淺談10kV高壓柜故障問題及檢查

張榮超

摘 要：在電力系統(tǒng)中，10kV高壓柜在運行中經常出現故障，不僅造成了電力項目運營成本的增加，而且對相關電力操作人員的人身安全造成了極大的威脅。為了有效保障高壓柜安全運作，降低故障所帶來的損失，必須做好高壓柜故障的檢測和預防工作。文章針對10kV高壓柜故障問題及檢查展開深入的探討。

關鍵詞：10kV高壓柜；故障問題；檢查；措施

1 概述

近年來，我國社會經濟飛速發(fā)展，對電力需求量不斷增加，隨著電力系統(tǒng)不斷升級，10kV高壓柜的數量和質量已經大幅提高，其運行的安全性和可靠性不斷上升，發(fā)生故障的概率已大幅降低。盡管如此，10kV高壓柜在運行過程中，因其仍然存在一些難以避免的缺陷和故障，造成了電力操作人員的很多麻煩。因此，電力企業(yè)要加強診斷10kV高壓柜故障的能力并能采取相應的有效處理措施，及時對這些故障進行分析和處理，有效地避免和防止故障的發(fā)生，使其在電力系統(tǒng)中更加安全可靠的進行供電作業(yè)。

2 10kV高壓柜種類及特點

2.1 高壓柜種類

近年來，10kV高壓柜的使用越來越受到人們的關注。由于當前使用的10kV高壓柜種類多種多樣，作為重要部件的開關柜之間有著明顯的區(qū)別，因此故障發(fā)生的概率也大為不同。總體來說，開關柜主要箱式開關柜、固定式開關柜、手車落地式開關柜、HXGN負荷開關柜和手車中置式開關柜五種類型。

2.2 高壓柜特點

固定式開關柜的優(yōu)點是體積大，柜內空間大，不僅可以隨意擺放元器件而且可以任意改造。但其由于封閉性和防護性較差，發(fā)生事故的概率較高，目前基本上已被淘汰。箱式開關柜擁有全封閉的外殼，可有效地節(jié)省空間，同時，由于體積小，散熱性能差，不適用于較大負荷的供電系統(tǒng)。相對而言，HXGN負荷開關柜因其防護等級較高、維護相對簡單，已經被廣泛應用于新建用電房中。手車落地式開關柜對箱底的強度要求高，目前，是市場上傾向于采用進口技術生產的產品。手車中置式開關柜和其他同類產品相比有著明顯優(yōu)勢，因此，是目前在10kV高壓柜中應用最廣、最受歡迎的產品。

3 10kV高壓柜故障問題發(fā)生的原因

3.1 絕緣性差

3.1.1 爬距和空氣間隙不夠。絕緣能力作為判斷電力設備好壞的一項重要指標，也是保證高壓柜能正常工作的一個重要因素。通常，爬距及空氣間隙不夠是高壓柜發(fā)生絕緣損壞事故的根本原因，在高壓開關柜運行過程中，普遍存在這空氣間隙和爬距不夠之類的不良現象，尤其是手車柜，一些生產單位為了縮短柜體的尺寸，會大幅度地減小裝于柜內的斷路器，這樣就隔離插頭相間距離或對地距離，使絕緣強度得不到根本的保障，進而導致高壓柜絕緣損壞事故發(fā)生。因此，為保證絕緣性能強度，工作人員必須確保爬距和空間間隙的規(guī)范性和合理性。

3.1.2 加工質量差，工藝不良。在電力維修的過程中，所用產品規(guī)格不一，質量不能達到同一水平，導致電力設備損壞的事情常常發(fā)生，極大地降低了其絕緣性能。此外，裝配質量和制造質量會大大影響高壓柜整體耐壓水平。通常，高壓開關柜整體的耐壓水平等于所有高壓柜的耐壓率相乘所得的積，因此，即使高壓柜中有些元件通過了耐壓試驗，也不代表高壓柜整體已經合格，都能通過耐壓檢測。例如：緊固螺絲不規(guī)則，擰緊后螺桿長出螺母過多，支持瓷柱穩(wěn)定性能差，質量不合格，在受到短路電流沖擊時容易發(fā)生斷裂，導致高壓柜故障擴大。

3.2 高壓柜發(fā)熱

3.2.1 導電回路過熱。接頭接觸不良是造成導電回路過熱的主要原因。過熱的突出部位是：主變總開關大電流回路中出現接觸不良，直接導致回路中熱量瞬間驟聚，造成局部回路過熱的情況。然而，接線板連接口做工粗糙，不夠精細，不能順利輸送電能是造成接頭接觸不良的主要原因。從而導致這些部位發(fā)熱嚴重，在開關柜的調試過程中就經常會遇到導電回路過熱的故障。

3.2.2 導體過熱。開關柜內有大量主母線采用銅、鋁排等導體材料直接導致導體過熱，原因是在主母線工作時，負荷電流增大，使得主母線的發(fā)熱量增大，一旦發(fā)熱量達到該主母線的臨界值，就會產生導體發(fā)熱的現象發(fā)生。然而當前，我國制造主母線主要材料就是銅和鋁，由于銅、鋁中的雜質含量很高，造出的電阻要高于一般的正常電阻，而且，在導體發(fā)熱過程中，大量雜質的存在依然會造成熱量過度的集中，從而使得導體發(fā)熱現象更加容易出現。

3.3 防爆、防護能力不足

防爆、防護能力不足也是導致高壓柜發(fā)生故障的重要原因。防爆防護能力不足主要體現在以下幾個方面：其一，在有些高壓開關柜安裝過程中，不能全部鎖死柜頂泄壓通道中使用的螺絲，因未能準確好安裝塑料螺絲與安裝螺絲，兩者方向相反，甚至出現固定螺絲不能規(guī)范等問題，致使高壓柜內發(fā)生短路時，此時泄壓通道不能將電弧產生的高壓蒸汽完全排出，壓力瞬間超出所能負荷的最高值，并迅速從封閉式開關柜中薄弱的地方迸發(fā)出來，致使設備和人體均受到傷害，造成相當嚴重的后果。其二，由于開關室與電纜室之間的通風散熱孔、泄壓通道尺寸過小，導致故障發(fā)生時高溫蒸汽壓力過大，無法得到釋放，不能及時串入熔斷器小室。其三，檢修柜門時，螺絲的再次安裝不能鎖緊，導致防爆能力達不到要求。

3.4 設備老化的因素

隨著社會發(fā)展，社會用電量大幅增加，原先安裝的電力設備開始進入老化階段，各種電力裝置及元器件的性能逐漸下降，已不能符合高強度的運轉。例如：真空斷路器在使用過程中容易發(fā)生不同的故障，一旦出現故障，爆炸事故就會隨著發(fā)生，同時變電站的高壓柜和系統(tǒng)的短路電流、容量也會因系統(tǒng)負荷增加而增加。如果真空斷路器的電流值達不到系統(tǒng)運行的標準，就會因短路故障的影響而降低其性能。從而使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性遭到破壞。

3.5 設備操作不當

在設備安裝過程中如果操作不當就會破壞結構的完整性，比如，動靜觸頭插入方式不標準，接觸電阻過大等原因，都會致使設備故障的頻頻發(fā)生。除此之外，操作中出現誤動、拒動都是高壓柜事故發(fā)生的誘導因素。首先，由于部件變形、位移或脫扣失靈等，致使操動機構以及傳動系統(tǒng)的機械故障引發(fā)高壓柜故障。其次，由于電氣控制及輔助回路所引起的故障，也會導致保護裝置難以正常的執(zhí)行命令。

4 10kV高壓柜故障檢查方法及故障發(fā)生的應對措施

4.1 做好高壓柜故障檢測工作

10kV高壓柜使用廣泛，由于各種原因導致高壓柜故障時有發(fā)生，因此，做好高壓柜故障檢查工作是避免事故發(fā)生的前提和先決條件。針對事故高發(fā)的部件及工序應加強監(jiān)管，嚴格把手質量關。在檢查過程中，尤其要做好以下監(jiān)測：開關柜內手車室和電纜室內的溫、濕度監(jiān)測，分合閘線圈電壓電流檢測，合閘彈簧狀態(tài)監(jiān)測等。當發(fā)現開關柜在運行過程中有異樣的聲音時，必須分析其原因，及時解除事故發(fā)生的隱患，避免事態(tài)惡化造成重大損失，所以定時、定量的對10kV高壓柜進行檢查是非常必要的。

4.2 提高絕緣性能措施

在開關柜生產制造過程中，必須保證絕緣性能的強度，從而使運行中絕緣事故減少。在絕緣體設計時，要滿足對外界強度的承受能力，保證其承受規(guī)定電壓的能力。高壓開關柜內的絕緣件應采用阻然絕緣材料，嚴禁采用酚醛樹脂、聚氯乙烯等有機絕緣材料。

4.3 提高防護、防爆能力措施

更換原有的鐵螺絲為塑料螺絲鎖緊，尤其是泄壓通道頂蓋缺口對側的螺絲。當柜內短路時，電弧容易沖斷相應分室的頂蓋塑料螺絲，高溫蒸汽會沖開頂蓋，打開壓力釋放通道由此避免氣體驟聚，突然爆發(fā)，造成操作人員及設備的傷害。

5 結束語

10kV高壓柜的安全使用為人們日常的生產生活用電提供保障。為了杜絕10kV高壓柜故障的發(fā)生，相關部門要嚴把質量關，對高發(fā)問題做好防范措施，并定期對高壓開關柜做好安全檢查工作，及時解除安全隱患，確保10kV高壓柜在最佳狀態(tài)下運行。

參考文獻

[1]韋科迪.淺析10kV高壓開關柜故障原因及防范措施[J].機電信息，2012.

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