10KV高壓開(kāi)關(guān)柜故障原因分析及措施

武洋 陳金英

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們的工作和生活逐漸方便起來(lái)，這無(wú)形中就加大了電力系統(tǒng)的壓力，為了滿足人們的需求并保障生活工作能夠順利進(jìn)行，我國(guó)電力企業(yè)也逐漸增加了對(duì)高壓電的使用，10KV開(kāi)關(guān)柜就是比較普遍的產(chǎn)品。然而，在開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行中會(huì)存在多方面的問(wèn)題影響電力供應(yīng)，給人們的工作和生活帶來(lái)極大的損失。本文就針對(duì)10KV高壓開(kāi)關(guān)柜故障原因進(jìn)行分析，然后提出有效的解決措施。

關(guān)鍵詞：10KV開(kāi)關(guān)柜；故障；原因；措施

我國(guó)的電力行業(yè)伴隨著我國(guó)國(guó)力的增強(qiáng)和科技的發(fā)展，近些年逐年快速發(fā)展。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，我國(guó)的10kV高壓電控柜在各個(gè)行業(yè)中有了很好的發(fā)展前景，用戶的使用數(shù)量在不斷增多。但是由于我國(guó)的基礎(chǔ)電力和最新科學(xué)技術(shù)發(fā)展有一定的距離，導(dǎo)致了我國(guó)的高壓電控柜在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了很多的問(wèn)題，同時(shí)也面臨了很多的困難。根據(jù)用戶的反饋和現(xiàn)場(chǎng)的反饋，我國(guó)的10kV高壓電控柜在運(yùn)行過(guò)程中還是有一定的使用故障或者是技術(shù)問(wèn)題，文章主要是將現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題反饋進(jìn)行匯總，同時(shí)針對(duì)各個(gè)不同的運(yùn)行問(wèn)題和故障，根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)給出相應(yīng)的處理方法或者是建議，希望通過(guò)文章的處理方法或者建議能夠規(guī)避或者防止高壓開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和故障，為我國(guó)的高壓開(kāi)關(guān)柜穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

1、10kV高壓開(kāi)關(guān)裝置種類及特點(diǎn)

當(dāng)前我國(guó)電力市場(chǎng)上使用的10kV高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的類型豐富多樣，其運(yùn)行的方式也是各種各樣的，但是其主要的類型可以分為以下幾種：（1）固定式的高壓開(kāi)關(guān)柜。它的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性較好，靈活性比較高；但是其缺點(diǎn)其一是內(nèi)部構(gòu)造比較復(fù)雜，不容易操作，其二是占地面積較大，不方便安放。這種類型的裝置通常用于辦公空間較大的地方，比如像廠區(qū)或者礦區(qū)。（2）箱體式的高壓開(kāi)關(guān)柜。這種類型的裝置較比上一種來(lái)說(shuō)它的體積小了很多，同時(shí)也便于安裝。但是它的缺點(diǎn)是散熱性慢，無(wú)法用于超大負(fù)荷的系統(tǒng)中且不能長(zhǎng)時(shí)間使用。它主要是用于電壓負(fù)荷較小的戶外用電環(huán)境中。（3）中置的高壓開(kāi)關(guān)柜。這種類型的裝置也稱為金屬鎧裝中置移開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備。常見(jiàn)的10kV開(kāi)關(guān)高壓柜裝置型號(hào)有KYN-28、KYN44-12等，其主要用于發(fā)電廠、工礦企事業(yè)等地方，它的特點(diǎn)是體積小，工作效率高。（4）環(huán)網(wǎng)式的高壓開(kāi)關(guān)柜。這種常見(jiàn)的型號(hào)有HXGN17-12環(huán)網(wǎng)柜，主要的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低以及體積小，常常用于城市居民小區(qū)、鐵路、機(jī)場(chǎng)以及高層建筑物等地方。

2、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜常見(jiàn)故障原因分析

2.1絕緣性能相對(duì)較弱

高壓開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的典型，其具有兩線特點(diǎn)，即范圍廣、數(shù)量多。同時(shí)，高壓開(kāi)關(guān)柜還存有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，但基于使用環(huán)節(jié)故障與問(wèn)題的頻發(fā)，致使其難以發(fā)揮自身價(jià)值，從而引發(fā)不可預(yù)料的后果。在此過(guò)程中，關(guān)于高壓開(kāi)關(guān)柜絕緣性能相對(duì)較弱，可從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析：首先，爬距、空氣間隙尚未達(dá)標(biāo)。對(duì)于10kV高壓開(kāi)關(guān)柜實(shí)際使用工作而言，諸多故障成因?yàn)榕谰嗪涂諝忾g隙尚未達(dá)標(biāo)。即在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜故障發(fā)生時(shí)，通過(guò)故障制因的尋找與處理，方可避免后續(xù)系列性問(wèn)題的發(fā)生。其次，加工質(zhì)量過(guò)于粗糙。針對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜，于實(shí)際制作環(huán)節(jié)的耐壓程度，往往由加工質(zhì)量、加工水平而決定。但是，在10kV高壓開(kāi)關(guān)柜耐壓性檢測(cè)中，若因某元件、某環(huán)節(jié)耐壓性尚未達(dá)標(biāo)，則會(huì)誘發(fā)加工質(zhì)量粗糙問(wèn)題，從而對(duì)操作人員生命安全產(chǎn)生威脅。

2.2防爆性與防護(hù)性過(guò)低

10kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行階段，由短路和絕緣老化等誘因造成的一次回路短路故障，使其能夠在數(shù)萬(wàn)安培電流的影響下，衍生高溫、高壓氣體，再者柜體空間相對(duì)狹窄，無(wú)法在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)氣體釋放的目的，從而造成開(kāi)關(guān)柜爆裂和損壞等問(wèn)題，最終對(duì)操作人員產(chǎn)生誤傷。對(duì)此，筆者建議于10kV高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)階段，以泄壓措施的綜合考究為前提，避免發(fā)生爆裂/損壞等狀況。

2.3材料設(shè)備質(zhì)量差和工藝上的缺陷

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，高壓開(kāi)關(guān)柜所采用的各類元器件和材料的質(zhì)量，硬性地決定著該開(kāi)關(guān)柜的性能。市場(chǎng)上銷售的各類柜內(nèi)使用的元器件品類繁多，質(zhì)量也良蕎不齊。當(dāng)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部采用質(zhì)量低劣的元器件時(shí)，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，極易造成開(kāi)關(guān)柜絕緣性能的損壞。比如，真空斷路器在電流值在不穩(wěn)定和真空泡在真空度大幅下降的情況下都會(huì)出現(xiàn)故障，嚴(yán)重的話會(huì)引起爆炸，即便是采用的各元器件都是合格的，且都能通過(guò)各類實(shí)驗(yàn)，但是組裝之后也依然可能出現(xiàn)整臺(tái)開(kāi)關(guān)柜試驗(yàn)不合格的狀況；出現(xiàn)這類問(wèn)題的根源是設(shè)備制造質(zhì)量差或工藝上的缺陷。常見(jiàn)的此類問(wèn)題有柜內(nèi)緊固螺絲在旋緊時(shí)，沒(méi)有按照規(guī)定進(jìn)行操作，使得旋緊之后露出部分過(guò)長(zhǎng)，支持瓷柱的緊固底板在支持瓷柱處未做應(yīng)有的特殊處理，電纜制作工藝不良造成內(nèi)部短路等。工藝上的缺陷往往會(huì)減小柜內(nèi)安全距離，影響開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣，使整臺(tái)開(kāi)關(guān)柜的絕緣性能嚴(yán)重下降。

2.4柜體發(fā)熱

從整體上來(lái)看，10kV高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱屬于正?，F(xiàn)象，但若因?qū)щ娀芈?、柜體過(guò)熱而導(dǎo)致的發(fā)熱，則不可納入正常狀態(tài)。其中，導(dǎo)電回路引起的柜體發(fā)熱，主要由導(dǎo)電回路發(fā)熱、散熱兩點(diǎn)成因，即在回路接頭處存在接觸不良問(wèn)題，可在開(kāi)關(guān)閉合的情況下，造成熱量聚集，從而衍生局部過(guò)熱現(xiàn)象。而柜體過(guò)熱則主要由10kV高壓開(kāi)關(guān)柜主母導(dǎo)體電流超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，使其發(fā)生熱量持續(xù)堆積問(wèn)題，當(dāng)超出規(guī)定界限時(shí)，則可誘發(fā)柜體過(guò)熱狀況。在此過(guò)程中，市場(chǎng)常見(jiàn)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜導(dǎo)體主要為銅材質(zhì)、鋁材質(zhì)，但因純度過(guò)低，電阻過(guò)大引起熱量集中。

3、10kV高壓開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)柜故障的預(yù)防對(duì)策

3.1做好環(huán)境安全保護(hù)工作

在運(yùn)行前應(yīng)先做好環(huán)境方面的保護(hù)措施，從而保證電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。在此方面則可以在通風(fēng)窗前裝置網(wǎng)柵或者是灰塵過(guò)濾器的方法來(lái)降低高壓開(kāi)關(guān)器處的灰塵進(jìn)入量，從而在環(huán)境上對(duì)其起到一定的保護(hù)作用。另外，在環(huán)境的濕度方面則可以通過(guò)裝載紅外線燈加熱或者是去濕器的方法來(lái)降低濕度，從而減少高壓開(kāi)關(guān)器污閃的現(xiàn)象。

3.2安全與性能等方面

高壓開(kāi)關(guān)柜作為一種高壓成套設(shè)備，在考慮良好運(yùn)行和正常供電的同時(shí)還要考慮到安全用電，保證運(yùn)維人員的人身安全。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部各導(dǎo)體之間的凈距離必須滿足電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)：各相之間以及對(duì)地空氣間隙必須在125mm以上。當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部采用了新型復(fù)合材料時(shí)，需要加強(qiáng)各絕緣材料介電常數(shù)間的配合，該處理可有效減小鹽霧及有害氣體對(duì)母線的侵蝕。繼電保護(hù)裝置也是需要考慮的方面，比如在安裝保護(hù)裝置時(shí)要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作；在系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，要及時(shí)調(diào)整保護(hù)方式以適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化；在斷路器容量不足時(shí)要重新調(diào)整繼電保護(hù)參數(shù)等。

3.3增加設(shè)備的維護(hù)檢測(cè)

日常設(shè)備的維護(hù)是必不可少的，可以防患于未然，把問(wèn)題解決在萌芽狀態(tài)，對(duì)設(shè)備安裝區(qū)域進(jìn)行合理地劃分，安排固定人員進(jìn)行定期檢修維護(hù)，檢查設(shè)備元件的使用情況。更新檢修的設(shè)備和技術(shù)，利用高科技設(shè)備和方法提高工作效率。同時(shí)設(shè)置故障問(wèn)題報(bào)修熱線，鼓勵(lì)群眾對(duì)有異常的設(shè)備進(jìn)行報(bào)修，對(duì)設(shè)備問(wèn)題分析和最優(yōu)化處理，進(jìn)行最合理的調(diào)度，安排工作人員以最快的效率進(jìn)行檢修，保障人民群眾的安全。

4、結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行能夠保障人們的用電安全，所以必須降低10kV高壓開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障的機(jī)率，嚴(yán)格按照安全標(biāo)準(zhǔn)選購(gòu)材料設(shè)備，提高工作人員的專業(yè)程度，規(guī)范安裝維修程序，提高操作技能，確保高壓開(kāi)關(guān)柜能安全高效的運(yùn)行，從而提高電力系統(tǒng)的效率。

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（作者單位：昊華宇航化工有限責(zé)任公司）