10KV配電柜在應(yīng)用中的常見(jiàn)故障探討和分析

賈允瞳

摘 要：10KV高壓配電柜屬于電力系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)備，也是構(gòu)成電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵的一個(gè)部分，高壓配電柜是保證供電正常進(jìn)行重要部分，他的性能的優(yōu)劣也嚴(yán)重影響電網(wǎng)的平穩(wěn)性。10KV配電柜平時(shí)不僅承擔(dān)線路投退工作，還承擔(dān)著故障線路切除工作，進(jìn)而為電網(wǎng)運(yùn)行安全、運(yùn)行的穩(wěn)定以及運(yùn)行的控制提供有效的保障。本文主要論述了10KV高壓柜在平時(shí)運(yùn)行的重要性，分析了10KV配電柜在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)總結(jié)的一些缺陷，并且由針對(duì)性的對(duì)配電柜在電力系統(tǒng)中的存在故障進(jìn)行分析，結(jié)合筆者近年來(lái)工作運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)幾點(diǎn)建議和防范措施，以此來(lái)提升該配電設(shè)備在電力系統(tǒng)中安全穩(wěn)定性。

關(guān)鍵：10KV配電柜；故障；處理措施

引言

高壓配電柜，又稱(chēng)高壓開(kāi)關(guān)，它的主要作用是在電力系統(tǒng)中，發(fā)電、輸電、變電、快速通斷和控制或保護(hù)工作，涵蓋了目前系統(tǒng)中所有的電壓等級(jí)，擔(dān)負(fù)著電力系統(tǒng)正常運(yùn)行操作、發(fā)生故障時(shí)快速的斷開(kāi)設(shè)備的故障和進(jìn)行維護(hù)時(shí)隔離其他帶電設(shè)備的責(zé)任。因此高壓配電柜在電網(wǎng)運(yùn)行中不可或缺。

1 10KV高壓配電柜目前存在種類(lèi)及使用現(xiàn)狀

10KV高壓開(kāi)關(guān)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，一般常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)柜一般有固定式、箱式、負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜、落地式和中置式等幾種，其中固定式主要有型號(hào)有GG、XGN，中置式主要有型號(hào)KYN、ZS。箱體式的開(kāi)關(guān)柜，這類(lèi)高壓開(kāi)關(guān)它自身體積較小，比較容易安裝，一般用于承受電壓容量比較小的系統(tǒng)之檔中，由于其散熱能力稍差，對(duì)于大功率，電器中，箱體式開(kāi)關(guān)不能滿足其性能要求。

2 10KV的高壓開(kāi)關(guān)柜故障產(chǎn)生的幾大因素

2.1安裝與維護(hù)質(zhì)量因素

10KV高壓開(kāi)關(guān)柜的安裝維護(hù)質(zhì)量低，不僅影響設(shè)備的使用壽命，還影響了運(yùn)行人員的人身安全，在設(shè)備維護(hù)工作時(shí)，一些看似無(wú)關(guān)緊要的小事很可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，例如連接螺栓安裝不牢固，運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)接頭發(fā)熱情況比較嚴(yán)重。在安裝設(shè)備過(guò)程中，由于吊裝問(wèn)題破壞了結(jié)構(gòu)的整體性，動(dòng)靜觸頭接口不正確，會(huì)導(dǎo)致電阻太大而產(chǎn)生運(yùn)行問(wèn)題。

在10K開(kāi)關(guān)事故中，由于電纜的制作工藝差，會(huì)導(dǎo)致電纜的運(yùn)行出錯(cuò)進(jìn)而引發(fā)較為嚴(yán)重的事故，經(jīng)分析危險(xiǎn)因素為電纜頭內(nèi)氣體沒(méi)有全部放空，制作過(guò)程中刀頭割傷絕緣層及屏蔽層造成空氣環(huán)流，致使設(shè)備損壞無(wú)法繼續(xù)使用。

2.2柜子本身材料質(zhì)量因素

在配電柜的制作過(guò)程當(dāng)中，需要用到各種各樣的材料，而且材料的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的好壞，從而又會(huì)牽扯到整個(gè)系統(tǒng)是否能正常的運(yùn)行，目前10KV開(kāi)關(guān)隔離柜的主要事故來(lái)源都是由于動(dòng)靜觸頭的質(zhì)量不滿足要求，從而引發(fā)的接觸不良而引發(fā)電弧故障。

如果絕緣子內(nèi)部的絕緣子性能差，互感器的使用不符合要求，隨著系統(tǒng)的正常運(yùn)行，各方面也按照要求操作和維護(hù)，較差性能的絕緣子也會(huì)隨著時(shí)間逐漸老化，減少系統(tǒng)的使用壽命。相當(dāng)一部分電力設(shè)備由于絕緣子的老化會(huì)導(dǎo)致爬電現(xiàn)象，嚴(yán)重的損害系統(tǒng)的可靠性。

2.3設(shè)備所處的環(huán)境因素

KYN系列高壓開(kāi)關(guān)柜的在平時(shí)的使用運(yùn)行當(dāng)中，它對(duì)整個(gè)外部環(huán)境的平穩(wěn)性要求比較高。外部環(huán)境的是否達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)要求將在很大程度上影響KYN高壓開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行使用壽命和發(fā)生故障的概率。比如：開(kāi)關(guān)柜放在一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的環(huán)境之下的時(shí)候，運(yùn)行表現(xiàn)也會(huì)非常的穩(wěn)定，故障率低。如果所處的環(huán)境空氣中濕度太大將會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電的元器件生銹而導(dǎo)致污閃事故的產(chǎn)生，如果溫度過(guò)高或過(guò)于干燥有可能引起設(shè)備元件材料高溫起火現(xiàn)象。

2.4設(shè)備操作因素

由于柜子材料的機(jī)械強(qiáng)度達(dá)不到要求，短路產(chǎn)生的較大電流，從而產(chǎn)生較大的點(diǎn)動(dòng)力，使得本體與柜子產(chǎn)生較大的位移量，導(dǎo)致觸頭之間壓力變小，接觸面的收縮電阻急劇增大產(chǎn)生電火花，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起柜內(nèi)元件的閃爆。其次是動(dòng)靜觸頭由于長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)合接觸，兩個(gè)觸頭間的接觸面在微觀上表現(xiàn)尖峰和凹處，使得磨損后的接觸面積減少，產(chǎn)生接觸不牢固造成觸頭之間接觸面小虛接引發(fā)過(guò)熱。

3開(kāi)關(guān)柜故障防范措施

3.1重視材料的選擇與優(yōu)化

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮造成系統(tǒng)故障的關(guān)鍵因素，采用科學(xué)合理有效的措施在設(shè)計(jì)柜子參數(shù)時(shí)將各種危險(xiǎn)因素排除在外。目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的各種元器件質(zhì)量良莠不齊，這就要求設(shè)計(jì)人員必須慎重考慮選型，其中高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)內(nèi)容有：斷路器、繼電器、電流互感器、接地開(kāi)關(guān)等元器件。

3.2安全防護(hù)措施

對(duì)于所有行業(yè)來(lái)說(shuō)安全問(wèn)題是永遠(yuǎn)繞不過(guò)去的問(wèn)題，也是整個(gè)電力行業(yè)必須謹(jǐn)慎對(duì)待的，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不能也犧牲安全為代價(jià)，為了保護(hù)人員的安全，電力系統(tǒng)制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，包括對(duì)地間隙及各導(dǎo)體間距要求在 125mm 以上。同時(shí)在復(fù)合絕緣構(gòu)造時(shí)，還需要考慮相關(guān)參數(shù)的科學(xué)設(shè)計(jì)，避免設(shè)備對(duì)人身造成的安全事故，與此同時(shí)也可以避免設(shè)備被放電擊穿，以及 有毒物質(zhì)的化學(xué)腐蝕。

3.3性能保護(hù)

繼電保護(hù)是系統(tǒng)中十分重要的部分，可以起到保護(hù)系統(tǒng)，以及遠(yuǎn)程控制的作用，因此安裝要求十分嚴(yán)格，必須符合相關(guān)技術(shù)規(guī)定，還要不斷地優(yōu)化繼電保護(hù)運(yùn)行的方式，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況優(yōu)化參數(shù)。并且這在此過(guò)程中參數(shù)設(shè)計(jì)也不是一蹴而就的，需要在運(yùn)行過(guò)程中不斷優(yōu)化改進(jìn)，并且也能高質(zhì)量的保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在繼電器性能逐漸弱化時(shí)，及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行維護(hù)或者更換，并且根據(jù)現(xiàn)行系統(tǒng)狀態(tài)重新進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。

3.4環(huán)境控制

外部環(huán)境的好壞對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)柜裝置的影響也是比較明顯的。因此為了降低 10kV 高壓開(kāi)關(guān)柜的故障率，外部環(huán)境的定期檢測(cè)也就顯得尤為重要。比如通風(fēng)扇和窗戶，可以添加過(guò)濾網(wǎng)或網(wǎng)柵來(lái)降低進(jìn)入室內(nèi)的灰塵，破壞工作環(huán)境的穩(wěn)定性。而對(duì)于濕度較大的開(kāi)關(guān)室，要開(kāi)展除潮除濕工作，通過(guò)安裝紅外線燈，除濕裝置為了保證裝置有恒定的濕度，不至于由于外界濕度的變化而造成的系統(tǒng)的失穩(wěn)。

3.5爬電比距的設(shè)計(jì)

爬電比距是在開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要參數(shù)。想要保證整個(gè)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證設(shè)備符合規(guī)定指標(biāo)的要求。絕緣部分表面的積灰，油污，絕緣強(qiáng)度降低，空氣潮濕都可以引起爬電現(xiàn)象。

國(guó)家對(duì)此最小爬電現(xiàn)象進(jìn)行了規(guī)定，以保證電網(wǎng)的安全性。高壓開(kāi)關(guān)柜中各個(gè)組件的外緣爬電距離與工作電壓的比值不小于每千伏16毫米，有機(jī)材料做的絕緣不小于每千伏20毫米。設(shè)備設(shè)計(jì)部門(mén)應(yīng)該嚴(yán)格選擇相應(yīng)設(shè)備的型號(hào)，保證這一設(shè)計(jì)要求。在特定的情況下定制相關(guān)設(shè)備，這樣才能保障供電網(wǎng)工作的可靠性和穩(wěn)定性。

4結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在10kV 高壓開(kāi)關(guān)柜被廣泛的引用在我國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)中，對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的研究是實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。從業(yè)人員應(yīng)在工作中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，防止同樣的錯(cuò)誤再次出現(xiàn)，也可以為解決相同的問(wèn)題提供指導(dǎo)意見(jiàn)，針對(duì)比較常見(jiàn)故障因素，本文也提出了相應(yīng)的有針對(duì)性的改善措施，從而促進(jìn)了10KV高壓開(kāi)關(guān)柜的不斷完善，從人員、環(huán)境、 設(shè)備材質(zhì)及性能保護(hù)等各個(gè)方面全面的進(jìn)行考慮才能夠?qū)㈤_(kāi)關(guān)柜存在的問(wèn)題從根本上消除，這樣才能夠降低10KV高壓開(kāi)關(guān)柜的故障率，從而保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐安.配電網(wǎng)的配電柜的安裝技術(shù)[J].中國(guó)科技，2014（01）：162.

[2]袁年才，李曉亮.10kV高壓開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)柜五防閉鎖的完善[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2011，18（09）：170.

[3]周惠兵. 高壓開(kāi)關(guān)電器設(shè)備常見(jiàn)故障及其處理措施[J].中國(guó)科技信息，2014（23）：155-156.