10kV高壓開關柜故障分析

熊輝　汪晶華

摘? ?要：對現代電力系統(tǒng)而言，10kV高壓開關柜是十分重要的基礎設備，其一旦發(fā)生故障，將會對整個電力系統(tǒng)造成嚴重的影響甚至破壞。因此，如何加強其故障檢修維護，已經成為電力企業(yè)高度重視且亟待解決的問題。本文簡單分析10kV高壓開關柜常見故障，并就其故障防范維護措施展開探討。

關鍵詞：10kV高壓開關柜? 故障? 運行質量

中圖分類號：TM591? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（c）-0040-02

近年來，社會用電量大幅上升，人們對電力安全也更加重視。其中，10kV高壓開關柜作為影響電力系統(tǒng)運行安全及穩(wěn)定的基礎設備，其運行質量直接決定了電力系統(tǒng)的運行質量。但是，10kV高壓開關柜本身較易出現故障，對電網的穩(wěn)定運行造成了巨大威脅，必須加強其故障防范。

1? 10kV高壓開關柜常見故障分析

1.1 絕緣故障

絕緣故障是電力設備較為常見的故障類型，其是指設備出現絕緣放電現象，不但會對電力設備的運行質量造成嚴重影響，更有可能引發(fā)嚴重的安全問題。對10kV高壓開關柜而言，其絕緣故障的出現主要有兩個原因。其一，由于10kV高壓開關柜的絕緣板和導電體之間不夠穩(wěn)定，很容易導致開關元件松動，此時開關柜在被操作時就可能會出現間歇性放電情況。在放電情況較為嚴重時，會直接擊穿絕緣層，導致開關柜的絕緣性能喪失，極易引發(fā)嚴重的安全事故。而且該故障在事故發(fā)生之前，很難被有效檢測到。其二，主母線和絕緣層之間出現絕緣放電情況。導致該故障的主要原因在于導電銅母排線和絕緣層接觸較為緊密，在外部環(huán)境較為潮濕的情況下，開關柜內的絕緣層表面可能會凝結水，進而滲到母排線上并導致放電，嚴重時更會擊穿絕緣層。

1.2 老化嚴重

近年來，我國電力事業(yè)快速發(fā)展，大量電力設施設備得以安裝和使用，但也有大量之前的電力設備逐漸老化。10kV高壓開關柜在老化階段，其性能將不斷下降，同時內部各種元器件及裝置也較易被損壞，運行質量降低，導致系統(tǒng)負荷增加，很容易引發(fā)短路情況，嚴重時甚至會導致爆炸事件。不可否認，老化的10kV高壓開關柜對電力系統(tǒng)的危害十分巨大，必須加以重視，同時做好相應的故障防范工作，盡量減少電力系統(tǒng)中的老化設施設備。

1.3 拒動、誤動故障

10kV高壓開關柜的拒動、誤動故障，會導致其不受操作指令的命令，無法做出反應，進而不能起到其應有的作用，對電力系統(tǒng)的正常運行造成嚴重影響。一般來說，該故障的出現主要是因為兩大原因。第一，如果10kV高壓開關柜內部出現機械故障，尤其是傳動系統(tǒng)或者操作部件，會導致操作命令無法得到準確執(zhí)行，進而產生拒動、誤動故障。其中，柜內部件變形，分合閘鐵芯不穩(wěn)定、軸銷損壞等均是較為常見的由機械故障引起的拒動、誤動故障。第二，電氣控制及輔助回路異常。實際上10kV高壓開關柜的操作命令是通過傳動系統(tǒng)進行傳遞，由電氣系統(tǒng)加以執(zhí)行。即便開關柜不存在機械故障，能夠正常傳遞操作命令，但只要其電氣控制系統(tǒng)無法正常運作，同樣不能有效執(zhí)行命令，產生拒動、誤動故障。一般來說，開關接觸不良，端子松動等皆是較為常見的電氣控制系統(tǒng)問題。

1.4 電氣元件異常

10kV高壓開關柜中包含大量的電器元件，如帶電顯示器、避雷器等，這些元件一旦出現異常，同樣會直接導致開關柜發(fā)生不同程度的故障。其中，帶電顯示器故障一般是由外界環(huán)境所導致的。這是因為帶電顯示器本身較為敏感，一旦運行環(huán)境無法滿足相應標準要求，就很容易出現故障并不能正常使用。而避雷器在密封不佳的情況下會導致內部進入潮濕的空氣，進而對內部絕緣器件造成影響，嚴重加劇閥片老化，導致避雷器難以正常工作。與此同時，瓷套污染也是導致避雷器故障的一大因素。在瓷套被污染后，電阻片上的電壓分布難以保持均勻狀態(tài)，繼而會加劇電阻片的劣化，導致避雷器出現故障。

1.5 防爆等級設計不夠

10kV高壓開關柜一旦出現短路故障，會在短時間內積聚大量高溫高壓的蒸汽，并使得柜內壓力快速提升，引發(fā)爆裂事故。因此，防爆設計一直都是10kV高壓開關柜的設計重點。但是就當前來看，部分開關柜的防爆等級設計不夠，主要體現在防爆泄壓通道設計不合理上。一般來說，防爆泄壓通道上方柜頂蓋板應當同時使用鍍鋅螺絲與塑料螺絲，從而確保蓋板能夠被柜內壓力順利定開。但是，部分開關柜的蓋板兩邊均使用鍍鋅螺絲，很可能導致蓋板無法被及時沖破，柜內壓力不斷增加并爆裂。

2? 10kV高壓開關柜常見故障的防范措施

2.1 提高開關柜自身質量

10kV高壓開關柜自身質量越高，其出現故障的幾率就越小。對開關柜而言，首先需要確保其設計足夠合理，尤其需要對其防爆等級進行認真設計，確保開關柜擁有良好的散熱就釋能能力，充分防范爆裂事故的出現。其次，還需要對開關柜生產質量進行仔細監(jiān)督。生產廠家應當在優(yōu)化設計的基礎上，對開關柜生產質量進行嚴格控制，尤其需要確保內部元件、零件的質量足夠好，從而避免內部零件變形、端子松動等可以充分避免的故障發(fā)生。

2.2 重點提高絕緣性

絕緣故障作為10kV高壓開關柜最常見的故障類型，不管是生產廠家還是電力企業(yè)都需要對此加以重視，積極采取合理措施提高開關柜的絕緣性。對生產廠家而言，其在生產開關柜時，應當嚴格依照相關電氣設備規(guī)定，考慮客戶的使用需求，對開關柜進行合理設計，同時在生產過程中盡可能使用絕緣性較強的材料，從根本上保障其絕緣性能。而對電力企業(yè)而言，則必須確保開關柜的安裝過程足夠規(guī)范，同時做好安裝監(jiān)管工作，盡可能避免安裝過程對絕緣層造成損壞，從而最大程度地保障其絕緣性能。

2.3 改善開關柜運行環(huán)境

實際上，10kV高壓開關柜對運行環(huán)境有著較高要求，其很容易在惡劣的環(huán)境下出現各種運行故障。其中，潮濕環(huán)境是開關柜運行最需要注意避開的環(huán)境類型。開關柜本身包含大量電器元件，同時在高壓狀態(tài)下運行，很容易在潮濕環(huán)境下出現絕緣放電、銹蝕、污閃乃至爆裂等故障及事故。對此，相關人員應當對開關環(huán)境進行改善，尤其是在多雨季節(jié)，必須要做好通風、散熱及排水工作，防止水對開關柜的正常運行造成損壞。與此同時，還需要確保開關柜運行環(huán)境足夠清潔，以免瓷套污染等問題出現。

2.4 落實運行巡檢工作

10kV高壓開關柜在運行過程中較易出現各種故障，這就要求電力企業(yè)安排巡檢人員，制定巡檢制度，嚴格落實運行巡檢工作。巡檢人員應當根據相關標準與規(guī)范，定期對開關柜及其運行環(huán)境進行全面檢查，包括開關柜外觀、運行參數、基本狀態(tài)以及環(huán)境潮濕度與干凈度等。一旦發(fā)現異?；蚬收?，巡檢人員必須及時依照相關規(guī)定進行處理，盡量防止故障引發(fā)嚴重問題。而在開關柜發(fā)生故障后，巡檢人員應當理解排查故障原因，并采取合理措施加以應對。

3? 結語

綜合上述分析可知，10kV高壓開關柜在運行過程中較易出現各種故障，如絕緣故障，老化嚴重，拒動、誤動故障，電器元件異常，防爆等級設計過低等，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行造成了嚴重影響。對此，必須充分落實相應的故障防范措施，通過提高開關柜質量，提升絕緣性能，改善運行環(huán)境及落實巡檢工作等方式，從多個方面防范10kV高壓開關柜故障，為電力系統(tǒng)的高效運行提供基礎保障。

參考文獻

[1] 麥敬明.10kV高壓開關柜常見故障分析與對策[J].中國新技術新產品，2015（14）：52.

[2] 陳潔昊.探析10kV高壓開關柜故障分析及設備質量監(jiān)督[J].通訊世界， 2015（12）：169-170.

[3] 韋科迪.淺析10kV高壓開關柜故障原因及防范措施[J]. 機電信息，2012（15）：92-93.