阐述10kV高压开关柜的故障及防范

阐述10kV高压开关柜的故障及防范

陈党旭

广东正超电气有限公司515041

摘要：本文主要对10kV高压开关柜的故障及防范进一步分析了解。高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电等过程中，起通断、控制或保护等作用的高压电气设备，高压开关柜是电力系统重要的装置之一，而其引发的故障大大降低了系统的运行效率。

关键词：10kV开关柜；故障；原因；防范措施

引言：

在电力系统中10kV高压开关柜的应用较为广泛，10kV高压开关柜的应用，对电力系统运行的稳定性发挥了重要作用，而且能够在各种故障发生时及时断开连接的设备，使设备和工作人员的安全性得到较好的保障。但是，结合电力企业当前发展现状，发现其关于10kV高压开关柜故障判断和处理等层面仍存在较大不足，从而对电力系统稳定性、安全性运行条件造成影响。

一、10kV高压开关柜发生故障的原因分析

1.绝缘性能差

电力设备运行好坏的一个重要指标即是看其绝缘能力，这也是决定高压开关柜能否正常运行的重要因素。开关柜所处运行环境在恶劣的环境下，比如内部环境潮湿且有绝缘子和母线表面积污的情况下，其内部会积污受潮，进而发生污闪，破坏开关柜绝缘。老化也是高压开关柜绝缘损坏的一种重要原因。我国经济社会在过去的几十年中快速发展，原先安装的高压开关柜在长期运行中势必会有过负荷运行的情况；在长期过负荷的情况下，原先安装的高压开关柜内部绝缘材料老化情况十分严重。

2.设备质量不合格

绝缘性能是判断一个电力设备好坏的关键标准，在电力市场中，产品的种类和来源五花八门，做工和质量也存在很大差异，选择到好的产品出现问题的几率就比较小，但如果使用了质量不好的产品就会导致设备容易损坏，在维修的过程中也很容易给设备带来二次伤害，对绝缘性能产生影响。绝缘性能受到损害可能是设备本身品质的问题，也可能是工作人员业务操作不规范造成的。10kV高压开关柜内部其他元件的质量也会影响电力设备的性能，比如隔离触头接触不良，或者是干燥处理的位置发生潮湿都会对设备的正常运行产生影响，甚至造成安全隐患。

3.开关柜发热

开关柜发热是一种正常的现象，但是如果出现导电回路发热或者开关柜过热这两种状况时，就不是正常状态了。导体热量散出和释放的主要表现形式为导电回路发热与散热两方面，当导电回路发热大于散热时，高压开关柜温度就会上升，上升后的温度达到甚至超过额定温升时，开关柜就会产生局部过热的现象，由于局部过热，一时难以释放，将瞬时迸发巨大能量，进而造成严重的事故。在小电流时发热不会太明显，但是当电流增加时，发热功率将会以指数形式增长，一旦电流过大，释放的热量可想而知，这就会出现发热、过热现象，后果不堪设想。

4.老化因素

随着社会用电量的增多，原先安装的电力设备开始处于老化阶段，各种装置及元器件性能日趋下降。如：真空断路器在使用过程中易发生不同的故障，特别是电流值处于异常变化的故障发生率更高。真空泡在真空度明显降低或者在运行中受损后，真空断路器的整体性能就会随之降低，当出现故障时就容易发生爆炸事故。同时变电站的高压柜，在系统负荷增加后，系统的短路电流和容量也会随之增加。若真空断路器的电流值难以达到系统运行的标准，其常会受到短路故障的影响而降低性能。这些问题的存在都会破坏电力系统的稳定性。

5.操作因素

断路器在10kV开关柜中属于一次性的主体设备，在运行期间要面临大电流、高电压等环境，这些都会影响到设备的运行状态。主要表现为：柜体机械强度不足，发生短路时，由于点动力作用使开关与柜体发生位移，进而形成电弧，甚至会引发爆炸；动触头或者静触头，由于长时间使用，两种触头之间产生相互摩擦，造成接触点或接触面减少，引发触头不良状况；在安装设备过程中，由于操作不当，对设备结构的完整性造成破坏，比如动静触头插入不规范，可能由于接触电阻过大而出现故障。

二、10kV高压开关柜发生故障的防范措施

1.提升绝缘性能

设备绝缘性能是10kV高压开关柜能否正常工作的重要因素，所以提高设备的绝缘性能是解决设备故障的重要防范措施。高压开关柜在运行的过程中，同时受到的工作电压很大，一旦开关柜的质量出现问题就会严重的导致很多运行参数不能够符合设计的要求，进而造成开关柜的运行变差。正是因为这样，我们才应该在开关柜的制作过程中，保障其绝缘性能，这样能够有效地减少因为绝缘问题出现的运行故障。

2.合理的材料选型

电力系统设计阶段应注重开关柜的故障防范，对潜在的安全隐患实施必要的处理。在进行10kV高压开关柜设计期间，应对其故障排查、防范等工作内容予以高度重视，即将潜在安全隐患排除于根本。开关柜设计的关键内容包括：柜体、断路器等一次元器件的选型，全面分析各种元器件的性能，从稳定性、可靠性等方面优化设计，如：对柜体内的元器件科学分布，使设备在更加优越的环境下完成操作。考虑到用户的实际需求，可选择高性能的材料组装系统，如：变电站、开闭站等要选用进口材料，提高设备运行的安全系数。

3.环境的控制

外在环境对高压开关柜的事故影响较大，防范故障发生时应注意环境的监测控制。在各种影响10kV高压开关柜的因素中，环境是一个重要的方面。为了降低10kV高压开关柜的故障率，必须严格控制环境，加强对环境的监测。比如，对于通风窗，可增加过滤网或者网栅减少进入室内的灰尘量，而对于比较潮湿的开关室，可通过安装红外线灯或除湿装置来降低室内的潮湿度。

4.加强技术管理

电力企业在进行开关柜选择中，应以符合国家规定的产品为主导，切忌不可选用淘汰设备作为维持电力系统正常运行的主体。同时，在开关设备交接过程中，还应做好相应的交接实验，若实验结果尚未合格，应避免投入使用；针对新装及检修后的开关设备必须严格按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、《电力设备预防性试验程》、产品技术条件及有关检修工艺的要求进行试验与检查，交接时对重要的技术指标应进行复查，待各项指标明确后，方可判断其是否可靠运行。

5.注重性能的设计

由于继电保护器是整个电力系统的保护结构，因此在进行开关柜的设计时，一定要按照要求进行操作。当然这种设计并不是一成不变的，在实际运用时要不断改善继电器的设计思路以满足实际情况的需要，从而让其更好地为电力系统的运行服务。另外当断路器的容量不足时要及时更换继电器同时对一些比较重要的参数重新进行规划设计，只有这样才能提高系统的工作效率。

6.爬电比距的处理

爬电比距影响着系统的正常运行，必须得到保证，所以，高压开关柜所用所有组件都应由专业厂家制作，不能采用仿造产品，以保证高压开关柜的性能良好，更是为了保证电力系统的安全稳定供电。针对爬电比距，国家有着明确的规定，高压开关柜中各个组件的外缘爬电比距不小于18mm/kV，有机绝缘不小于20mm/kV。为了达到这一标准，电力施工部门应该严格控制相关配件的规格，在必要的情况下，可以找相关厂家定做，以保障电力系统工作的可靠性和稳定性。

结束语

总而言之，高压开关柜事故对电力系统性能的影响甚大，不仅增加了电力工程的建设成本，对操作人员的生命安全也会构成较大的威胁。必须降低10kV高压开关柜在运行过程中发生故障的机率，严格按照安全标准选购材料设备，提高工作人员的专业程度，规范安装维修程序，提高操作技能，确保高压开关柜能安全高效的运行，从而提高电力系统的效率。

参考文献：

[1]熊舟.中压开关柜的绝缘方式与趋势[J].大众用电，2002.

[2]张平.高压开关柜的发展与现状分析［J］.中国科技信息，2007（24）

[3]黄志勇.变电站10kV开关柜的故障分析及措施[J].科技与企业，2011.