10kV配电网开关柜运行故障分析及对策

马桧明（广东电网有限责任公司江门台山供电局，广东 台山 529200）

10kV配电网开关柜运行故障分析及对策

马桧明
（广东电网有限责任公司江门台山供电局，广东 台山 529200）

摘 要：开关柜是10kV配网系统中非常关键的设备，它关系到配网的运行水平、安全程度以及供电服务质量等等，然而，开关柜在实际运行过程中很容易出现故障问题，只有明确这些故障产生的原因，并采取科学的解决对策，才能有效排除故障，维护配网系统的安全运转。本文分析了10kV配电网开关柜运行主要故障，以及对应的科学解决对策。

关键词：10kV配电网开关柜；故障分析；解决对策

开关柜故障问题是影响配网安全运行的主要故障问题之一，引发其故障问题的因素很多，其中最主要的是其柜内触头松动，接触不牢固等问题，其他的外界条件﹑气候特征﹑环境特点等都可能引发开关柜的故障问题，必须及时有效地处理这些问题，才能维护开关柜的安全运转，提升其运转水平，从而维护配网的安全运转。

1 绝缘故障

当开关柜中的绝缘件出现损坏，其绝缘水平也会下降，无法承受过高的外在电压，从而导致放电以及绝缘击穿故障。

首先，开关柜中的设备例如：导体和绝缘件的放电。二者的具体布局图如图1所示。

E1，E2代表绝缘件和气隙的电场强度，有如下公式：

如果d1＞d2，特别是当d2小到一定程度时，则电场强度E2要远远大于E1，从而造成二者之间的放电现象。或者当二者间连接不牢，接触不良时，开关经过长时间的被操控，则可能出现松弛现象，加剧了不牢固问题，特别是遇到剧烈振动时，会造成间断性放电现象，如果不能被及时发现与处理，再加上故障出现在密封的开关柜内部，长时间下去会引发严重的故障问题，例如：绝缘板由于受到冲击发生破损。同时，实际施工操作过程中，如果出现操作失误﹑误差较大时，可能造成铜排两端距离TA内层过近，也就是二者没有形成有效间隔，如果遇到水体侵蚀或高强振动时，则会引发间隙放电现象，如果得不到及时处理，放电会越来越严重，造成TA内部绝缘层破损，绝缘度丧失等等，进一步加剧故障的严重性。

通常情况下，TA内层会配置屏蔽线，然而，因为实际装配过程中铜排出现多层次﹑多回路缠绕现象，从而造成屏蔽线中出现较大的环流问题，使得线路被损坏﹑烧毁等等，进而引发放电现象。

1.1 开关柜发热

具体表现为：开关柜以及电线回路温度超出常规水平。

（1）发热原理。当电线回路的热量无法及时散出时，开关柜的温度就会持续升高，如果高出额定温度，开关柜以及部分链接地区就会出现过热，过热到一定程度会引发事故灾难。具体包括：接头发热﹑导体发热等等。

图1

其中导体发热，同其自身的截面大小﹑电阻率等密切相关，如果截面较小，会导致电阻率上升，从而导致发热问题。当经过导体的负荷电流急剧升高时，导体会急剧发热。同时，如果导体如果长时间运转，无法及时通风散热，会造成热量集聚，从而导致更严重的发热问题。

图2

（2）接头过热。造成导电回路发热的原因为接头接触不良。具体的接触部位为：开关刀闸引线链接处，闸刀主刀口接触等部位。一些电力设备达不到合格质量标准，例如：劣质的闸刀﹑不合理的接线板链接设计，或者个别接触地区遭受化学物质破坏﹑腐蚀等等，使得局部地区发热过度，引发热故障。

（3）涡流发热。随着开关柜的运转，通过其电流也会逐渐上升，从而引发较为常见的涡流发热现象。实际的导电排安装牢固情况如图2所示。

穿墙隔板中会通过一些负荷电流，对应出现变磁场与感应电压，钢板的导电性较强，从而出现大规模环流，从而出现发热现象。如果负荷电流过高，就会出现涡流发热问题。

涡流最常出现在一些特殊部位，例如：开关柜主母线间隔板﹑主变进线隔板等等，一些生产开关的制造商，由于缺少信誉度，未能对这些关键部位进行处理，未实施涡流预防控制，这样就更加剧了涡流问题出现的频率，特别是当系统电流急剧上升，达到几千安时，涡流发热会席卷而来，会造成开关柜温度急剧上升，甚至出现停运等问题。

（4）闸刀发热。因为闸刀引线柱头接触面有限，再加上不合格的链接设计，都可能导致发热问题，特别是当主刀口接触不良时，会造成更加恶劣的发热现象，这种发热程度可以通过红外带电测仪加以检测。

1.2 开关柜中元件故障

构成开关柜的元器件具体包括：TA，断路器﹑导电排﹑绝缘件﹑避雷器等等，某一元件出现问题，会导致开关柜故障。

第一，MOA不合格，接连运行电压无法达到反措标准。第二，导线中的铜体纯度低，线路电阻升高，再加上线路截面设计不合格等，都可能引发故障问题。第三，互感器设计不达标﹑功能得不到有效发挥，爬电距离有限，从而引发开关柜的各种问题。

2 10kV配网开关柜运行故障的有效对策

2.1 正确选型器件，加强质量把关

一些厂家生产开关柜需要引进外部器件，这些器件﹑材料等的质量合格与否以及同自身所生产的元件的匹配度会极大地影响开关柜的质量。生产企业应该加强外协件的慎重选型与质量监督，优选资质合格﹑信誉度高﹑拥有健全质量认证体系的制造商，为开关柜生产质量打好基础。同时，也要加强开关柜生产的质量监管，例如：确保生产环境的整洁﹑安全，维持合格的生产场地湿度﹑温度，排除一切不良干扰。其中要重点保证绝缘设备质量，例如：其表层的光洁程度﹑是否具有一定的抗压能力等。

2.2 在线监测10kV高压开关柜温度

要积极发挥在线监测技术对高温的监测作用，因为这其中融入了信息技术﹑智能技术，自动化技术等，能够实现对开关柜中各个部位﹑各个部件的温度自动化监测，例如：开关触头﹑导线﹑母排等，通过在线信息系统，能达到对10kV配网开关柜的工作状态的实时监控，当出现温度异常时，也能迅速做出反应，从而预防事故问题严重化。

2.3 及时发展并更新开关柜技术

电力技术在持续发展，对应的各项技术﹑器件和设备等也要随之发展﹑更新，对于10kV配网开关柜来说，应该及时发展并科学运用自动化技术，形成自动化控制，引进最新的﹑高质量的低电阻材料。供电部门也要加大财政投入力度，及时淘汰落后的开关柜，引进最新型﹑先进的电气元件和设备，以此来维护配网的正常运转，从而为电力系统打造一个稳定﹑良好的运行环境。

2.4 重点完善10kV开关柜运转巡查

必须加大对开关柜运转的巡检力度，特别是当变电站处于自由状态时，只有及时进行巡检才能控制故障出现。重视开关柜异常声音﹑温度等的关注和监督，遇到问题必须及时加以处理，防止其进一步演变成绝缘故障。例如：重点围绕导线回路，实施红外线带电检测，维持其温度处于正常水平，也要重视检测主变大电流回路各个接头，当发生过热现象时，首先应该转移负荷，从而预防热量持续，也要时刻关注外界温度﹑气候条件等等，对于湿热地区，有必要配置干燥设备与通风设备，这样才能预防由于湿度过高所导致的绝缘闪络问题，促进热量的及时排除，为开关柜创造一个干燥﹑稳定﹑安全的运转工作环境。

2.5 确保安装﹑调试水平

从上面的分析可以看出，开关柜绝缘间隙水平会在很大程度上影响绝缘水平，进而影响放电，具体的解决对策为：积极优化提升各个电力设备传动系统的设计水平，工艺水平，从而优化改善接触问题，确保绝缘间隙达到合格标准。

结语

开关柜故障问题是影响配网安全运行的主要故障问题之一，引发其故障问题的因素很多，其中最主要的是其柜内触头松动，接触不牢固等问题，其他的外界条件﹑气候特征﹑环境特点等都可能引发开关柜的故障问题，必须及时有效地处理这些问题，才能维护开关柜的安全运转，提升其运转水平，从而维护配网的安全运转。

参考文献

[1]王永军.10kV配电开关柜常见温升故障及预防处理措施分析[J].电源技术应用，2013（06）.

[2]付晓宇.高压开关柜实际温升超标的原因与解决[J].电子制作，2013（20）.

[3]陈康.高压开关柜的实际温升及发热解决措施[J].机电信息，2010（30）.

中图分类号：TM63

文献标识码：A