10 kV充气式开关柜故障处理及安全防控对策

李飞龙

（国网湖南省电力有限公司邵阳供电分公司，湖南 邵阳 422000）

0 引 言

10 kV配电系统中，充气式开关柜是最为常见的一种设备，具有体积小、结构紧凑、可靠性高等优点，在配电系统中被广泛应用。10 kV配电系统主要由户外开关柜和户内开关柜组成，户外开关柜外的金属外壳采用的是钢结构，具有较高的机械强度和电气强度，而户内开关柜则一般采用绝缘材料制成，具有较低的机械强度和电气强度。10 kV充气式开关柜在实际运行中有很多问题无法得到解决，相关电力工作单位需要对10 kV充气式开关柜出现的故障进行分析，并提出相应的处理措施，从而有效解决10 kV充气式开关柜故障，提高供电可靠性。

1 10 kV充气式开关柜常见的故障问题分析

1.1 绝缘损坏

在10 kV配电系统中，开关柜的绝缘性能是影响其运行稳定性的一个重要因素，如果开关柜的绝缘性能不佳，则会造成开关柜内绝缘元件的损坏，从而引发故障。10 kV配电系统中主要采用的绝缘材料包括：金属材质，如钢、铜等；非金属材料，如玻璃、塑料等；有机绝缘材料，如聚乙烯、聚丙烯等。由于金属材质具有较高的导热性和导电性，因此比非金属材质更容易受到温度的影响。在实际运行过程中，绝缘性能较差的开关柜很容易发生绝缘损坏的故障[1]。

1.2 温升超标

温升超标是10 kV开关柜运行过程中的一种常见故障，这种故障产生的主要原因是开关柜内的温升过高。如果温升过高的情况长时间得不到改善，则会导致开关柜的绝缘材料出现老化现象，严重时还会造成开关柜爆炸等严重事故。温升超标一般是由于以下几种情况造成：（1）电缆头接头发热；（2）电缆头连接点接触不良；（3）断路器触头接触不良；（4）断路器触头氧化或烧损；（5）母线接头发热；（6）电缆接头、母线、断路器触头等发热。

1.3 机械传动故障

由于10 kV充气式开关柜一般都安装在配电室内，而配电室内的空间非常狭小，且开关柜内部的机械传动部分通常都会与地面接触，因此容易对机械传动部分造成损伤。同时，由于一些杂物会对开关柜内部的机械传动部分造成严重的损坏，因此在开关柜运行过程中必须要加强对配电室内部环境的保护。

1.4 短路接地故障

在10 kV配电系统中，短路接地故障是一种常见的故障，这种故障主要发生在开关柜内的高压断路器和低压断路器。由于短路接地故障通常不会对开关柜内的设备造成损坏，因此容易被忽视。在10 kV配电系统中，短路接地故障一般分为以下几种。一是电气接地故障，主要表现为母线或二次回路出现严重的发热现象，有时还会出现局部放电现象。二是绝缘电阻降低故障，这类故障一般会引起绝缘电阻降低，当绝缘电阻降低到一定程度时，会导致断路器不能正常分闸，如果这种现象长期持续下去就会导致断路器发生误操作事故。三是直流接地故障。当开关柜内的高压断路器出现短路接地故障时，就会对开关柜的绝缘材料造成损坏，严重时甚至会引起开关柜内高压断路器爆炸事故。此外，如果10 kV配电系统中出现了相间短路现象，则会导致断路器内部的分、合闸回路出现短路现象，从而导致开关柜内部出现严重的放电现象[2]。

2 10 kV充气式开关柜的故障处理方法

2.1 绝缘损坏问题的处理方法

当10 kV充气式开关柜发生绝缘损坏的问题时，只能通过更换新的高压气体绝缘组件来解决问题，但是10 kV充气式开关柜中高压气体绝缘组件的价格比较昂贵，而且还需要一定的操作技能，因此实际操作过程中很难保证设备运行安全。此外，由于高压气体绝缘组件是由多个部件组成的，如果某个部件出现损坏，则将会导致整个设备无法正常运行[3]。因此，在10 kV充气式开关柜发生绝缘损坏问题时，必须对设备进行全面检查，以确定其损坏部位，并进行相应的处理。通常情况下，当10 kV充气式开关柜发生绝缘损坏问题时，应该对设备进行全面的检查，通过对开关柜的结构进行分析，如果发现设备内部存在异常现象，则确定高压气体绝缘组件有问题，然后再对高压气体绝缘组件进行检查，发现有损坏的部件后，应及时更换新的高压气体绝缘组件。此外，在10 kV充气式开关柜发生绝缘损坏问题时，可以采用局部放电测量法对其进行检测，通过对10 kV充气式开关柜的绝缘性能测试，可以有效降低10 kV开关柜故障发生的概率。

2.2 温度过高故障诊断和处理

10 kV充气式开关柜温度过高的主要原因是断路器内部出现问题，造成断路器温度过高。在10 kV充气式开关柜的结构中，断路器是主要的散热装置，当开关柜的温度过高时，可以通过断路器散热来解决。为了有效解决10 kV充气式开关柜温度过高的问题，可以采取以下措施。第一，检查断路器的接线情况。10 kV充气式开关柜出现温度过高问题时，需要检查断路器的接线情况，防止出现接线错误问题，避免因为接线错误而造成开关柜温度过高。第二，加强对开关柜内电器设备的维护。10 kV充气式开关柜运行时间较长后，电器设备会出现老化问题影响其正常工作，因此要加强对开关柜内电器设备的维护工作，减少因电器设备老化而导致的开关柜温度过高问题。第三，改变开关柜内的空气湿度。在实际运行中，可以通过改变空气湿度来解决10 kV充气式开关柜温度过高问题。第四，采用新型材料。10 kV充气式开关柜温度过高问题较难解决，对此可以采用新型材料来调整开关柜内的温度。新型材料具有较强的散热性能，能够有效降低开关柜内的温度，从而避免10 kV充气式开关柜内温度过高。

2.3 机械传动故障处理

机械传动故障是指在10 kV充气式开关柜运行中出现的各种传动装置不能正常运行的问题，进行处理时需要从以下几个方面入手。第一，检查机械传动装置是否能够正常运行，通常情况下可以通过观察机械传动装置的传动是否顺畅来进行判断。如果传动过程中出现卡涩等情况，则说明传动装置出现了故障，需要更换相应的部件；如果出现不顺畅的情况，则说明传动装置的机械部分出现了损坏。第二，检查机械传动装置的使用情况。首先要检查机械传动装置的外观是否存在磨损和裂纹等现象，如果有磨损或者裂纹，则需要及时更换部件；其次要对机械传动装置的轴承进行检查，如果轴承出现损坏或者严重磨损的情况，则需要及时更换新的轴承；最后要检查机械传动装置内部的轴承是否能够正常运行[4]。第三，在对机械传动装置进行检查时，还要检查机械传动装置上的限位开关是否能够正常工作。如果限位开关出现故障，则需要及时更换新的限位开关；检查限位开关是否能够正常动作；检查机械传动装置是否能够正常运行；还要全面检修10 kV充气式开关柜。例如，当10 kV充气式开关柜在运行中出现了无法正常操作、无法正常分合闸等故障时，需要对相关部件进行检修，并及时更换新部件，如果不能更换新部件，则需要更换10 kV充气式开关柜。

2.4 短路接地故障问题处理

短路接地故障是指10 kV开关柜内部出现的一种不正常状态，会使电力系统发生不稳定现象，同时也会对其他设备造成一定的影响。短路接地故障产生的原因有很多，但是最主要的原因是材料的绝缘效果下降。在10 kV开关柜运行过程中，绝缘水平下降会造成开关柜内部发生不正常的放电现象，并且绝缘水平下降到一定程度时会产生电弧现象，从而导致开关柜内部出现严重的故障。因此，在10 kV开关柜运行过程中必须保证其绝缘水平。

实际运行中，如果10 kV开关柜发生短路接地故障，则会导致其内部绝缘水平下降，因此当发生短路接地故障时要对其进行处理。首先，要检查故障开关柜，确定故障点并进行处理，如果发生了接地短路故障问题，则需要对接地开关和断路器进行检修；如果是断路器造成的短路故障，则需要更换断路器或对其进行检修，在更换断路器时要保证其质量良好、性能稳定。其次，要检查开关柜内部，确定内部是否存在问题，如果存在问题则需要更换或检修开关柜内部的绝缘材料。最后，在更换绝缘材料时需要注意选择与原绝缘材料相同的材料，并且在更换时要保证绝缘性能良好，如果没有上述条件，则需要采用其他方法来提高开关柜的绝缘水平。

2.5 防止高压气体泄漏的方法

由于10 kV充气式开关柜在运行中经常会出现高压气体泄漏的问题。实际工作中，要采取有效的措施防止高压气体泄漏。首先，在10 kV开关柜中设置泄压阀。因为10 kV开关柜的使用时间比较长，而且绝缘水平也比较高，所以存在泄漏现象。泄压阀能有效阻止高压气体的泄漏，保证设备运行的安全。其次，在10 kV开关柜中采用补偿式真空断路器。为了减少10 kV开关柜的漏率，可以采用补偿式真空断路器来代替原有的真空断路器，因为补偿式真空断路器的气室与主母线之间并没有明显的间隙，而且补偿式真空断路器可以进行现场操作，通过这种方式能够有效解决高压气体泄漏问题，保证10 kV开关柜的安全运行。最后，加强对10 kV开关柜运行状况的检查。实际运行过程中，10 kV开关柜经常会出现各种问题，为了确保10 kV开关柜能够安全运行，必须加强检查与维护。

3 10 kV充气式开关柜的安全防控策略

3.1 做好日常巡查工作

要想保证10 kV开关柜的安全运行，日常的巡视工作必不可少。在巡视时首先要注意开关柜运行中是否有异常声音，若有异常声音，则需要仔细查看开关柜的运行状态是否正常；若有异常情况，则需及时采取措施。另外，还需注意开关柜外部是否存在异常现象，如果有异常，则要立即停止运行并及时采取措施。此外，在巡视时还要注意以下几点：一是各接地刀是否存在松动或脱落现象；二是绝缘子是否存在损伤或出现破损现象；三是接地刀闸和隔离开关是否存在过热或发出异常声音。

3.2 倒闸操作时注意观察设备状态

首先，当操作人员对10 kV开关柜进行倒闸操作时，需要将10 kV开关柜的断路器拉至合闸位置，并按下10 kV断路器的分闸操作按钮，这一过程中要确保开关柜处于合闸状态。其次，当操作人员在对10 kV开关柜进行合闸操作时，需要对开关柜的电压、电流等参数进行观察，如果发现开关柜运行中出现异常情况，则应立即停止操作。再次，当操作人员对10 kV开关柜进行倒闸操作时，要将断路器和隔离开关的合闸口拉开，并检查隔离开关的机械闭锁是否正确。最后，在进行10 kV开关柜分闸和合闸时，还应对其周围环境进行检查。如果发现有异常情况存在，则应立即停止分合闸操作[5]。

3.3 加强人员的安全工作意识

要想加强10 kV开关柜的安全防控工作，必须加强人员的安全意识，让他们树立起正确的安全生产意识，对10 kV开关柜进行定期的巡视检查。10 kV开关柜是一种设备，在运行过程中因为受到环境等因素影响，也会出现一些问题，这就需要工作人员加强日常巡视检查，发现问题并及时解决。对于工作中容易出现的一些安全问题，要采取有效的预防措施，制定出相应的操作流程，明确各个操作步骤以及注意事项，并且要对工作人员进行安全教育，使他们能够熟练掌握工作技能以及操作流程，以便在实际操作过程中能够迅速应对各种突发状况。

4 结 论

随着经济社会的快速发展，电网建设也在不断加强，越来越多的用户对供电可靠性的要求越来越高。电力系统的安全稳定运行直接关系到国民经济的发展和社会稳定，而电力系统中起着枢纽作用的10 kV开关柜是电力系统中不可或缺的重要设备之一，因此做好10 kV开关柜的安全防控工作就显得尤为重要。