10kV中置式開關(guān)柜常見故障及解決對策探討

宣青松

摘要：基于10kV中置式開關(guān)柜對于建設(shè)智能電網(wǎng)的重要性，文章首先分析了10kV中置式開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)及其在電網(wǎng)中的應(yīng)用，再結(jié)合實踐對10kV中置式開關(guān)柜的常見故障展開分析，分析了絕緣故障、開關(guān)柜錯誤動作、開關(guān)柜過熱引發(fā)故障這三類常見故障產(chǎn)生的原因，并有針對性地從技術(shù)、管理、運維三個層面探討了解決對策。

關(guān)鍵詞：10kV中置式開關(guān)柜；絕緣擊穿；運維措施；智能電網(wǎng)；開關(guān)柜錯誤動作 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM591 文章編號：1009-2374（2016）33-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.029

近年來，我國提出建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略規(guī)劃，將投入大量的人力與物力用于配電網(wǎng)的建設(shè)，受到電網(wǎng)長期以來“重高壓輕低壓”思想的影響，10kV配電網(wǎng)一直是我國電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)設(shè)備老化相對嚴(yán)重，故障率一直居高不下。下文將以10kV中置式開關(guān)柜為切入點，分析其常見的故障和解決措施。

1 10kV中置式開關(guān)柜及其在電網(wǎng)中的應(yīng)用

開關(guān)柜是我國電網(wǎng)中的基本設(shè)備，10kV中置式開關(guān)柜又稱鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備，與傳統(tǒng)開關(guān)柜相比，其具有模塊化結(jié)構(gòu)，在安裝、檢修等工作中具有一定優(yōu)勢。常見的中置式開關(guān)柜具有高低結(jié)構(gòu)和等高結(jié)構(gòu)兩種，如圖1所示：

中置式開關(guān)柜的高低結(jié)構(gòu)前側(cè)和后側(cè)不一致，一般前側(cè)高度為2.3m，后側(cè)高度為2m，其母線為品字形布置，同時儀表室獨立于其他裝置；中置式開關(guān)柜的等高結(jié)構(gòu)則前側(cè)與后側(cè)高度一致，其母線呈垂直的一字型布置，儀表室和柜體是一體的。同時，中置柜的接地開關(guān)也有前置與后置之分，考慮到操作空間與運行維護方面，目前中置柜基本上采取接地開關(guān)中置的等高結(jié)構(gòu)。

10kV中置式開關(guān)柜長期運行在大電流、高電壓、溫度異常等惡劣環(huán)境下，中置柜是配電網(wǎng)系統(tǒng)中故障率較高的電氣設(shè)備，常常存在絕緣失效、發(fā)熱異常等問題，嚴(yán)重情況下會引起故障，因此有必要對10kV中置式開關(guān)柜的常見故障進行詳細分析，以有針對性地提出應(yīng)對策略。

2 10kV中置式開關(guān)柜常見故障

10kV中置式開關(guān)柜屬配電裝置的一種，其設(shè)計結(jié)構(gòu)中既沒有電氣閉鎖結(jié)構(gòu)，又沒有機械閉鎖結(jié)構(gòu)，設(shè)計中也沒有充分的隔離帶電部件，因此柜體內(nèi)散熱情況不佳，零部件容易磨損。目前10kV中置式開關(guān)柜的常見故障就集中于絕緣故障、開關(guān)失效、發(fā)熱故障、觸點接觸不良等問題。

2.1 絕緣故障

10kV中置式開關(guān)柜運行環(huán)境惡劣，在高溫高濕的情況下，容易出現(xiàn)絕緣閃絡(luò)、對地擊穿、套管閃絡(luò)等問題，直接影響開關(guān)柜的絕緣水平，嚴(yán)重者會導(dǎo)致開關(guān)柜漏電、CT爆炸、瓷瓶斷裂等問題，直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行水平。

此外，10kV中置式開關(guān)柜屬于配電裝置，生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量水平良莠不齊，有些制造工藝不佳的產(chǎn)品在運行時，產(chǎn)品的穩(wěn)定性和抗干擾性較差，接點容量偏低，加上現(xiàn)場惡劣環(huán)境的影響，空氣間隙不夠，導(dǎo)致產(chǎn)品絕緣損壞引發(fā)故障，在巨大的故障電流沖擊下，開關(guān)柜內(nèi)的瓷瓶發(fā)生斷裂，導(dǎo)致事故擴大。

2.2 開關(guān)柜錯誤動作

10kV中置式開關(guān)柜能夠在系統(tǒng)故障時斷開連接，切斷短路電流，保障電網(wǎng)人員和設(shè)備的安全，因此，10kV中置式開關(guān)柜的正確動作率是衡量其性能的重要指標(biāo)。但目前，10kV中置式開關(guān)柜運行中出現(xiàn)誤動和拒動故障的概率還比較高。

綜合分析，導(dǎo)致10kV中置式開關(guān)柜故障率較高的原因主要有以下兩方面：一是10kV中置式開關(guān)柜結(jié)構(gòu)中既沒有電氣閉鎖結(jié)構(gòu)又沒有機械閉鎖結(jié)構(gòu)，一旦輔助回路或電氣控制回路故障，例如輔助開關(guān)之間切換失效，就可能導(dǎo)致誤動作；二是10kV中置式開關(guān)柜由于安裝于低壓配電系統(tǒng)，可能經(jīng)常需要拉合故障電流，動作次數(shù)多后，開關(guān)的傳動系統(tǒng)與操作機構(gòu)之間可能出現(xiàn)機械故障，如銹蝕、卡澀、端子松動等，就會導(dǎo)致開關(guān)柜部件局部位移，出現(xiàn)脫口失效，引發(fā)10kV中置式開關(guān)柜的故障。

2.3 開關(guān)柜過熱引發(fā)故障

10kV中置式開關(guān)柜在正常運行過程中，由于10kV中置式開關(guān)柜接入的主母線運行負荷電流較大、發(fā)熱功率高，同時多次拉合負荷電流等原因，一般都伴隨輕度發(fā)熱的情況，輕度發(fā)熱可以繼續(xù)觀察，但是如果10kV中置式開關(guān)柜出現(xiàn)短時過熱，則極有可能引發(fā)10kV中置式開關(guān)柜故障。

目前，10kV中置式開關(guān)柜內(nèi)部一般設(shè)置有相應(yīng)的泄壓、防過熱、防爆設(shè)備，同時面板上也會有散熱孔、觀察孔、緊急解鎖孔等，如果相應(yīng)的降溫措施失效，如防過熱設(shè)備故障，或接頭接觸不良，則可能導(dǎo)致導(dǎo)體回路不能有效散熱，引發(fā)10kV中置式開關(guān)柜短時過熱，如果超出10kV中置式開關(guān)柜的承受范圍，就有可能引發(fā)故障。

3 10kV中置式開關(guān)柜常見故障的應(yīng)對策略

根據(jù)上文分析可知，目前10kV中置式開關(guān)柜常見故障發(fā)生的主要原因：一是由于其運行環(huán)境惡劣；二是與其設(shè)備性能和制造工藝有關(guān)；三是與設(shè)備的運行和維護情況相關(guān)，因此可以從技術(shù)措施、管理措施、運維措施三個方面出發(fā)，改善10kV中置式開關(guān)柜的運行環(huán)境，降低故障率。

3.1 技術(shù)措施：提升設(shè)備性能

首先，嚴(yán)格把控10kV中置式開關(guān)柜設(shè)備質(zhì)量，做好設(shè)備選型，在設(shè)備的交接和驗收時，嚴(yán)格按照相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備驗收標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)備選型，質(zhì)量差、性能不佳、不符合標(biāo)準(zhǔn)的10kV中置式開關(guān)柜堅決不能入網(wǎng)。

其次，做好10kV中置式開關(guān)柜的檢修工作。由于運行環(huán)境惡劣，10kV中置式開關(guān)柜出現(xiàn)機械故障和電氣故障的概率也較大，如果在檢修中能及時發(fā)現(xiàn)異常情況，如部件銹蝕、絕緣閃絡(luò)、設(shè)備異常發(fā)熱等情況，可以及時排除并修復(fù)，避免故障的發(fā)生。

3.2 管理措施：建立健全管理制度

為了提升10kV中置式開關(guān)柜的安全運行水平，有必要建立健全管理制度，降低由于誤操作造成的開關(guān)柜故障概率。對10kV中置式開關(guān)柜的采購、檢驗、運維、故障檢修等環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，確保各項管理制度都能落到實處，取得實效。

此外，建立專項的管理制度，定期對10kV中置式開關(guān)柜的設(shè)備運行人員進行培訓(xùn)，提升他們對10kV中置式開關(guān)柜相關(guān)技術(shù)的了解，提高對10kV中置式開關(guān)柜故障的處理和分析水平，在變電站巡視和值守的過程中，要對10kV中置式開關(guān)柜的運行情況有充分的了解。

3.3 運維措施：改善開關(guān)柜運行環(huán)境

根據(jù)上文分析，目前10kV中置式開關(guān)柜運行過程中的各類故障都是由于開關(guān)柜運行環(huán)境惡劣引起的，尤其是導(dǎo)體銹蝕、螺絲松動、絕緣破壞等，與開關(guān)柜運行環(huán)境中惡劣天氣、負荷電流發(fā)熱、高溫高濕等環(huán)境密切相關(guān)，因此，日常工作中應(yīng)當(dāng)做好運行和維護措施，改善開關(guān)柜的運行環(huán)境。

基于此，應(yīng)該在實際的運行和維護工作中，定期進行開關(guān)柜清掃和除塵，在夏季等降雨高峰期，做好排水工作，避免因積水而引起開關(guān)柜潮濕，導(dǎo)致絕緣破壞和閃絡(luò)；在用電高峰期，負荷電流發(fā)熱嚴(yán)重時，做好10kV中置式開關(guān)柜的柜內(nèi)散熱，避免因高熱引起的絕緣擊穿和短路故障；有條件的地區(qū)還可以引進先進技術(shù)用于設(shè)備巡檢，例如紅外測溫、超聲波測溫等能夠?qū)^小放電間隙進行檢測的技術(shù)，如果能夠得到有效應(yīng)用，將極大地提升10kV中置式開關(guān)柜的設(shè)備巡檢效率；在對應(yīng)的開關(guān)室內(nèi)加裝除濕設(shè)備或空調(diào)設(shè)備，保持開關(guān)柜內(nèi)的環(huán)境干燥，提升10kV中置式開關(guān)柜的運行壽命，降低因環(huán)境因素導(dǎo)致的10kV中置式開關(guān)柜故障。

4 結(jié)語

10kV配電網(wǎng)直接接入用戶環(huán)節(jié)，其安全穩(wěn)定運行水平與用電質(zhì)量有直接關(guān)系，目前電網(wǎng)中分布有眾多的10kV中置式開關(guān)柜，運行環(huán)境各異，設(shè)備性能也各不相同，這些10kV中置式開關(guān)柜的運行情況與電網(wǎng)安全密切相關(guān)，因此做好對10kV中置式開關(guān)柜的常見故障分析和總結(jié)，提出相應(yīng)的解決對策，對配電網(wǎng)總體的設(shè)備安全穩(wěn)定運行水平提升有重要意義。

參考文獻

[1] 韋科迪.淺析10kV高壓開關(guān)柜故障原因及防范措施 [J].機電信息，2012，（29）.

[2] 王宏，張鐵.10kV高壓開關(guān)柜常見故障分析和對策措 施[J].中國電力教育，2011，（14）.

[3] 宋傳山，楊曉青.淺談10kV高壓開關(guān)柜設(shè)計的幾點體 會[J].科技風(fēng)，2010，（35）.

[4] 潘忠凱.關(guān)于10kV開關(guān)柜運行中存在問題的探討[J]. 廣東科技，2012，（23）.

（責(zé)任編輯：蔣建華）