10kV高壓開關(guān)柜常見故障分析與對策

麥敬明（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東　東莞　523000）

10kV高壓開關(guān)柜常見故障分析與對策

麥敬明
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東東莞523000）

摘要：改革開放以來，我國的國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了迅速的發(fā)展，成為了世界上發(fā)展最快的國家，人民的文化生活水平得到了不斷提升，而支撐我國不斷迅速發(fā)展的動(dòng)力之一的電力工業(yè)也搭上了高速發(fā)展的列車。隨著發(fā)展的進(jìn)程，對電力的需求量越來越大，無論是工業(yè)還是城鎮(zhèn)居民都加重了我國的電力負(fù)荷。為了解決如此較大的電力需求量，國家采用了高電壓的電力輸送方式，以滿足我國的發(fā)展和人民生活水平提高的需要。在高電壓電力輸送的過程中離不開高壓開關(guān)柜，其中10kV開關(guān)柜是我國普遍應(yīng)用的產(chǎn)品之一。開關(guān)柜在電力輸送的中占有很重要的地位，如果在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)故障，將會(huì)影響電力的輸送，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。本文分析了10kV開關(guān)柜常出現(xiàn)的故障的發(fā)生因素，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了10kV開關(guān)柜的注意方面以及必要時(shí)采取的措施，為遇到類似情況的同仁與學(xué)者提供參考。

關(guān)鍵詞：10kV開關(guān)柜；故障分析；對策

隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，我國的10kV開關(guān)柜的技術(shù)含量有了很大的提高，生產(chǎn)質(zhì)量也得到了保障，但是在開關(guān)柜的使用過程中，仍會(huì)出現(xiàn)一些故障，本人根據(jù)故障的發(fā)生特點(diǎn)，分析了其發(fā)生的緣由，并加以總結(jié)。同時(shí)，為避免10kV開關(guān)柜故障發(fā)生提供建議，從而提高電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。

110kV開關(guān)柜的常見故障。作為電網(wǎng)中一種重要的開關(guān)設(shè)備，10kV高壓開關(guān)柜具有使用數(shù)量多，應(yīng)用范圍廣的明顯特點(diǎn)。如果一旦它的運(yùn)行出現(xiàn)故障，將會(huì)影響相關(guān)電路的電力傳輸，導(dǎo)致大部分的地區(qū)斷電，嚴(yán)重影響著人們的正常生活，甚至給社會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。10kV開關(guān)柜的常見故障有開關(guān)柜漏電、開關(guān)柜爆裂損壞和開關(guān)柜內(nèi)溫度過高等故障，每一種故障類型都嚴(yán)重的威脅著開關(guān)柜的正常工作，甚至影響著人們的正常生活。

2常見故障分析。對10kV開關(guān)柜的故障原因分析，常常令電力的工作人員非常棘手。就其發(fā)生故障的原因，筆者主要總結(jié)如下：（1）質(zhì)量差、絕緣性不足。10kV開關(guān)柜的質(zhì)量加工水平和裝配質(zhì)量在很大程度上影響著開關(guān)柜的整體耐壓性。高壓開關(guān)柜內(nèi)元件的耐壓性也影響著開關(guān)柜的整體耐壓水平，通過柜內(nèi)元件的耐壓率相乘得到開關(guān)柜的耐壓水平。如此造成即使柜內(nèi)元件通過相關(guān)耐壓檢驗(yàn)，也不一定開關(guān)柜整體滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在開關(guān)柜的裝配方面，如螺絲的緊固，按工藝規(guī)定要求螺絲出牙長度不可超出一定限制，如果超出規(guī)定，將會(huì)出現(xiàn)“尖端放電”的現(xiàn)象，降低開關(guān)柜的絕緣性，甚至?xí)勗熘卮蟀踩鹿?。元件的空間間隙不足也會(huì)影響高壓開關(guān)柜的安全與穩(wěn)定。在高壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)過程中，往往存在著空間間隙不足的不良現(xiàn)象，它們?nèi)菀讓?dǎo)致開關(guān)柜絕緣損壞。因此，工作人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)的情況采取相應(yīng)的措施，保證開關(guān)柜的絕緣性。（2）防爆設(shè)計(jì)不足。在高壓開關(guān)柜的工作過程中，如果出現(xiàn)短路等危險(xiǎn)現(xiàn)象，則會(huì)產(chǎn)生高壓電弧，這種能量巨大，會(huì)產(chǎn)生高溫高壓的蒸氣，蒸汽導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)壓力劇增，從而發(fā)生爆裂事故。但是若在開關(guān)柜上部設(shè)置了母線室、電纜室和開關(guān)室三個(gè)泄壓出口，當(dāng)發(fā)生電氣短路時(shí)，蒸氣將從泄壓出口泄露出去，及時(shí)減小內(nèi)部壓力，避免發(fā)生爆裂等危險(xiǎn)事故，因此，以上闡述表明，在柜內(nèi)安裝泄壓裝置十分重要。但是，在安裝泄壓裝置的過程中有可能出現(xiàn)柜頂泄壓口沒有用螺絲全部鎖死或用塑料螺絲代替金屬螺絲而金屬螺絲代替塑料螺絲等情況，這將影響設(shè)備的安全穩(wěn)定工作，遇到故障情況時(shí)，故障產(chǎn)生的氣體極易從其他通道迸發(fā)出去，進(jìn)而發(fā)生爆裂等危險(xiǎn)事故。開關(guān)柜面板上的孔洞，如觀察窗等，都會(huì)降低開關(guān)柜的防爆能力。因?yàn)檫@些孔洞破壞了開關(guān)柜的整體性，在遇到大能量的高壓蒸氣時(shí)，這些孔洞就成了開關(guān)柜的薄弱部分，破壞會(huì)從此處延伸至整體，如果采取的有效措施不及時(shí)，將會(huì)釀造嚴(yán)重事故。（3）開關(guān)柜散熱速度慢。開關(guān)柜是一種電氣設(shè)備，本身有電阻，在工作的過程中發(fā)熱是不可避免的、正常的現(xiàn)象。但是如果出現(xiàn)開關(guān)柜過熱時(shí)，就不是正常狀態(tài)了。開關(guān)柜的溫度是有兩個(gè)方面因素，一個(gè)是導(dǎo)體工作生熱；一個(gè)是開關(guān)柜散熱。導(dǎo)體生熱是由于電流通過導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，其大小與導(dǎo)體的電阻和通過的電流有關(guān)，電阻發(fā)熱功率公式為P=I×I×R，由公式可知電流越大，電阻越大，其單位時(shí)間發(fā)出的熱量就越多。因此為了減少熱量產(chǎn)生也有兩個(gè)方面，一個(gè)是降低導(dǎo)體電阻，如增加導(dǎo)體的面積，使單位時(shí)間通過導(dǎo)體單位橫截面上的電子數(shù)量減少；或采用電阻率小的材料代替以降低其阻值；另一方面是減少電流的大小，這種方式相對前者來說效果顯著，通過提高電壓，在同樣的功率要求下電流減小。雖然這種方式是減少電阻熱的最佳方式，但是因?yàn)殚_關(guān)柜的電壓已經(jīng)不可改變，所以，這種方法目前不可被采納。對于高壓開關(guān)柜的發(fā)熱，可以增加其散熱面積以加快散熱速度。當(dāng)高壓開關(guān)柜的散熱速度低于導(dǎo)體的發(fā)熱時(shí)，開關(guān)柜的溫度將會(huì)升高，高到一定程度勢必會(huì)影響開關(guān)柜的正常工作，甚至是燒壞。正常情況下導(dǎo)體過熱可能是由于接頭接觸不良引起的。當(dāng)接觸不良時(shí)，導(dǎo)體之間的接觸面積就減少，而通過單位面積的電子數(shù)量就增多，使電阻產(chǎn)生大量的熱量；接頭老化也會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)體過熱的現(xiàn)象，其根本原因和接觸不良類似。而造成這樣的原因一個(gè)是接線板做工粗糙，使導(dǎo)體之間未能完全接觸，另一個(gè)原因是平常維護(hù)不當(dāng)，是導(dǎo)體在接頭氧化，影響通電質(zhì)量。導(dǎo)體發(fā)熱的另一個(gè)原因是開關(guān)柜內(nèi)的主母線在工作時(shí)負(fù)荷電流過大，超過了母線的額定電流，而使母線過熱。目前，我國的母線主要是用銅材料或鋁材料制作而成，但是由于材料中的雜質(zhì)含量過高，使其阻值高于正常材料的阻值，在工作的過程中雜質(zhì)還會(huì)產(chǎn)生熱量集中的不利作用，危害著開關(guān)柜的運(yùn)行。

3開關(guān)柜故障防范對策。（1）提高開關(guān)柜整體絕緣性。通過嚴(yán)格控制開關(guān)柜的質(zhì)量，使其滿足相關(guān)電氣設(shè)備的規(guī)定，保障整體絕緣性。開關(guān)柜的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造，要采用絕緣性強(qiáng)的材料，導(dǎo)線的絕緣皮厚度要滿足設(shè)計(jì)的要求，安裝的過程中避免對絕緣層的破壞，培養(yǎng)有相關(guān)知識的技術(shù)工人，安裝完后滿足設(shè)計(jì)要求。（2）優(yōu)化開關(guān)柜的設(shè)計(jì)方案。采用優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，通過各種相關(guān)測試，在開關(guān)柜正常工作的情況下，保證開關(guān)柜的散熱與釋能能力。同時(shí)，要考慮開關(guān)柜的安裝與固定。（3）加強(qiáng)對開關(guān)柜的檢查。要定期的對高壓開關(guān)柜進(jìn)行巡視檢查，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，要認(rèn)真分析，做出正確的判斷與相應(yīng)的措施。在巡視的過程中不可忽視小小的異常，要充分重視每一個(gè)小事故，減少大事故的發(fā)生，同時(shí)也降低了經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的損失。

結(jié)語

10kV高壓開關(guān)柜的防范對策很多，工作任務(wù)重，隨著開關(guān)柜的設(shè)計(jì)越來越智能越來越完美，但工作人員不能因此而掉以輕心，必須更加保持工作的認(rèn)真態(tài)度，杜絕大事故，減少小異常。在工作過程中，要有不斷探索的精神，為確保人身、電網(wǎng)和設(shè)備的安全服務(wù)，使效益最大化。

參考文獻(xiàn)

[1]李建基.高壓開關(guān)設(shè)備實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2005.

中圖分類號：TM591

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A