10 kV環網柜的常見故障和預控措施

羅順熹

摘??要：在電力系統中，10?kV環網柜具有重要作用，一旦發生故障，將直接影響用戶的正常生產、生活。通過分析10?kV環網柜出線電纜故障，歸納其主要故障，并有針對性地提出一些預防措施。

關鍵詞：供電系統;環網柜;常見故障;預防措施

中圖分類號：TM732??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.134

在我國的城鄉電網中，10?kV供電系統是一個重要的中低壓供電節點，其穩定性直接關系到電力企業的安全供電和電力系統的穩定運行。10?kV環網柜作為基礎環網柜，具有高效、簡便的優勢，在城市電網中得到了越來越廣泛的應用。為了充分了解環網柜的運行情況，減少事故的發生，本文分析了環網柜運行中的常見故障，并提出了相應的預防措施。

1??10?kV環網柜概述

一般來說，配電線路運行通常采用小容量、多分段的環網開環方式，其優點在于不僅能夠滿足電能質量的需要，還能提高供電系統的安全、可靠性。圖1為環網線路結構，其以主線、副線環網結構為基礎，利用內置開關的高壓分支箱替換原有的環網柜。

圖1??主、副線帶開關的環網結構

1.1??環網柜的組成

環網柜作為高壓開關設備，其功能在于可進行環網供電，通常被設置在鋼板金屬柜體之中，或者為拼裝間隔式的環網供電單元，負荷開關和熔斷器是其核心組成部分。

1.2??環網柜的特點

環網柜的特點主要有：①為抵御室外惡劣的運行環境，環網柜在設計之初就采用了全絕緣和全封閉的結構，以滿足實際需求;②環網柜不僅體積小，而且重量輕，其原因就在于柜內所有部件排列秩序緊湊，從而有效提高了環網柜的利用率和工作效率;③與其他電氣設備相比，環網柜的設計結構并不復雜，安裝過程也較為簡單，而且在實際運行中便于操作，安全性、可靠性較高，即使發生故障，維修也比較容易。

1.3??環網柜的分類

空氣絕緣和SF6絕緣是環網柜較為常用的方式，二者主要功能一致，即皆可分合負荷電流，也能開斷變壓器空載電流和短路電流。電纜線路的充電電流和一定距離的線路架空能夠有效控制電力系統，確保其正常運行。無論是環網供電，還是終端供電，環網柜的作用至關重要。在環網柜中，其負荷開關通常為切斷負荷、隔離電路、可行靠接地三工位，而SF6式、產氣式和壓氣式負荷開關可確保三工位的實現。

2??10?kV環網柜的常見故障

2.1??電纜問題

長期以來，電纜接頭是設備安裝過程中比較突出的一個問

題。就國內目前情況來說，進口的箱式環網柜和電纜連接器，其設計風格多為歐式，優點在于其采用單芯的電纜結構，便于安裝固定，不僅排除了電纜與套管之間的扭轉力矩，也確保了套管終端裝置的貼合性，從而有效降低了事故發生率;與之相反，國內的三芯電纜，不僅安裝復雜，而且電纜的連接也常常出現問題。

三芯電纜只能夠對電纜的外護套進行固定，而單相固定的可靠性較差，因此連接后，在電纜自身重力的作用下，加上電源擺動的影響，電纜保護套會受到來自單相的扭矩作用。在三芯電纜的安裝過程中，其扭動電纜通常需要借助于外力。而在環網之中，單芯電纜滿足對電纜高度和面積的要求。受長度所限，電纜安裝的核心階段對精度的要求較高，因此，必須加大調整力度，以免套管破裂，并防止其他事故的產生。

電纜較為普遍的問題有以下兩種。

2.1.1??環網柜與三芯電纜連接處故障

在安裝過程中，三芯電纜通常要核對程序，其固定需要借助外力扭動，從而導致內部應力的產生，并在安裝后逐步釋放出來。套管受到恢復力矩的作用，致使其出現裂紋，嚴重時，會造成高壓短路。

2.1.2??環網柜電纜頭處故障

環網柜體積較小，且小室空間不大，因此，其制作電纜接頭的工藝水準要求較高。一旦導體、屏蔽層和半導體未得到妥善處理，使電纜接頭爬電距離未達到標準，就會導致電纜被擊穿。

2.2??絕緣問題

由于某些不確定原因，經過多次開關操作后，極易使絕緣板與導電體之間產生松動，影響其固定性。由于線路受到振動的沖擊會產生間歇性的放電，加之環網柜中的各電氣元件均處于密閉環境，因而難以及時發現故障，也無法確定故障段，導致放電產生的電流擊穿隔熱板而釀成事故。發生絕緣問題時，持續地放電也會使電流互感器外絕緣發生閃絡，進而出現相間或相對短路。在柜體內的小室中，由于各部件未被分離，電弧會沖擊裸露在外的母線，所以不能放松對環網柜的檢測，應及時處理安全隱患。

2.3??母線連接故障

具有全絕緣和屏蔽等特點的插拔式硅橡膠連接器，其導電可靠性較高，且受周圍環境影響極小。在實際工作中，可根據需要任意連接組合，因此，環網柜擴展母線得到了廣泛的應用。但一旦氣體發生泄漏，就會導致環網柜的絕緣水平降低，滅弧能力也隨之下降，從而造成母線連接發生故障和絕緣擊穿。

3??10?kV環網柜故障的預控措施

3.1??環網柜的維護

無論是充氣柜開關，還是環網柜的模塊設計，均處于封閉

狀態。為不受外部環境的影響，其所有開關和帶電元件都設置于密閉的殼體中，其優點在于不僅保證了線路運行的可靠性，也保護了操作人員的人身安全。關于環網柜的維護，應注意以下幾點：①主干網上應最低程度使用分支箱。原因在于其雖具有操作簡單、接線靈活的優點，但作為電纜輸電線路的節點，分支箱僅僅起電纜的分支作用，而不能調節所有的線路。②應配置連接于母線上的PT。原因在于其不僅是電動操作的電源，而且也是配電網自動化監控終端的電源。③回路數要預留充分。在環網柜、電纜分支箱以及環網型箱式變壓器中，要預留出一定數量的線路，也可開斷主干電纜，以并進新的環網柜。④為及時、準確查找事故故障段，實現配電線路的自動化，可將故障顯示器設置于電纜線路的一側。

3.2??電纜連接問題對策

對電纜環網柜的高度進行適當調整。經研究發現，共箱式環網柜的內部連接受制于柜體空間大小，因此，只要提升環網柜臺的高度，就可以使安裝環境得到有效改善。這樣一來，不僅保證了電纜護套部位處于適當空間，也可調整電纜芯的長度，使其與連接器匹配。

充分考慮套管接觸面的導電能力。如果電纜連接部位發生故障，將導致接線端子部位接觸不良，導電面積也將隨之縮減。當導電部件處于密閉的環網柜絕緣套內時，由于熱量無法迅速消除會產生降容問題，一旦有較高電流通過時，就會導致高溫故障。因此，為避免該類事故的發生，及時排除所產熱量，10?kV環網柜內應采用外徑32?mm的銅管，所用電纜的截面面積應達到240?mm2或300?mm2。

4??絕緣問題的處理措施

要及時發現和處理環網柜內部部件的絕緣問題，以降低事故發生率。在安裝設備時，應提升母線的絕緣性能，室內盡量采用絕緣性能較好的材料。在環網柜中，其導電體對相間和地的空氣距離不能低于125?mm，絕緣材料的爬距不能低于230?mm，而瓷器部件也不能低于210?mm。與此同時，對絕緣重點部件，例如支座絕緣子、斷路器和支持絕緣子等，應給予高度關注，明確其放電多發位置。

5??結束語

環網柜故障多半是由安排設置不合理或操作不當引起的，因此，必須按照相關規范，結合實際，認真、細致地進行相關操作，以降低故障率，保障電力系統的穩定運行。配電網管理人員一旦檢查出故障，就要及時處理，以提升供電系統的維護水平。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕

10?kV?Ring?Main?Unit?Common?Faults?and?Pre-control?Measures

Luo?Shunxi

Abstract：?In?the?power?system，?10?kV?ring?main?unit?has?an?important?role?in?the?event?of?failure，?it?will?directly?affect?the?users?normal?production?and?life.?By?analyzing?the?10?kV?ring?main?unit?outlet?cable?fault，?summarized?its?main?fault，?and?puts?forward?some?preventive?measures.

Key?words：?power?systems;?ring?main?unit;?troubleshooting;?precautions