配电工程中高压开关柜问题研究

李红霞 朱瑞章

【摘  要】在改革开放的新时期，我国的综合国力在不断的加强，发电设备和供电设备系统的性能直接对整个电网系统的运转效率和安全起到重要作用。高压开关柜是10KV配电设备程序不可缺少的部分，本文主要解析了高压开关柜在运用时候还存在的不足，分析了其承担着的尤为重要的效用，所以，就必须对它有足够的重视。扼要讲解了10KV高压开关柜的有关应用，望能从中找到切实有效的建议方法。

【关键词】配电工程;高压开关柜;解决对策

引言

在配电运行过程中由于高压开关柜出现问题而造成的电力事故屡见不鲜，严重影响了电力企业的供电质量与用电客户的满意度。正因如此，高压开关柜的设计与应用成为现如今配电工程施工建设关注的重点所在。以下结合个人实践工作经验，就配电工程中高压开关柜的实际使用情况加以阐述，提出几点个人建议，以期为进一步促进高压开关柜设计水平的有效提升奠定有益基础。

110kV高压开关柜简介

10kV高压开关柜是一种成套配电装置，其组成部件包括：接地开关、隔离开关、负荷开关、占用变压器、高压熔断器、高压断路器、互感器与接触器，和一些调整、保护、控制、测量的装置，支持件、连接件内部辅件。一般来说，空气或负荷绝缘材料为开关柜内的绝缘介质，对电网电能进行接收、分配是其功能。应当重点注意的是：为防止在运行中的高压开关柜发生事故，设计者应严格依据我国有关标准、客户需要设计10kV高压开关柜。

210kV高压开关柜的运行故障

2.110kV高压开关柜的运行故障及其解决对策

第一，高压开关柜绝缘结构设计缺乏合理性。可以说在配电电网的实际运行过程中，因为高压开关柜绝缘结构设计不合理而引发的高压开关柜运行故障问题十分常见。而结合高压开关柜的实际设计情况，我们可以得知，其设计的不合理之处主要表现在高压开关柜的绝缘件没有相对应的屏蔽结构，局部对地距离不够，矩形母排的尖端场强集中在一起等诸多方面。可以说，这些设计问题的出现严重影响了高压开关柜的绝缘性能，造成了高压开关柜的运行故障。为此，笔者认为要想有效降低高压开关柜的运行故障，就应该从高压开关柜的绝缘设计入手，做好绝缘设计工作，确保其绝缘结构的合理性。具体来讲，在高压开关柜绝缘结构的实际设计中，可以通过在高压开关柜内增加设备的绝缘裕度，调节绝缘结构的设计方法，以保证高压开关柜在电场中始终处于均匀的分布结构形态下，进而最大限度地降低因为高压开关柜绝缘性能而造成的高压开关柜运行故障问题。需要注意的是，在高压开关柜绝缘结构的设计调整上，将屏蔽结构绝缘件放置于开关柜中，或者将开关柜的矩形尖端母排设置成为倒圆形，都能够进一步提升高压开关柜绝缘结构设计的合理性，这也是最为常用的设计手段。

2.2开关柜自身绝缘性能问题

开关柜自身绝缘性能不足是引起配电工程高压开关柜运行中故障问题发生的主要原因之一。根据配电工程高压开关柜运行的实际情况，对开关柜自身绝缘性能造成影响的因素主要表现为以下几个方面。在高压开关柜的设计生产中，如果生产厂家对开关柜的设计制造不严格按照有关要求或标准执行，导致开关柜设备的内部带电体相相之间或相地之间空气绝缘间隙小于规定的125mm时，就会在运行使用过程中引发相关绝缘故障或问题发生，进而对开关柜设备运行使用的安全性与稳定性造成影响。高压开关柜中相应的配套附件的绝缘性能比较差，也会对开关柜的绝缘性能造成影响。一些开关柜生产厂商为了降低生产成本等，选择一些绝缘性能相对较差的配套附件进行设备制造，导致整个开关柜的绝缘性能受到了影响，不符合相關标准，导致故障问题发生。高压开关柜中复合绝缘的空气间隙设计不合理，这也是影响开关柜绝缘性能的重要因素。此外，配电工程中高压开关柜的运行维护管理也是引发开关柜绝缘故障发生的主导因素。一般情况下，由于配电工程中高压开关柜的运行环境恶劣，易受到粉尘、烟雾、蒸汽、温度等各种环境因素的影响，对开关柜绝缘构件的表面造成腐蚀影响，严重情况下，还会引起绝缘构件腐蚀加剧，绝缘性能受到影响，发生故障，因此，做好配电工程高压开关柜运行维护，降低环境因素对绝缘构件的腐蚀影响，是避免故障发生的有效措施。

2.3雷击给高压开关柜造成的故障问题

配电工程中的高压开关柜极易因为雷击危害而造成绝缘串子被击穿，进而产生高压开关柜故障问题。笔者认为针对这一问题，可以在配电线路的变电设备上安装相应的避雷防护措施，以此降低雷击给高压开关柜所造成的损害。同时，还可以选择提升高压开关柜裕度的方式以及设置架空线路避雷保护，以此降低高压开关柜出现因雷击而造成的运行故障。

2.4配电器内部构造原因

当前，多数高压开关柜采用冷轧钢板弯制铆焊，所以，为了保证开关柜柜体的质量，在表面进行喷漆加强强度，同时为了柜体表面的均匀、平整以及耐腐蚀的能力达标。在这些高压开关柜中，多数运用导轨对电气元器件进行加装，用于实现电气连接的配件产品与金属壳不管在正常工作情况下还是发生问题的条件下，应该保证安全距离。在高压开关柜中，安装配电供电装置主供电线路应利用防止燃烧的绝缘材料进行加固，以达到耐高温的标准。在部分实际运用中，通常错误的认定只要把绝缘原料和金属壳以绝缘方式分隔，就不会出现阀或臂呈现低电阻流过正向电流的状态的问题，现实中却根本不可能实现。此外，在高压开关柜的运用过程中，通常会发生电气元器件与导体衔接不牢固的毛病。假如一个电气连接的配件产品与多根导体相连，就有几率发生问题，甚至引发火情。

2.510kV配电系统高压开关柜结构设计改进对策

首先，运转车上导轨与开关柜导轨间的缝隙往往会在使用运转车时出现，导致有较强冲击力于运转时产生，为了防止冲击力的产生，应当致力使二导轨接触时无缝隙出现。其次，特别将锁定装置设计好：为使运转车锁定实现，可应用摩擦自锁原理，设计出一凸轮装置，该装置工作过程为：柜体和挂钩接触面间在未锁定凸轮时，会因弹簧作用出现一些间隙，可保证运转车挂钩的成功插入，并将柜体勾住;然后，为消除操作间隙、可靠锁定柜体和运转车，可对凸轮进行逆时针转动，在对断路器手车推拉时，不以人力将运转车顶住，以提高操作可靠性;并且，为确保受力变形不于挂钩转轴上出现，可改挂钩转轴处为腰型孔，并在未锁定时，弹簧将前拉挂钩，以确保柜体和挂钩的常规操作间隙。最后，在使用运转车一定时间后，凸轮与挂钩将发生磨损，进而不断增大二者间缝隙，锁紧力就会被减少，人们可设调整垫于二者间，以防止此类状况出现，用户可以根据个人需要选择是否添加作为配件的调整垫。

结语

在配电运行过程中由于高压开关柜出现问题而造成的电力事故屡见不鲜，严重影响了电力企业的供电质量与用电客户的满意度。本文以10kV高压开关柜为例，对其在运行过程中存在的问题及其解决对策加以阐述，并提出了做好高压开关柜故障控制的几点具体对策，也是希望通过本文的粗浅阐述能够为广大同行在今后的实际工作过程中，提供一些有益的参考建议，能够为高压开关柜设计水平的有效提升奠定有益基础，从而更好地服务于配电系统，保证配电系统的安全稳定运行，为人们提供更加优质的供电服务。

参考文献：

[1]柳春芳，赵洪，陈国智.10kV高压开关柜的选型及新产品的开发[J].机电工程技术，2002，（02）：13-15.

[2]褚建平.浅析10kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].民营科技，2012，（12）：92-93.

（作者单位：山东达驰电气有限公司）