10kV高压开关柜的故障及防范措施分析

王克为 徐明 周斌

摘 要：电力系统包括的设备和设施较多，而其中高压开关柜就是极为重要的装置，一旦高压开关柜不能正常的运行，则会对电力系统运行的效率带来较大的影响。文章从10kV高压开关柜种类及特点入手，对造成10kV高压开关柜故障的具体因素进行了分析，并进一步对10kV高压开关柜故障的防范措施进行了具体的阐述。

关键词：10kV高压开关柜；故障原因；处理措施

前言

随着经济的快速发展，电力行业得以快速发展起来，为人们提供安全、高质量的电能供应。目前在电力系统中10kV高压开关柜的应用较为广泛，10kV高压开关柜的应用，对电力系统运行的稳定性发挥了重要作用，而且能够在各种故障发生时及时断开连接的设备，使设备和工作人员的安全性得到较好的保障。但在10kV高压开关柜运行过程中，不可避免的会存在着一些较为常见的故障，给电力系统正常的运行带来较大的影响，所以需要对高压开关柜的故障进行深入的分析，并采取切实可行的预防措施，确保其能够更好的保障电力系统运行的安全。

1 10kV高压开关柜种类及特点

目前在电力系统中应用的10kV高压开关柜，其不仅具有较多的种类，而且不同的种类之间也存在着较为显著的区别。在电力系统中较为常见的开关柜大致有固定式开关柜、箱式开关柜、HXGN负荷开关柜、手车落地式开关柜和手车中置式开关柜等几种。（1）在一些变电站或是厂矿企业中应用最多的则是固定式开关柜，这种开关柜具有较大的体积，内容空间较宽敞，所以可以将各种电气元件灵活的摆放在柜里，但由于固定式开关柜其封闭性和防护性都较差，其事故发生率也较高，所以在当前电力系统中已开始逐渐的将其淘汰。（2）在一些户用电场所中，由于其负荷较小，所以多采用箱式开关柜，这种开关柜不仅体积较小，而且散热性能也较差，所以不宜应用在一些较大负荷的供电系统中。（3）在一些新建用户中通常都会选择用HXGN负荷开关柜，这种开关柜不仅具有较多的类型，而且防护等级也较高，维修起来更为简单。（4）在当前市场上应用进口技术产品的产品，通常都会采用手车落地式开关柜，这种开关柜对于箱底的强度具有较高的要求。（5）目前在电力系统中应用最广泛的开关柜为手车中置式开关柜，而且这种开关柜也具有较为明显的优势，具有非常好的市场发展前景。

2 造成10kV高压开关柜故障的具体因素

2.1 绝缘因素

电力设备运行好坏的一个重要指标即是看其绝缘能力，这也是决定高压开关柜能否正常运行的重要因素。当前电力系统中，由于其所使用的电力产品来源较广，而且质量上也存在着较大的差别，这样导致在电力设备维修过程中极易使设备受到损坏，从而对其绝缘能力产生较大的影响。另外绝缘能力受到损坏时，也极易可能是由于维修人员维修不规范所导致的。而在高压开关柜运行过程中，当其处于高负载状态下时，不可避免的导致热量的产生，一旦这种状态下时间过长，则会导致高压开关柜绝缘性能下降。

2.2 安装、检修维护隐患

在安装工作中，有可能会出现电缆绝缘层损坏、未排尽电缆头内部气体、电缆屏蔽层接地不良形成环流等安全隐患，所以要从根本抓起，提高安装工艺水平，杜绝柜内短路现象；在进行大量的检查工作时，一定要将母排连接螺栓固定好，以避免停电事故的发生。

2.3 质量因素

电控柜内质量不合格的元器件会严重影响发电和供电的稳定性，容易引发供电系统中的安全事故，如质量低下的隔离触头在运行时接触不良容易造成电弧故障；由于电力系统主要运行在潮湿、多尘埃的复杂环境中，很容易导致绝缘老化，特别是绝缘能力比较弱的绝缘子头在供电运行中出现剧烈的爬电现象，将对供电安全构成威胁。

2.4 老化因素

随着社会用电量的增多，原先安装的电力设备开始处于老化阶段，各种装置及元器件性能日趋下降。如：真空断路器在使用过程中易发生不同的故障，特别是电流值处于异常变化的故障发生率更高。真空泡在真空度明显降低或者在运行中受损后，真空断路器的整体性能就会随之降低，当出现故障时就容易发生爆炸事故。同时变电站的高压柜，在系统负荷增加后，系统的短路电流和容量也会随之增加。若真空断路器的电流值难以达到系统运行的标准，其常会受到短路故障的影响而降低性能。这些问题的存在都会破坏电力系统的稳定性。

2.5 操作因素

（1）柜体的机械强度不够，当短路电流流经开关的时候，在电动力的作用下而导致柜体与开关之间发生位移，从而致使触头间接触电阻急剧增大，而产生电弧，甚至会引起爆炸。（2）静触头或动触头在长期的使用过程当中，因为它们之间相互的机械磨损而导致接触点或面的减少，从而造成触头之间接触不良的现象。（3）设备安装中因操作不当破坏了结构的完整性，主要表现在：首先，操动机构以及传动系统的机械故障引起的开关柜故障，这种情况体现于卡涩、部件变形或位移、脱扣失灵等；其次，由于电气控制及辅助回路引起的故障，该情况会造成保护装置难以正常执行命令。

3 10kV高压开关柜故障的防范措施

3.1 重视材料的选择

在进行电力系统设计时，就需要对可以导致开关柜故障的因素进行充分的分析，从而在设计时采取科学有效的防范措施。当前市场上所销售的电气元件种类繁多，而且质量参差不齐，这就需要工作人员进行设计时，需要针对不同电气元件的性能和适用环境进行分析，选择质量优良的材料，确保开关柜处于最佳状态。另外也可以在设计时选择一些高性能的材料，这样对于提升设备的安全系数具有更好的效果。

3.2 注重爬电比距的设计

在开关柜设计过程中，爬电比距是一个很重要的参数。只有符合该指标的要求，才能保证整个供电系统稳定安全工作。针对爬电比距，国家有着明确的规定，高压开关柜中各个组件的外缘爬电比距不小于18mm/kV，有机绝缘不小于20mm/kV。为了达到这一标准，电力施工部门应该严格控制相关配件的规格，在必要的情况下，可以找相关厂家定做，以保障电力系统工作的可靠性和稳定性。

3.3 注重安全设计

安全问题是进行任何工程首要考虑的问题，在电力行业同样如此，安全用电是电力行业长远发展的重要前提。为了确保供电系统的安全运行，电力行业制定了相关的标准。比如，高压开关柜内的各相导体之间及对地空气间隙必须在125mm以上。在使用负荷绝缘结构的时候，还要注意不同绝缘材料介电常数的配合。只有这样才能有效避免意外事故的發生，以及烟雾或有害气体对母线的腐蚀。

3.4 性能方面

在对电力系统的保护结构进行设计时，不仅需要严格按照标准进行安装，而且还要对继电保护运行的方式进行不断改善，使其具有更好的性能，更好的确保电力系统安全的运行。而且在对继电器进行更换时，需要重新对一些重要参数指标进行设计。

4 结束语

电力系统要想确保安全、稳定的运行，就需要确保高压开关柜的正常使用，尽量降低使用过程中发生故障的可能性，所以需要在安装改造过程中严格按照相关标准进行，确保安装的质量，同时还要做好一些常见故障的防范措施，确保高压开关柜处于最佳的工作状态下，使电力系统供电的可靠性得到较好的保障。

参考文献

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[3]张平.高压开关柜的发展与现状分析[J].中国科技信息，2007.