因為各種原因發(fā)生氣體泄漏，造成氣全密封氣箱內(nèi)SF6氣體密度不夠，最終導(dǎo)致開關(guān)在正常運行或操作過程中，開關(guān)動、靜觸頭間發(fā)生短路故障，引發(fā)事故。

氣箱發(fā)生泄漏的位置多位于電纜樁頭，主要是電纜安裝過程中的不規(guī)范，造成樁頭受力較大，造成氣箱與電纜樁頭處出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致SF6氣體泄漏，因此氣箱故障還是施工工藝不良的一種表現(xiàn)；另一種原因是由于環(huán)網(wǎng)柜本身的工藝問題，某些位置密封不良，引起的泄露。

2.4 絕緣故障問題

絕緣故障對環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備的影響很大，一般而言造成絕緣故障的原因可分為兩種—內(nèi)部原因和外部原因。內(nèi)部因素是指環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)柜的質(zhì)量問題，由于安裝工藝有限造成很多的設(shè)備安裝不符合規(guī)范標準，最終導(dǎo)致爬電距離無法達到安裝要求從而出現(xiàn)問題。還有就是，環(huán)網(wǎng)柜的通風(fēng)環(huán)境必須要好，使爬電距離達到規(guī)定的要求值。但是在具體的實施過程中，由于各種原因環(huán)網(wǎng)柜有時要進行一定的縮放，從而造成空氣間隙不足無法達到絕緣的要求。另外，環(huán)網(wǎng)柜的接觸不良會導(dǎo)致溫度的快速上升，發(fā)生短路故障。

外部原因的故障通常是由雷電過電壓造成的，雷電過電壓雖然持續(xù)的時間比較短，但是電它的破壞力非常的強。雷電過電壓一般分為直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓這兩種。直擊雷過電壓指的是雷電直接擊中電力系統(tǒng)中的某些設(shè)備，從而引起的過電壓。直擊雷過電壓的瞬時電壓很大，會對環(huán)網(wǎng)柜造成極大的危害，從而導(dǎo)致供電系統(tǒng)無法正常的運行。感應(yīng)雷過電壓是指環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備雖然未直接受到雷擊的但是受到打雷時周圍電磁場影響而產(chǎn)生的過電壓。

2.5 電纜終端頭故障

現(xiàn)階段，10kV共箱式環(huán)網(wǎng)柜常見的故障還有由于電纜終端頭的制作工藝或質(zhì)量問題而引起電纜終端頭擊穿，引起環(huán)網(wǎng)柜故障。

3.類似問題解決辦法及預(yù)防

3.1提高10kV環(huán)網(wǎng)柜電纜室的高度

一般SF6網(wǎng)柜電纜室的空間比較狹小而且高度比較的低，這樣對于三芯電纜的T型接頭的安裝卻非常的困難，尤其是對于橫截面積比較大的電纜而言安裝就更困難。因為T 型電纜的連接頭三部分要安裝在電纜室中，而且電纜芯的長度有限電纜芯非常的硬，另外施工現(xiàn)場環(huán)境相對惡劣因此不容易把T 型電纜連接頭準確的安裝到位。因此我們應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)奶岣?0kV環(huán)網(wǎng)柜電纜室的高度。

3.2 采取自然通風(fēng)手段或安裝除濕裝置

目前，防止?jié)駳膺M入環(huán)網(wǎng)柜，比較有效的方法是在電纜室底板上用密封防火材料進行封堵，既可以防止潮濕空氣，還能實現(xiàn)防止小動物的功能，可謂一舉兩得。

室內(nèi)環(huán)網(wǎng)柜可以采用除濕設(shè)備進行除濕；戶外電纜分支箱可以適當(dāng)?shù)脑黾踊A(chǔ)高度，在基礎(chǔ)的四周設(shè)置一定數(shù)量的散熱透氣孔，便于電纜溝井內(nèi)的濕氣排出，但開孔不宜過大，同時要考慮防小動物措施；如電纜分支箱設(shè)有PT且現(xiàn)場條件允許，可裝設(shè)除濕裝置。

3.3 努力做好相關(guān)絕緣防護工作

在環(huán)網(wǎng)柜故障中絕緣事故占了很大的比例，除了設(shè)備自身的質(zhì)量外環(huán)網(wǎng)柜的安裝工藝也會影響到緣性能。首先我們應(yīng)當(dāng)選擇質(zhì)量合格的設(shè)備和材料，因此一定把好質(zhì)量關(guān)。另外相關(guān)的工作人員必要嚴格遵守有關(guān)規(guī)程條例，對過電壓保護的技術(shù)管理規(guī)范加以強化，認真操作。一旦檢查出有不符標準設(shè)備或者是材料，必須及時更換。對于一些要絕緣保護卻經(jīng)常忽視的設(shè)備，要做好絕緣防護定期的檢查。除此之外，工作人員應(yīng)該定期的對設(shè)備進行相關(guān)測試，保證設(shè)備狀態(tài)良好。

3.4 做好電纜終端頭制作工藝管控和日常管理

為避免電纜終端頭發(fā)生故障引發(fā)環(huán)網(wǎng)柜故障，首先我們應(yīng)當(dāng)選擇質(zhì)量合格的電纜終端頭。電纜終端頭制作過程中，施工人員必要嚴格遵守有關(guān)工藝要求進行制作，驗收人員也要嚴把驗收關(guān)，避免電纜頭帶病投運。

同時，運維單位應(yīng)建立電纜終端頭臺賬，對運行過程中出現(xiàn)問題的電纜終端頭進行歸類分析，這樣可及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的家族性缺陷，避免同類型問題再次出現(xiàn)。

4.結(jié)語

10kV氣體絕緣共箱式環(huán)網(wǎng)柜以其獨特優(yōu)勢在各地城市電網(wǎng)系統(tǒng)已得到廣泛應(yīng)用，并逐漸在配網(wǎng)系統(tǒng)中起到重要的控制和保護作用。本文針對以上問題上文提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，希望能夠達到能降低運行中環(huán)網(wǎng)柜的故障率提高供電可靠性的目的。

參考文獻：

[1]羅建民.關(guān)于環(huán)網(wǎng)柜與10kV 電纜連接問題的探討及其解決措施.廣東科技（電力建設(shè)）2009.5. 總第212期

[2]王世才.電工基礎(chǔ)[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]伍家良.10kV 開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜引進中有關(guān)絕緣方面的幾個問題.肇慶電力.2005.12.

[4]林立軒.10 kV SF6環(huán)網(wǎng)柜與電纜連接存在的問題及對策. 供用電， 2007年12月第24卷第6期