陳新霞

（國網固原供電公司，寧夏 固原 756000）

1 10 kV高壓開關柜的故障分析

在10 kV高壓開關柜運行過程中，常見的故障類型有4種，即接點故障、熔絲管安裝不當、絕緣子底部斷裂、氣體泄漏等。從10 kV高壓開關柜運行環境來看，氣體泄漏是其中最為常見的故障。在10 kV高壓開關柜中SF6氣體絕緣設備因其本身的絕緣效果和安全可靠性得到了廣泛應用，但如果SF6氣體泄漏，設備本身的安全性就會受到影響，甚至會給周圍的工作人員帶來生命威脅。對于10 kV高壓開關柜而言，在實際運行過程中可能有多方面的原因導致氣體泄漏故障問題發生，而且這種氣體故障本身具有一定的隱蔽性，很難被發現，如果不能夠及時處理，就會逐漸演變為嚴重的故障問題，因此需要落實針對性的檢修處理技術。

35 kV變電站HG4-12型525開關柜是在2020年4月開始生產，2020年6月投入使用，至今已運行2年。2020年4月9日10時00分，運維監控班發現35 kV變電站525開關柜低壓告警并閉鎖，變電檢修中心立即組織檢修和試驗人員于當日11時20分到達現場檢查，進入10 kV配電室前嚴格落實“先通風、再檢測、后作業”要求，符合作業條件后，工作人員進入10 kV配電室現場檢查，發現525開關柜SF6密度繼電器壓力降至 0.1 MPa，低于額定壓力 0.14 MPa。經外觀檢驗，沒有任何問題，525斷路器人工操縱至分閘位置后，對525開關柜補氣及漏氣的檢測方法進行了探查，發現密度繼電器的壓力沒有增加，即立即停止補氣，由此推斷525開關柜SF6氣室破裂與大氣相通，初步分析可能是因為開關柜防爆膜破損、電纜接入處F軸頭破裂或存在沙眼導致漏氣。圖1是現場發生的氣體泄漏。

圖1 防爆膜破損

2 10 kV高壓開關柜氣體故障處理技術要點分析

由上述可知，10 kV高壓開關柜在電力行業中得到了廣泛應用，但在實際運行過程中存在諸多問題，如氣體故障沒有經過系統的處理，不僅會影響到設備的正常運行，還會給企業帶來巨大的損失。因此必須圍繞10 kV高壓開關柜氣體故障設計出檢修方案，避免開關柜異常。

2.1 檢修工作中需要注重前期監測控制

當10 kV高壓開關柜出現氣體故障后可能會出現氣壓值下降，最終出現低氣壓告警并閉鎖的情況。工作人員在故障檢測過程中，必須要嚴格按照“先通風、再檢測、后作業”的原則展開工作，找到氣體故障的具體位置和造成氣體故障的主要原因。需要注意的是，很多時候開關柜出現氣壓值異常，并不意味著開關柜氣體故障，因此在前期檢修過程中需要對氣壓值進行檢測，并且通過相應的故障處理操作判斷具體的問題類型，最終找到氣體故障位置，確認氣體故障情況。

根據10 kV高壓開關柜氣體故障案例，在診斷檢修氣體故障方案中。最為關鍵的是對氣壓值指標數據的監控測量分析，通過實際得到的數據，可以更加精準地判斷10 kV高壓開關柜的運行情況，明確氣體故障問題。根據某變電站2號站用變525開關柜防爆膜破損氣體泄漏分析報告的內容來看，在實際檢測處理過程中先進行了外觀檢測，然后對密度繼電器壓力進行檢測，通過補氣檢測的方式最終判斷具體的泄漏點。以另一10 kV高壓開關柜氣體故障處理工作來看，工作人員到達現場后運轉軸流風機10 min，確認氧氣濃度大于18%，SF6氣體含量低于1 000 μL/L后，才進入了配電室，并且對開關柜、電線進行檢測。結合經驗來看，通過補氣數據監測，可以準確分析判斷開關柜氣體故障的具體位置，在補氣過程中判斷線路絕緣、耐壓情況，在此基礎上，針對性地落實開關柜維修工作，切實提高開關柜本身的運行可靠性[1]。不僅如此，這些監測工作全面系統地落實讓開關柜運行的可靠性得到提高。10 kV高壓開關柜本身是一個相對復雜的系統，每一次氣體故障的發生都會縮短開關柜的使用壽命，因此，在檢修技術要點中最為關鍵的就是監測手段，打破開關柜事后維修的禁錮，盡早處理可能存在的潛伏性氣體故障，讓氣體故障在初始狀態下加以排除，切實提高開關柜本身的運行可靠性。尤其是氣壓值的監控，一旦發生變化，就要立即進行局放檢測，從而綜合判斷10 kV高壓開關柜具體的氣體故障類型，展開相應的處理工作，確保處理效果。

2.2 現場檢修工作中需要充分把控細節

在10 kV高壓開關柜氣體檢修工作開展過程中，要盡可能采取切實可行的檢修手段，避免二次維修。科學合理的檢修方法本身也能夠有效降低10 kV高壓開關柜氣體故障二次發生概率，確保運行工作的穩定性。以本文案例為例，在進入檢修現場后，根據補氣檢測后發現密度繼電器始終沒有變化，以此初步判斷開關柜SF6氣室破裂與大氣相通，可能會出現防爆膜破損、電纜接入處F軸頭破裂或存在沙眼等問題。最終決定對開關柜進行抽真空處理，并且要對10 kVⅡ母線停電處理。在現場檢修中可能不會發現明顯的氣體故障現象，需要展開仔細的檢查，才能夠發現其中存在的問題[2]。如10 kV高壓開關柜防爆膜破損問題，需要打開柜門進行逐項檢查，確認具體的故障位置。如果發現泄漏點為防爆膜破損，檢修人員第一時間對防爆膜進行處理，先用無毛紙蘸取酒精擦拭防爆膜及周圍部分，防止灰塵進入氣箱，然后在相應安全措施落實的基礎上，拆卸破損的防爆膜。在安裝新防爆膜前，檢修人員對該氣室內部進行了相應檢查，未發現內部有放電等異常痕跡后安裝了新防爆膜并在防爆膜密封槽內涂抹一層密封硅脂，如圖2所示。除此之外，還更換了干燥劑，以此確保后續運行安全。從氣體故障處理工作中可以看出，局部檢修處理工作是10 kV高壓開關柜氣體故障處理工作目前最為主要的方式，需要注意的是這種局部處理方案對檢修人員的要求較高，在處理前和處理后都要經過詳細的檢查，并且對局部位置進行系統的清理，確保檢修效果、質量最為關鍵。檢修工作結束后還需要對檢修位置進行檢查，提高檢修效果，防止氣體故障二次發生。

圖2 安裝新的防爆膜

2.3 檢修工作中需要考慮零部件的性能

在10 kV高壓開關柜運行過程中經常會出現漏氣問題，如果沒有及時處理可能會對整個運行環節造成負面影響。10 kV高壓開關柜中存在很多零部件，隨著運行時間的延長，這些零部件可能出現問題，而氣體故障處理的主要任務就是更換這些發生問題的零部件，如F軸頭、防爆膜等。

變電維修中心員工常規巡檢過程中發現，35 kV變電所內的500 kV開關柜SF6壓力從0.14 MPa下降到0.13 MPa。在500 kV開關柜的外側進行對SF6氣體含量進行精測，在500 kV開關柜后柜門下面的裂縫中發現少量SF6氣體。經過調度和操作人員的協調，對這個開關柜進行了補氣處理，使之達到0.14 MPa。后續出現單相接地故障，接到調度指令后立即通知變電站維修中心進行處置[3]。檢修人員到現場查看，10 kV配電室內有煙霧，經軸流風機10 min后，工作人員進入配電間，經檢測500 kV開關柜SF6壓力下降至0.10 MPa。10 kVⅠ、Ⅱ母間隔SF6氣壓正常，500斷路器和502斷路器處于“分”狀態，10 kVⅡ母線無壓。10 kVⅡ母絕緣和耐壓試驗是在斷開500-1和500-2絕緣開關后進行的，耐壓試驗通過。維修人員認為故障是由于線路接地引起的，主變自帶保護動作，使斷路器502和500斷路器斷開，母線瞬間過電壓，導致500 kV開關柜的密封被燒毀，開關柜氣體泄漏。請求調派500 kV開關柜進行檢修后，檢修人員將開關柜前后柜門打開，發現500 kV開關柜后柜 C相母線連接用 F軸頭有明顯的燒焦痕跡及放氣聲音。如圖3所示F軸頭有明顯裂紋。

圖3 F軸頭有明顯裂紋

這一案例中可以看出，檢修人員充分全面地了解零部件性能，在實際檢修過程中能及時確認相應的漏氣問題。借助氣壓試驗，測定是否存在漏氣問題，如果數據不在合理范圍內，就要針對內部零部件進行系統清洗處理，以便及時地發現問題。10 kV高壓開關柜本身較為復雜，其中涉及諸多不同的零部件，在長期運轉的過程中，零部件無法避免地出現磨損，隨著應用時間的推移，零部件出現氣體故障的概率也會不斷提高，因此在檢修工作中，還需要對零部件進行系統的控制和把握，切實提高檢修質量，針對不同的零部件拆卸工藝進行全面分析。在進行10 kV高壓開關柜拆卸檢修過程中，采用了GF306 SF6紅外檢漏儀測試的方式完成檢修工作，以此保證其他零部件的可靠性，也能夠讓檢修工作得到順利完成[4]。

2.4 檢修工作中需要制定切實的檢修計劃

根據前文的分析可知，10 kV高壓開關柜在運行過程中可能存在氣體故障問題，造成氣體故障的原因多種多樣，檢修工作壓力較大，需要結合具體的氣體故障類型、故障原因、故障特點展開分析，制定形成相應的檢修流程，強化檢修效果，對氣體故障進行系統排查和分析，以此確保氣體故障處理效率、質量、效果[5]。如絕緣氣體故障問題處理工作涉及多個方面，需要展開系統的排查，才能夠確定最終的問題。

具體的檢修流程如下：（1）查看氣體泄漏狀態；（2）查看氣體泄漏所在位置；（3）檢查電纜接入處F軸頭的區域。

此時不能盲目地啟動運行，否則會導致嚴重的后果，必須要確保現場氣體安全后才可以開展后續檢測。氣體故障處理工作已經形成了完善的檢修流程，對檢修氣體故障要點也有著明確的規定，需要檢修人員不斷地積累工作經驗，在實際過程中有針對性地落實科學的檢修流程和檢修技術。與此同時，嚴格遵守相應的檢修規定，仔細分析氣體故障問題，并進行檢修工作，讓檢修質量得到全面系統的提高。

除此之外，新投入的10 kV高壓開關柜也要經過一系列的檢修檢測，確認沒有問題后才能夠正式地投入使用，以此最大程度避免10 kV高壓開關柜在運行過程中出現問題。如用專用SF6充氣接頭將合格的SF6氣體充入開關柜氣室中，充氣前應檢測氣瓶內氣體含量和純度合格，充氣時應緩慢充入，將氣壓充到額定值即可。確認所有密封面未發現氣體滲漏現象，就可以正式投入使用[6]。

3 結 論

綜上所述，10 kV高壓開關柜在運行過程中受到多方面因素的影響，經常會出現不同程度的氣體故障問題，需要結合實際對氣體故障落實針對性的維修檢測處理手段，以此確保開關柜可以正常運行。在落實檢修工作過程中，需要綜合應用不同的技術手段，針對檢修過程中的細節形成充分把控，以此確保故障處理效果最大化。