10kV開關柜避雷器故障處理研究

廖傳敏

摘 要：開關柜的主要作用是在電力系統進行發電、輸電、配電和電能轉換的過程中進行開合控制和保護用電設備。本文主要介紹10kV開關柜避雷器的故障原因，并從加強設備養護、健全管理體系、推動設備升級、優化負荷線路四個方面探究10kV開關柜避雷能力的提升路徑，旨在進一步優化電力系統安全環境。

關鍵詞：10kV開關柜;避雷器;設備養護;故障處理

引言：隨著我國電力系統建設進程的不斷推進，10kV開關柜避雷器故障處理已成技術熱點，直接影響著用電安全。目前，10kV開關柜可分為交流開關柜和直流開關柜，主要由斷路器、隔離開關、負荷開關等部件構成，考慮到雷擊對電力系統的不良影響，加強10kV開關柜避雷器故障處理至關重要。

1.10kV開關柜避雷器故障原因

通過對10kV開關柜避雷器的故障問題進行深入分析，發現原因主要包括避雷器閥片側面高阻層裂紋、避雷器內部受潮、雷電沖擊電流、互感器選型問題和接地網等，其中避雷器閥片側面高阻層裂紋的主要故障表現為接地故障且絕緣電阻為0，故障原因一般為閥片與側面高阻層的熱膨脹系數出現較大差異;避雷器內部受潮的故障表現為避雷器底部瓷套溫度明顯上升且內部金屬部件銹蝕嚴重，主要原因為設備安裝前受潮或開關柜密封不當;雷電沖擊電流的故障表現主要為閥片破裂及相關外套管爆開，故障原因一般為雷擊電流超過設備負荷導致線路故障;互感器選型原因所導致的10kV開關柜避雷器故障主要體現在C相接地現象明顯，高壓室受到影響，煙感報警系統被觸發等，在這種情況下，管理人員或檢修人員無法深入檢查站對設備進行維護，同時，該原因所導致的10kV開關柜變電器故障還具有頻發性特征，不利于維護電力系統的穩定運行狀態，一般來說，10kV開關柜避雷器系統需根據實際受壓情況選擇電壓互感器，半絕緣電壓互感器將直接影響設備使用壽命。就接地網原因所導致的10kV開關柜避雷器故障而言，故障發生后，相關主設備的電阻值將快速上升，繼而導致電壓無法通過接地網泄壓，避雷器長期處于過壓狀態，并最終被擊穿損壞，無法發揮原有避雷效應。

2.10kV開關柜避雷器故障預防處理措施

2.1加強設備養護

10kV開關柜避雷器故障的預防處理是有效延長相關電氣設備使用壽命，提高系統運行穩定性的關鍵環節，以下對加強設備養護提出相關建議：

首先，相關技術人員應從全局出發，制定較為完善的設備管理流程，針對不同的負荷環境，提高設備管理的針對性和有效性，例如，針對雷擊電流所導致的避雷器故障，技術人員在設備養護中應精細化分析過往雷擊事件中閥片上沖擊電流分布的均勻性，以有效調整設備的電流承載能力;其次，在10kV開關柜避雷器設備養護過程中，應有效融合現代化信息技術，如在線監測技術等，技術人員可基于10kV開關柜避雷器檢修工作的具體情況，完成相關設備、線圈電流、振動信號的在線檢測，同時在在線監測過程中，還應致力于開展設備常見故障預防分析，并利用客觀設備相對值比較法，對具體設備進行運行效果評價，導出運行注意點和養護要點，延長設備使用壽命。最后，在10kV開關柜避雷器故障預防處理中應制定較為完善的管理規劃，使設備管理人員能夠按照具體設備管理規程對設備運行狀態進行監管，以提高設備養護的及時性和有效性。例如，可在10kV開關柜避雷器設備養護過程中充分明確設備維護標準，并制定設備的運行指標，包括開關柜密封指標、防潮標準及空間內部的濕度系數等，以提高養護工作的實效性，督促設備管理人員全面提升對10kV開關柜避雷器故障預防處理的重視程度，并積極開拓技術視野，積累工作經驗，提高故障處理水平。

2.2健全管理體系

中國電器工業協會電控配電設備分會信息顯示，2017年～2020年，我國開關柜產量分別為48.54萬面、45.85萬面、44.49萬面和44.02萬面，由此可知，我國仍舊具有較大的開關柜應用需求。可通過深入健全管理體系，提高10kV開關柜避雷器故障處理水平，以下對其提出相關建議：

首先，電力系統管理人員可從實際情況出發，深入挖掘10kV開關柜變壓器的故障來源和故障表現，并構建現代化的信息體系，實現故障信息的全面錄入，以支持后續管理工作的合理開展。其次，在健全管理體系的過程中，應有效融合相關現代化信息技術，如數據挖掘技術、物聯網技術等，其中，數據挖掘技術可用于構建10kV開關柜避雷器信息數據庫，全面整合避雷器設備運行環境以及雷擊影響，動態掌握避雷器接地電阻數值，以數字化的信息傳遞方式支持管理人員完成設備的常態化管理和精細化管理，而物聯網技術在10kV開關柜避雷器故障處理中的應用可有效支持相關技術人員實現設備的遠程維護和管理，能夠有效避免避雷器故障后，高壓室冒煙嚴重，煙感報警系統被觸發，無法進入檢查站搶修設備的問題，通過有效布設傳感器，技術人員能夠實現設備的遠程管理和操控，以便在發現運行風險后及時關閉運行系統，降低事故危害。最后，在健全管理體系的過程中應從全局角度出發，全面更新管理意識，滿足實際管理需求。

2.3推動設備升級

面對日益提升的電能需求量，我國在電力系統建設中投入了大量的人力、物力和有力政策，使得電力環境日益完善，但同時復雜原因所導致的電力風險也與日俱增。10kV開關柜避雷器的合理應用有助于降低雷電天氣中開關柜的運行風險，提升整個電力系統的安全運行系數，可通過推動設備升級，完成10kV開關柜避雷器的故障處理，以下對其進行介紹：

首先，在設備升級過程中，相關技術人員應基于電力系統的安全運行需求，完成10kV開關柜避雷器設備狀態分析，通過布設傳感器全面整合設備的運行信息，并與正常運行信息進行比對，有效導出實際需求，并制定合理的設備升級方案。其次，在推動設備升級的過程中應從長遠角度出發，致力于搭建現代化、自動化的設備運行體系，以支持10kV開關柜避雷器運行系統具備智能化的故障報警和故障定位功能，有效輔助設備管理人員完成故障的針對性修復和設備養護。最后，在推動設備升級的過程中，相關技術人員應全面加強對互感器選型的重視程度，并對開關柜內避雷器的接地引下線進行改造，采取適當消諧措施進一步增加電壓互感器的抗諧能力[1]。

2.4優化負荷線路

中電聯信息顯示，2014年～2020年，我國全社會用電量增速分別為5.56%、0.96%、4.88%、6.58%、8.69%、5.33%和3.10%，由此可知，未來一段時間內，電力系統的總體負荷還將持續增長。在這種情況下，10kV開關柜避雷器的過壓風險將明顯提升，可通過優化負荷線路，提高10kV開關柜避雷器設備的運行穩定性，以下對其提出相關建議：

首先，考慮到不同負荷環境下互感器的應用穩定性具有明顯差異，在優化負荷線路時，可提升互感器選型的針對性，根據不同類型電壓互感器所導致的避雷器頻繁故障問題，技術人員可通過開展接線實驗，對不同互感器的運行狀態進行模擬，并結合實際的互感器運行環境對負荷線路的具體負荷情況進行調節，降低10kV開關柜避雷器故障發生風險。其次，在優化負荷線路的過程中應考慮到電壓互感器的并聯運行情況，避免系統不對稱產生高幅值鐵磁諧振過電壓，通過合理控制并聯數量，實現10kV開關柜避雷器故障的有效預防。再次，負荷線路的優化是延長避雷器設備使用壽命的有效措施，技術人員可根據實際情況設置防諧方案。最后，可通過對低負荷線路進行停運處理，完成諧振過電壓的全面消除，避免容抗增加所導致的避雷器故障問題，進一步滿足保護接地需求[2]。

結論：總而言之，當前我國正處于電力環境建設的關鍵時期，基于10kV開關柜避雷器對電力系統穩定性的影響，相關技術人員應根據10kV開關柜避雷器的故障原因，合理加強設備維護，健全管理體系，推動設備升級，優化負荷線路，延長10kV開關柜避雷器的使用壽命。

參考文獻：

[1]王雅.開關柜、環網柜設備運行問題分析及對策[J].現代制造技術與裝備，2019（09）：141-142.

[2]陳博棟，包艷艷，等.10kV開關柜金屬氧化物避雷器局部放電精確定位及缺陷分析[J].電瓷避雷器，2019（03）：118-122.