10 kV开关柜电气故障分析与处理

许玉维

摘  要：10 kV配电设备时常发生故障，给经济效益和社会效益带来巨大的损失。在对10 kV开关柜电气故障进行详细分析的基础上，对10 kV配电设备进行有效的保护，以保证设备长期安全稳定的运行。该文能通过对10 kV开关柜电气故障展开探究，通过调查电气故障出现的原因，分析存在的关键，从而减少10 kV开关柜电气故障发生的可能性，降低造成的经济损失，有效保证了人们的用电安全。

关键词：10 kV开关柜;故障;措施分析

中圖分类号：TM591                  文献标志码：A

随着我国经济发展水平的快速上升，对电网系统用电质量提出了更高的要求，因此对线路的负载能力也提出了更高的要求，对电气化的技术要求也随之增加。目前，我国电气化发展呈现出快速发展的趋势，但是在实际过程中仍存在一定的问题，因此，在电气化的发展过程中人们会对其运行中的故障缺陷进行有效的分析，以此来保证电力系统运行的安全性，避免故障的发生。

1 10 kV开关柜电气故障案例

案例一：某配电所的10 kV开关柜在春季发生短路跳闸，出线柜内真空开关母线烧毁。案例二：10 kV开关柜由于其电压互感器内绝缘体被击穿，定额电流0.5 A的RN2熔断器熔管爆裂，造成短路现象，而开关柜之内三相熔管中的两相被炸碎，母线被烧毁。

经过调查后发现，出现故障的导火线是因单相接地出现事故后，发展成为间接事故，从而造成开关柜炸裂。10 kV配电系统出现意外故障后，仍能持续工作1 h～2 h。案例一中，发生故障的季节为春季，由于天气比较潮湿，导致电器绝缘性能在潮湿环境中受到影响，所以发生击穿现场。而当单相击穿，组容器接地电阻过大而导致接地电弧加强出现局部电压，从而出现一相击穿，引起两相短路，继而造成三相短路的现象。

案例二：由于电压互感器本身运行不良，在运行过程中铁芯过热，导致内绝缘体击穿，传感器线圈接地引起的熔断器熔断;其次，在熔断器中安装的材料不达标，对熔断器造成了一定阻值的负载，而在熔断器爆炸以后仍旧保持通电，就造成熔断器发生爆炸造成短路。而根据调查显示，当熔断器电压超过10 kV之后开始严重放电，而绝缘体不能达到绝缘要求，其材料存在严重的质量问题。

对于上述2个事故的发生，其解决方法有4种。1）在10 kV开关柜中安放一定的干燥剂，定时放置更换，以保持10 kV开关柜内干燥通风。2）保证10 kV开关柜接地电阻符合要求，设计也要符合要求，一定避免在单相接地的时候出现局部电压，或者因为拉弧现象出现局部电压、出现短路。3）加强绝缘处理，用满足10 kV电压的绝缘套管包裹住有关的电线，杜绝因为电弧出现导致的短路现象。4）电压互感器在10 kV开关柜中属于比较脆弱的元件，因此在购买的时候一定要保证质量，购买之后应该对其进行试验。

2 10 kV开关柜电气故障分析

2.1 电压互感器

电压互感器高压熔断器熔断现象是10 kV开关柜电气故障的主要表现之一，在电压的计算中，当电压处于固定状态，则电阻越小，通过的电流越大，功率也会增大。熔断器受制于电流的大小，电流小，熔断器容量小就会出现熔断现象。更深层次的原因是单相接地电阻，发生单相接地的时候，电压互感器就会处于高温状态，传递的电流增大，熔断熔断器。有的地方会安装消谐装置，但是由于消谐装置的低频电流之间的合作程度不高，所以在电压互感器高压熔断器中，消谐装置不能发生作用。10 kV线路中发生单相接地的时候，产生了铁磁谐振，导致电压互感器的传感能力降低，经过的磁力和电流明显增强，造成了高压式互感器高压保险丝熔断。在电气系统中，线性电路和电容电阻元件构成了串联，如果电源频率接近回路值，那么此时的电压就会过高，引发谐振。发生的时候，电阻制约着电流、同样制约着电感或电容中元件的电压。

2.2 相间短路

当传感器中铁芯温度值过高，就会造成发电机通过电流的设备中，电流值过高，从而出现高压熔断器熔断。出现这种情况需要进行及时处理，如果不处理，开关柜遇到潮湿天气或者阴雨天，就会造成绝缘体失去绝缘能力，发生击穿现象。稍微严重的情况就是发生击穿以后，一相电阻过大出现局部电压，继而出现两相短路。如果有电弧出现，两相短路就会继续造成三相短路，极为容易发生熔断器熔管爆炸，炸碎柜门，造成严重的灾难。

3 10 kV开关柜电气故障中的处理分析

3.1 高压熔断器的故障处理方式

3.1.1 采用零序电压互感器

因为零序电压互感器有很好的消谐作用，可以利用此来改变接线方式，来制约谐振。

3.1.2 增加回路阻尼

增加回路阻尼降低谐振的发生频率，在电压互感器开口的三角处，在开口三角绕组两端增加电阻，那么电压就会根据电压互感器的容量的增大而增大。电流增大的同时，电阻越小，制约谐振就有更明显的效果。但是在这个过程中如果不能准确地掌握电阻的情况，那么在电压互感器荷载超出范围的情况下，电流过大会烧坏保险丝，烧坏电压互感器。

3.1.3 控制参数法

采用控制参数的办法，常规情况下制约谐振的主要方向是改变XCO、XL。改变XCO可以通过变压站母线上的辅助电器，也是增加出线（集中电容器），改变XL需要选择性能好的电压互感器，在发生单相接地电阻的时候，铁芯不会超过实际的负荷能力，电流流通正常，就不会发生谐振。生活中实际采用消弧线圈的较多，它最主要的功能是有效消除谐振，而且还能够做到消弧线圈接，减少单相电阻接地引起电压出现短路现象。在实际的运用中还会出现空母线合闸充电之后，出现基波谐振现象，出现这种现象只要在合闸之前合上空载线路在进行充电，就可以有效避免谐振。

3.1.4 侧安电阻

在电压互感器的一侧加装电阻，起到的作用和②的作用相似，使电压互感器的容量随着一侧通过的电流流量变化而变化，电流增大以后，电阻就变小，这样就能够达到抑制电压、抑制电流、抑制谐振的出现。

3.2 相间短路的故障处理方式

10 kV开关柜电气故障的相间短路故障处理，首先要保证其干燥性，保持柜内干燥就不会在潮湿的环境下引发绝缘体绝缘水平降低，出现击穿现象。在安装的时候要符合安装设计要求，防止因为接地电阻过大出现局部电压引发短路，在设计的时候，要保证10 kV开关柜接地，能够避免单相接地的时候出现电弧，造成多跟线路短路现象。在110 kV开关柜的配电元件中，电压互感器是最脆弱的部分，所以在安装中一定要做好耐压试验，也要确保母线的绝缘作用。对于10 kV开关柜来说，最好把脆弱以及容易出现情况的部分利用别的零件包裹起来，保护母线的绝缘能力，能够有效保护母线。

4 结语

对10 kV开关柜电气故障的出现来说，一定要做好安全运行管理，提高技术的专业程度，提高安全设计水平。在防范中，一定要注意建立良好的维修防范机制，并且保证绝缘体的绝缘能力。在10 kV开关柜电气故障发生以后，要做好全面检查。对于即将出现故障或者处于即将停机的开关柜，应该及时关停，并且做好全面检修处理。设计过程要按照规范设计，提高运行质量，保证开关柜符合设计原则和标准，有效防止10 kV开关柜电气故障。

参考文献

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