10KV高壓開關柜故障原因及防范措施

10KV高壓開關柜故障原因及防范措施摘要：作為電力系統(tǒng)重要電氣設備，10KV高壓開關柜一旦出現(xiàn)故障不只會影響電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，也會造成一定的安全風險，設備操作人員也可能會受到傷害。電力設備故障本身難以避免，要保證設備能夠安全穩(wěn)定運行，降低故障發(fā)生率，就必須分析故障產(chǎn)生原因并針對性做好預防。

關鍵詞：10KV高壓開關柜；故障分析；防范

開關柜在運行中易受多種因素影響很可能會發(fā)生故障，并且故障發(fā)生位置也有很大隨機性，故障發(fā)生可能位置較多。開關柜故障會對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生不利影響，在本文中對10KV高壓開關柜故障原因進行了詳細分析，并在下文中針對這些原因探究了開關柜故障預防措施，以供參考。

一、10KV高壓開關柜故障原因探究

1、絕緣性能

高壓開關柜通常要求柜身要具有良好的絕緣性能，如果絕緣性能不足，開關柜易產(chǎn)生故障。隨著市場經(jīng)濟發(fā)展，如今開關柜廠家眾多、質(zhì)量參差不齊，如果產(chǎn)品質(zhì)量不合格，開關柜絕緣性能很可能難以滿足要求。以常見的PT手車、避雷器手車為例，在實際采購中可能設備尺寸，外觀元件配置都存在差別，如果在安裝工程中被應用，之后系統(tǒng)運行很可能由于受到各類因素干擾導致性能不足，或者快速老化，無法做到長期絕緣。另外，假如低于10KV的成套設備主回路規(guī)格和聯(lián)絡橋銅排在規(guī)格上有一些差別，在此時如果想提高絕緣性能，就要加大冷縮管和熱縮管的數(shù)量。但由于系統(tǒng)可能在高負荷情況下運行，在此情況下，可能會產(chǎn)生銅排損壞問題。絕緣層在此情況下會迅速發(fā)生老化，有可能導致嚴重放電現(xiàn)象。

2、設備與材料質(zhì)量

電力工程涉及的材料設備眾多，而且對材料本身的質(zhì)量也有很高要求、有相關行業(yè)標準。如果材料設備質(zhì)量本身不足，工程質(zhì)量就難以保證，電力系統(tǒng)中系統(tǒng)運行就難以長期安全穩(wěn)定，發(fā)電供電等都會受到影響。以高壓開關柜隔離觸頭為例，如果隔離觸頭存在質(zhì)量問題，可能會導致接觸不良進而出現(xiàn)電弧導致故障。如果絕緣子絕緣性能不足，酚醛氧玻璃絕緣子質(zhì)量不達標、環(huán)氧澆注互感器沒有按規(guī)定使用，就可能發(fā)生系統(tǒng)故障。此外，材料本身具有使用壽命。隨時間推移材料，絕緣性也會不斷下降，在系統(tǒng)滿負荷運行情況下更會加速老化過程，因此必須要好檢修工作。

3、安裝與維護

電力設備，對于安裝技術也有一定依賴性，如果開關柜安裝質(zhì)量不足，電力系統(tǒng)很可能連正常運行都無法做到。電力系統(tǒng)也需要做好日常維護工作。在檢修工作中出線、母線的工作量很大，如果母排連接螺栓沒有切實做好固定工作，很可能在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)中暫時不會出現(xiàn)問題，但是隨時間推移，會明顯出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，這無疑會增加停電檢修的概率。從以往高壓開關柜故障情況來看，因為電纜制作問題導致的短路故障非常多。分析原因故障，主要是由于電纜頭內(nèi)有氣體或者是在制作電纜過程中絕緣外層被破壞出現(xiàn)損傷、沒有切實做好接地工作以及屏蔽層產(chǎn)生環(huán)流等。

4、操作因素

作為一次性設備，10KV高壓開關柜斷路器運行環(huán)境有高電壓、高電流，設備很容易被影響。根據(jù)工作經(jīng)驗，設備通常會受到以下幾方面影響：首先，柜體本身就沒有足夠的機械強度，在出現(xiàn)短路問題后點動力作用下開關和柜體有了位移，進而出現(xiàn)電弧，如果問題嚴重會導致爆炸；其次，在長時間使用后，動觸頭和靜觸頭很可能會由于摩擦導致接觸的點、面減少，從而使觸頭出現(xiàn)接觸不良的問題；三是在進行設備安裝時操作不當或者是采用了暴力安裝方法，導致設備完整性遭到破壞。典型的如動觸頭或靜觸頭插入不規(guī)范、接觸電阻過大引起的故障；進而可能使操控傳動系統(tǒng)，由于機械故障帶動開關柜也發(fā)生故障，出現(xiàn)部分部件變形位移等情況。如果故障位置發(fā)生在電氣控制輔助回路，則保護裝置可能會失靈。

5、“五防”隱患

高壓開關柜隨科技發(fā)展已經(jīng)有了更多的防護手段。通?？梢砸姷降姆雷o手段有電磁鎖、機械聯(lián)鎖以及五防程序鎖。機械連鎖在隔離控制接地等方面均有良好的控制效果，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)門間的相互閉合；電磁鎖則要具有設備是否帶電的判斷能力，根據(jù)是否帶電，決定是否閉鎖處理。各種鎖均有優(yōu)勢，在實際應用中通常會優(yōu)勢互補，配合使用，以達到最大效果。但是也不能忽視多種鎖使用所帶來的操作繁瑣性提高問題，而且維護上也更加繁瑣；接地前驗電更加困難，帶電合接地刀閘有一定風險。

二、10KV高壓開關柜故障防范

1、優(yōu)選材料

在進行開關柜的設計時首先要對高壓開關柜故障預防保持足夠重視。要堅持以預防為主，做好提前防范，注意排查，盡量將風險扼殺在萌芽階段。由于高壓開關柜設計本身會涉及到柜體、斷路器等各個元器件的選型，所以對于各個元器件的選型、配合工作上要把握好。要熟悉各元器件的性能質(zhì)量情況，并且注重穩(wěn)定性，確保使用安全性。要保證開關柜內(nèi)的元器件能有一個安全穩(wěn)定的工作環(huán)境。根據(jù)不同工程需要，對材料也有不同要求。要按要求進行材料選擇進行系統(tǒng)組裝。如果一些關鍵性設備國內(nèi)沒有可以達到工程質(zhì)量要求的廠商，可以考慮進口。

2、安全防護措施

開關柜柜內(nèi)各相導體之間距離、對地凈距等要與有關標準相符。開關柜運行環(huán)境有工作電壓，而且很多元器件均有絕緣要求。開關柜在制造時就要保證良好絕緣性能，有效減少故障發(fā)生可能性。在絕緣體設計上，要能夠承受住外界環(huán)境給設備的負面作用，能夠承受滿負荷工作電壓作用力。如果采用復合絕緣結構，要注意于不同材料間介電常數(shù)的分布情況。一般要求介電常數(shù)沒有較大相差，防止電壓傾向于施加在相對較低介電常數(shù)材料上，出現(xiàn)局部放電或絕緣擊穿。

3、性能保護

根據(jù)實際需要選擇好適宜型號、種類的繼電保護裝置以保護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。在系統(tǒng)正常情況下，繼電保護可以監(jiān)視設備運轉(zhuǎn)情況、提供運行數(shù)據(jù)；如果系統(tǒng)發(fā)生故障，繼電保護會將故障部分及時切除，而未發(fā)生故障部分可以繼續(xù)工作不受影響；異常發(fā)生時繼電保護也可以發(fā)出信號報警，使值班人員及時察覺、盡快處理、要注意斷路器容量問題，確保斷路器容量充足、做好參數(shù)指標設計。

4、環(huán)境控制

機械設備長時間處于運行狀態(tài)在環(huán)境不佳的狀態(tài)下很容易產(chǎn)生機械疲勞，從而提高故障率。因此，要控制好環(huán)境質(zhì)量，加強環(huán)境監(jiān)測工作，確保開關柜良好運行環(huán)境。開關柜所在室內(nèi)要保持空氣相對干燥，可以采用除濕裝置進行室內(nèi)除濕；室內(nèi)要保持良好的通風條件，為此可設置通風窗；為防止灰塵進入可以設網(wǎng)柵或者加設過濾網(wǎng)。

5、技術措施

為有效降低開關柜故障率，在進行開關柜采購時必須確保開關柜符合工廠與有關質(zhì)量標準要求。不能使用已經(jīng)淘汰或者落后于當前水平的設備。如果某開關柜廠家有嚴重產(chǎn)品質(zhì)量缺陷不宜使用該廠家的產(chǎn)品。在進行設備交接工作時必須參照國家行業(yè)標準做好交接驗收工作，確保質(zhì)量合格。開關柜在新安裝或者檢修工作完畢后要進行重要指標復查確保性能可靠。

結語

開關柜本身容易出現(xiàn)各種故障，又是電力系統(tǒng)中無法取代的重要設備。雖然技術不斷進步、操作更加規(guī)范，但是開關柜故障依然時有發(fā)生。作為從業(yè)人員，必須加強故障總結、研究故障機理，做好預防與處理工作，確保電力系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]李振杰.