關(guān)于10kV開關(guān)柜運(yùn)行中的故障及處理措施分析

苗璐

摘 要：10kV開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中常見的一類設(shè)備，其具有體積小、維護(hù)簡(jiǎn)單易操作等優(yōu)點(diǎn)，但因各種因素10kV開關(guān)柜在運(yùn)行過程中依然存在很多安全隱患，從而威脅電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，因此要想確保10kV開關(guān)柜運(yùn)行安全穩(wěn)定，勢(shì)必要重視10kV開關(guān)柜的設(shè)計(jì)、安裝、檢修和維護(hù)。下文著重針對(duì)10kV開關(guān)柜運(yùn)行中的故障及處理措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：10kV開關(guān)柜 絕緣 電氣元件 安裝調(diào)試 處理措施

1、10kV開關(guān)柜運(yùn)行過程中的故障分析

1.1 絕緣故障

10kV開關(guān)柜出現(xiàn)絕緣故障，絕緣故障又可以分為：導(dǎo)電部位與絕緣件之間發(fā)生放電。若絕緣板跟導(dǎo)電體之間的固定不夠牢固，開關(guān)在經(jīng)過多次操作后難免會(huì)松動(dòng)，在操作振動(dòng)沖擊之后，會(huì)出現(xiàn)間歇性放電，但是這種放電不容易被操作人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)行超聲波檢查或局放檢測(cè)時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)，有時(shí)在10kV開關(guān)柜內(nèi)，因?yàn)檎麄€(gè)開關(guān)柜為密封狀態(tài)，無法準(zhǔn)確地找到故障所在的位置，等到放電嚴(yán)重時(shí)，引起絕緣板損壞貫通性擊穿，便會(huì)引起嚴(yán)重故障。

1.2 主母線跟絕緣套之間出現(xiàn)放電

主母線跟開關(guān)柜內(nèi)的間隔穿墻絕緣套之間出現(xiàn)放電，引發(fā)放電的原因也主要是因?yàn)閷?dǎo)電銅母排與絕緣套的間隙過小，引起放電。隨著開關(guān)柜的體積不斷縮小，對(duì)地絕緣尺寸也不斷減小，當(dāng)柜內(nèi)的有機(jī)絕緣件表面積累的灰塵較多，遇到潮濕天氣時(shí)，柜內(nèi)的濕度常常較高，從而導(dǎo)致絕緣表面結(jié)露發(fā)生放電和擊穿等事故，從而引起運(yùn)行故障。

1.3 誤動(dòng)、拒動(dòng)誤差

10kV開關(guān)柜常見故障還有誤動(dòng)和拒動(dòng)誤差，該類故障形成的主要原因?yàn)椋旱谝?，由于輔助回路跟電氣控制回路存在問題，主要表現(xiàn)為輔助開關(guān)無法正常切換，轉(zhuǎn)換開關(guān)失效或者機(jī)構(gòu)卡澀導(dǎo)致分合閘線圈被燒毀，引起端子松動(dòng)，操作電源、合閘接觸器、接線失誤、微動(dòng)開關(guān)故障、二次接線接觸老化等，均會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。第二，可能是因?yàn)閭鲃?dòng)系統(tǒng)跟操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)機(jī)械故障而引起誤動(dòng)、拒動(dòng)誤差，最常見的表現(xiàn)為分合閘的鐵芯松動(dòng)或者卡澀軸銷松動(dòng)、脫扣失效、個(gè)別部件發(fā)生位移變形等。

1.4 開關(guān)柜發(fā)熱

在正常情況下，10kV的開關(guān)柜在運(yùn)行過程中均伴有輕度的發(fā)熱，但是一旦10kV開關(guān)柜發(fā)生過熱或者導(dǎo)電回路同時(shí)伴有發(fā)熱情況時(shí)，則提示發(fā)生故障。導(dǎo)體散熱的途徑有兩類，分別為導(dǎo)電回路散熱和導(dǎo)電回路發(fā)熱，若導(dǎo)電回路的發(fā)熱超過散熱時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致開關(guān)柜溫度升高，當(dāng)上升的溫度超過本來設(shè)定的溫度時(shí)，開關(guān)柜便會(huì)出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象，在局部發(fā)熱的作用下，產(chǎn)生的瞬間能量會(huì)引起嚴(yán)重故障。

1.5 開關(guān)柜電氣元件故障

在10kV開關(guān)柜運(yùn)行過程中，所涉及的電壓互感器、帶電顯示器、避雷針等相關(guān)電氣元件若運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，也會(huì)發(fā)生各類故障。其中電壓互感器發(fā)生故障的主要原因?yàn)榘惭b調(diào)試不合理、二次側(cè)出現(xiàn)短路、互感器質(zhì)量有問題等，帶電顯示器發(fā)生故障可能是因?yàn)樽陨碣|(zhì)量存在問題，再加上運(yùn)行的環(huán)境較差，常常發(fā)生故障。

2、10kV開關(guān)柜運(yùn)行過程中常見故障的處理對(duì)策

2.1 做好10kV開關(guān)柜的安裝調(diào)試和試驗(yàn)

由于10kV開關(guān)柜的安裝調(diào)試是否合理在很大程度上影響著其是否安全、可靠運(yùn)行，假如在安裝調(diào)試過程中發(fā)生了絕緣間隙不符合放電要求、傳動(dòng)卡澀、調(diào)試不合理等情況時(shí)，必然會(huì)影響開關(guān)柜后期的運(yùn)行，因此從事開關(guān)柜安裝調(diào)試和試驗(yàn)的人員在面臨上述情況時(shí)，一方面要迅速聯(lián)系廠家來處理；另一方面在對(duì)開關(guān)柜安裝調(diào)試和檢驗(yàn)時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行相規(guī)定和要求，從而保證開關(guān)柜處理良好的運(yùn)行狀態(tài)，減少其故障發(fā)生率。

2.2 提高開關(guān)柜的絕緣性能

對(duì)于10kV的開關(guān)柜，在將其接入電網(wǎng)后，必須要具備承受工作電壓的能力。假如原件質(zhì)量不可靠，會(huì)增加故障的發(fā)生率。因此，在生產(chǎn)和制造開關(guān)柜時(shí)，必須高度重視其絕緣性能，從而減少10kV開關(guān)柜運(yùn)行過程中的絕緣故障。可以采取以下措施：第一，針對(duì)10kV開關(guān)柜中的絕緣件均應(yīng)使用阻燃絕緣材質(zhì)，禁止使用聚氯乙烯、酚醛樹脂、聚碳酸脂等有機(jī)絕緣材料；第二，高度重視元件的選擇，特別是要選擇伏安特性較好的電壓互感器，換而言之就是要選擇在線電壓下無明顯飽和的電壓互感器，除此之外，還應(yīng)該選擇絕緣性能優(yōu)、不燃燒或者阻燃的隔板；第三，針對(duì)一些使用時(shí)間較長(zhǎng)的開關(guān)柜，當(dāng)增加空氣間距和漏泄比距難度較大時(shí)，最好選擇改善開關(guān)柜的環(huán)境，在開關(guān)室內(nèi)配置溫度計(jì)、通風(fēng)設(shè)置、防潮設(shè)備等，在雨季期要多啟動(dòng)開關(guān)柜，以防其凝露出現(xiàn)絕緣故障。

2.3 強(qiáng)化開關(guān)柜體的封閉

第一，要進(jìn)一步加強(qiáng)開關(guān)柜柜內(nèi)分割防護(hù)程度，以此方便開關(guān)柜的檢修并提高運(yùn)行安裝的安全性。可以將母線、斷路器以及電纜等運(yùn)用阻燃絕緣板將其分為若干個(gè)獨(dú)立的小室，在小室和小室之間設(shè)置排氣通道和減壓閥，實(shí)現(xiàn)控制故障進(jìn)一步擴(kuò)大的目的；第二，但凡插頭經(jīng)過的插孔均增加絕緣罩，從而保護(hù)檢修人員的安全，另外，所有的分支母線和主母線均運(yùn)用阻燃絕緣管套裝，以防故障的進(jìn)一步擴(kuò)大；第三，提高開關(guān)柜機(jī)械動(dòng)作的可靠性，要利用經(jīng)過技術(shù)鑒定且合格的操作機(jī)構(gòu)。

2.4 加強(qiáng)對(duì)10kV開關(guān)柜的運(yùn)行管理

一是維修人員在開展檢修工作時(shí)要注意觀察隔離開關(guān)法蘭以及絕緣子瓷件是否伴有裂紋，在巡視期間注意觀察瓷件是否伴有不正常的電暈情況；二是當(dāng)斷路器出現(xiàn)動(dòng)作斷開故障電流時(shí)，檢修人員應(yīng)該立即檢查斷路器；三是當(dāng) 10kV 開關(guān)柜的斷路器在工作時(shí)，一旦遇到啟動(dòng)操作機(jī)構(gòu)壓力高引起其分合閘閉鎖、油斷路器油量不足以及SF6斷路器氣體壓力過低等情況時(shí)，檢修人員要停止對(duì)斷路器的操作；第四在進(jìn)行隔離開關(guān)倒閘時(shí)，應(yīng)該注意全面監(jiān)控隔離開關(guān)的動(dòng)作，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生卡澀故障時(shí)必須先分析全面卡澀的原因，然后采取對(duì)應(yīng)措施，切記不可強(qiáng)行操作；第五，若斷路器對(duì)故障線路進(jìn)行強(qiáng)送時(shí)，需要認(rèn)真檢查斷路器的工作狀況。

3、案例分析

3.1 基本情況

某站220 k V變電站內(nèi)10kV的開關(guān)柜發(fā)生了爆炸事件并且引起火災(zāi)，無一例人員傷亡，導(dǎo)致供電中斷1h，給當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)和居民的正常用電帶來極大影響。

3.2 故障原因分析

經(jīng)專業(yè)人員深入調(diào)查和全面分析后，發(fā)現(xiàn)引起本次開關(guān)柜爆炸的主要原因?yàn)椋憾搪樊a(chǎn)生電弧，并引起接地，電弧在熱效應(yīng)的作用下誘發(fā)開關(guān)柜中的空氣急劇膨脹，最終導(dǎo)致開關(guān)柜爆炸，并引發(fā)火災(zāi)。

3.3 防范措施

通過對(duì)該故障的原因深入分析后，該變電站為了防止類似事故產(chǎn)生，主要采取了以下防范措施：一是加強(qiáng)對(duì)員工的培訓(xùn)。主要邀請(qǐng)技術(shù)人員和管理人員組織員工參與系統(tǒng)且規(guī)范的專業(yè)技能培訓(xùn)，在對(duì)所有人員開展基本理論知識(shí)培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)向員工講解了該型號(hào)10kV開關(guān)柜的主要故障，故障產(chǎn)生的原因、故障處理的方法以及故障防范等，進(jìn)一步提高員工對(duì)該類事故的處理和防范能力，從而降低開關(guān)柜事故的發(fā)生率；二是制訂故障應(yīng)急預(yù)案，該變電站還進(jìn)一步制定了電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)急管理體系，并針對(duì)本次發(fā)生事故制訂了應(yīng)急預(yù)案，并且組織人員定期參與事故演習(xí)，全面提高員工對(duì)事故的應(yīng)急和處理能力，以防事故不斷擴(kuò)大，降低事故造成的經(jīng)濟(jì)損失；三是加強(qiáng)監(jiān)督管理。專門成立了監(jiān)督管理部門，督促其做好各項(xiàng)維護(hù)工作，并定期開展預(yù)防性試驗(yàn)和專業(yè)巡視，以及時(shí)洞察設(shè)備缺陷和異常，及時(shí)采取解決措施。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，10kV開關(guān)柜的運(yùn)行狀況在很大程度決定著對(duì)電力系統(tǒng)是否能夠安全可靠地運(yùn)行，作為運(yùn)維、檢修人員，必須不斷提高自身的專業(yè)技能，能夠在第一時(shí)間洞察開關(guān)柜的異常，采取對(duì)策，及早發(fā)現(xiàn)故障，采取有效措施處理，將故障控制在可控范圍內(nèi)，全面保證電力系統(tǒng)的正常、安全運(yùn)行。

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