探析10kV高压开关柜故障原因及处理措施

摘 要：在电力系统中，10kV高压开关柜如果出现故障将会产生较严重的影响，会增加电力项目的运营成本，并且会威胁到电力操作者的人身安全，非常容易出现安全事故。为了确保电力系统以及工作人员的安全，相关单位必须重视高压开关柜的维护，明确各种故障的原因，进行有效防范，使其能够稳定、可靠的运行。文章主要分析了10kV高压开关柜故障原因以及相关防范措施。

关键词：10kV；高压开关柜；故障原因；处理措施

引言

高压开关柜其实是指用于电力系统发电、输电、配电等过程的起通断、控制或保护等作用的高压电气设备。10kV高压开关柜就是工作电压等级为10kV的高压开关柜。由于10kV高压开关柜内部结构比较复杂，包括较多的元器件，如高压断路器、隔离开关与接地开关、高压负荷开关、电压互感器和电流互感器等。所以，必须加强故障防范，保证安全运行。

1 10kV高压开关柜常见故障原因

在10kV高压开关柜实际运行过程中，导致其发生故障的原因比较多，主要可以分为以下几大类：开关柜的绝缘性能差、材料设备质量问题、防爆和防护性能差以及工作人员操作不当等。下面分别针对上述不同故障原因进行阐述。

1.1开关柜的绝缘性能差

绝缘性能是高压开关柜的一项非常重要的指标，容易受到外部情况、安装维护、运行操作不当等因素的影响。开关柜所处运行环境在恶劣的环境下，比如内部环境潮湿且有绝缘子和母线表面积污的情况下，其内部会积污受潮，进而发生污闪，破坏开关柜绝缘。老化也是高压开关柜绝缘损坏的一种重要原因。我国经济社会在过去的几十年中快速发展，原先安装的高压开关柜在长期运行中势必会有过负荷运行的情况；在长期过负荷的情况下，原先安装的高压开关柜内部绝缘材料老化情况十分严重。此外，绝缘比距和空气间隙也影响着高压开关柜的绝缘性能。许多厂家为了满足用户要求，减小开关柜外型尺寸，通常的做法是减小高压开关柜内部的高压断路器、隔离插头相间或对地的距离；而在作出此类结构方面的改动之后，并没有采用其他提高绝缘水平的相应措施，导致高压开关柜绝缘水平下降，高压开关柜在使用过程中事故频发。

1.2材料设备的质量问题

材料和设备的质量是影响高压开关柜运行的重要因素，在电力系统改造施工过程中，需要使用众多的材料与设备，它们质量的优劣直接对发、供、输电产生影响。10kV高压开关柜经常出现与材料、设备相关的故障，例如，当隔离触头存在质量问题时会引起手车柜隔离触头的接触不良现象发生，造成设备产生电弧故障；绝缘子头部的绝缘性相对较弱，酚醛氧玻璃绝缘子与环氧浇注互感器的质量较差，这些材料在性能和质量上跟电力标准规范的要求相比有较大的差距。当电力设备处于正常的运行条件时，由于尘埃积灰和环境潮湿等原因也会造成电气元件的老化，使绝缘性变差。通过对相关数据的分析发现有很多电力设备即使是处于标准状态下工作，仍然会产生爬电现象，它给电力系统的安全稳定带来了极大的挑战。

1.3 10kV高压开关柜的防爆性能和防护性能较差

高压开关柜在运行过程中，会由于各种原因（如短路、绝缘老化等）引发一次回路短路故障，在数万安培的短路电流下，瞬间产生高温高压气体，若高温高压气体在狭窄的柜体内不能在极短时间内有效释放，会造成开关柜炸裂，相邻开关柜损坏，同时可能伤及人身安全。所以，在进行开关柜设计时，工作人员必须考虑有效泄压措施。开关柜的泄压方向必须优先考虑顶部泄压，在顶部难以实现时，可考虑柜后泄压。一次回路隔室如母线室、断路器室、电缆室必须考虑泄压通道，且各室泄压通道独立。高压开关柜的面板孔和观察孔一旦处理不善，就会严重地影响高压开关柜的防护等级，因此在日常的应用过程中要格外注意。

1.4缺乏定期维护以及操作不当

如果不定期对高压开关柜进行维护，高压开关柜就会出现各种问题。例如，由于高压开关柜内部会流过大电流，所以要求开关柜的机械稳定性要好。当开关柜的机械强度不够时，而工作人员没有发现，在流过大电流时会使开关和柜体之间发生位移，从而使得触头之间接触电阻急剧增加，进而产生电弧，甚至引起爆炸，影响十分恶劣；高压开关柜在长期运行后，内部的动静触头之间的接触面会产生机械磨损，从而出现接触不良的现象。另外，在设备安装过程中，如果工作人员操作不当，也会破坏整个开关柜的完整性，进而增加事故隐患。

2 10kV高压开关柜故障的防范措施

2.1高压开关柜内部环境处理

10kV高压开关柜内部温湿度以及灰尘等环境因素对开关柜的绝缘情况有着直接影响，所以，对高压开关柜内部环境的处理是防范事故的不可或缺的部分。对于开关柜内部湿度较大的情况，需要增加除湿装置；对于开关柜内部温度较大的情况，则必须增加开关柜内部空气流动，可通过开通风窗并加装过滤网的方法来处理；而对于柜内落尘的情况，在增加柜内空气流动和干燥时，则不会发展为污闪。

2.2规范检修维护制度

首先，为了保证开關柜的稳定运行，相关单位必须培养工作人员的良好工作习惯，规范检修维护制度，要求工作人员学习操作章程，了解操作流程。其次，要进行预防性试验。高压开关柜内设备运行前必须进行预防性试验，在进行预防性试验时，不能只凭单次的实验结果就盲目地判断故障类型，需把本次得到的数据与以前的历史数据进行对比分析，只有这样才能得出准确的结论。最后，要正确选择手车触头。在寻找制造10kV开关柜的厂家时，要充分地表达工程的实际情况以及对产品的要求，以便制造商能够制造出符合要求的、性能比较好的开关柜。

2.3注重材料选型

在对电力系统进行设计时，工作人员要重视对开关柜可能发生故障的防范，对可能存在的安全隐患要进行科学的分析处理。在设计中要特别注意柜体及断路器等一次性配件的选型及其材料质量，要对所使用的配件的性能有清楚的了解和认识，综合考虑它们的安全性、可靠性以及稳定性等来进行优化配置。

2.4爬电比距的处理

爬电比距也是需要关注的重要指标，其可靠性直接关系到整个系统的运行稳定性。在国家标准中高压开关柜的相关组成部件以及支持绝缘件的外绝缘爬电比距当为纯瓷绝缘时不应低于10kV/MM，爬电距离不小于140mm；为有机绝缘时不应低于10kWMM，爬电距离不小于160mm。要符合这一规定需要电力公司进行严格的管控，从而确保其安全性。

结束语

总而言之，作为配电端重要的成套开关设备，高压开关柜的重要性不言而喻。为了提高对用户的供电可靠性，相关运维人员必须对10kV高压开关柜的各种故障有充分的了解，及时发现故障起因，并进行处理。相关单位也应该制定合理的故障防范措施，有效避免各种故障的发生。

参考文献：

[1]黄庆荣.10kV高压开关柜故障原因分析及措施[J].电子世界，2014（03）：47-48.

[2]马云家，杨银迪.浅析10kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].科技创新与应用，2016（07）：193.

[3]陈晴，叶江明.10kV高压开关柜故障分析与防范措施[J].电工电气，2017（04）：68-69.

作者简介：

周江（1976-），男，主任工程师，重庆市人，从事供配电，动力保障，ups保障研究。