10kV开关柜故障原因与应对措施研究

张 峰 侯 鹏

山东济宁圣地电业集团有限公司金乡金地电力安装分公司 山东济宁 272200

在我国的供电网络中,10kV开关柜内部拥有较多的结构。连接各类引线,利于提升供电的稳定程度,以上内容为该设备的重要作用。当前,由于我国的电力技术正处于飞速发展阶段,10kV开关柜的设计质量和运转效用得到了稳步提升,在工作的过程中,故障出现的可能性大幅度降低。但是依然有很多需要解决的实际问题,以及部分无法避免的故障。

一、10kV开关柜常见故障

(一)绝缘故障

在10kV开关柜的工作过程中,极为常见的故障在于绝缘端故障,产生此类隐患的基本因素是组件磨损。一旦出现绝缘故障,开关柜会不断向外散热。正常状态下,该故障通常出现在导线的连接点、闸刀等重要位置。导线连接不到位,开关柜的发热量也会随之不断增加[1]。此外,在开关柜运转时,内部会产生大量的化学气体,随着时间的推移,闸刀表面容易出现锈蚀反应,提升发热量。正常状态下,开关柜的各类触摸装置通常与闸刀连接在一处,应用劣质的材料可能会加剧热能的生成。

在开关柜内部,不管是哪部分的部件,如若没有应用高品质的材料,功效性都可能受到一定的影响,进而加剧开关柜出现隐患的可能性,降低输电网的科学性和有效性。根据以往的各类数据和信息可知,触发故障的根本原因通常有以下几种:首先,MOA的各项参数不符合实际,进而引发组件出现故障。其次,开关柜内部的互感装置在设计的过程中未根据图纸中的内容进行,增加了开关柜发生绝缘故障的可能性。最后,在导线的制作过程中,铜丝的纯净度不满足需求,横截面面积较小,随之容易诱发绝缘故障。

(二)互感故障

在10kV开关柜的内部,存在较多电流和电压互感装置。利用相关组件,在输电的过程中,在系统中实时上传各类电流信息和电压参数。因此,假如开关柜中的互感装置品质较差,容易引发较为严重的故障和风险问题。

(三)衔接故障

假如在线路设计的过程没能应用优质的接线材料、焊接技术,切面的设计不达标,此时开关柜中导线的衔接位置可能存在一定的安全隐患。在应用时,线路的电阻值较大,故障出现的概率也不断提升,除此之外,当开关柜处于工作状态时,内部会产生大量的水分子,容易导致绝缘层磨损,还可能被电流击穿,从而降低机组的稳定度。

(四)断路拒动

在对外输电的过程中,10kV开关柜在工作的过程中,断路拒动是其中较为常见的隐患之一。当该设备处于运转状态时,随着时间的不断推移,机组内部各个组件的安全系数也会随之不断下降[2]。由于组件外部的润滑性降低,断路拒动随之产生。当开关柜内部长时间存在大量的水分子,技术人员又无法及时有效地做出调整,就可能引发开关组件腐蚀、弹簧回弹能力下降等情况。情节严重者,还可能引发设备失效,发生拒动问题。

(五)气体泄漏

技术人员在输电网的施工过程中,时常应用SF6气态开关柜。在该种类的开关柜中,SF6是一类绝缘系数较高的物质,在工作时,可能会对干扰开关柜的正常运转。值得注意的是,在输电网络中,技术人员会安放大量的开关柜。因此,如果没能实现全方位监管,可能导致SF6等气体释放在空气中,造成不必要的风险问题。

(六)开关制动

在10kV开关柜的工作过程中,为提升保护效果,阻断装置和压力开关会互相制约。在开关柜运转时,一旦阻断装置内部的指针无法接触开关,不仅会导致装置内部的隐患加剧,还可能干扰输电网络的安全与稳定。

(七)异常发热

当开关柜处于工作状态时,极易散发大量的热能。即便如此,部分发热现象即使是在正常状态下也极易出现。但是如果热量持续增加,则代表在开关柜内部的某段线路可能存在安全问题。一般情况下,线路的缠绕圈数过量容易增强热能。开关柜散发热量的类型有以下几种:连接处散热、导线散热和旋涡散热。

在10kV开关柜的运转时,热量通常源自于各级输电线路。但是如果机组的热能散发异常,过度散热,就可能导致开关柜内部的温度过高,如若没能得到有效的控制,可能引发更为严重的隐患。导体散热通常为母体生热,因为母体在较长的一段时间内荷载量较大,在此基础上,热能的释放量可能超量。除此之外,当前在我国的各类加工厂中,母体在制造过程中可能会掺杂部分其他物质,整个线路中的电阻值会随之不断升高,热能的生成量会不断提升。另外,在串联的过程中,一旦连接点、导线、互感装置出现问题,刀闸处就可能存在被化学物质侵蚀的可能性。旋涡发热通常源自于挡板中的各类物质,电荷量越高,电阻值也越大,发热量也会不断增高。

(八)其他

除以上几方面外,10kV开关柜在运转的过程中,如果各类生物误入其中,可能会导致出现断路等故障,技术人员误触也可能导致故障出现。尽管动物进入的频率较低,但是对开关柜的威胁较为严重,工作人员需要提升针对相关问题的重视程度。

二、10kV开关柜故障原因

(一)材料和质量

一般情况下,开关柜中的断路装置通常为一次性组件。在运转的过程中,一旦电压较高、电阻值较大时,就可能出现一系列的故障问题。正常状态下,通常在以下几方面体现出来。首先,在开关闭合后,假如设备之间没能有效衔接,极易导致开关柜失灵。在运转的过程中,各类组件还存在形变的可能性。其次,一旦线路中存在短路问题,线路中的电荷量会随之不断提升。但是如若开关柜的刚性较低,就可能提升各个连接点位的电阻值,进而摩擦生热,产生明火。在此基础上,还存在爆炸的可能性,降低开关柜的安全系数。最后,在长期的应用过程中,各个连接点在不断摩擦的过程中会出现一定量的热,进一步降低连接点的连接截面,引发导线连接失效。

(二)装配与检修

在输电网的施工与维护过程中,如果技术人员没能掌握专业的技术水准,不仅不能确保线路运转的稳定程度,还会引发较为严重的风险问题。在线路的维护阶段,关于母体导线的装配和修理,工作人员需要耗费大量的精力。拧紧连接母体导线后,各类螺母也要及时固定,导线在接入系统后,会持续不断地向外散热,阻断线路内部的电流,降低故障的存在率[3]。工作人员在检测的过程中,常常会因为人为原因,导致电缆连接失效,造成较为严重的线路故障。出现故障的根本原因在于机组内部依然存在大量的气态物质。因此,技术人员在装配电缆线时,极易因为操作失误,导致绝缘物质磨损、接地线没能与地面有效衔接。除此之外,在设备的工作阶段,还可能出现某种非常的电荷。

(三)绝缘物质含量

在输电网的安装过程中,采用高标准的施工材料和优质的施工设备会在一定程度上提升供电的稳定度。不仅如此,在电网的优化和建设阶段,为增强供电效率,需要提高材料的高效性。现阶段,绝缘材料的品质是引发开关柜内部结构出现风险的主要因素。情况严重者可能导致点位衔接不到位。因为绝缘层的厚度较低,正常情况下,在灰尘沉积、空气中的水分含量较高时,各类组件的使用年限会有所下降,加重绝缘物质的磨损率。

三、10kV开关柜故障的应对措施

(一)热量测试

在10kV开关柜的工程过程中,最为常见的故障类型即为散热异常,现阶段,伴随着科学技术的不断提升,工作人员在线路的检修过程中可以应用高品质的检测手段,以此保证相关技术能够得到广泛应用。如此一来,技术人员可以时刻观察开关柜机组的各类参数和状态,工作人员还能及时了解机组内部各个组成部分的实际温度。除此之外,技术人员还可以在机组中输入温度参数,一旦系统存在安全问题时,工作人员能够在第一时间处理,避免风险系数不断提升。

如果想要从根本上减少10kV开关柜内部的水分含量,技术人员可以应用各类祛湿设备。此外,还需要提升开关柜的密封程度,降低水分子进入机组的可能性,避免水分子存在率过高,影响设备的稳定。结合实际情况,按时完成开关柜的检测工作,全面了解组件内部的含水量。在布置干燥设备时,需要将开关柜放置在相对干燥的环境中。

(二)更新手段

现阶段,我国的科技水平正处于高速发展阶段,还一直处在优化前提下。所以,为提升10kV开关柜的稳定程度和安全系数,应及时完成换新工作。借助先进的技术手段,如此可以在第一时间明确开关柜的运行状态,降低因人为因素引发的故障。所以,各类职能部门的工作人员都应增强关于开关柜的重视程度,围绕社会现状和发展前景,完成开关柜的优化,借助科学有效的管理装置,避免开关柜出现故障的可能性。

(三)优化环境

在输电网中,为有效处理故障,技术人员应建造出一类科学有效的10kV开关柜。在开关柜的设计过程中,可以从以下几方面着手:其一,派遣专业的技术人员前往实地调查,明确开关柜的工作环境。在设计时,遵从用户的应用需求和建议。其二,在组件的设计阶段,还应注重开关柜组件的品质,降低因不必要的问题,造成开关柜出现故障。其三,在制定开关柜的设计过程中,需要围绕当地的实际情况和自然因素,对症取材[4]。设计出高水准的制造计划,应用优质的组件,在设备的生产阶段,严格把控开关柜的品质。除此之外,在组装的过程中,还应确保生产车间始终保持清洁状态。在生产阶段,应将各个零部件数据的误差值控制在一定的范围内,优化制造技艺,提升检测力度。

在输电网中,继电保护装置是其中较为重要的组件。因此,技术人员在方案的设计过程中应遵照行业规定。但是,此类工作不能是循环往复的。在设计阶段,为确保输电网的稳定度,应更新设计方法。与此同时,当装置中的电荷量较低时,技术人员应及时完成换新工作,将各类数据录入系统中,增强设备的安全性。

(四)管控品质

在我国的市场中,设备的各个制造商在人们心目中的信誉度有所区别。所以,在设备的采购过程中,技术人员应多方了解,与资质齐全的生产厂商合作,挑选优质的材料和设备。在此基础上,还需要配备优质的组件,避免开关柜的运转过程中受到干扰。除此之外,在设备的制造阶段容易受到多方因素影响,例如车间的整洁程度和温湿度。所以,在组件的生产过程中,应提高管控力度,生产出品质达标的开关柜。工作人员还需要重点检测设备中的绝缘物质含量,确保设备的截面始终保持平滑状态,增强组件的稳定度。

技术人员在输电网的规划和设计过程中,导致开关组件中存在故障的可能性有很多。为避免相关问题出现的可能性,需要应用有效的手段。在我国的市场上,开关柜的构成组件多种多样,工作人员在方案的设计过程中,应全面了解各类材料的特点,围绕设备的安全系数和稳定度综合考量,将设备调试到合理的状态下。如果想要最大限度地增强各类组件的科学性,应将其放置在优质的环境中。因此,为满足生产所需,可以使用质量较高的原材料,确保设备始终在稳定的状态下运行。

(五)落实调试

在10kV开关柜正式投入使用前,生产厂商需要落实较为严格的测试和检验,重点检测开关柜中绝缘材料的持久性。所以,开关柜的生产厂商应借助科学有效的测试装置,制定较为完备的检测程序,保证开关柜的测试工作可以落到实处。此外,在开关柜的安装过程中,工厂内部的技术人员需要前往现场参与安装,遵照行业内部的各类规则完成安装和测试,以此降低在装配阶段出现问题的可能性。

(六)重视巡视

如果想要及时有效地解决10kV开关柜在工作过程中存在的故障与隐患,工作人员应落实相应的检测工作。在检修时,还需要时刻关注开关柜的响动和生热情况。如果在检测过程中,温度和声音都不在稳定范围内,应降低线路中的电荷量,将产生的热量管控在科学的范围中[5]。不仅如此,在开关柜的运转阶段,极易外界环境干扰。所以,可以在必要时,根据工作环境挑选最佳的机械设备。比如在温度较高、水分子含量较高的环境中,应及时开窗通风,保持空气流通。在设备安装阶段,加装部分拥有干燥效用的机器。如此,不仅能够做到快速散热,还能提升开关柜的稳定程度和安全系数。

(七)制定措施

如果因为人为因素,导致10kV开关柜在运转过程中出现故障。技术人员不仅要设计出较为完备、可行度高的管理体系,还需要提升关于工作人员的培训力度,避免因人工导致故障的发生。除此之外,工作人员还需要增强巡视力度,一旦出现故障,也应在第一时间提交给管理者,并及时处理。

四、应用案例

2022年7月14日,我国的某变电站内部,10kV开关柜在运转的过程中,641号开关闭合失效,信号传输失灵。负责该机组管理工作的技术人员在发现上述内容后,在第一时间上报给领导部门。接到检测指令时,工作人员首先将机组的开关关闭,全面开展针对开关柜的检修,但是在检测的过程中并未发现故障存在的位置。技术人员手动开启开关后,指示灯依然没能亮起。但是在偶然的状态下,指示灯又恢复了正常状态。此时相关设备处于断路状态,技术人员更换被动线路时,设备的各项参数始终保持稳定。由此可见,故障出现在分支线路的开关处。

结语

综上所述,在输电网中,开关柜的作用非常重要。在10kV开关柜在运行过程中存在各类故障问题,比如组件过度损耗、绝缘层磨损、散热效果较差等问题。如果没能解除隐患,不仅会降低供电效率,还可能威胁到工作人员的人身安全。想要及时处理上述问题,技术人员应借助科学有效的手段,提升故障的检测效率,定期完成设备的更换,降低故障出现的可能性,避免不必要的成本支出。