10kV高壓開(kāi)關(guān)柜故障原因及防范措施分析

劉寧

【摘 ?要】隨著社會(huì)生活水平的不斷發(fā)展，在各類電器設(shè)備的幫助下，人們的生活變得越來(lái)越便捷，這也增大了對(duì)于電力供應(yīng)的需求，對(duì)于供電系統(tǒng)提出了更高的要求。為了保障人們生產(chǎn)生活中用電需求能得到滿足，我國(guó)電力部門擴(kuò)大了對(duì)高壓電的使用，高壓開(kāi)關(guān)柜就是電力系統(tǒng)中常用的設(shè)備之一。但在日常的使用中，開(kāi)關(guān)柜也會(huì)出現(xiàn)一些使用上的故障，而開(kāi)關(guān)柜的故障會(huì)對(duì)整個(gè)供配電系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響，直接增加電力運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)于操作人員人身安全也帶來(lái)很大的威脅，還可能引發(fā)安全事故。所以為了讓高壓開(kāi)關(guān)柜穩(wěn)定運(yùn)行，就需要操作人員嚴(yán)格遵照相關(guān)的規(guī)范操作，做好對(duì)開(kāi)關(guān)柜的維保工作。本文從10kV高壓開(kāi)關(guān)柜著手，對(duì)于容易引起開(kāi)關(guān)柜故障的原因進(jìn)行分析，對(duì)操作中可能會(huì)遇到的問(wèn)題進(jìn)行研究，提出了相應(yīng)的對(duì)策，希望對(duì)電力相關(guān)領(lǐng)域的工作者提供一些幫助。

【關(guān)鍵詞】10kV高壓開(kāi)關(guān)柜;故障分析;應(yīng)對(duì)措施

引言

工作電壓的等級(jí)為10kV的交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備也被稱為10kV高壓開(kāi)關(guān)柜。10kV開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中發(fā)電輸電以及供配電過(guò)程中重要的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)中起到通斷，保護(hù)以及控制等作用。10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，涵蓋的元件包括高壓斷路器、接地開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器以及高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)等。開(kāi)關(guān)柜的功能主要包括母線聯(lián)絡(luò)、電纜進(jìn)出線以及架空進(jìn)出線等，被廣泛的應(yīng)用在石油化工，輕工紡織，冶金軋鋼等等各種企業(yè)和場(chǎng)所中，使用范圍廣，數(shù)量多。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)的10kV開(kāi)關(guān)柜質(zhì)量參差不齊，種類繁多，在實(shí)際的運(yùn)行中出現(xiàn)了很多故障以及問(wèn)題。下面將從10kV開(kāi)關(guān)柜的不同種類和特點(diǎn)開(kāi)始，對(duì)開(kāi)關(guān)柜容易出現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行分析，并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)給出相關(guān)的建議。

一、10kV開(kāi)關(guān)柜的種類和特點(diǎn)

當(dāng)前市面上的高壓開(kāi)關(guān)柜有許多的種類，并且不同種類之間的差異也比較的明顯。常見(jiàn)的10kV高壓開(kāi)關(guān)柜主要形式有：箱式開(kāi)關(guān)柜，固定式開(kāi)關(guān)柜、手車落地開(kāi)關(guān)柜、手車中置開(kāi)關(guān)柜等。

1、固定式開(kāi)關(guān)柜。固定式開(kāi)關(guān)柜一般應(yīng)用在大型的廠礦以及變電站中。固定式開(kāi)關(guān)柜有著體積大，空間寬敞等優(yōu)點(diǎn)，可以靈活的將各類電器件擺放到柜中，但是固定式開(kāi)關(guān)柜也有著封閉性差，防護(hù)性不好，故障事故發(fā)生率較高等缺陷，所以在電力系統(tǒng)的發(fā)展中，固定式開(kāi)關(guān)柜逐步的被淘汰。

2、箱式開(kāi)關(guān)柜。在一些負(fù)荷較小的使用場(chǎng)所中，可以使用箱式開(kāi)關(guān)柜，這種開(kāi)關(guān)柜由于體積不夠的原因?qū)е律嵝圆缓?，不適合用在大功率大負(fù)荷的系統(tǒng)中。

3、手車落地開(kāi)關(guān)柜。這種手車落地開(kāi)關(guān)柜一般應(yīng)用在進(jìn)口產(chǎn)品中，這種形式的柜體對(duì)于柜箱的承重能力要求較高。

4、手車中置開(kāi)關(guān)柜。這種開(kāi)關(guān)柜在市場(chǎng)上應(yīng)用最為廣泛，同時(shí)相較另外幾種也更加的適合我國(guó)環(huán)境，有著較大的市場(chǎng)前景。

二、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的故障問(wèn)題分析

（一）開(kāi)關(guān)柜絕緣性能不能滿足使用要求

絕緣性能是高壓開(kāi)關(guān)柜的一個(gè)重要性能，很容易受到外界環(huán)境，安裝運(yùn)維以及操作手法等因素影響。當(dāng)開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行環(huán)境較為惡劣時(shí)，容易在內(nèi)部引起受潮和積污，繼而引發(fā)污閃，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜的絕緣被破壞。絕緣件老化也是導(dǎo)致絕緣性能破壞的重要誘因。我國(guó)電網(wǎng)中一些投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)的高壓開(kāi)關(guān)柜，在運(yùn)行中存在著超負(fù)荷額運(yùn)行的狀況，在長(zhǎng)期的負(fù)荷超標(biāo)狀態(tài)下，一些老舊高壓開(kāi)關(guān)柜的絕緣部件就會(huì)出現(xiàn)快速老化的情況。一些開(kāi)關(guān)制造商為了追求更加小型化的開(kāi)關(guān)柜，對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)及銅排等位置進(jìn)行了改動(dòng)，而改動(dòng)之后的絕緣間距不能滿足實(shí)際的使用狀況，從而引起了整個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜絕緣性能下降，增大了開(kāi)關(guān)柜使用過(guò)程中的隱患。

（二）設(shè)備元器件和設(shè)計(jì)安裝工藝不達(dá)標(biāo)

10kV高壓開(kāi)關(guān)柜中的各種元器件以及設(shè)計(jì)安裝的工藝質(zhì)量決定著整個(gè)開(kāi)關(guān)柜的性能，而市場(chǎng)上所售的各種開(kāi)關(guān)柜質(zhì)量不一，元件種類和質(zhì)量都難以保證。工藝水平達(dá)不到要求的元器件在使用一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，從而引發(fā)整個(gè)開(kāi)關(guān)柜性能的下降。所以元器件的生產(chǎn)工藝水準(zhǔn)能否達(dá)標(biāo)是影響開(kāi)關(guān)柜質(zhì)量的一大問(wèn)題。同時(shí)，元器件的組裝也對(duì)后期的開(kāi)關(guān)柜成品有著非常大的影響，這點(diǎn)問(wèn)題主要體現(xiàn)的就是開(kāi)關(guān)柜制造廠商自己的設(shè)計(jì)工藝達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，制造和安裝工藝差，一些常見(jiàn)的小問(wèn)題不能避免。如開(kāi)關(guān)柜的加固螺絲并未按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行旋緊操作，導(dǎo)致旋緊后外部裸露過(guò)長(zhǎng)、引起內(nèi)部短路;連接件安裝不規(guī)范引起開(kāi)關(guān)柜長(zhǎng)期帶電運(yùn)行時(shí)，設(shè)備溫升超標(biāo)，加速部件老化;電纜的制作粗糙引起內(nèi)部的短路等等。工藝缺陷造成了整個(gè)開(kāi)關(guān)柜的性能水準(zhǔn)達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，影響開(kāi)關(guān)柜的實(shí)際工作效率和安全性能。

（三）操作不當(dāng)以及防護(hù)措施不到位

高壓開(kāi)關(guān)柜中一般都有電磁鎖、機(jī)械連鎖以及五防程序鎖等。五防程序鎖一般用在對(duì)整個(gè)開(kāi)關(guān)柜全部步驟的連鎖上。電磁鎖通過(guò)判定設(shè)備是否帶電來(lái)對(duì)網(wǎng)門進(jìn)行控制。機(jī)械連鎖適用于各開(kāi)關(guān)和網(wǎng)門之間閉鎖。在這三種操作同時(shí)進(jìn)行時(shí)，操作復(fù)雜同時(shí)難度增加，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生三種防護(hù)互相沖突等狀況，提高了開(kāi)關(guān)柜發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。

高壓斷路器是高壓開(kāi)關(guān)柜中的重要部件，在工作狀態(tài)需要耐受高電壓，承受正常運(yùn)行時(shí)電流以及開(kāi)斷故障時(shí)短路電流。因?yàn)楦邏洪_(kāi)關(guān)柜進(jìn)行分?jǐn)嗖僮鲿r(shí)，會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓及大電流，所以開(kāi)關(guān)柜機(jī)械性能必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范設(shè)置好。如果產(chǎn)生開(kāi)關(guān)柜機(jī)械性能滿足不了實(shí)際使用要求，那么大電流經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生柜體以及開(kāi)關(guān)的位移，導(dǎo)致觸頭接觸電阻增加，輕則產(chǎn)生電弧，重則發(fā)生爆炸。所以在開(kāi)關(guān)柜長(zhǎng)期運(yùn)行后，應(yīng)當(dāng)檢查內(nèi)部動(dòng)靜觸點(diǎn)接觸面是否發(fā)生磨損，以免引起接觸不良的故障。

三、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的故障應(yīng)對(duì)以及防范措施

（一）控制好設(shè)備材料的采購(gòu)

電力供應(yīng)與人們生活息息相關(guān)，所以一定要確保供配電設(shè)備要有足夠的安全性。當(dāng)今市場(chǎng)上的產(chǎn)品魚(yú)龍混雜，種類繁多，所以在選購(gòu)開(kāi)關(guān)柜的時(shí)候一定注意對(duì)質(zhì)量的控制，對(duì)市場(chǎng)上各種產(chǎn)品做到深入的了解，選用有正規(guī)檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具報(bào)告的產(chǎn)品，根據(jù)使用環(huán)境選擇不同的設(shè)備，確保設(shè)備能物盡其用，杜絕安全事故的發(fā)生。采購(gòu)設(shè)備的時(shí)候要嚴(yán)格按照制定好的流程進(jìn)行操作，對(duì)整個(gè)采購(gòu)行為做好管理和監(jiān)督。

（二）確保設(shè)備的絕緣性能

絕緣性能是開(kāi)關(guān)柜的核心性能，所以對(duì)于設(shè)備的絕緣性能的控制是提升整個(gè)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備性能的重要舉措。充分考慮到開(kāi)關(guān)柜在日后實(shí)際應(yīng)用中會(huì)面對(duì)的高電壓，在前期設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)對(duì)高電壓和過(guò)載高負(fù)荷的考慮，確保開(kāi)關(guān)柜絕緣強(qiáng)度，保證其在日常工作中各部分元器件能夠承受住相應(yīng)部位的高電壓，增長(zhǎng)其使用壽命。

（三）做好設(shè)備維保檢測(cè)工作

對(duì)于10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的日常維護(hù)保養(yǎng)需要合理的安排。設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行離不開(kāi)日常的維護(hù)，維護(hù)過(guò)程不僅可以檢查開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)，還可以定期的排查開(kāi)關(guān)柜是否出現(xiàn)問(wèn)題隱患，把問(wèn)題控制在萌芽之中。在日常的工作中，制定好維護(hù)流程，合理的劃分各個(gè)設(shè)備區(qū)域，安排運(yùn)維人員定期維護(hù)和檢查各個(gè)元器件的使用情況。設(shè)置好報(bào)修熱線渠道，引導(dǎo)人們對(duì)于有問(wèn)題的電氣設(shè)備及時(shí)上報(bào)，合理的調(diào)度人員進(jìn)行檢修，切實(shí)保障用電安全。

（四）做好開(kāi)關(guān)箱內(nèi)部環(huán)境的處理

10kV開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部溫度、濕度甚至污穢狀態(tài)，都會(huì)對(duì)整個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜的性能產(chǎn)生影響，所以做好對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部環(huán)境的處理可以及時(shí)的預(yù)防出現(xiàn)隱患和事故。如高壓開(kāi)關(guān)箱的內(nèi)部濕度過(guò)大，可以考慮增設(shè)除濕器，內(nèi)部溫度較大時(shí)，可以考慮用開(kāi)設(shè)通風(fēng)窗口的方式促進(jìn)開(kāi)關(guān)柜柜體內(nèi)部的空氣流通，在開(kāi)設(shè)通風(fēng)窗口的同時(shí)，要注意在通風(fēng)口加設(shè)防塵網(wǎng)，以免灰塵進(jìn)入柜體。

結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定直接影響到使用人群的安全用電，所以電力部門必須要對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行合理的控制，將其發(fā)生故障的概率降至最低。采購(gòu)單位在進(jìn)行采購(gòu)的時(shí)候要嚴(yán)格把控好材料的質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)，對(duì)于實(shí)際操作者的培訓(xùn)一定要行之有效，提升安裝者的專業(yè)化水準(zhǔn)。要做到運(yùn)維人員對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的易發(fā)故障熟記于心，一旦發(fā)生故障，也能立即的進(jìn)行解決。與此同時(shí)，電力公司也需要建立健全科學(xué)管理體系，對(duì)操作中的工藝和流程進(jìn)行規(guī)范化操作，確保電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)電科院檢測(cè)認(rèn)證技術(shù)有限公司）