分析10kV高壓開關柜故障原因分析及措施

分析10kV高壓開關柜故障原因分析及措施摘要：10kV開關柜在為電力系統(tǒng)提供安全運行的保障的同時，在不同的故障狀態(tài)下，還能通過斷開連接動作，有效保證人員及設備的安全。但是在實際過程中，10kV開關柜長期運行在高壓和大電流環(huán)境中，不可避免的會發(fā)生一些故障問題，例如絕緣失效、導電回路發(fā)熱等故障，給開關柜的工作質量造成了一定的影響。

關鍵詞：高壓開關柜；故障原因；措施

伴隨電力系統(tǒng)改革工作的逐步完善化，致使10kV高壓開關柜在電力領域中應用范圍得以全面化、廣泛化。其中，10kV高壓開關柜既是對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的維護，還可在系統(tǒng)故障發(fā)生時，對相鄰設備予以斷開，以此保證電力設備、操作人員的安全。但是，結合電力企業(yè)當前發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其關于10kV高壓開關柜故障判斷和處理等層面仍存在較大不足，從而對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性運行條件造成影響。

一、10kV高壓開關柜的類型

根據(jù)安裝方式的不同可以將高壓開關柜分為移開式與固定式兩種。移開式又可以稱為手車式，主要是指高壓柜內的主要電器元件是安裝在手車上的，由于手車可以抽出，互換性較好，供電的可靠性能夠在很大程度上得到提高；固定式正好與移開式相反，高壓開關柜內的主要電器元件是固定的，雖然不如移開式靈活，但卻比較簡單經濟。

根據(jù)安裝地點的不同主要可以將高壓開關柜分為戶內與戶外兩種。由于戶內外環(huán)境、空間等因素，導致有些高壓開關柜只能在戶內安裝使用，有些則只能在戶外安裝使用。根據(jù)柜體結構上的不同可以將高壓開關柜分為金屬封閉鎧裝式開關柜、金屬封閉間隔式開關柜﹑金屬封閉箱式開關柜和敞開式開關柜四大類。

二、引起10kV高壓開關柜故障的原因

在實際的生產環(huán)節(jié)中，該設備問題的產生往往是受到諸如產品絕緣性能狀況、材料設備質量好壞、安裝維檢完成情況、防護措施和操作等因素的影響。

在電力工程中，材料和設備的質量直接關系到高壓開關柜的質量，進行相關的電力系統(tǒng)改造施工中需要使用眾多的材料與設備，它們質量的優(yōu)劣直接對發(fā)、供、輸電產生影響。就目前常見的問題情況而言，往往是由于隔離觸頭的質量不過關而使得手車柜隔離觸頭接觸狀況異常，進而引發(fā)了電弧故障問題。另外，絕緣子頭部的絕緣性能不夠強，酚醛氧玻璃絕緣子和環(huán)氧澆注互感器在質量上不過關，此類材料除了性能還有質量均無法達到有關規(guī)定，常會引發(fā)不良后果。此外，即便是設備的運行條件基本上都得到了滿足，但也會因為塵埃積灰以及環(huán)境潮濕等影響發(fā)生電氣元件老化的問題，從而極大地降低了絕緣性。在有關數(shù)據(jù)分析的有力支撐下不難看出，不少設備盡管是在標準的狀態(tài)之下運行，卻也難免會出現(xiàn)爬電問題，使得電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性的實現(xiàn)面臨難題。

在完成該設備的安裝以及檢修工作的過程中，假使操作人員的專業(yè)素養(yǎng)、技術水平達不到要求極可能會在無法增加設備安全性的同時還埋下一些故障隱患。在開展母線以及有關出線安裝、檢修工作的環(huán)節(jié)中，需要完成的任務量往往不小，而母排連接螺栓的緊固工作在某些情況下可能會由于少量螺栓不夠牢固而引發(fā)運行之后出線發(fā)熱的問題，如此情形之下就需要將全段母線及各出線斷電檢修，解決問題。在此之外，高壓開關柜故障排除的過程中也不乏因為電纜制作技術不成熟引起柜內線路短路的情況，該類問題大致包括電纜頭內的氣體沒有完全的排除、在進行電纜的制作時由于切割引起絕緣層的破壞、電纜的接地不良以及在運行過程中有環(huán)流或是感應電壓存在于屏蔽層中。

將斷路器應用于10kV高壓開關柜之中往往體現(xiàn)出顯著的一次性特征，投入使用的環(huán)節(jié)中，其所受電壓相對比較高，經過電流也比較大，故而多會直接損害設備穩(wěn)定性。如果柜體的機械強度不足，出現(xiàn)短路電流經過開關時，由于電動力的存在極易引起柜體與開關產生相對位移，這就會造成觸頭處的電阻值迅速增加，出現(xiàn)電弧現(xiàn)象，嚴重時直接導致爆炸的產生，因而十分危險。還需要注意的一點是，在使用時間過長的影響下，動、靜觸電之間往往會因為機械磨損使得接觸點與面發(fā)生損耗，從而引發(fā)接觸不良的問題。正處于設備安裝工作的過程中時，在不符合相關規(guī)范的操作之下，時常會有損結構的完整性，倘若動、靜觸電的插入異常將會引發(fā)電阻過大的問題，進而產生不同的故障。在操作過程中出現(xiàn)的拒動與誤動等都極易引起開關柜發(fā)生故障。具體的表現(xiàn)形式包括：操作機構與傳動系統(tǒng)出現(xiàn)機械故障時導致開關柜故障，會出現(xiàn)部件的變形、卡澀以及位移、脫滑失控。當電氣控制系統(tǒng)與輔助回路出現(xiàn)問題時，往往會破壞保護裝置的穩(wěn)定性，造成正常命令不能得到落實的問題。

三、10kV高壓開關柜故障的防范

在規(guī)避10kV高壓開關柜的發(fā)生故障的風險時，可從材料的選型、爬電比距、環(huán)境、安全、性能以及技術手段等角度出發(fā)考慮。

在構思電力系統(tǒng)設計的環(huán)節(jié)就不能對開關柜的故障隱患掉以輕心，需要針對這些問題周全考慮，科學分析。開展設計工作時，尤其應當重視諸如柜體、斷路器之類的具有一次性特征的配件的選擇，決定前應當明確即將應用的配件的性能，圍繞其安全、穩(wěn)定和可靠等方面的因素進行綜合比較，優(yōu)化配置，而在柜體內部必須科學化地安排分布位置，從而為設備的運行提供適宜的條件。此外，爬電比距也是一項值得重視的指標，受其所控的可靠性與系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運行有著密不可分的聯(lián)系。在國家標準中高壓開關柜的相關組成部件以及支持絕緣件的外絕緣爬電比距當為純瓷絕緣時不應低于10kV/MM，爬電距離不小于140mm;為有機絕緣時不應低于10kV/MM，爬電距離不小于160mm。要符合這一規(guī)定需要電力公司進行嚴格的管控，進行專業(yè)化定制確保其安全性。外部環(huán)境條件也會對高壓開關柜產生較大的影響，因此需要加強對外部環(huán)境的監(jiān)控。

通過采取有效的通風控制措施，來減少開關柜內灰塵的進入量，如可以加裝過濾網，處于潮濕環(huán)境中的開關柜，采取相應的驅潮措施，如配置去濕設施等。在安全用電方面一直是電力行業(yè)研究的重點學科，必須保證高壓開關柜內導體的對地凈距符合規(guī)范要求。當采取的是復合絕緣結構設計時，需做好絕緣材料介電常數(shù)的配置，這樣在保障人員安全的同時也可以有效防止母線受到鹽霧污染和有害氣體等的侵蝕。對于電力系統(tǒng)中的保護結構繼電保護在保證系統(tǒng)安全上具有重要作用，在對其進行設計安裝時要依據(jù)規(guī)范執(zhí)行。要根據(jù)系統(tǒng)的運行方式來對繼電保護進行調整和完善，讓其能夠以最佳的狀態(tài)保證系統(tǒng)的安全。

結語

在保證10kV高壓開關柜的安全穩(wěn)定性工作中，電力公司需要建立科學的管理體系，努力提高相關工作人員的技術水平和綜合能力素質，工作中以相關的國家標準為準則，嚴格操作規(guī)程做好自身的工作。要從根源上對故障因素進行摸排，有效降低10kV高壓開關柜故障的發(fā)生率，以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。

參考文獻

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