10kV環(huán)網(wǎng)柜常見故障與檢修措施分析

林劍文

摘 要：作為電力系統(tǒng)中重要的組成部分，10 kV環(huán)網(wǎng)柜的作用十分重要，一旦發(fā)生故障，就會(huì)嚴(yán)重影響區(qū)域供電，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致大面積的區(qū)域停電，造成嚴(yán)重的損失。鑒于10 kV環(huán)網(wǎng)柜的重要作用，筆者在有關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究分析10 kV環(huán)網(wǎng)柜的常見故障，并提出了一些切實(shí)有效的解決措施，希望給有關(guān)人員提供參考借鑒，不斷提高10 kV環(huán)網(wǎng)柜的維修水平，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和安全性。

關(guān)鍵詞：電力開關(guān)；10 kV；環(huán)網(wǎng)柜；故障維修；措施

中圖分類號(hào)：TM264 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）09-0081-01

從我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的構(gòu)成上看，10 kV的供電系統(tǒng)屬于中低壓的供電節(jié)點(diǎn)，它的安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系著供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性。環(huán)網(wǎng)柜作為重要的電氣設(shè)備，發(fā)揮著負(fù)荷開關(guān)和熔斷器的重要作用，在我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的使用范圍越來越廣泛，所發(fā)揮的作用也越來越重要。從環(huán)網(wǎng)柜本身上看，環(huán)網(wǎng)柜具有體積輕便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格適中、供電安全等突出優(yōu)點(diǎn)，受到了越來越多使用者的認(rèn)同。環(huán)網(wǎng)柜的使用范圍主要集中在變電站、工廠、住宅小區(qū)和負(fù)荷中心配電站等。

1 10 kV環(huán)網(wǎng)柜簡(jiǎn)介

1.1 10 kV環(huán)網(wǎng)柜的構(gòu)成

10 kV環(huán)網(wǎng)柜是重要的環(huán)網(wǎng)供電設(shè)備，功能在作為高壓開關(guān)和實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電，其核心部件是負(fù)荷開關(guān)和熔斷器。通常情況下，高壓開關(guān)設(shè)備被放置在金屬柜內(nèi)，或者是做成間隔式的環(huán)網(wǎng)供電電氣設(shè)備。一般而言，每一個(gè)環(huán)網(wǎng)柜的連接方式是由三到五個(gè)電力分配網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)靈活連接，目的是滿足不同電力分配網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的供電要求。10 kV環(huán)網(wǎng)柜的開關(guān)裝置和母線被封閉在一個(gè)金屬外殼里，配備氣體負(fù)荷開關(guān)或者是斷路器。一個(gè)獨(dú)立的10 kV環(huán)網(wǎng)柜裝置由TV單位、計(jì)量單位、進(jìn)線單位等單元構(gòu)成。

1.2 10 kV環(huán)網(wǎng)柜的基本特點(diǎn)

①10 kV環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部各個(gè)部件組織緊湊，外柜的體積輕便、重量較少、占地面積小，可以促進(jìn)土地資源利用效率的提高；②從10 kV環(huán)網(wǎng)柜的內(nèi)部構(gòu)成上看，10 kV環(huán)網(wǎng)柜采用的是全密封、全絕緣的緊湊結(jié)構(gòu)，適宜室內(nèi)野外等多種使用環(huán)境；③相比于其他電氣設(shè)備，10 kV環(huán)網(wǎng)柜的結(jié)構(gòu)緊湊且明確，安裝工作輕松簡(jiǎn)單，使用時(shí)操作簡(jiǎn)單快捷，無形中也降低了后期檢修和故障維修的工作量和工作難度；④10 kV環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備具有可見端口，有關(guān)人員在進(jìn)行開關(guān)操作時(shí)，能夠快速和準(zhǔn)確的確定開關(guān)的觸碰位置，確保操作人員和維修人員的人身安全。

2 10 kV環(huán)網(wǎng)柜常見的故障類型和維修措施

2.1 電纜或連接故障

從目前10 kV環(huán)網(wǎng)柜的使用情況上看，國(guó)內(nèi)10 kV環(huán)網(wǎng)柜使用的是三芯電纜，而并非是歐洲通用的單芯電纜。單芯電纜的優(yōu)點(diǎn)在于便于安裝、固定容易，不用特殊考慮單芯電纜套管的扭曲力度；套管終端裝置具有良好的貼合性，可以有效預(yù)防和減少熱故障的發(fā)生。相比之下，三芯電纜的安裝和維護(hù)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單芯電纜，各類安裝和連接問題也層出不窮。

三芯電纜在連接時(shí)，主要依靠電纜外部的保護(hù)套進(jìn)行固定，電纜內(nèi)部的各個(gè)單芯并沒有進(jìn)行牢固的固定。在此操作技術(shù)下，三芯電纜在連接固定之后，極易發(fā)生連接故障。受到電纜身的質(zhì)量、電力、或者是其他外部不利因素的影響，三芯電纜極易發(fā)生將單相的扭據(jù)傳輸?shù)酵鈬Ｗo(hù)套的情況。因此，為了避免這種情況的發(fā)生，三芯電纜在連接之時(shí)需要采取相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施，主要表現(xiàn)為在電纜固定之前加以外力，實(shí)現(xiàn)扭動(dòng)。在此操作技術(shù)上，電纜銀外力扭動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)部壓力會(huì)被逐漸釋放，并在套管內(nèi)部恢復(fù)力矩。由此可見，三芯電纜的安裝和連接難度都比較大，對(duì)操作人員的技術(shù)水平也提出了更高的要求；整個(gè)連接固定過程極易受人為因素的影響，稍有不慎就會(huì)影響整個(gè)10 kV環(huán)網(wǎng)柜的正常運(yùn)行。

2.2 解決10 kV環(huán)網(wǎng)柜電纜及連接問題的對(duì)策

2.2.1 適當(dāng)增加10 kV環(huán)網(wǎng)柜的高度或空間

造成10 kV環(huán)網(wǎng)柜電纜連接問題頻發(fā)的一個(gè)重要原因就是10 kV環(huán)網(wǎng)柜的空間設(shè)置不合理，有關(guān)人員可以對(duì)10kV環(huán)網(wǎng)柜的安裝工作環(huán)境進(jìn)行改善，適當(dāng)調(diào)整10 kV環(huán)網(wǎng)柜外部結(jié)構(gòu)的高度。

同時(shí)，也可以使用升高座將電纜周圍的小室的高度擴(kuò)展到800 mm左右，使柜內(nèi)電纜套管的固定部分的中心垂直距離≥750 mm。如果電纜套管的固定部分的中心垂直距離足夠大，三芯電纜在與連接器安裝調(diào)整時(shí)有足夠的空間調(diào)整長(zhǎng)度，可以有效減少因長(zhǎng)度不當(dāng)造成的電纜連接故障。

2.2.2 全面考慮套管接觸面的導(dǎo)電能力

10 kV環(huán)網(wǎng)柜出現(xiàn)電纜連接問題后，接線端子會(huì)因?yàn)榻佑|不良，從而導(dǎo)致導(dǎo)電面積的減小。受到零部件結(jié)構(gòu)的影響，10 kV環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)所有的導(dǎo)電部件都密封在絕緣套內(nèi)，絕緣套內(nèi)的散熱較差，還容易引發(fā)降容問題。在粘貼處比較松散或高電流通過時(shí)，容易出現(xiàn)高溫故障。

對(duì)此，筆者建議在選購電纜的過程中，要嚴(yán)格選擇規(guī)格合適的電纜，最好是橫截面面積為240 mm2或300 mm2的電纜，選擇額定電流為800 A的標(biāo)準(zhǔn)套管，銅管的外徑最好控制在32 mm，這樣可以有效預(yù)防和減少熱故障的發(fā)生。

3 絕緣問題

3.1 絕緣問題分析

絕緣問題產(chǎn)生的原因復(fù)雜多樣，通常情況下是因?yàn)閷?dǎo)電體和絕緣板之間的固定性不好，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的開關(guān)操作后造成導(dǎo)電體和絕緣板之間的松動(dòng)。操作人員在使用過程中，振動(dòng)沖擊將會(huì)導(dǎo)致觸發(fā)間歇放電。這一問題屬于隱形問題，在日常使用過程很難發(fā)現(xiàn)。受到10 kV環(huán)網(wǎng)柜整體結(jié)構(gòu)的影響，所有零部件均被密封在環(huán)網(wǎng)柜中，出現(xiàn)觸發(fā)性間歇放電現(xiàn)象時(shí)很難及時(shí)找到故障點(diǎn)的位置。直到因頻繁放電造成隔熱板損壞后才會(huì)發(fā)現(xiàn)故障的存在。絕緣問題一旦發(fā)生，就會(huì)導(dǎo)致間歇性放電，整個(gè)放電過程會(huì)持續(xù)到故障排除之前；在間歇性放電的影響下，會(huì)導(dǎo)致母聯(lián)柜電流互感器的外絕緣閃絡(luò)，造成短路。10 kV環(huán)網(wǎng)柜的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)十分緊湊，在進(jìn)行絕緣問題維護(hù)檢修時(shí)，不但需要更換損毀的零部件，也需要維護(hù)和清理其他零部件。

3.2 絕緣問題的解決措施

有關(guān)人員在選購母線時(shí)，要提高母線的絕緣要求。在整個(gè)10 kV環(huán)網(wǎng)柜的安裝調(diào)試過程中，母線室內(nèi)的所有零部件都應(yīng)該使用絕緣材料。

10 kV環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)導(dǎo)電體對(duì)地和相間的空氣凈長(zhǎng)度要保持在125 mm以上，有機(jī)絕緣材料的爬劇要控制在230 mm，瓷器件要達(dá)到210 mm。

對(duì)于絕緣的關(guān)鍵部位和容易發(fā)生間歇性放電的部位進(jìn)行重點(diǎn)檢修。如斷路器、總線支持絕緣子、滅弧動(dòng)觸頭拉桿絕緣子、座絕緣子、接地支座絕緣子等部位。

4 結(jié) 語

從110 kV的環(huán)網(wǎng)柜的故障類型上看，造成110 kV環(huán)網(wǎng)柜發(fā)生故障的原因多為結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理、工作人員操作不當(dāng)、檢修不及時(shí)等。常見的故障類型主要有電纜故障、連接故障、絕緣故障等。為了提高110 kV環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行的穩(wěn)定和安全性，有關(guān)人員在實(shí)際工作中需要不斷提高自身的認(rèn)知能力和操作水平，嚴(yán)格遵守國(guó)家的相關(guān)規(guī)定；立足工作基礎(chǔ)，提高責(zé)任心；定期檢查110 kV的有關(guān)零部件，排除故障；全面提高供電的穩(wěn)定性和安全性，確保廣大人民的生產(chǎn)生活用電。

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