浅谈10 k V高压开关柜的检修维护

马永福

（中国铝业连城分公司，甘肃 兰州730335）

0 引言

随着用电需求量的大幅提升，我国不断加大对电网的改造力度，这使得相关电网设备的性能得到了显著提高，降低了故障发生率。但由于相关设备在设计、制造阶段以及安装、运行过程中均未得到全面的考虑与完善，使得一些问题仍然存在，如10 k V高压开关柜如今依然存在着防爆能力不足、防护等级不符合要求以及绝缘等级低等问题。

1 10 k V高压开关柜常见故障原因

目前，10 k V高压开关柜的数量越来越多，使用范围越来越广，一旦发生事故，将会造成非常严重的后果，其相邻的开关柜以及整段母线都可能会受到牵连。笔者通过分析总结，认为导致10 k V开关柜出现故障的原因有以下几点：

1．1 防爆能力、防护等级不够

（1）10 k V高压开关柜的顶层部分都有泄压通道，包括开关室泄压通道、母线室泄压通道和电缆室泄压通道。在安装过程中，若一些开关柜的泄压通道未在一侧利用塑料螺丝而是用铁螺丝进行固定，或螺丝固定操作不规范、铁螺丝与塑料螺丝安装方向相反等，就可能会导致开关柜出现短路时高压蒸汽无法顺畅排出，使柜内压力在极短的时间内飙升，当开关柜无法承受内部压力时便会发生爆炸，对周围设备及工作人员造成伤害。（2）当前使用的高压开关柜的面板开孔情况通常有开关分合指示观察孔、电缆小室观察孔、散热孔、紧急解锁孔、柜面板照明孔、微机五防锁扣以及开关小室观察孔等。虽然这些开孔具有一定的使用价值，但也从另一方面降低了开关柜的防护能力。（3）当前许多10 k V高压开关柜室和电缆室间的泄压通道与散热通风孔的大小满足不了实际需要，一旦有事故发生，就有可能导致压力无法排出，扩大事故范围。（4）还有部分开关柜在检修和维护后没有将螺丝拧紧，这也极大地降低了开关柜的防爆能力。

1．2 绝缘等级低

（1）空气与爬距之间的空隙过小。空气与爬距之间的空隙过小是导致高压开关柜出现绝缘损坏事故的一个主要原因。尤其是手车柜，很多生产单位为了缩小柜体，减小了断路器与隔离插头的对地距离和间距，致使绝缘强度难以保证。（2）生产制造过程中技术与质量存在问题，这是影响10 k V高压开关柜绝缘等级的一个重要因素。生产过程尤其是装配过程对高压开关柜整体的耐压水平有着很大影响，比如很多单体原件可以顺利地通过耐压测试，但由于装配方面的影响，其整体无法通过测试。（3）接点接触不良或容量不足，就很有可能导致柜内发热继而起火。（4）开关柜的周围环境也会对其绝缘等级产生影响，比如大气污染严重便会对母线、套管以及绝缘子造成污染，使其绝缘等级降低。这主要分为2种情况：1）绝缘子表面不仅潮湿而且污秽。绝缘子表面附有灰尘后，干燥时仍具有较高的绝缘电阻，这种情况下通常不会发生污闪。另外，如果绝缘子表面潮湿但并不污秽，其绝缘强度依然会保持在较高的水平，这种情况下也不易发生污闪。但如果绝缘子表面在干燥的环境中累积了过多的灰尘与污秽，而周围环境却又突然变得潮湿，绝缘子表面的污秽被打湿后，污闪发生的概率就会高很多。2）绝缘子串的泄漏距离过短，无法适应潮湿和污秽的环境。污闪的出现一般都是因绝缘电阻降低同时泄漏电流增大引起的。如果在相同的外部环境条件下，绝缘子串的泄漏距离达到安全标准，就很难出现闪络，反之就极易跨接两端电极，从而引发闪络。（5）雷击等自然因素也有可能造成开关柜放电等事故。

1．3 动物导致短路

由于10 k V高压开关柜内部的保护仪表层、开关层以及电缆层二次电缆孔相互连通，由一次电缆孔通往电缆沟，如果不将其封闭严实，一旦有老鼠等小动物经过孔洞进入开关柜内部，就极易导致柜内短路或放电事故。

2 10 k V高压开关柜的检修维护措施

2．1 提高开关柜防爆能力和防护等级

（1）更换开关柜泄压通道顶盖固定螺丝，使得柜内短路时电弧能冲断相应分室的顶盖塑料螺丝，使顶盖折起开放压力释放通道。应当注意的是，泄压通道顶盖缺口对侧应更换为塑料螺丝，用工具将原铁螺丝旋出后改用塑料螺丝锁紧。（2）除开关柜面板上必要的开孔，如开关分合指示观察孔、电缆小室观察孔和开关小室观察孔等之外，不能在面板上开钻其他孔洞，要确保开关柜能与IP4 X防护要求相符合。（3）在合理且不会造成其他安全隐患的前提下，扩大电缆室的释压通道，可以将其后封板朝后方增扩30 mm，并按45°角向上过渡的方式在柜后距离地面1．8 m的地方朝后方扩大400 mm，最后把电缆室的释压通道扩增到500 mm；此外，还要对电缆室与开关室之间的散热通风孔进行密封化处理。（4）在日常巡视过程中，要注意检查前门、后门的螺丝是否稳固。

2．2 提高开关柜绝缘性能

开关柜在接入电网并正式运作后，将会承受巨大的压力，在这种工作状态下，要是开关柜各组件的质量存在问题或是与电网相关的参数不符，会在很大程度上加剧开关柜的运行条件恶化，从而导致事故发生。所以，应当采取以下措施进行改良：（1）高压开关柜内的绝缘件，如套管、绝缘子、触头罩以及隔板等，应采用阻燃绝缘材料，不应当采用聚氯乙烯、酚醛树脂或聚碳酸脂等有机绝缘材料。（2）一定要按部颁标准要求，带电体对地距离不小于125 mm。这个距离虽比过去100 mm的要求有所提高，然而这也是最低要求。125 mm不对称间隙的工频最大耐受电压约为49 k V，而在不利情况下，电容传递过电压最大值有可能高达63 k V，可见这个间隙距离是不够的。（3）应充分注意元件选择，特别是电压互感器要选择伏安特性较好的产品，即在线电压下无显著饱和的电压互感器。对于隔板等，应选用绝缘性能好、不燃烧或阻燃的绝缘材料。（4）提高外绝缘的泄漏比距。泄漏比距是衡量防污闪能力的重要参数。在有关规定中，普通地区要求泄漏比距不小于1．2 c m／k V，然而福建省的运行情况表明这个数值偏小，这是由于福建省位于亚热带潮湿地区，湿度大。10 k V开关虽处于室内，但并不能消除飘尘的沉积，考虑到大气环境条件日趋恶化，10 k V开关柜的外绝缘泄漏比距应选择20．6 c m／k V以上为宜。（5）在有条件时，建议进行开关柜外绝缘凝露条件下的耐压试验。这是开关柜适应环境条件的一个非常得力的措施，希望制造厂家能予以考虑。（6）对一些老的开关柜，增大空气间隙及泄漏比距有困难时，宜从改善环境条件入手，应在开关室配置通风、防潮设备和湿度计，在开关柜配置温湿度控制器，并在梅雨、多雨季节或运行需要时启动，防止凝露导致绝缘事故。（7）加强开关柜清扫，执行“逢停即扫”的原则。有条件时，开关柜内带电体尽量采用热缩，这对提高运行水平很有利。（8）结合元件复合化（组合式）设计及元件集中化装配，设计出相适应的绝缘方案，如目前KYN柜中互感器套管触头盒、绝缘子的组合结构所需的绝缘配合。（9）改进工艺，在中压开关柜专用配件方面，更广泛地采用新型配方的环氧树脂绝缘件。

2．3 防止小动物造成短路

（1）高压开关柜安装时，应将开关柜电缆层、开关层、保护仪表层一次和二次电缆孔完全封堵，防止小动物通过电缆孔洞进入柜内，引发放电或短路故障。开关柜及电缆验收时应注意检查封堵情况。（2）高压开关柜内母线及各支引线宜采用可靠的绝缘材料包封，以防止小动物或异物造成母线短路。

3 结语

综上所述，随着用电需求量的大幅提升，我国不断加大对电网的改造力度，这使得相关电网设备的性能得到了显著提高，故障发生率有所降低。但客观来说，由于各种条件的限制，许多设备仍需要得到改善，这就要求我们做好日常的检修与维护工作。比如，对于10 k V高压开关柜而言，就必须从增强其防爆能力、提高绝缘性能等方面出发，做好检修与维护工作。

［1］孙路阳．10 k V开关柜运行检修防范要点［J］．机电信息，2010（6）

［2］潘玉冬，王巍．10 k V开关柜的发展和应用［J］．科技资讯，2008（23）

［3］叶子．10 k V开关柜电气故障分析与处理［J］．企业技术开发，2011（21）