110KV環(huán)網(wǎng)柜常見故障與改進措施分析

劉海

摘要：隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，社會用電量不斷增加，社會對供電質(zhì)量、連續(xù)性和可靠性的要求越來越高。保證和改善電網(wǎng)安全可靠運行是供電企業(yè)必須重視的重要問題。為解決這一突出問題，提高供電可靠性，供電企業(yè)不斷采取措施提高供電可靠性，為加快整個社會經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展提供有力保障。隨著城市配電網(wǎng)的發(fā)展，城市配電網(wǎng)越來越多地采用環(huán)網(wǎng)供電方式，因此作為環(huán)網(wǎng)供電的主要設(shè)備-環(huán)網(wǎng)柜， 越來越被供電部門的廣泛使用。其中以10k V共箱式環(huán)網(wǎng)柜為基礎(chǔ)的環(huán)網(wǎng)柜 （有些地區(qū)稱開關(guān)站、開閉所） ， 由于經(jīng)濟、簡便、高效的優(yōu)勢， 在城市配網(wǎng)中發(fā)揮著越來越大作用， 特別是10k VSF6戶外共箱式環(huán)網(wǎng)站， 全絕緣、全密封結(jié)構(gòu)， 能適應(yīng)戶外任何的惡劣環(huán)境， 體積小、結(jié)構(gòu)輕、結(jié)構(gòu)緊密， 方便安裝， 操作簡便， 運行穩(wěn)定、免維護， 既可以滿足減少城市占地面積， 又滿足降低整體造價的經(jīng)濟要求， 受到供電部門的普遍歡迎。本文根據(jù)近年的應(yīng)用經(jīng)驗， 結(jié)合實際， 就SF6戶外共箱式環(huán)網(wǎng)柜 （以下簡稱：環(huán)網(wǎng)柜） 應(yīng)用中存在一些問題進行分析， 提出處理的措施和建議， 供同行參考。

關(guān)鍵詞：110KV;環(huán)網(wǎng)柜;故障;改進措施;分析

導(dǎo)言：環(huán)網(wǎng)柜是電力系統(tǒng)中的電源開關(guān)終端設(shè)備，在輸電系統(tǒng)中起著重要的作用。10kV環(huán)網(wǎng)柜是供電系統(tǒng)中的重要線路節(jié)點，其可靠性可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)中，10kV供電系統(tǒng)是一個重要的中低壓供電節(jié)點。

1 環(huán)網(wǎng)柜概述

為了提高用戶用電的可靠性，一般用戶可以接入多個電力系統(tǒng)，然后需要將供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計成環(huán)狀。這種供電方式稱為環(huán)網(wǎng)供電。在居民區(qū)、工礦石化企業(yè)、工廠、商場、地鐵站、機場等大型公共建筑設(shè)施等交流配電系統(tǒng)中，普遍采用環(huán)網(wǎng)供電。這些配電系統(tǒng)的負荷能力很小。一般采用帶高壓熔斷器保護或開路保護的負荷開關(guān)來控制高壓回路。系統(tǒng)中使用的高壓開關(guān)柜也稱為環(huán)網(wǎng)柜。環(huán)網(wǎng)柜因其接線方式相對較為靈活，能匹配不同配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的使用要求，在電力建設(shè)系統(tǒng)中系統(tǒng)是非常必要的部件[1]。

2存在的問題

1） 電纜終端的制作， 由于插拔式肘型電纜終端頭的安裝制作工藝比較復(fù)雜， 施工人員對預(yù)制式電纜附件的施工工藝不熟悉， T型連接頭的施工質(zhì)量不過關(guān)， 安裝制作不當， 容易發(fā)生施工質(zhì)量問題， 從而發(fā)生設(shè)備故障。2） 環(huán)網(wǎng)柜與電纜終端的連接， 如兩者之間的導(dǎo)體連接處接觸不良， 連接處會發(fā)熱， 造成插拔式肘型電纜終端頭損壞， 同時也會致使環(huán)網(wǎng)柜的套管受損， 極易留下隱患， 直至發(fā)生事故。3） 環(huán)網(wǎng)柜進出線路側(cè)安裝有接地開關(guān)， 由于開關(guān)封閉， 無法對線路驗電， 容易引發(fā)帶電合接地開關(guān)誤操作事故發(fā)生， 造成設(shè)備損壞， 供電中斷。4） 多條電纜連接在一個環(huán)形網(wǎng)絡(luò)柜（或間隔）內(nèi)，不便于操作和維護。同時，環(huán)網(wǎng)柜及電纜施工難度大。在共用箱式環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)排除故障時，電纜相互交叉。為了保證人身安全，整個共享盒環(huán)網(wǎng)柜需要斷電。在搬運電纜時，還需要通過移動、拉動、撬動等大動作來調(diào)整電纜，這可能會造成套管損壞、接觸不良等后果。5） 環(huán)網(wǎng)柜與電纜溝之間的密封不嚴密，電纜溝中的潮濕空氣容易進入環(huán)網(wǎng)柜，進一步受潮凝結(jié)，導(dǎo)致操作機構(gòu)生銹，操作時卡澀。同時，由于潮濕空氣進入環(huán)網(wǎng)柜，柜體容易腐蝕生銹，降低了環(huán)網(wǎng)柜的使用壽命。6） 很難找到電纜故障。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和環(huán)境因素的考慮，蜘蛛網(wǎng)等架空線路越來越阻礙著現(xiàn)代城市的發(fā)展。城市建設(shè)需要高壓電纜和埋地敷設(shè)，電能通過地下電纜傳輸，配電設(shè)備與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，但同時也暴露出查找短路故障和接地點的困難。

2 10kV環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)用問題

10kV環(huán)網(wǎng)柜在供電系統(tǒng)日常應(yīng)用的過程中會因為電纜連接問題、環(huán)網(wǎng)柜絕緣問題、環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境等因素， 引起一些故障。

2.110kV環(huán)網(wǎng)柜絕緣故障

在10kV環(huán)網(wǎng)柜運行的過程中， 引起絕緣故障的原因有兩個：首先是內(nèi)部原因。內(nèi)部原因指的是在10k V環(huán)網(wǎng)柜制作、安裝的過程中出現(xiàn)的問題， 例如安裝工藝沒有達到相關(guān)的安裝技術(shù)要求， 是環(huán)網(wǎng)柜中的絕緣裝置達不到絕緣標準;環(huán)網(wǎng)柜中電網(wǎng)之間的距離太短， 沒有達到規(guī)定值， 從而引起環(huán)網(wǎng)柜擊穿， 造成絕緣故障。第二， 外部原因。引起10k V環(huán)網(wǎng)柜絕緣故障的外部原因有很多， 最主要的是受雷擊的影響。雷擊直接擊中電力設(shè)備， 導(dǎo)致電網(wǎng)中的電壓過低， 正在運行的設(shè)備電壓過高， 從而引發(fā)放電故障。

2.1、10kV環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境引起的故障

10kV環(huán)網(wǎng)柜運行過程中所處的環(huán)境也會引起一些故障， 例如10k V環(huán)網(wǎng)柜處在周圍環(huán)境比較潮濕、溫度變化大的地區(qū)， 或者雜物比較多的地區(qū)， 都可能會影響引起10k V環(huán)網(wǎng)柜的運行， 導(dǎo)致絕緣事故的發(fā)生。

2.2、10kV環(huán)網(wǎng)柜電纜連接引起的故障

10kV環(huán)網(wǎng)柜的電纜連接是導(dǎo)致10kV環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)用失敗的最常見因素之一。首先，在制作10kV環(huán)網(wǎng)柜時，T形接頭的質(zhì)量不符合要求，如接頭尺寸不對，半導(dǎo)體和主絕緣未倒角或打磨光滑，水分進入受力管，影響10kV環(huán)網(wǎng)柜電纜連接質(zhì)量，造成各種問題。二是在制作10kV環(huán)網(wǎng)柜時，由于施工人員施工水平低，環(huán)網(wǎng)柜與電纜溝之間會有漏洞， 潮濕的空氣會很容易的進入環(huán)網(wǎng)柜中， 導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)柜中的相關(guān)操作設(shè)備生銹， 降低了環(huán)網(wǎng)柜的使用壽命， 增加了環(huán)網(wǎng)柜操作中的安全問題。第三， 10k V環(huán)網(wǎng)柜電纜連接不規(guī)范， 也會引發(fā)各種問題。例如接地裝置連接不牢固、環(huán)網(wǎng)柜端子和電纜終端頭連接不可靠、環(huán)網(wǎng)柜安全高度不合適等等， 不規(guī)范的環(huán)網(wǎng)柜電纜安裝， 會導(dǎo)致電纜接頭發(fā)熱放電， 損壞甚至燒壞電纜端頭。

3環(huán)網(wǎng)柜故障防范措施及建議

3.1加強電纜通道治理力度，積極申請相關(guān)工程控制電纜通道，對積水嚴重、中間接頭的檢修井、設(shè)備井進行防水、清淤處理，改善電纜運行環(huán)境，防止因受潮或進水造成絕緣老化。逐步進行設(shè)備的防結(jié)露工作，糾正設(shè)備基礎(chǔ)不通風的情況。

3.2建議配網(wǎng)系統(tǒng)中性點接地系統(tǒng)根據(jù)線路情況變化，當變電站母線出線中電纜化率很高時應(yīng)采用中性點直接接地或經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)（如110kV中區(qū)變電站），電纜有特殊性，當電纜發(fā)生故障時基本為永久性故障，且電纜單相接地容易在環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、中間接頭處造成故障擴大。

3.3建議物資口招標及標準制定時配網(wǎng)采用A類阻燃材料制作的電纜終端、T頭、肘頭、中間接頭等電纜附件以及電纜，如GWLYJE或GZRYJV等電纜型號（價格比YJV22型電纜高10%左右），耐火溫度達到1000度，可以有效阻燃，防止電纜起火造成事故擴大。建議變電站內(nèi)出線電纜采用阻燃性電纜，電纜設(shè)備（環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、箱變）采用阻燃型電纜附件。

3.4嚴格按照上級部門關(guān)于加強電纜頭制作及預(yù)試管理等要求，嚴格執(zhí)行“兩旁站”（電纜頭制作旁站及設(shè)備試驗旁站）要求，嚴把電纜施工及電纜頭制作關(guān)，加強設(shè)備及通道驗收力度，同時，嚴格設(shè)備的雙主人制度，加強電纜線路巡視的效果、質(zhì)量。針對施工單位進行相關(guān)培訓，并嚴格執(zhí)行電纜吊牌責任制，對于屢次出現(xiàn)所制作的電纜終端（中間）頭3年內(nèi)發(fā)生故障的制作人列入“黑名單”。

3.5針對目前環(huán)網(wǎng)柜無法進行紅外測溫的情況，積極進行技術(shù)改造。對于新增設(shè)備，聯(lián)系相關(guān)廠家改造電纜柜門，實現(xiàn)電纜T頭和電纜在環(huán)網(wǎng)柜間隔內(nèi)的紅外測溫，并計劃逐步推進（行業(yè)內(nèi)的擴建項目將通過技術(shù)協(xié)議來規(guī)范相關(guān)的具體要求）。對現(xiàn)有設(shè)備，結(jié)合停電工作現(xiàn)場，擬對電纜柜門開觀察孔。

結(jié)束語

探索集中檢修試驗的工作模式，結(jié)合現(xiàn)有停電機會或安排集中檢修試驗，對長期投入運行且狀態(tài)評估異常的設(shè)備進行停電試驗，及時發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備問題。嚴格執(zhí)行電纜頭生產(chǎn)人員持證上崗制度，對電纜頭生產(chǎn)過程進行跟蹤驗收，提高電纜線路管理水平。

參考文獻

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