10kV高壓開關柜的故障及防范措施分析

王克為 徐明 周斌

摘 要：電力系統包括的設備和設施較多，而其中高壓開關柜就是極為重要的裝置，一旦高壓開關柜不能正常的運行，則會對電力系統運行的效率帶來較大的影響。文章從10kV高壓開關柜種類及特點入手，對造成10kV高壓開關柜故障的具體因素進行了分析，并進一步對10kV高壓開關柜故障的防范措施進行了具體的闡述。

關鍵詞：10kV高壓開關柜；故障原因；處理措施

前言

隨著經濟的快速發展，電力行業得以快速發展起來，為人們提供安全、高質量的電能供應。目前在電力系統中10kV高壓開關柜的應用較為廣泛，10kV高壓開關柜的應用，對電力系統運行的穩定性發揮了重要作用，而且能夠在各種故障發生時及時斷開連接的設備，使設備和工作人員的安全性得到較好的保障。但在10kV高壓開關柜運行過程中，不可避免的會存在著一些較為常見的故障，給電力系統正常的運行帶來較大的影響，所以需要對高壓開關柜的故障進行深入的分析，并采取切實可行的預防措施，確保其能夠更好的保障電力系統運行的安全。

1 10kV高壓開關柜種類及特點

目前在電力系統中應用的10kV高壓開關柜，其不僅具有較多的種類，而且不同的種類之間也存在著較為顯著的區別。在電力系統中較為常見的開關柜大致有固定式開關柜、箱式開關柜、HXGN負荷開關柜、手車落地式開關柜和手車中置式開關柜等幾種。（1）在一些變電站或是廠礦企業中應用最多的則是固定式開關柜，這種開關柜具有較大的體積，內容空間較寬敞，所以可以將各種電氣元件靈活的擺放在柜里，但由于固定式開關柜其封閉性和防護性都較差，其事故發生率也較高，所以在當前電力系統中已開始逐漸的將其淘汰。（2）在一些戶用電場所中，由于其負荷較小，所以多采用箱式開關柜，這種開關柜不僅體積較小，而且散熱性能也較差，所以不宜應用在一些較大負荷的供電系統中。（3）在一些新建用戶中通常都會選擇用HXGN負荷開關柜，這種開關柜不僅具有較多的類型，而且防護等級也較高，維修起來更為簡單。（4）在當前市場上應用進口技術產品的產品，通常都會采用手車落地式開關柜，這種開關柜對于箱底的強度具有較高的要求。（5）目前在電力系統中應用最廣泛的開關柜為手車中置式開關柜，而且這種開關柜也具有較為明顯的優勢，具有非常好的市場發展前景。

2 造成10kV高壓開關柜故障的具體因素

2.1 絕緣因素

電力設備運行好壞的一個重要指標即是看其絕緣能力，這也是決定高壓開關柜能否正常運行的重要因素。當前電力系統中，由于其所使用的電力產品來源較廣，而且質量上也存在著較大的差別，這樣導致在電力設備維修過程中極易使設備受到損壞，從而對其絕緣能力產生較大的影響。另外絕緣能力受到損壞時，也極易可能是由于維修人員維修不規范所導致的。而在高壓開關柜運行過程中，當其處于高負載狀態下時，不可避免的導致熱量的產生，一旦這種狀態下時間過長，則會導致高壓開關柜絕緣性能下降。

2.2 安裝、檢修維護隱患

在安裝工作中，有可能會出現電纜絕緣層損壞、未排盡電纜頭內部氣體、電纜屏蔽層接地不良形成環流等安全隱患，所以要從根本抓起，提高安裝工藝水平，杜絕柜內短路現象；在進行大量的檢查工作時，一定要將母排連接螺栓固定好，以避免停電事故的發生。

2.3 質量因素

電控柜內質量不合格的元器件會嚴重影響發電和供電的穩定性，容易引發供電系統中的安全事故，如質量低下的隔離觸頭在運行時接觸不良容易造成電弧故障；由于電力系統主要運行在潮濕、多塵埃的復雜環境中，很容易導致絕緣老化，特別是絕緣能力比較弱的絕緣子頭在供電運行中出現劇烈的爬電現象，將對供電安全構成威脅。

2.4 老化因素

隨著社會用電量的增多，原先安裝的電力設備開始處于老化階段，各種裝置及元器件性能日趨下降。如：真空斷路器在使用過程中易發生不同的故障，特別是電流值處于異常變化的故障發生率更高。真空泡在真空度明顯降低或者在運行中受損后，真空斷路器的整體性能就會隨之降低，當出現故障時就容易發生爆炸事故。同時變電站的高壓柜，在系統負荷增加后，系統的短路電流和容量也會隨之增加。若真空斷路器的電流值難以達到系統運行的標準，其常會受到短路故障的影響而降低性能。這些問題的存在都會破壞電力系統的穩定性。

2.5 操作因素

（1）柜體的機械強度不夠，當短路電流流經開關的時候，在電動力的作用下而導致柜體與開關之間發生位移，從而致使觸頭間接觸電阻急劇增大，而產生電弧，甚至會引起爆炸。（2）靜觸頭或動觸頭在長期的使用過程當中，因為它們之間相互的機械磨損而導致接觸點或面的減少，從而造成觸頭之間接觸不良的現象。（3）設備安裝中因操作不當破壞了結構的完整性，主要表現在：首先，操動機構以及傳動系統的機械故障引起的開關柜故障，這種情況體現于卡澀、部件變形或位移、脫扣失靈等；其次，由于電氣控制及輔助回路引起的故障，該情況會造成保護裝置難以正常執行命令。

3 10kV高壓開關柜故障的防范措施

3.1 重視材料的選擇

在進行電力系統設計時，就需要對可以導致開關柜故障的因素進行充分的分析，從而在設計時采取科學有效的防范措施。當前市場上所銷售的電氣元件種類繁多，而且質量參差不齊，這就需要工作人員進行設計時，需要針對不同電氣元件的性能和適用環境進行分析，選擇質量優良的材料，確保開關柜處于最佳狀態。另外也可以在設計時選擇一些高性能的材料，這樣對于提升設備的安全系數具有更好的效果。

3.2 注重爬電比距的設計

在開關柜設計過程中，爬電比距是一個很重要的參數。只有符合該指標的要求，才能保證整個供電系統穩定安全工作。針對爬電比距，國家有著明確的規定，高壓開關柜中各個組件的外緣爬電比距不小于18mm/kV，有機絕緣不小于20mm/kV。為了達到這一標準，電力施工部門應該嚴格控制相關配件的規格，在必要的情況下，可以找相關廠家定做，以保障電力系統工作的可靠性和穩定性。

3.3 注重安全設計

安全問題是進行任何工程首要考慮的問題，在電力行業同樣如此，安全用電是電力行業長遠發展的重要前提。為了確保供電系統的安全運行，電力行業制定了相關的標準。比如，高壓開關柜內的各相導體之間及對地空氣間隙必須在125mm以上。在使用負荷絕緣結構的時候，還要注意不同絕緣材料介電常數的配合。只有這樣才能有效避免意外事故的發生，以及煙霧或有害氣體對母線的腐蝕。

3.4 性能方面

在對電力系統的保護結構進行設計時，不僅需要嚴格按照標準進行安裝，而且還要對繼電保護運行的方式進行不斷改善，使其具有更好的性能，更好的確保電力系統安全的運行。而且在對繼電器進行更換時，需要重新對一些重要參數指標進行設計。

4 結束語

電力系統要想確保安全、穩定的運行，就需要確保高壓開關柜的正常使用，盡量降低使用過程中發生故障的可能性，所以需要在安裝改造過程中嚴格按照相關標準進行，確保安裝的質量，同時還要做好一些常見故障的防范措施，確保高壓開關柜處于最佳的工作狀態下，使電力系統供電的可靠性得到較好的保障。

參考文獻

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