配電工程中高壓開關(guān)柜問題研究

李紅霞 朱瑞章

【摘? 要】在改革開放的新時期，我國的綜合國力在不斷的加強，發(fā)電設備和供電設備系統(tǒng)的性能直接對整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)效率和安全起到重要作用。高壓開關(guān)柜是10KV配電設備程序不可缺少的部分，本文主要解析了高壓開關(guān)柜在運用時候還存在的不足，分析了其承擔著的尤為重要的效用，所以，就必須對它有足夠的重視。扼要講解了10KV高壓開關(guān)柜的有關(guān)應用，望能從中找到切實有效的建議方法。

【關(guān)鍵詞】配電工程;高壓開關(guān)柜;解決對策

引言

在配電運行過程中由于高壓開關(guān)柜出現(xiàn)問題而造成的電力事故屢見不鮮，嚴重影響了電力企業(yè)的供電質(zhì)量與用電客戶的滿意度。正因如此，高壓開關(guān)柜的設計與應用成為現(xiàn)如今配電工程施工建設關(guān)注的重點所在。以下結(jié)合個人實踐工作經(jīng)驗，就配電工程中高壓開關(guān)柜的實際使用情況加以闡述，提出幾點個人建議，以期為進一步促進高壓開關(guān)柜設計水平的有效提升奠定有益基礎(chǔ)。

110kV高壓開關(guān)柜簡介

10kV高壓開關(guān)柜是一種成套配電裝置，其組成部件包括：接地開關(guān)、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)、占用變壓器、高壓熔斷器、高壓斷路器、互感器與接觸器，和一些調(diào)整、保護、控制、測量的裝置，支持件、連接件內(nèi)部輔件。一般來說，空氣或負荷絕緣材料為開關(guān)柜內(nèi)的絕緣介質(zhì)，對電網(wǎng)電能進行接收、分配是其功能。應當重點注意的是：為防止在運行中的高壓開關(guān)柜發(fā)生事故，設計者應嚴格依據(jù)我國有關(guān)標準、客戶需要設計10kV高壓開關(guān)柜。

210kV高壓開關(guān)柜的運行故障

2.110kV高壓開關(guān)柜的運行故障及其解決對策

第一，高壓開關(guān)柜絕緣結(jié)構(gòu)設計缺乏合理性。可以說在配電電網(wǎng)的實際運行過程中，因為高壓開關(guān)柜絕緣結(jié)構(gòu)設計不合理而引發(fā)的高壓開關(guān)柜運行故障問題十分常見。而結(jié)合高壓開關(guān)柜的實際設計情況，我們可以得知，其設計的不合理之處主要表現(xiàn)在高壓開關(guān)柜的絕緣件沒有相對應的屏蔽結(jié)構(gòu)，局部對地距離不夠，矩形母排的尖端場強集中在一起等諸多方面。可以說，這些設計問題的出現(xiàn)嚴重影響了高壓開關(guān)柜的絕緣性能，造成了高壓開關(guān)柜的運行故障。為此，筆者認為要想有效降低高壓開關(guān)柜的運行故障，就應該從高壓開關(guān)柜的絕緣設計入手，做好絕緣設計工作，確保其絕緣結(jié)構(gòu)的合理性。具體來講，在高壓開關(guān)柜絕緣結(jié)構(gòu)的實際設計中，可以通過在高壓開關(guān)柜內(nèi)增加設備的絕緣裕度，調(diào)節(jié)絕緣結(jié)構(gòu)的設計方法，以保證高壓開關(guān)柜在電場中始終處于均勻的分布結(jié)構(gòu)形態(tài)下，進而最大限度地降低因為高壓開關(guān)柜絕緣性能而造成的高壓開關(guān)柜運行故障問題。需要注意的是，在高壓開關(guān)柜絕緣結(jié)構(gòu)的設計調(diào)整上，將屏蔽結(jié)構(gòu)絕緣件放置于開關(guān)柜中，或者將開關(guān)柜的矩形尖端母排設置成為倒圓形，都能夠進一步提升高壓開關(guān)柜絕緣結(jié)構(gòu)設計的合理性，這也是最為常用的設計手段。

2.2開關(guān)柜自身絕緣性能問題

開關(guān)柜自身絕緣性能不足是引起配電工程高壓開關(guān)柜運行中故障問題發(fā)生的主要原因之一。根據(jù)配電工程高壓開關(guān)柜運行的實際情況，對開關(guān)柜自身絕緣性能造成影響的因素主要表現(xiàn)為以下幾個方面。在高壓開關(guān)柜的設計生產(chǎn)中，如果生產(chǎn)廠家對開關(guān)柜的設計制造不嚴格按照有關(guān)要求或標準執(zhí)行，導致開關(guān)柜設備的內(nèi)部帶電體相相之間或相地之間空氣絕緣間隙小于規(guī)定的125mm時，就會在運行使用過程中引發(fā)相關(guān)絕緣故障或問題發(fā)生，進而對開關(guān)柜設備運行使用的安全性與穩(wěn)定性造成影響。高壓開關(guān)柜中相應的配套附件的絕緣性能比較差，也會對開關(guān)柜的絕緣性能造成影響。一些開關(guān)柜生產(chǎn)廠商為了降低生產(chǎn)成本等，選擇一些絕緣性能相對較差的配套附件進行設備制造，導致整個開關(guān)柜的絕緣性能受到了影響，不符合相關(guān)標準，導致故障問題發(fā)生。高壓開關(guān)柜中復合絕緣的空氣間隙設計不合理，這也是影響開關(guān)柜絕緣性能的重要因素。此外，配電工程中高壓開關(guān)柜的運行維護管理也是引發(fā)開關(guān)柜絕緣故障發(fā)生的主導因素。一般情況下，由于配電工程中高壓開關(guān)柜的運行環(huán)境惡劣，易受到粉塵、煙霧、蒸汽、溫度等各種環(huán)境因素的影響，對開關(guān)柜絕緣構(gòu)件的表面造成腐蝕影響，嚴重情況下，還會引起絕緣構(gòu)件腐蝕加劇，絕緣性能受到影響，發(fā)生故障，因此，做好配電工程高壓開關(guān)柜運行維護，降低環(huán)境因素對絕緣構(gòu)件的腐蝕影響，是避免故障發(fā)生的有效措施。

2.3雷擊給高壓開關(guān)柜造成的故障問題

配電工程中的高壓開關(guān)柜極易因為雷擊危害而造成絕緣串子被擊穿，進而產(chǎn)生高壓開關(guān)柜故障問題。筆者認為針對這一問題，可以在配電線路的變電設備上安裝相應的避雷防護措施，以此降低雷擊給高壓開關(guān)柜所造成的損害。同時，還可以選擇提升高壓開關(guān)柜裕度的方式以及設置架空線路避雷保護，以此降低高壓開關(guān)柜出現(xiàn)因雷擊而造成的運行故障。

2.4配電器內(nèi)部構(gòu)造原因

當前，多數(shù)高壓開關(guān)柜采用冷軋鋼板彎制鉚焊，所以，為了保證開關(guān)柜柜體的質(zhì)量，在表面進行噴漆加強強度，同時為了柜體表面的均勻、平整以及耐腐蝕的能力達標。在這些高壓開關(guān)柜中，多數(shù)運用導軌對電氣元器件進行加裝，用于實現(xiàn)電氣連接的配件產(chǎn)品與金屬殼不管在正常工作情況下還是發(fā)生問題的條件下，應該保證安全距離。在高壓開關(guān)柜中，安裝配電供電裝置主供電線路應利用防止燃燒的絕緣材料進行加固，以達到耐高溫的標準。在部分實際運用中，通常錯誤的認定只要把絕緣原料和金屬殼以絕緣方式分隔，就不會出現(xiàn)閥或臂呈現(xiàn)低電阻流過正向電流的狀態(tài)的問題，現(xiàn)實中卻根本不可能實現(xiàn)。此外，在高壓開關(guān)柜的運用過程中，通常會發(fā)生電氣元器件與導體銜接不牢固的毛病。假如一個電氣連接的配件產(chǎn)品與多根導體相連，就有幾率發(fā)生問題，甚至引發(fā)火情。

2.510kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設計改進對策

首先，運轉(zhuǎn)車上導軌與開關(guān)柜導軌間的縫隙往往會在使用運轉(zhuǎn)車時出現(xiàn)，導致有較強沖擊力于運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生，為了防止沖擊力的產(chǎn)生，應當致力使二導軌接觸時無縫隙出現(xiàn)。其次，特別將鎖定裝置設計好：為使運轉(zhuǎn)車鎖定實現(xiàn)，可應用摩擦自鎖原理，設計出一凸輪裝置，該裝置工作過程為：柜體和掛鉤接觸面間在未鎖定凸輪時，會因彈簧作用出現(xiàn)一些間隙，可保證運轉(zhuǎn)車掛鉤的成功插入，并將柜體勾住;然后，為消除操作間隙、可靠鎖定柜體和運轉(zhuǎn)車，可對凸輪進行逆時針轉(zhuǎn)動，在對斷路器手車推拉時，不以人力將運轉(zhuǎn)車頂住，以提高操作可靠性;并且，為確保受力變形不于掛鉤轉(zhuǎn)軸上出現(xiàn)，可改掛鉤轉(zhuǎn)軸處為腰型孔，并在未鎖定時，彈簧將前拉掛鉤，以確保柜體和掛鉤的常規(guī)操作間隙。最后，在使用運轉(zhuǎn)車一定時間后，凸輪與掛鉤將發(fā)生磨損，進而不斷增大二者間縫隙，鎖緊力就會被減少，人們可設調(diào)整墊于二者間，以防止此類狀況出現(xiàn)，用戶可以根據(jù)個人需要選擇是否添加作為配件的調(diào)整墊。

結(jié)語

在配電運行過程中由于高壓開關(guān)柜出現(xiàn)問題而造成的電力事故屢見不鮮，嚴重影響了電力企業(yè)的供電質(zhì)量與用電客戶的滿意度。本文以10kV高壓開關(guān)柜為例，對其在運行過程中存在的問題及其解決對策加以闡述，并提出了做好高壓開關(guān)柜故障控制的幾點具體對策，也是希望通過本文的粗淺闡述能夠為廣大同行在今后的實際工作過程中，提供一些有益的參考建議，能夠為高壓開關(guān)柜設計水平的有效提升奠定有益基礎(chǔ)，從而更好地服務于配電系統(tǒng)，保證配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務。

參考文獻：

[1]柳春芳，趙洪，陳國智.10kV高壓開關(guān)柜的選型及新產(chǎn)品的開發(fā)[J].機電工程技術(shù)，2002，（02）：13-15.

[2]褚建平.淺析10kV高壓開關(guān)柜故障原因及防范措施[J].民營科技，2012，（12）：92-93.

（作者單位：山東達馳電氣有限公司）