10kV高压开关柜故障分析

熊辉　汪晶华

摘   要：对现代电力系统而言，10kV高压开关柜是十分重要的基础设备，其一旦发生故障，将会对整个电力系统造成严重的影响甚至破坏。因此，如何加强其故障检修维护，已经成为电力企业高度重视且亟待解决的问题。本文简单分析10kV高压开关柜常见故障，并就其故障防范维护措施展开探讨。

关键词：10kV高压开关柜  故障  运行质量

中图分类号：TM591                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）06（c）-0040-02

近年来，社会用电量大幅上升，人们对电力安全也更加重视。其中，10kV高压开关柜作为影响电力系统运行安全及稳定的基础设备，其运行质量直接决定了电力系统的运行质量。但是，10kV高压开关柜本身较易出现故障，对电网的稳定运行造成了巨大威胁，必须加强其故障防范。

1  10kV高压开关柜常见故障分析

1.1 绝缘故障

绝缘故障是电力设备较为常见的故障类型，其是指设备出现绝缘放电现象，不但会对电力设备的运行质量造成严重影响，更有可能引发严重的安全问题。对10kV高压开关柜而言，其绝缘故障的出现主要有两个原因。其一，由于10kV高压开关柜的绝缘板和导电体之间不够稳定，很容易导致开关元件松动，此时开关柜在被操作时就可能会出现间歇性放电情况。在放电情况较为严重时，会直接击穿绝缘层，导致开关柜的绝缘性能丧失，极易引发严重的安全事故。而且该故障在事故发生之前，很难被有效检测到。其二，主母线和绝缘层之间出现绝缘放电情况。导致该故障的主要原因在于导电铜母排线和绝缘层接触较为紧密，在外部环境较为潮湿的情况下，开关柜内的绝缘层表面可能会凝结水，进而渗到母排线上并导致放电，严重时更会击穿绝缘层。

1.2 老化严重

近年来，我国电力事业快速发展，大量电力设施设备得以安装和使用，但也有大量之前的电力设备逐渐老化。10kV高压开关柜在老化阶段，其性能将不断下降，同时内部各种元器件及装置也较易被损坏，运行质量降低，导致系统负荷增加，很容易引发短路情况，严重时甚至会导致爆炸事件。不可否认，老化的10kV高压开关柜对电力系统的危害十分巨大，必须加以重视，同时做好相应的故障防范工作，尽量减少电力系统中的老化设施设备。

1.3 拒动、误动故障

10kV高压开关柜的拒动、误动故障，会导致其不受操作指令的命令，无法做出反应，进而不能起到其应有的作用，对电力系统的正常运行造成严重影响。一般来说，该故障的出现主要是因为两大原因。第一，如果10kV高压开关柜内部出现机械故障，尤其是传动系统或者操作部件，会导致操作命令无法得到准确执行，进而产生拒动、误动故障。其中，柜内部件变形，分合闸铁芯不稳定、轴销损坏等均是较为常见的由机械故障引起的拒动、误动故障。第二，电气控制及辅助回路异常。实际上10kV高压开关柜的操作命令是通过传动系统进行传递，由电气系统加以执行。即便开关柜不存在机械故障，能够正常传递操作命令，但只要其电气控制系统无法正常运作，同样不能有效执行命令，产生拒动、误动故障。一般来说，开关接触不良，端子松动等皆是较为常见的电气控制系统问题。

1.4 电气元件异常

10kV高壓开关柜中包含大量的电器元件，如带电显示器、避雷器等，这些元件一旦出现异常，同样会直接导致开关柜发生不同程度的故障。其中，带电显示器故障一般是由外界环境所导致的。这是因为带电显示器本身较为敏感，一旦运行环境无法满足相应标准要求，就很容易出现故障并不能正常使用。而避雷器在密封不佳的情况下会导致内部进入潮湿的空气，进而对内部绝缘器件造成影响，严重加剧阀片老化，导致避雷器难以正常工作。与此同时，瓷套污染也是导致避雷器故障的一大因素。在瓷套被污染后，电阻片上的电压分布难以保持均匀状态，继而会加剧电阻片的劣化，导致避雷器出现故障。

1.5 防爆等级设计不够

10kV高压开关柜一旦出现短路故障，会在短时间内积聚大量高温高压的蒸汽，并使得柜内压力快速提升，引发爆裂事故。因此，防爆设计一直都是10kV高压开关柜的设计重点。但是就当前来看，部分开关柜的防爆等级设计不够，主要体现在防爆泄压通道设计不合理上。一般来说，防爆泄压通道上方柜顶盖板应当同时使用镀锌螺丝与塑料螺丝，从而确保盖板能够被柜内压力顺利定开。但是，部分开关柜的盖板两边均使用镀锌螺丝，很可能导致盖板无法被及时冲破，柜内压力不断增加并爆裂。

2  10kV高压开关柜常见故障的防范措施

2.1 提高开关柜自身质量

10kV高压开关柜自身质量越高，其出现故障的几率就越小。对开关柜而言，首先需要确保其设计足够合理，尤其需要对其防爆等级进行认真设计，确保开关柜拥有良好的散热就释能能力，充分防范爆裂事故的出现。其次，还需要对开关柜生产质量进行仔细监督。生产厂家应当在优化设计的基础上，对开关柜生产质量进行严格控制，尤其需要确保内部元件、零件的质量足够好，从而避免内部零件变形、端子松动等可以充分避免的故障发生。

2.2 重点提高绝缘性

绝缘故障作为10kV高压开关柜最常见的故障类型，不管是生产厂家还是电力企业都需要对此加以重视，积极采取合理措施提高开关柜的绝缘性。对生产厂家而言，其在生产开关柜时，应当严格依照相关电气设备规定，考虑客户的使用需求，对开关柜进行合理设计，同时在生产过程中尽可能使用绝缘性较强的材料，从根本上保障其绝缘性能。而对电力企业而言，则必须确保开关柜的安装过程足够规范，同时做好安装监管工作，尽可能避免安装过程对绝缘层造成损坏，从而最大程度地保障其绝缘性能。

2.3 改善开关柜运行环境

实际上，10kV高压开关柜对运行环境有着较高要求，其很容易在恶劣的环境下出现各种运行故障。其中，潮湿环境是开关柜运行最需要注意避开的环境类型。开关柜本身包含大量电器元件，同时在高压状态下运行，很容易在潮湿环境下出现绝缘放电、锈蚀、污闪乃至爆裂等故障及事故。对此，相关人员应当对开关环境进行改善，尤其是在多雨季节，必须要做好通风、散热及排水工作，防止水对开关柜的正常运行造成损坏。与此同时，还需要确保开关柜运行环境足够清洁，以免瓷套污染等问题出现。

2.4 落实运行巡检工作

10kV高压开关柜在运行过程中较易出现各种故障，这就要求电力企业安排巡检人员，制定巡检制度，严格落实运行巡检工作。巡检人员应当根据相关标准与规范，定期对开关柜及其运行环境进行全面检查，包括开关柜外观、运行参数、基本状态以及环境潮湿度与干净度等。一旦发现异常或故障，巡检人员必须及时依照相关规定进行处理，尽量防止故障引发严重问题。而在开关柜发生故障后，巡检人员应当理解排查故障原因，并采取合理措施加以应对。

3  结语

综合上述分析可知，10kV高压开关柜在运行过程中较易出现各种故障，如绝缘故障，老化严重，拒动、误动故障，电器元件异常，防爆等级设计过低等，对电力系统的安全、稳定运行造成了严重影响。对此，必须充分落实相应的故障防范措施，通过提高开关柜质量，提升绝缘性能，改善运行环境及落实巡检工作等方式，从多个方面防范10kV高压开关柜故障，为电力系统的高效运行提供基础保障。

参考文献

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