10KV高壓開關柜故障原因分析及措施

武洋 陳金英

摘要：隨著科學技術的快速發展，人們的工作和生活逐漸方便起來，這無形中就加大了電力系統的壓力，為了滿足人們的需求并保障生活工作能夠順利進行，我國電力企業也逐漸增加了對高壓電的使用，10KV開關柜就是比較普遍的產品。然而，在開關柜的運行中會存在多方面的問題影響電力供應，給人們的工作和生活帶來極大的損失。本文就針對10KV高壓開關柜故障原因進行分析，然后提出有效的解決措施。

關鍵詞：10KV開關柜；故障；原因；措施

我國的電力行業伴隨著我國國力的增強和科技的發展，近些年逐年快速發展。正是因為這個原因，我國的10kV高壓電控柜在各個行業中有了很好的發展前景，用戶的使用數量在不斷增多。但是由于我國的基礎電力和最新科學技術發展有一定的距離，導致了我國的高壓電控柜在應用過程中出現了很多的問題，同時也面臨了很多的困難。根據用戶的反饋和現場的反饋，我國的10kV高壓電控柜在運行過程中還是有一定的使用故障或者是技術問題，文章主要是將現場的問題反饋進行匯總，同時針對各個不同的運行問題和故障，根據多年的工作經驗給出相應的處理方法或者是建議，希望通過文章的處理方法或者建議能夠規避或者防止高壓開關柜在運行過程中出現的問題和故障，為我國的高壓開關柜穩定運行保駕護航。

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高壓開關柜常見故障原因分析

2.1絕緣性能相對較弱

高壓開關柜作為電力系統開關設備的典型，其具有兩線特點，即范圍廣、數量多。同時，高壓開關柜還存有相應的優勢，但基于使用環節故障與問題的頻發，致使其難以發揮自身價值，從而引發不可預料的后果。在此過程中，關于高壓開關柜絕緣性能相對較弱，可從以下幾點進行分析：首先，爬距、空氣間隙尚未達標。對于10kV高壓開關柜實際使用工作而言，諸多故障成因為爬距和空氣間隙尚未達標。即在10kV高壓開關柜故障發生時，通過故障制因的尋找與處理，方可避免后續系列性問題的發生。其次，加工質量過于粗糙。針對高壓開關柜，于實際制作環節的耐壓程度，往往由加工質量、加工水平而決定。但是，在10kV高壓開關柜耐壓性檢測中，若因某元件、某環節耐壓性尚未達標，則會誘發加工質量粗糙問題，從而對操作人員生命安全產生威脅。

2.2防爆性與防護性過低

10kV高壓開關柜運行階段，由短路和絕緣老化等誘因造成的一次回路短路故障，使其能夠在數萬安培電流的影響下，衍生高溫、高壓氣體，再者柜體空間相對狹窄，無法在短期內實現氣體釋放的目的，從而造成開關柜爆裂和損壞等問題，最終對操作人員產生誤傷。對此，筆者建議于10kV高壓開關柜設計階段，以泄壓措施的綜合考究為前提，避免發生爆裂/損壞等狀況。

2.3材料設備質量差和工藝上的缺陷

在電力系統的運行過程中，高壓開關柜所采用的各類元器件和材料的質量，硬性地決定著該開關柜的性能。市場上銷售的各類柜內使用的元器件品類繁多，質量也良蕎不齊。當10kV高壓開關柜內部采用質量低劣的元器件時，在長時間運行后，極易造成開關柜絕緣性能的損壞。比如，真空斷路器在電流值在不穩定和真空泡在真空度大幅下降的情況下都會出現故障，嚴重的話會引起爆炸，即便是采用的各元器件都是合格的，且都能通過各類實驗，但是組裝之后也依然可能出現整臺開關柜試驗不合格的狀況；出現這類問題的根源是設備制造質量差或工藝上的缺陷。常見的此類問題有柜內緊固螺絲在旋緊時，沒有按照規定進行操作，使得旋緊之后露出部分過長，支持瓷柱的緊固底板在支持瓷柱處未做應有的特殊處理，電纜制作工藝不良造成內部短路等。工藝上的缺陷往往會減小柜內安全距離，影響開關柜內部絕緣，使整臺開關柜的絕緣性能嚴重下降。

2.4柜體發熱

從整體上來看，10kV高壓開關柜發熱屬于正常現象，但若因導電回路、柜體過熱而導致的發熱，則不可納入正常狀態。其中，導電回路引起的柜體發熱，主要由導電回路發熱、散熱兩點成因，即在回路接頭處存在接觸不良問題，可在開關閉合的情況下，造成熱量聚集，從而衍生局部過熱現象。而柜體過熱則主要由10kV高壓開關柜主母導體電流超負荷運轉，使其發生熱量持續堆積問題，當超出規定界限時，則可誘發柜體過熱狀況。在此過程中，市場常見10kV高壓開關柜導體主要為銅材質、鋁材質，但因純度過低，電阻過大引起熱量集中。

3、10kV高壓開關開關柜故障的預防對策

3.1做好環境安全保護工作

在運行前應先做好環境方面的保護措施，從而保證電力系統的正常穩定運行。在此方面則可以在通風窗前裝置網柵或者是灰塵過濾器的方法來降低高壓開關器處的灰塵進入量，從而在環境上對其起到一定的保護作用。另外，在環境的濕度方面則可以通過裝載紅外線燈加熱或者是去濕器的方法來降低濕度，從而減少高壓開關器污閃的現象。

3.2安全與性能等方面

高壓開關柜作為一種高壓成套設備，在考慮良好運行和正常供電的同時還要考慮到安全用電，保證運維人員的人身安全。開關柜內部各導體之間的凈距離必須滿足電力行業的標準：各相之間以及對地空氣間隙必須在125mm以上。當高壓開關柜內部采用了新型復合材料時，需要加強各絕緣材料介電常數間的配合，該處理可有效減小鹽霧及有害氣體對母線的侵蝕。繼電保護裝置也是需要考慮的方面，比如在安裝保護裝置時要嚴格按照標準操作；在系統運行方式發生變化時，要及時調整保護方式以適應系統運行方式的變化；在斷路器容量不足時要重新調整繼電保護參數等。

3.3增加設備的維護檢測

日常設備的維護是必不可少的，可以防患于未然，把問題解決在萌芽狀態，對設備安裝區域進行合理地劃分，安排固定人員進行定期檢修維護，檢查設備元件的使用情況。更新檢修的設備和技術，利用高科技設備和方法提高工作效率。同時設置故障問題報修熱線，鼓勵群眾對有異常的設備進行報修，對設備問題分析和最優化處理，進行最合理的調度，安排工作人員以最快的效率進行檢修，保障人民群眾的安全。

4、結束語

電力系統的穩定運行能夠保障人們的用電安全，所以必須降低10kV高壓開關柜在運行過程中發生故障的機率，嚴格按照安全標準選購材料設備，提高工作人員的專業程度，規范安裝維修程序，提高操作技能，確保高壓開關柜能安全高效的運行，從而提高電力系統的效率。

參考文獻

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（作者單位：昊華宇航化工有限責任公司）