高压开关柜维护中的常见问题探讨

张艳萍

西山古交生活服务公司，山西古交 030200

0 引言

高压开关柜又称为成套开关或成套配电装置，是以断路器为主的电气设备，通常是生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将控制电器、保护电器和测量电器等有关的高低压电器以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的柜体内，作为供电系统中接受和分配电能的装置。开关柜由柜体和断路器两大部分组成，具有架空进出线、电缆进出线以及母线联络等功能。

1 高压开关柜的特点和分类

第一，开关柜有一次、二次方案，包括电能汇集、分配、计量和保护功能电气线路，一个开关柜有一个确定的主回路方案和辅助回路方案，即一次回路和二次回路方案，当一个开关柜的主方案不能实现时可以用几个单元方案来组合实现。第二，开关柜具有一定的操作程序及机械或电气连锁机构，没有开关柜“五防”功能或“五防”功能不全是造成电力事故的主要原因。第三，开关柜具有接地的金属外壳，其外壳有支撑和防护作用，相应的要具有足够的机械强度和刚度，以保证装置的稳固性，当柜内产生故障时，不会出现变形、折断等外部效应，同时也可以防止人体接近带电部分或触及运动部件，防止外界因素对内部设施的影响，同时防止设备受到意外冲击。另外，开关柜还具有抑制内部故障的功能，若开关柜内部电弧短路引发内部故障，一旦发生则要求把电弧故障限制在隔室以内。

通用型高压开关柜内的主要电气设备是高压断路器，根据断路器的安装方式分为固定式和移开式两种。固定式是柜内所有电器元件包括高压断路器和负荷开关等均安装在开关柜的固定架构上，结构简单、造价较低，没有隔离触头，不容易出现接触不良引起的温度过高以及对地击穿的事故，但存在柜体高度和宽度偏大造成的检修断路器困难以及检修时间长的缺点。移开式是指柜内主要的电器元件如高压断路器安装在开关柜内可抽出的小车上以便维修，也称手车式。手车柜有很好的互换性，这种柜型的各功能小室相互隔开，正常操作性能和防误操作功能比较完善和合理，检修方便，可以大大提高供电可靠性，而且可以靠墙或背靠背安装，节省空间。开关柜按照安装地点可分为户内式和户外式，按照柜体结构可分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜、金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四类。

2 高压开关柜运行维护中的常见问题

2.1 保持良好的环境条件

高压开关柜要求周围环境温度上限为40℃，下限为普通地区-5℃，严寒地区-15℃。环境温度过高，金属的导电率会降低，电阻增加，表面氧化作用加剧。此外，过高的温度会使柜内的绝缘件的寿命大为缩短，绝缘强度下降，反之，过低的环境温度会产生内应力，最终导致绝缘件的破坏。海拔高度一般不超过1000m，对于安装在高于1000m海拔处的设备，外绝缘的绝缘水平应辅以一定的修正系数。由于高海拔地区空气稀薄，电器外绝缘容易击穿，所以采用加强绝缘型电器，加大空气绝缘距离，或在开关柜内增加绝缘防护措施。环境湿度的要求为日均值不大于95%，月均值不大于90%。要在没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀以及剧烈震动的场所使用。

2.2 主要电器元件的选型和维护

真空断路器体积重量较小、寿命长、污染小，非常适用于频繁操作，在6～10kV系统中广泛采用。由于真空断路器分断速度快，容易引发产生很高的操作过电压，对变压器、电动机等负载的主绝缘和匝间绝缘都有很大危害，在采用真空断路器的同时，必须采取限制过电压的措施，比如在负载侧并联阻容吸收装置或并联氧化锌避雷器等。6kV～10kV的变配电系统中，所用变压器容量多为30～50kVA，变压器高压侧采用熔丝保护。常规来讲，100kVA容量以下变压器，高压侧熔丝按2～3倍数的额定电流进行选型，为避免由于机械强度差的小容量熔丝在合闸时受涌流冲击产生熔断现象，100kVA以下变压器选择10A熔丝作为变压器内部或高压侧出线套管发生短路故障时的保护措施，由低压侧空气断路器的过载元件或熔断器来执行过负荷保护。

2.3 防止劣化现象发生

由于环境因素、维护方法等的影响，高压开关柜会在运行中随着时间的推移发生各种劣化现象，影响电网的运行安全。这些劣化包括：由于设备运行中的温度升高导致绝缘性能下降的热劣化、绝缘材料的电场集中处会导致绝缘性能下降的电劣化、机械应力导致的零件损坏、变形、龟裂和磨损等的机械劣化、由环境因素引起的污损、腐蚀、吸湿和润滑油变质固化等的环境劣化等。开关柜是一种应用范围广泛的电力设备，发生的劣化并非单因素劣化现象，多是多种劣化共同作用引发的综合劣化。因此，运行维护人员日常巡检时应加以重视。首先，配电间应防潮、防尘、防止小动物钻入；其次，所有金属部件应做防锈蚀处理，涂上清漆或色漆，及时清除积灰，经常润滑运动部件，检查连接螺钉的松动情况；第三，要注意观察各元件的状态，检查是否有过热变色、异响、接触不良等现象。此外，在开关柜长期未投入运行时，投运前主要一次元件间隔（如手车室及电缆室）应进行加热除湿，以防止产生凝露而影响设备的外绝缘。

2.4 绝缘事故的防范

固定式高压开关柜容易发生绝缘事故，主要是由绝缘爬距及空气间隙不够、设备质量工艺性能以及环境条件不良引起。维护人员要严格执行和贯彻《电力设备过电压保护设计技术规程》、《电业安全工作规程》中有关过电压保护的相关规定，强化电力设备过电压保护的技术管理规范和措施，坚决杜绝误操作引起的事故。定期进行预防性试验，必要时缩短试验周期，使设备始终保持良好稳定状态。要确保安全净距，加大绝缘爬距，定期进行外绝缘爬距校验，选用适用于所处地区污秽等级的高压开关柜及其部件，同时选择合适的防护等级，严格执行安装技术规范，做好维护监控管理工作，防患于未然。

配电线路安全稳定运行，必然要求运行管理人员勤检查、勤维护、勤测量，及时发现问题及时处理，要不断加强新技术新设备的应用，大力倡导先进技术的学习和应用，进一步提升供电系统的的技术维护水平。

[1]苏仿.探讨高压开关柜的使用及故障检测[J].科技创新导报，2009（19）.

[2]李冠楠，边家辉.高压开关柜的维护[J].中国电力企业管理，2009（14）.

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

[4]刘启录，李明锋，李凌山.新型矿用高压开关柜在矿井变电所的应用实践[J].矿山机械，2008（20）.