KYN28型10kV高壓開關(guān)柜性能、故障分析及處理

劉小麗

（中國航發(fā)西安動力控制有限公司運行保障中心）

0 引言

10kV高壓開關(guān)柜在公司供配電系統(tǒng)中承擔(dān)著重要的任務(wù)，它通過其主斷路器的閉合與斷開將電力系統(tǒng)負荷合理的投入或切除，來實現(xiàn)電力負荷的合理分配與傳輸。

1 KYN28型高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)與性能

某公司10kV站內(nèi)共有兩種柜型，一種是KYN28型中置柜、一種是XNG固定式開關(guān)柜。其中占比99%為KYN28型手車式中置柜。該柜型采用真空斷路器為主控開關(guān)，其手車斷路器安裝于柜體中間高于電纜室。柜體為金屬鎧裝密封，分為電纜室、斷路器室、低壓室，主母排位于柜頂。前門分三段可打開，便于操作和維修。

該柜型通常采用空氣絕緣、熱縮材料絕緣的復(fù)合絕緣方式，母排連接螺栓處用絕緣罩、母線用熱縮絕緣材料、絕緣夾持件、瓷套管等絕緣。

該柜型導(dǎo)電回路由接地開關(guān)、電纜終端連接裝置、電流互感器、斷路器、母線側(cè)梅花瓣型插頭、分支母線、柜頂主母線組成。主導(dǎo)電回路梅花插頭是斷路器的斷開點，當(dāng)斷路器梅花插頭推入時開關(guān)閉合電路導(dǎo)通送電，當(dāng)斷路器抽出時開關(guān)斷開電路斷電，故該柜型不設(shè)隔離開關(guān)。斷路器本體控制回路通常用柔韌性好的航空軟插頭連接，針頭插入時有導(dǎo)向作用，接觸良好防止損壞。

該柜型具有“五防”聯(lián)鎖裝置，可提高用電安全可靠性。通常采用紅綠牌或?qū)Ｓ描€匙防止誤分誤合，通過強制性機械閉鎖實現(xiàn)帶負荷拉合閘、帶電合接地開關(guān)、帶電進入開關(guān)柜內(nèi)、斷路器與接地開關(guān)同在合位的情況發(fā)生。

2 KYN28型高壓開關(guān)柜常見故障分析與處理

該柜型常見的故障有：柜體的機械結(jié)構(gòu)故障、絕緣故障、發(fā)熱故障、電氣控制回路故障等。

2.1 柜體的機械結(jié)構(gòu)故障

柜體的部件在長期使用、分合過程中會造成連桿、卡銷部件變形、限位錯位損壞，從而造成機構(gòu)卡死、操作不靈活或斷路器分合鐵心松動、脫扣失靈等故障，該情況會直接導(dǎo)致斷路器分合拒動。通常在斷路器無法分合閘時，可通過觀察柜體上的光字牌指示的亮滅來判斷。若光字牌顯示正常，說明二次控制回路完好，故障可能出現(xiàn)在柜體機構(gòu)聯(lián)鎖上。首先檢查柜體的機械配件有無變形、五防聯(lián)鎖裝置是否在正常位置、卡銷扣是否正常彈出卡入，如發(fā)現(xiàn)卡死錯位現(xiàn)象，及時更換修復(fù)。

2.2 柜體的絕緣故障

開關(guān)多次操作震動會造成導(dǎo)體與絕緣件的固定松動、柜體絕緣件表面積塵過多遇到潮濕環(huán)境時會造成間歇性放電現(xiàn)象，這種放電不容易被運維人員發(fā)現(xiàn)，但放電嚴(yán)重時會引起絕緣擊穿、瓷瓶裂紋、炭黑、銅排變色、絕緣對地閃絡(luò)等現(xiàn)象，運維人員可借助超聲波、局放儀等檢查柜體導(dǎo)電回路，確定放電擊穿部位后停電檢修。重點檢修母排的絕緣瓷套管連接處，觀察瓷套管有無裂紋損壞、母排連接頭螺栓是否松動，同時對絕緣件導(dǎo)體表面的積塵進行清理擦拭。在潮濕多雨季節(jié)，絕緣件表面會結(jié)露發(fā)生放電，可利用高壓柜體下方的加熱功能對柜內(nèi)進行除濕，也可在高壓室增加溫濕度測試儀、除濕機，降低環(huán)境濕度，減少設(shè)備絕緣放電現(xiàn)象。

2.3 開關(guān)柜的發(fā)熱故障

10kV開關(guān)柜運行時會有輕度的發(fā)熱，當(dāng)發(fā)熱量大于散熱量時，會造成開關(guān)柜內(nèi)溫度升高，超過設(shè)定溫度時就會發(fā)生局部過熱現(xiàn)象。導(dǎo)體發(fā)熱嚴(yán)重有可能是超負荷運行導(dǎo)致的電流過大，也可能是導(dǎo)體連接點阻值過大、柜體散熱不良等原因造成的。需先觀察實際運行電流是否超過開關(guān)的額定電流，若電流正常，再利用測溫儀、紅外線測量儀等測量連接部位、環(huán)境溫度是否超高，逐項排查；如運行電流過大，可通過限制末端用戶負荷降低負荷量來減少運行電流；如導(dǎo)體接觸面溫度超高，可停電后打磨導(dǎo)體接觸面、緊固連接螺栓；如是由柜體散熱或環(huán)境溫度高造成，可在高壓室增加空調(diào)通風(fēng)設(shè)備予以解決。

2.4 主斷路器分合故障

分合故障有電氣故障和機械故障。合閘可手動合閘，也可電動合閘。手動不能合閘一般是機械故障，手動可合閘、電動不能合閘是電氣故障。

在主斷路器推入機構(gòu)到位鎖緊后，如出現(xiàn)開關(guān)無法閉合情況，送上二次控制回路電源，觀察光字牌及指示燈的亮滅情況，如指示牌不亮，說明二次控制回路存在斷電、接觸不良、誤接線等故障，維修人員可借助萬用表對二次回路的接線端子、保險、分合轉(zhuǎn)換開關(guān)等電氣元件、導(dǎo)線進行通斷檢查。逐項排除后，閉合斷路器，若故障還不能排除，再檢查儲能機構(gòu)是否正常。

儲能機構(gòu)故障時，需對儲能行程開關(guān)、儲能電機、儲能二次回路、航空插頭等進行檢查。儲能行程開關(guān)調(diào)節(jié)不當(dāng)，電機空轉(zhuǎn)不停，儲能指示燈不亮，只有通過切斷電源開關(guān)才能停止。但是行程開關(guān)過低時，電機儲能不滿，也不能合閘。此時應(yīng)調(diào)節(jié)行程限位開關(guān)到正確位置后緊固螺栓。儲能電機不轉(zhuǎn)時，可用同規(guī)格型號電機替代法進行檢查、也可用萬用表測電機線圈兩端的電壓、電阻來判斷電機的完好性。

2.5 保護裝置報警及跳閘回路故障

高壓柜上的綜保裝置對主斷路器、接地刀、線路、負載等的運行狀態(tài)具有檢測和故障報警功能。公司KYN28柜上綜保對線路具有過流、速斷保護設(shè)置；對于油浸式變壓器通常有輕瓦斯報警、重瓦斯跳閘、油溫異常報警、過流跳閘、速斷跳閘功能；對于干式變壓器設(shè)有繞組高溫報警、超高溫跳閘、過流跳閘、速斷跳閘功能。跳閘回路信號通常來自綜保裝置，當(dāng)負荷實際運行電流、溫度超過保護定值時，綜保裝置會發(fā)出跳閘信號，跳閘線圈得電斷路器跳閘，從而起到保護線路及設(shè)備的作用。

在報警跳閘時，調(diào)出故障記錄，若由過流引起的開關(guān)跳閘，應(yīng)協(xié)商減少用戶負荷限制電流，防止送電后再次跳閘。若速斷跳閘，應(yīng)對線路電纜頭、變壓器等設(shè)備進行檢查，看有無相間、相對地、絕緣擊穿等現(xiàn)象、查找短路故障點。若由重瓦斯引起的跳閘，說明故障點發(fā)生在變壓器本體，需對變壓器內(nèi)油質(zhì)進行分析化驗，必要時換油。若繞組高溫時，可通過增加通風(fēng)空調(diào)設(shè)施降低環(huán)境溫度來降低變壓器本體溫度予以解決。堅決杜絕為了減少跳閘頻次而調(diào)大保護定值，對跳閘參數(shù)，每年必須進行檢查整定和動作試驗。

2.6 電氣聯(lián)鎖故障

10kV高壓配電系統(tǒng)中有母聯(lián)柜、進線柜。如圖1所示。1段母線和2段母線在正常運行時是1QF和2QF斷路器合閘，3QF斷路器分閘，1＃進線和2＃進線分開獨立運行。但當(dāng)其中一路進線發(fā)生故障檢修時1QF和2QF斷路器兩進線柜與母聯(lián)柜三個斷路器只能合上兩個，來保證母線分段系統(tǒng)的正常安全運行。如1＃進線檢修，斷開1QF，合上2QF和3QF斷路器，此時由2＃進線對1段母線和2段母線供電。通常在母聯(lián)開關(guān)3QF和兩路主進線開關(guān)1QF、2QF之間設(shè)有電氣聯(lián)鎖，將兩路開關(guān)的常閉觸點并聯(lián)后串連接入第三個開關(guān)的啟停電源回路中，如圖2所示，保證了三個斷路器只能合上兩個。

圖1 電氣聯(lián)鎖一次系統(tǒng)圖

圖2 電氣聯(lián)鎖二次控制圖

通過柜門指示燈的狀態(tài)觀察開關(guān)分合位情況，如合閘指示燈只有一燈亮，說明該燈所對應(yīng)的斷路器啟停回路正常，其他兩個斷路器的回路電源不通，電氣聯(lián)鎖中串入的其他兩回路的常閉觸點有故障，利用萬用表檢查常閉觸點通斷情況，排除故障。

3 結(jié)束語

KYN28柜型在結(jié)構(gòu)性能上優(yōu)勢突出，是某公司10kV高壓開關(guān)柜的主流柜型。本文僅對公司高壓柜經(jīng)常出現(xiàn)的故障類型進行分析研究，并提出了對應(yīng)的解決方法，希望能給運維人員工作提供借鑒。