浅谈10kV高压柜故障问题及检查

张荣超

摘 要：在电力系统中，10kV高压柜在运行中经常出现故障，不仅造成了电力项目运营成本的增加，而且对相关电力操作人员的人身安全造成了极大的威胁。为了有效保障高压柜安全运作，降低故障所带来的损失，必须做好高压柜故障的检测和预防工作。文章针对10kV高压柜故障问题及检查展开深入的探讨。

关键词：10kV高压柜；故障问题；检查；措施

1 概述

近年来，我国社会经济飞速发展，对电力需求量不断增加，随着电力系统不断升级，10kV高压柜的数量和质量已经大幅提高，其运行的安全性和可靠性不断上升，发生故障的概率已大幅降低。尽管如此，10kV高压柜在运行过程中，因其仍然存在一些难以避免的缺陷和故障，造成了电力操作人员的很多麻烦。因此，电力企业要加强诊断10kV高压柜故障的能力并能采取相应的有效处理措施，及时对这些故障进行分析和处理，有效地避免和防止故障的发生，使其在电力系统中更加安全可靠的进行供电作业。

2 10kV高压柜种类及特点

2.1 高压柜种类

近年来，10kV高压柜的使用越来越受到人们的关注。由于当前使用的10kV高压柜种类多种多样，作为重要部件的开关柜之间有着明显的区别，因此故障发生的概率也大为不同。总体来说，开关柜主要箱式开关柜、固定式开关柜、手车落地式开关柜、HXGN负荷开关柜和手车中置式开关柜五种类型。

2.2 高压柜特点

固定式开关柜的优点是体积大，柜内空间大，不仅可以随意摆放元器件而且可以任意改造。但其由于封闭性和防护性较差，发生事故的概率较高，目前基本上已被淘汰。箱式开关柜拥有全封闭的外壳，可有效地节省空间，同时，由于体积小，散热性能差，不适用于较大负荷的供电系统。相对而言，HXGN负荷开关柜因其防护等级较高、维护相对简单，已经被广泛应用于新建用电房中。手车落地式开关柜对箱底的强度要求高，目前，是市场上倾向于采用进口技术生产的产品。手车中置式开关柜和其他同类产品相比有着明显优势，因此，是目前在10kV高压柜中应用最广、最受欢迎的产品。

3 10kV高压柜故障问题发生的原因

3.1 绝缘性差

3.1.1 爬距和空气间隙不够。绝缘能力作为判断电力设备好坏的一项重要指标，也是保证高压柜能正常工作的一个重要因素。通常，爬距及空气间隙不够是高压柜发生绝缘损坏事故的根本原因，在高压开关柜运行过程中，普遍存在这空气间隙和爬距不够之类的不良现象，尤其是手车柜，一些生产单位为了缩短柜体的尺寸，会大幅度地减小装于柜内的断路器，这样就隔离插头相间距离或对地距离，使绝缘强度得不到根本的保障，进而导致高压柜绝缘损坏事故发生。因此，为保证绝缘性能强度，工作人员必须确保爬距和空间间隙的规范性和合理性。

3.1.2 加工质量差，工艺不良。在电力维修的过程中，所用产品规格不一，质量不能达到同一水平，导致电力设备损坏的事情常常发生，极大地降低了其绝缘性能。此外，装配质量和制造质量会大大影响高压柜整体耐压水平。通常，高压开关柜整体的耐压水平等于所有高压柜的耐压率相乘所得的积，因此，即使高压柜中有些元件通过了耐压试验，也不代表高压柜整体已经合格，都能通过耐压检测。例如：紧固螺丝不规则，拧紧后螺杆长出螺母过多，支持瓷柱稳定性能差，质量不合格，在受到短路电流冲击时容易发生断裂，导致高压柜故障扩大。

3.2 高压柜发热

3.2.1 导电回路过热。接头接触不良是造成导电回路过热的主要原因。过热的突出部位是：主变总开关大电流回路中出现接触不良，直接导致回路中热量瞬间骤聚，造成局部回路过热的情况。然而，接线板连接口做工粗糙，不够精细，不能顺利输送电能是造成接头接触不良的主要原因。从而导致这些部位发热严重，在开关柜的调试过程中就经常会遇到导电回路过热的故障。

3.2.2 导体过热。开关柜内有大量主母线采用铜、铝排等导体材料直接导致导体过热，原因是在主母线工作时，负荷电流增大，使得主母线的发热量增大，一旦发热量达到该主母线的临界值，就会产生导体发热的现象发生。然而当前，我国制造主母线主要材料就是铜和铝，由于铜、铝中的杂质含量很高，造出的电阻要高于一般的正常电阻，而且，在导体发热过程中，大量杂质的存在依然会造成热量过度的集中，从而使得导体发热现象更加容易出现。

3.3 防爆、防護能力不足

防爆、防护能力不足也是导致高压柜发生故障的重要原因。防爆防护能力不足主要体现在以下几个方面：其一，在有些高压开关柜安装过程中，不能全部锁死柜顶泄压通道中使用的螺丝，因未能准确好安装塑料螺丝与安装螺丝，两者方向相反，甚至出现固定螺丝不能规范等问题，致使高压柜内发生短路时，此时泄压通道不能将电弧产生的高压蒸汽完全排出，压力瞬间超出所能负荷的最高值，并迅速从封闭式开关柜中薄弱的地方迸发出来，致使设备和人体均受到伤害，造成相当严重的后果。其二，由于开关室与电缆室之间的通风散热孔、泄压通道尺寸过小，导致故障发生时高温蒸汽压力过大，无法得到释放，不能及时串入熔断器小室。其三，检修柜门时，螺丝的再次安装不能锁紧，导致防爆能力达不到要求。

3.4 设备老化的因素

随着社会发展，社会用电量大幅增加，原先安装的电力设备开始进入老化阶段，各种电力装置及元器件的性能逐渐下降，已不能符合高强度的运转。例如：真空断路器在使用过程中容易发生不同的故障，一旦出现故障，爆炸事故就会随着发生，同时变电站的高压柜和系统的短路电流、容量也会因系统负荷增加而增加。如果真空断路器的电流值达不到系统运行的标准，就会因短路故障的影响而降低其性能。从而使得电力系统的稳定性和安全性遭到破坏。

3.5 设备操作不当

在设备安装过程中如果操作不当就会破坏结构的完整性，比如，动静触头插入方式不标准，接触电阻过大等原因，都会致使设备故障的频频发生。除此之外，操作中出现误动、拒动都是高压柜事故发生的诱导因素。首先，由于部件变形、位移或脱扣失灵等，致使操动机构以及传动系统的机械故障引发高压柜故障。其次，由于电气控制及辅助回路所引起的故障，也会导致保护装置难以正常的执行命令。

4 10kV高压柜故障检查方法及故障发生的应对措施

4.1 做好高压柜故障检测工作

10kV高压柜使用广泛，由于各种原因导致高压柜故障时有发生，因此，做好高压柜故障检查工作是避免事故发生的前提和先决条件。针对事故高发的部件及工序应加强监管，严格把手质量关。在检查过程中，尤其要做好以下监测：开关柜内手车室和电缆室内的温、湿度监测，分合闸线圈电压电流检测，合闸弹簧状态监测等。当发现开关柜在运行过程中有异样的声音时，必须分析其原因，及时解除事故发生的隐患，避免事态恶化造成重大损失，所以定时、定量的对10kV高压柜进行检查是非常必要的。

4.2 提高绝缘性能措施

在开关柜生产制造过程中，必须保证绝缘性能的强度，从而使运行中绝缘事故减少。在绝缘体设计时，要满足对外界强度的承受能力，保证其承受规定电压的能力。高压开关柜内的绝缘件应采用阻然绝缘材料，严禁采用酚醛树脂、聚氯乙烯等有机绝缘材料。

4.3 提高防护、防爆能力措施

更换原有的铁螺丝为塑料螺丝锁紧，尤其是泄压通道顶盖缺口对侧的螺丝。当柜内短路时，电弧容易冲断相应分室的顶盖塑料螺丝，高温蒸汽会冲开顶盖，打开压力释放通道由此避免气体骤聚，突然爆发，造成操作人员及设备的伤害。

5 结束语

10kV高压柜的安全使用为人们日常的生产生活用电提供保障。为了杜绝10kV高压柜故障的发生，相关部门要严把质量关，对高发问题做好防范措施，并定期对高压开关柜做好安全检查工作，及时解除安全隐患，确保10kV高压柜在最佳状态下运行。

参考文献

[1]韦科迪.浅析10kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].机电信息，2012.

[2]任红春.10kV开关柜的故障分析[J].电工技术，2009.