10KV高压开关柜常见故障与检修维护浅析

王文龙

大唐三门峡发电有限责任公司

引言

电力企业若要达到10kV高压开关柜稳定性、安全性控制的目的，则应以可行性管理制度的构建为导向，通过对操作人员综合素质、技术水平、安全意识的强化，严格按照国家标准执行各项操作。伴随电力系统改革工作的逐步完善化，致使 10kV 高压开关柜在电力领域中应用范围得以全面化、广泛化。其中，10kV 高压开关柜既是对电力系统运行状态的维护，还可在系统故障发生时，对相邻设备予以断开，以此保证电力设备、操作人员的安全。但是，结合电力企业当前发展现状，发现其关于10kV 高压开关柜故障判断和处理等层面仍存在较大不足，从而对电力系统稳定性、安全性运行条件造成影响。

1、10kV高压开关装置种类及特点

当前我国电力市场上使用的10kV高压开关柜设备的类型丰富多样，其运行的方式也是各种各样的，但是其主要的类型可以分为以下几种：(1)固定式的高压开关柜。它的优点是稳定性较好，灵活性比较高；但是其缺点其一是内部构造比较复杂，不容易操作，其二是占地面积较大，不方便安放。这种类型的装置通常用于办公空间较大的地方，比如像厂区或者矿区。(2)箱体式的高压开关柜。这种类型的装置较比上一种来说它的体积小了很多，同时也便于安装。但是它的缺点是散热性慢，无法用于超大负荷的系统中且不能长时间使用。它主要是用于电压负荷较小的户外用电环境中。(3)中置的高压开关柜。这种类型的装置也称为金属铠装中置移开式开关设备。常见的10kV开关高压柜装置型号有KYN-28、KYN44-12等，其主要用于发电厂、工矿企事业等地方，它的特点是体积小，工作效率高。(4)环网式的高压开关柜。这种常见的型号有HXGN17-12环网柜，主要的特点就是结构简单、价格低以及体积小，常常用于城市居民小区、铁路、机场以及高层建筑物等地方。

2、10kV配电线路常见故障原因分析

2.1、短路故障

短路故障是10kV配电线路常见的故障之一，尤其是在夏季，由于夏季经常会遇到雷雨天气，雷电中蕴涵强大电路电流，会对10kV配电线路的绝缘层造成很大的损失，一旦绝缘层发生破坏就为短路故障提供了可能。10kV配电线路经常也会受到外力的影响，比如：大风、雪雨都会造成配电线路发生剧烈的动荡，使得配电线路经常发碰撞、断裂、交叉从而促使短路故障的发生。

2.2、接地故障

10kV配电线路中也经常发生单相接地故障，造成单相接地故障主要的原因是配电线路的断线落在地上，或者搭接在塔架上从而发生单相接地故障。导线没有连接好，在大风或者振动的作用下也会发生单相接地故障的发生。10kV配电线路经常要穿过树林或者建筑，如果对周围的树木没有进行彻底的清理，就会导致树木和导线连为一体，从而发生单相接地故障。一旦发生单相接地故障，如果没有及时的处理就会造成供电设备的损坏。而且，还会产生很大的谐振电压，对10kV配电线路绝缘层造成很大的损坏。

2.3、线路过流跳闸的故障

10kV配电线路在正常运行过程中，经常会发生相间短路的现象，如果没有及时寻找到相间短路的位置，就会在发生相间短路处和变电站之间的配电线路中产生很大的电流，如果配电线路中产生电流超过额定电流，就会立即启动继电保护装置，就会产生线路跳闸。线路过流跳闸的故障是10kV配电线路中造成影响最大的故障，因为发生故障时很难找到故障点，往往需要一段一段的排查才能找出发生故障的故障点。如果配电线路的直径比较小，就会给线路带来一定的障碍，如果长时间找不到发生故障的故障点，就会导致配电线路发热，引起过流跳闸的现象发生。

2.4、操作不当引发的故障

高压开关柜的安装操作、检修维护，都需要专业人员进行或在其陪同下进行，这些工作都需要认真仔细进行。如果在最初高压开关柜安装时不认真仔细，电线接触不够紧密，电缆绝缘层被损坏，电缆头内部充有气体进去，屏蔽层接地不良等，安装操作不到位，在安装完毕后没有检查，就会在日后运行中埋下许多安全隐患，这也是高压开关柜故障频发的原因之一。另外，在实际操作中，电压电流非常大，这种情况时常会使开关和柜体发生相对的位移差，从而增加电阻，更为严重的情况会引起爆炸。操作中的误动、拒动，有可能就破坏了高压开关柜的结构完整性。

3、10kV高压开关柜故障防范措施

3.1、合理控制材料选型

在进行10kV高压开关柜设计期间，应对其故障排查、防范等工作内容予以高度重视，即将潜在安全隐患排除于根本。在此过程中，高压开关柜设计元件包含断路器和柜体等，于具体选型环节，应对元件性能、质量等指标予以深入研究，如对元件稳定性、可靠性条件的思考。同时，还应在柜体元件分布中，结合对客户需求的明确，以材料的科学选择与组装为前提，为其提供更为安全且稳定的运行条件，如变电站和开闭所中对进口元件的运用。

3.2、强化安全防护管控

以电力企业的层面来讲，“安全”作为永恒话题，是企业长远发展的必经课题，更是操作人员岗位作业的前提。若要妥善实现对10kV高压开关柜稳定性、安全性的把控，则应以相邻导体、地面净距为依据，遵循相应的行业标准。其中，在电力行业中，10kV高压开关柜空气间隙、相邻间距不应低于125mm;若电力系统中涉及负荷绝缘结构，则应对材料介电常数予以科学调节，既是对操作人员生命安全的维护，又可预防有害气体和污闪等故障对母线的威胁。

3.3、优化性能保护

对于电力系统而言，继电保护作为系统保护装置，应在实际安装环节，严格按照规定标准执行。即为满足电力系统运行需求，应以继电保护不断优化为前提，通过对其性能的保护，维持电力系统稳定运行。若要在此环节发生断路器容量较低状况，则可利用继电器更换的手段，对其性能阐述予以充分规划。

3.4、加强使用技术管理

为合理规避10kV高压开关柜故障问题，笔者建议电力企业在进行开关柜选择中，应以符合国家规定的产品为主导，切忌不可选用淘汰设备作为维持电力系统正常运行的主体。同时，在开关设备交接过程中，还应做好相应的交接实验，若实验结果尚未合格，应避免投入使用;针对新装/检修后投入使用的10kV高压开关柜，应对技术条件和检修工艺予以复查，待各项指标明确后，方可判断其是否可靠运行。另外，爬距的把控，也是预防10kV高压开关柜故障的核心途径。依据电力行业相关规定，在有机绝缘设备中，开关柜爬距应在20kV/mm以上;纯瓷绝缘也不可低于18kV/mm。

3.5、材料选型和制造工艺方面

对于高压开关柜来说，其所采用的各类电器元件以及设备材料和装配工艺硬性地决定了整台开关柜的性能。因此，在对柜内元器件和柜体材料的选型上应该高度重视，从稳定性和可靠性等方面全面分析各元器件的性能，优化设计，对柜内元器件进行科学分布，使设备得以在良好的环境下运行。从选材到设计再到装配的整个过程中，不能有丝毫凑合的心理。

结束语

近些年来我国的 10kV 开关柜的应用范围越来越广，作为电网中的重要的开关设备之一，10kV 高压开关柜如果出现了运行故障就会对相关电路的电力传输造成严重影响，甚至会因为故障造成大范围的断电，从而降低了人民生活的质量。所以，近些年来电力行业也对开关柜的质量加以重视，保证其工作可靠性，开关柜的故障率较以前也有了大幅下降，但是10kV 高压开关柜作为长期在高压电网的高电压、大电流环境下工作的电力设备，难以避免会出现运行故障。下面将对10kV 高压开关柜在运行中出现的常见故障进行分析总结，提出相应的处理对策。

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