10kV高壓開關(guān)柜故障與維修

馬鴻生

（中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司日照油庫(kù)，山東 日照 276800）

在現(xiàn)代化的市場(chǎng)環(huán)境下，電力產(chǎn)業(yè)正在面臨著生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的重要挑戰(zhàn)，如何生產(chǎn)安全而又高效的10kV高壓開關(guān)柜已經(jīng)成為熱門話題之一。目前，10kV高壓開關(guān)柜存在著裝置失靈、設(shè)備老化、放電漏電等常見故障，這給10kV高壓開關(guān)柜的長(zhǎng)期應(yīng)用帶來了隱患，因此，本文重點(diǎn)分析了如何針對(duì)不同情況進(jìn)行維修。

1 10kV高壓開關(guān)柜的機(jī)械故障

1.1 斷路器的故障

斷路器是10kV高壓開關(guān)柜的重要部件之一，如果出現(xiàn)絕緣老化或者通風(fēng)性能較差時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)故障。在長(zhǎng)時(shí)間的分、合閘帶電的情況下，絕緣圈可能出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，電動(dòng)閘失效，手動(dòng)閘仍可使用；在電路儲(chǔ)能不足的情況下，整體高壓開關(guān)柜會(huì)出現(xiàn)損壞，電動(dòng)機(jī)會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)失靈，機(jī)器無法運(yùn)作；在墊片變形、齒輪脫扣、線圈間隙過大等情況下，由于零件的變形故障導(dǎo)致高壓開關(guān)柜的運(yùn)作停滯，同樣會(huì)損傷機(jī)器。

在以上的器械物理故障的基礎(chǔ)上，還可能出現(xiàn)升溫過高的情況，如果10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)部散熱性能較差，那么，無論其中哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)升溫、損壞，相反，如果利用彈簧或磁性結(jié)構(gòu)，可避免結(jié)構(gòu)過于緊密引起的溫度過高的問題。

1.2 隔離開關(guān)的故障

隔離開關(guān)是某些10kV高壓開關(guān)柜的部件之一，也可用隔離接插部件代替。它是一種能夠滿足一定負(fù)荷、保證接觸壓力能夠均勻分布的精密零件，對(duì)制造工藝、安裝方式都有較高要求。如果隔離開關(guān)的負(fù)荷過大，會(huì)讓局部升溫增快，有發(fā)熱故障趨勢(shì)。如果在追蹤時(shí)保持負(fù)荷正常，發(fā)熱情況會(huì)降低，但仍有可能在氧化方面出現(xiàn)故障。因此，相關(guān)管理人員需要保護(hù)隔離開關(guān)的觸頭不被外力破壞，清潔時(shí)，也不能用砂紙或其他堅(jiān)硬物品打磨。保證了觸頭的完整，會(huì)避免大部分的隔離開關(guān)出現(xiàn)故障，小部分會(huì)出現(xiàn)齒輪咬合不好、彈簧性能問題出現(xiàn)接觸壓力過大的情況，這時(shí)要及時(shí)調(diào)整，避免更大的損壞。

1.3 異常放電的故障

10kV高壓開關(guān)柜放電的情況可以主要分為表面放電、沿面放電、內(nèi)部放電。表面放電是因?yàn)樵诟邏洪_關(guān)柜的電極表面缺少絕緣材料，空氣和電極接觸后會(huì)使電場(chǎng)分布不均，電極擊穿空氣產(chǎn)生電暈放電。因?yàn)楦邏弘姌O暴露空氣會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度增大，周圍環(huán)境會(huì)存在安全隱患，所以對(duì)電極的要求很高，電極之間的距離、電極的自身導(dǎo)電性、電極的曲率半徑都需要匹配10kV高壓開關(guān)柜。沿面放電主要體現(xiàn)在絕緣材料的表面，因?yàn)楦邏簵l件下電場(chǎng)強(qiáng)度超過了最大值而引發(fā)的放電故障，可以擊穿空氣，連通兩端電極。絕緣材料表面污染以及空氣溫濕度失衡都會(huì)引發(fā)沿面放電。內(nèi)部放電是10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)下的放電情況。因?yàn)楦鞑糠值牟牧蠈?dǎo)電性能不同，在整體運(yùn)作時(shí)就會(huì)產(chǎn)生摩擦、導(dǎo)電的情況，所以在安裝部件時(shí)，需要反復(fù)測(cè)驗(yàn)各部件的磨合程度，在出廠前做好產(chǎn)品測(cè)試。

2 10kV高壓開關(guān)柜的人為故障

2.1 廠家設(shè)計(jì)與安裝的錯(cuò)誤

廠家在新型10kV高壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)過程中，可能會(huì)偏重于效果的提升，在零件匹配度上沒有合理安排。絕緣材料位置不合適、10kV高壓開關(guān)柜二次設(shè)備沒有設(shè)立保護(hù)系統(tǒng)、重要器件沒有達(dá)標(biāo)等問題，都會(huì)影響10kV高壓開關(guān)柜的綜合開發(fā)。

國(guó)家對(duì)新品開發(fā)、測(cè)試次數(shù)都有具體要求，但是，很多廠家在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，為了省時(shí)省力會(huì)跳過一些步驟，這就導(dǎo)致最后的成品存在瑕疵，在長(zhǎng)期應(yīng)用時(shí)可能會(huì)暴露缺陷。

2.2 對(duì)設(shè)備的運(yùn)行檢修不及時(shí)

很多廠家對(duì)10kV高壓開關(guān)柜的售后服務(wù)沒有保障，如果不在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行電壓測(cè)試，很可能使設(shè)備運(yùn)行留有隱患。近年來，因?yàn)?0kV高壓開關(guān)柜的放電、發(fā)熱引發(fā)的事故數(shù)不勝數(shù)，廠家需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢修，把安全防護(hù)提到首要位置。母線電壓互感器的裝置故障，在前期是可以檢測(cè)出來的，這就要求設(shè)備員對(duì)10kV高壓開關(guān)柜的整體功能進(jìn)行測(cè)試，早發(fā)現(xiàn)早維修。

電纜頭的制作工藝較為簡(jiǎn)單，但是，如果廠家使用有明顯劃痕的電纜頭，會(huì)讓10kV高壓開關(guān)柜的電壓不穩(wěn)定，帶來安全隱患。供電公司對(duì)10kV高壓開關(guān)柜也應(yīng)該負(fù)有一定責(zé)任，如果每次檢修都只采用便攜式檢測(cè)儀，那么，很多小問題就不能被檢測(cè)出來，這些問題積少成多，最終也會(huì)使設(shè)備癱瘓。最后，在10kV高壓開關(guān)柜的使用過程中，如果使用人員對(duì)周圍環(huán)境沒有監(jiān)測(cè)，那么，廠家可能會(huì)對(duì)環(huán)境沒有進(jìn)行除潮，也會(huì)造成設(shè)備無法工作的情況。

2.3 檢修人員的錯(cuò)誤操作

在10kV高壓開關(guān)柜的檢修階段，檢修人員的正確操作是設(shè)備能否完整使用的重要環(huán)節(jié)。如果在檢修測(cè)試中，沒有將開關(guān)手車推進(jìn)開關(guān)柜中，那么，其中的插針就可能因?yàn)闇y(cè)試的劇烈震動(dòng)而松動(dòng)脫落，這會(huì)導(dǎo)致10kV高壓開關(guān)柜不能正常運(yùn)作，且插針不好找回，也不好匹配。如果檢修人員失誤觸碰到靜電開關(guān)，也會(huì)帶來巨大危險(xiǎn)。檢修人員如果沒有使用絕緣產(chǎn)品，會(huì)給自己帶來觸電危險(xiǎn)，并且設(shè)備在接通電路后會(huì)造成短路，大部分電路閉環(huán)都會(huì)燒壞，整個(gè)10kV高壓開關(guān)柜就會(huì)報(bào)廢。所以廠內(nèi)檢修部門是不能讓閑雜人等進(jìn)入的，非專業(yè)人員必須在指導(dǎo)下安全進(jìn)入，同時(shí)，做好防觸電、防短路事項(xiàng)。

3 10kV高壓開關(guān)柜的維修原則

3.1 規(guī)范零件購(gòu)買與安裝標(biāo)準(zhǔn)

在工廠內(nèi)部的選材環(huán)節(jié)中，10kV高壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)師、安裝人員、調(diào)試人員都需要針對(duì)設(shè)備提出對(duì)材料的要求，采購(gòu)人員必須了解各種材料的特性，綜合比較，購(gòu)買性價(jià)比最高的安全材料。

在設(shè)備組裝調(diào)試過程中，需要按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，不能有誤差以外的錯(cuò)誤發(fā)生。例如，在電極的選擇方面，形狀、大小、性能、導(dǎo)電性、曲率半徑等都是需要考慮的方面，不能讓電極在內(nèi)部、沿面、外部產(chǎn)生擊穿空氣的電壓，也不能形成不恰當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)，需要在反復(fù)測(cè)驗(yàn)后找到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。在屏蔽器的選擇上，保證觸頭的相對(duì)安全，不能分散電場(chǎng)，讓觸頭時(shí)刻保證清潔，最好選擇雙屏套管進(jìn)行完備保護(hù)。

3.2 保證設(shè)備的絕緣性

10kV高壓開關(guān)柜是由電力公司集體供電的設(shè)備之一，為了最大程度地避免漏電觸電事故的發(fā)生，在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，需要加入相關(guān)絕緣設(shè)計(jì)。

10kV高壓開關(guān)柜的內(nèi)部重要零件需要防污防塵，做到封閉式運(yùn)行，減少因?yàn)槲蹪n而改變部件導(dǎo)電性能的事物。絕緣套管的使用也非常普遍，選擇符合國(guó)家審核標(biāo)準(zhǔn)的套管，能夠長(zhǎng)期應(yīng)用、測(cè)試合格的產(chǎn)品。同時(shí)，在母線絕緣開關(guān)方面，應(yīng)該采用性能穩(wěn)定、抗腐蝕的材料。在維修時(shí)，對(duì)以上常見的部件更換應(yīng)遵循零件安全標(biāo)準(zhǔn)，在更換后進(jìn)行絕緣測(cè)試，利用明火進(jìn)行阻燃測(cè)試，達(dá)到國(guó)家絕緣、阻燃標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備才可繼續(xù)使用。

3.3 優(yōu)化設(shè)備使用環(huán)境

10kV高壓開關(guān)柜對(duì)于環(huán)境的要求主要是防高溫、防潮、防灰塵，要想延長(zhǎng)使用壽命，就需要改善設(shè)備使用環(huán)境。在溫度較高的天氣或者車間內(nèi)，應(yīng)該及時(shí)開放散熱系統(tǒng)，包括在10kV高壓開關(guān)柜的后方安裝風(fēng)扇、在設(shè)備溫度較高的地方設(shè)置散熱孔，這樣能夠利用內(nèi)外風(fēng)循環(huán)減低設(shè)備溫度，保持干燥環(huán)境。

在潮濕環(huán)境內(nèi)，應(yīng)該避免設(shè)備與液體的直接接觸，必要時(shí)，可以安裝除濕器來保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，各零件不可進(jìn)水。在10kV高壓開關(guān)柜的日常清理方面，需要專人負(fù)責(zé)，對(duì)各部分按時(shí)清理，保證所有部件運(yùn)行正常。

3.4 在安全監(jiān)管與服務(wù)保障方面的應(yīng)用

對(duì)比傳統(tǒng)工業(yè)中售后監(jiān)管不當(dāng)?shù)木置?，現(xiàn)代企業(yè)已經(jīng)盡量做到設(shè)備及時(shí)檢修、保障售后服務(wù)等，因此，在維修過程中，維修人員也會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行一定的檢修，這不僅解決了設(shè)備的故障問題，還會(huì)延長(zhǎng)設(shè)備壽命。隨著高電壓的普及應(yīng)用，10kV高壓開關(guān)柜的使用范圍越來越廣，因此，對(duì)高壓條件的狀態(tài)檢修是必不可少的，在設(shè)備的電壓承受范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)與監(jiān)管，局部停電與放電的交替進(jìn)行，會(huì)暴露設(shè)備的潛在問題。這樣會(huì)使10kV高壓開關(guān)柜的安全監(jiān)管更加有效，服務(wù)保障更加有針對(duì)性。

3.5 提高生產(chǎn)檢修人員的專業(yè)素養(yǎng)

10kV高壓開關(guān)柜是一種符合現(xiàn)代工業(yè)化的設(shè)備，其中，需要生產(chǎn)人員有專業(yè)的機(jī)械知識(shí)與較長(zhǎng)時(shí)間的工作經(jīng)驗(yàn)，因此，在生產(chǎn)時(shí)，需要按照設(shè)備各部分的特點(diǎn)合理安排工作人員加工，比如，在電場(chǎng)方面需要找技術(shù)人員反復(fù)測(cè)驗(yàn)真實(shí)條件下的電場(chǎng)強(qiáng)度，在電極選用方面，需要反復(fù)做實(shí)驗(yàn)找到最合適的導(dǎo)電介質(zhì)等。

同時(shí)，在檢測(cè)方面，需要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)機(jī)構(gòu)人員進(jìn)行定期檢測(cè)，對(duì)于故障維修需要通過現(xiàn)象看本質(zhì)，找到核心問題。生產(chǎn)檢修人員的專業(yè)素養(yǎng)是在工作中不斷提升的，所以新老員工的搭配檢修對(duì)專業(yè)素養(yǎng)的提升有幫助?？偠灾?，專業(yè)素養(yǎng)較高的工作人員會(huì)給設(shè)備更高的保障，為生命安全排除隱患。

4 結(jié)語

綜上所述，10kV高壓開關(guān)柜是一種精密儀器，在低溫、干燥的環(huán)境中能夠發(fā)揮更好的效果。設(shè)備的常見故障包括零件損壞、人為因素、環(huán)境因素等，控制好各方面因素能夠降低設(shè)備損壞概率，做好檢修工作會(huì)延長(zhǎng)設(shè)備使用時(shí)長(zhǎng)。相信在各工作人員的努力下，10kV高壓開關(guān)柜的開發(fā)一定會(huì)做到盡善盡美，保障使用者安全的同時(shí)帶來最大效益。