10kV中置式开关柜常见故障及解决对策探讨

宣青松

摘要：基于10kV中置式开关柜对于建设智能电网的重要性，文章首先分析了10kV中置式开关柜的结构及其在电网中的应用，再结合实践对10kV中置式开关柜的常见故障展开分析，分析了绝缘故障、开关柜错误动作、开关柜过热引发故障这三类常见故障产生的原因，并有针对性地从技术、管理、运维三个层面探讨了解决对策。

关键词：10kV中置式开关柜；绝缘击穿；运维措施；智能电网；开关柜错误动作 文献标识码：A

中图分类号：TM591 文章编号：1009-2374（2016）33-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.029

近年来，我国提出建设坚强智能电网的战略规划，将投入大量的人力与物力用于配电网的建设，受到电网长期以来“重高压轻低压”思想的影响，10kV配电网一直是我国电网的薄弱环节，配电网设备老化相对严重，故障率一直居高不下。下文将以10kV中置式开关柜为切入点，分析其常见的故障和解决措施。

1 10kV中置式开关柜及其在电网中的应用

开关柜是我国电网中的基本设备，10kV中置式开关柜又称铠装移开式交流金属封闭开关设备，与传统开关柜相比，其具有模块化结构，在安装、检修等工作中具有一定优势。常见的中置式开关柜具有高低结构和等高结构两种，如图1所示：

中置式开关柜的高低结构前侧和后侧不一致，一般前侧高度为2.3m，后侧高度为2m，其母线为品字形布置，同时仪表室独立于其他装置；中置式开关柜的等高结构则前侧与后侧高度一致，其母线呈垂直的一字型布置，仪表室和柜体是一体的。同时，中置柜的接地开关也有前置与后置之分，考虑到操作空间与运行维护方面，目前中置柜基本上采取接地开关中置的等高结构。

10kV中置式开关柜长期运行在大电流、高电压、温度异常等恶劣环境下，中置柜是配电网系统中故障率较高的电气设备，常常存在绝缘失效、发热异常等问题，严重情况下会引起故障，因此有必要对10kV中置式开关柜的常见故障进行详细分析，以有针对性地提出应对策略。

2 10kV中置式开关柜常见故障

10kV中置式开关柜属配电装置的一种，其设计结构中既没有电气闭锁结构，又没有机械闭锁结构，设计中也没有充分的隔离带电部件，因此柜体内散热情况不佳，零部件容易磨损。目前10kV中置式开关柜的常见故障就集中于绝缘故障、开关失效、发热故障、触点接触不良等问题。

2.1 绝缘故障

10kV中置式开关柜运行环境恶劣，在高温高湿的情况下，容易出现绝缘闪络、对地击穿、套管闪络等问题，直接影响开关柜的绝缘水平，严重者会导致开关柜漏电、CT爆炸、瓷瓶断裂等问题，直接影响电网的安全稳定运行水平。

此外，10kV中置式开关柜属于配电装置，生产厂家的产品质量水平良莠不齐，有些制造工艺不佳的产品在运行时，产品的稳定性和抗干扰性较差，接点容量偏低，加上现场恶劣环境的影响，空气间隙不够，导致产品绝缘损坏引发故障，在巨大的故障电流冲击下，开关柜内的瓷瓶发生断裂，导致事故扩大。

2.2 开关柜错误动作

10kV中置式开关柜能够在系统故障时断开连接，切断短路电流，保障电网人员和设备的安全，因此，10kV中置式开关柜的正确动作率是衡量其性能的重要指标。但目前，10kV中置式开关柜运行中出现误动和拒动故障的概率还比较高。

综合分析，导致10kV中置式开关柜故障率较高的原因主要有以下两方面：一是10kV中置式开关柜结构中既没有电气闭锁结构又没有机械闭锁结构，一旦辅助回路或电气控制回路故障，例如辅助开关之间切换失效，就可能导致误动作；二是10kV中置式开关柜由于安装于低压配电系统，可能经常需要拉合故障电流，动作次数多后，开关的传动系统与操作机构之间可能出现机械故障，如锈蚀、卡涩、端子松动等，就会导致开关柜部件局部位移，出现脱口失效，引发10kV中置式开关柜的故障。

2.3 开关柜过热引发故障

10kV中置式开关柜在正常运行过程中，由于10kV中置式开关柜接入的主母线运行负荷电流较大、发热功率高，同时多次拉合负荷电流等原因，一般都伴随轻度发热的情况，轻度发热可以继续观察，但是如果10kV中置式开关柜出现短时过热，则极有可能引发10kV中置式开关柜故障。

目前，10kV中置式开关柜内部一般设置有相应的泄压、防过热、防爆设备，同时面板上也会有散热孔、观察孔、紧急解锁孔等，如果相应的降温措施失效，如防过热设备故障，或接头接触不良，则可能导致导体回路不能有效散热，引发10kV中置式开关柜短时过热，如果超出10kV中置式开关柜的承受范围，就有可能引发故障。

3 10kV中置式开关柜常见故障的应对策略

根据上文分析可知，目前10kV中置式开关柜常见故障发生的主要原因：一是由于其运行环境恶劣；二是与其设备性能和制造工艺有关；三是与设备的运行和维护情况相关，因此可以从技术措施、管理措施、运维措施三个方面出发，改善10kV中置式开关柜的运行环境，降低故障率。

3.1 技术措施：提升设备性能

首先，严格把控10kV中置式开关柜设备质量，做好设备选型，在设备的交接和验收时，严格按照相关的国家标准、行业标准和设备验收标准进行设备选型，质量差、性能不佳、不符合标准的10kV中置式开关柜坚决不能入网。

其次，做好10kV中置式开关柜的检修工作。由于运行环境恶劣，10kV中置式开关柜出现机械故障和电气故障的概率也较大，如果在检修中能及时发现异常情况，如部件锈蚀、绝缘闪络、设备异常发热等情况，可以及时排除并修复，避免故障的发生。

3.2 管理措施：建立健全管理制度

为了提升10kV中置式开关柜的安全运行水平，有必要建立健全管理制度，降低由于误操作造成的开关柜故障概率。对10kV中置式开关柜的采购、检验、运维、故障检修等环节进行优化，确保各项管理制度都能落到实处，取得实效。

此外，建立专项的管理制度，定期对10kV中置式开关柜的设备运行人员进行培训，提升他们对10kV中置式开关柜相关技术的了解，提高对10kV中置式开关柜故障的处理和分析水平，在变电站巡视和值守的过程中，要对10kV中置式开关柜的运行情况有充分的了解。

3.3 运维措施：改善开关柜运行环境

根据上文分析，目前10kV中置式开关柜运行过程中的各类故障都是由于开关柜运行环境恶劣引起的，尤其是导体锈蚀、螺丝松动、绝缘破坏等，与开关柜运行环境中恶劣天气、负荷电流发热、高温高湿等环境密切相关，因此，日常工作中应当做好运行和维护措施，改善开关柜的运行环境。

基于此，应该在实际的运行和维护工作中，定期进行开关柜清扫和除尘，在夏季等降雨高峰期，做好排水工作，避免因积水而引起开关柜潮湿，导致绝缘破坏和闪络；在用电高峰期，负荷电流发热严重时，做好10kV中置式开关柜的柜内散热，避免因高热引起的绝缘击穿和短路故障；有条件的地区还可以引进先进技术用于设备巡检，例如红外测温、超声波测温等能够对较小放电间隙进行检测的技术，如果能够得到有效应用，将极大地提升10kV中置式开关柜的设备巡检效率；在对应的开关室内加装除湿设备或空调设备，保持开关柜内的环境干燥，提升10kV中置式开关柜的运行寿命，降低因环境因素导致的10kV中置式开关柜故障。

4 结语

10kV配电网直接接入用户环节，其安全稳定运行水平与用电质量有直接关系，目前电网中分布有众多的10kV中置式开关柜，运行环境各异，设备性能也各不相同，这些10kV中置式开关柜的运行情况与电网安全密切相关，因此做好对10kV中置式开关柜的常见故障分析和总结，提出相应的解决对策，对配电网总体的设备安全稳定运行水平提升有重要意义。

参考文献

[1] 韦科迪.浅析10kV高压开关柜故障原因及防范措施 [J].机电信息，2012，（29）.

[2] 王宏，张铁.10kV高压开关柜常见故障分析和对策措 施[J].中国电力教育，2011，（14）.

[3] 宋传山，杨晓青.浅谈10kV高压开关柜设计的几点体 会[J].科技风，2010，（35）.

[4] 潘忠凯.关于10kV开关柜运行中存在问题的探讨[J]. 广东科技，2012，（23）.

（责任编辑：蒋建华）