10KV高壓開關柜常見故障與檢修維護淺析

王文龍

大唐三門峽發電有限責任公司

引言

電力企業若要達到10kV高壓開關柜穩定性、安全性控制的目的，則應以可行性管理制度的構建為導向，通過對操作人員綜合素質、技術水平、安全意識的強化，嚴格按照國家標準執行各項操作。伴隨電力系統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運行狀態的維護，還可在系統故障發生時，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，結合電力企業當前發展現狀，發現其關于10kV 高壓開關柜故障判斷和處理等層面仍存在較大不足，從而對電力系統穩定性、安全性運行條件造成影響。

1、10kV高壓開關裝置種類及特點

當前我國電力市場上使用的10kV高壓開關柜設備的類型豐富多樣，其運行的方式也是各種各樣的，但是其主要的類型可以分為以下幾種：(1)固定式的高壓開關柜。它的優點是穩定性較好，靈活性比較高；但是其缺點其一是內部構造比較復雜，不容易操作，其二是占地面積較大，不方便安放。這種類型的裝置通常用于辦公空間較大的地方，比如像廠區或者礦區。(2)箱體式的高壓開關柜。這種類型的裝置較比上一種來說它的體積小了很多，同時也便于安裝。但是它的缺點是散熱性慢，無法用于超大負荷的系統中且不能長時間使用。它主要是用于電壓負荷較小的戶外用電環境中。(3)中置的高壓開關柜。這種類型的裝置也稱為金屬鎧裝中置移開式開關設備。常見的10kV開關高壓柜裝置型號有KYN-28、KYN44-12等，其主要用于發電廠、工礦企事業等地方，它的特點是體積小，工作效率高。(4)環網式的高壓開關柜。這種常見的型號有HXGN17-12環網柜，主要的特點就是結構簡單、價格低以及體積小，常常用于城市居民小區、鐵路、機場以及高層建筑物等地方。

2、10kV配電線路常見故障原因分析

2.1、短路故障

短路故障是10kV配電線路常見的故障之一，尤其是在夏季，由于夏季經常會遇到雷雨天氣，雷電中蘊涵強大電路電流，會對10kV配電線路的絕緣層造成很大的損失，一旦絕緣層發生破壞就為短路故障提供了可能。10kV配電線路經常也會受到外力的影響，比如：大風、雪雨都會造成配電線路發生劇烈的動蕩，使得配電線路經常發碰撞、斷裂、交叉從而促使短路故障的發生。

2.2、接地故障

10kV配電線路中也經常發生單相接地故障，造成單相接地故障主要的原因是配電線路的斷線落在地上，或者搭接在塔架上從而發生單相接地故障。導線沒有連接好，在大風或者振動的作用下也會發生單相接地故障的發生。10kV配電線路經常要穿過樹林或者建筑，如果對周圍的樹木沒有進行徹底的清理，就會導致樹木和導線連為一體，從而發生單相接地故障。一旦發生單相接地故障，如果沒有及時的處理就會造成供電設備的損壞。而且，還會產生很大的諧振電壓，對10kV配電線路絕緣層造成很大的損壞。

2.3、線路過流跳閘的故障

10kV配電線路在正常運行過程中，經常會發生相間短路的現象，如果沒有及時尋找到相間短路的位置，就會在發生相間短路處和變電站之間的配電線路中產生很大的電流，如果配電線路中產生電流超過額定電流，就會立即啟動繼電保護裝置，就會產生線路跳閘。線路過流跳閘的故障是10kV配電線路中造成影響最大的故障，因為發生故障時很難找到故障點，往往需要一段一段的排查才能找出發生故障的故障點。如果配電線路的直徑比較小，就會給線路帶來一定的障礙，如果長時間找不到發生故障的故障點，就會導致配電線路發熱，引起過流跳閘的現象發生。

2.4、操作不當引發的故障

高壓開關柜的安裝操作、檢修維護，都需要專業人員進行或在其陪同下進行，這些工作都需要認真仔細進行。如果在最初高壓開關柜安裝時不認真仔細，電線接觸不夠緊密，電纜絕緣層被損壞，電纜頭內部充有氣體進去，屏蔽層接地不良等，安裝操作不到位，在安裝完畢后沒有檢查，就會在日后運行中埋下許多安全隱患，這也是高壓開關柜故障頻發的原因之一。另外，在實際操作中，電壓電流非常大，這種情況時常會使開關和柜體發生相對的位移差，從而增加電阻，更為嚴重的情況會引起爆炸。操作中的誤動、拒動，有可能就破壞了高壓開關柜的結構完整性。

3、10kV高壓開關柜故障防范措施

3.1、合理控制材料選型

在進行10kV高壓開關柜設計期間，應對其故障排查、防范等工作內容予以高度重視，即將潛在安全隱患排除于根本。在此過程中，高壓開關柜設計元件包含斷路器和柜體等，于具體選型環節，應對元件性能、質量等指標予以深入研究，如對元件穩定性、可靠性條件的思考。同時，還應在柜體元件分布中，結合對客戶需求的明確，以材料的科學選擇與組裝為前提，為其提供更為安全且穩定的運行條件，如變電站和開閉所中對進口元件的運用。

3.2、強化安全防護管控

以電力企業的層面來講，“安全”作為永恒話題，是企業長遠發展的必經課題，更是操作人員崗位作業的前提。若要妥善實現對10kV高壓開關柜穩定性、安全性的把控，則應以相鄰導體、地面凈距為依據，遵循相應的行業標準。其中，在電力行業中，10kV高壓開關柜空氣間隙、相鄰間距不應低于125mm;若電力系統中涉及負荷絕緣結構，則應對材料介電常數予以科學調節，既是對操作人員生命安全的維護，又可預防有害氣體和污閃等故障對母線的威脅。

3.3、優化性能保護

對于電力系統而言，繼電保護作為系統保護裝置，應在實際安裝環節，嚴格按照規定標準執行。即為滿足電力系統運行需求，應以繼電保護不斷優化為前提，通過對其性能的保護，維持電力系統穩定運行。若要在此環節發生斷路器容量較低狀況，則可利用繼電器更換的手段，對其性能闡述予以充分規劃。

3.4、加強使用技術管理

為合理規避10kV高壓開關柜故障問題，筆者建議電力企業在進行開關柜選擇中，應以符合國家規定的產品為主導，切忌不可選用淘汰設備作為維持電力系統正常運行的主體。同時，在開關設備交接過程中，還應做好相應的交接實驗，若實驗結果尚未合格，應避免投入使用;針對新裝/檢修后投入使用的10kV高壓開關柜，應對技術條件和檢修工藝予以復查，待各項指標明確后，方可判斷其是否可靠運行。另外，爬距的把控，也是預防10kV高壓開關柜故障的核心途徑。依據電力行業相關規定，在有機絕緣設備中，開關柜爬距應在20kV/mm以上;純瓷絕緣也不可低于18kV/mm。

3.5、材料選型和制造工藝方面

對于高壓開關柜來說，其所采用的各類電器元件以及設備材料和裝配工藝硬性地決定了整臺開關柜的性能。因此，在對柜內元器件和柜體材料的選型上應該高度重視，從穩定性和可靠性等方面全面分析各元器件的性能，優化設計，對柜內元器件進行科學分布，使設備得以在良好的環境下運行。從選材到設計再到裝配的整個過程中，不能有絲毫湊合的心理。

結束語

近些年來我國的 10kV 開關柜的應用范圍越來越廣，作為電網中的重要的開關設備之一，10kV 高壓開關柜如果出現了運行故障就會對相關電路的電力傳輸造成嚴重影響，甚至會因為故障造成大范圍的斷電，從而降低了人民生活的質量。所以，近些年來電力行業也對開關柜的質量加以重視，保證其工作可靠性，開關柜的故障率較以前也有了大幅下降，但是10kV 高壓開關柜作為長期在高壓電網的高電壓、大電流環境下工作的電力設備，難以避免會出現運行故障。下面將對10kV 高壓開關柜在運行中出現的常見故障進行分析總結，提出相應的處理對策。

[1]梁亮.珠海配網10kV開關柜故障分析及對策研究[D].華南理工大學，2016.

[2]陳楊輝.10kV高壓開關柜的檢修維護探討[J].電子技術與軟件工程，2014(17)：171-172.

[3]馮佳明，王森.10kV高壓開關柜檢修維護注意事項及故障實例分析[J].機電信息，2014(15)：52-53.