10kV高压开关柜故障原因及防范措施分析

刘宁

【摘  要】随着社会生活水平的不断发展，在各类电器设备的帮助下，人们的生活变得越来越便捷，这也增大了对于电力供应的需求，对于供电系统提出了更高的要求。为了保障人们生产生活中用电需求能得到满足，我国电力部门扩大了对高压电的使用，高压开关柜就是电力系统中常用的设备之一。但在日常的使用中，开关柜也会出现一些使用上的故障，而开关柜的故障会对整个供配电系统产生较大影响，直接增加电力运营成本，对于操作人员人身安全也带来很大的威胁，还可能引发安全事故。所以为了让高压开关柜稳定运行，就需要操作人员严格遵照相关的规范操作，做好对开关柜的维保工作。本文从10kV高压开关柜着手，对于容易引起开关柜故障的原因进行分析，对操作中可能会遇到的问题进行研究，提出了相应的对策，希望对电力相关领域的工作者提供一些帮助。

【关键词】10kV高压开关柜;故障分析;应对措施

引言

工作电压的等级为10kV的交流金属封闭开关设备也被称为10kV高压开关柜。10kV开关柜作为电力系统中发电输电以及供配电过程中重要的电气设备，在电力系统中起到通断，保护以及控制等作用。10kV高压开关柜的内部结构较为复杂，涵盖的元件包括高压断路器、接地开关、隔离开关、电流互感器、电压互感器以及高压负荷开关等。开关柜的功能主要包括母线联络、电缆进出线以及架空进出线等，被广泛的应用在石油化工，轻工纺织，冶金轧钢等等各种企业和场所中，使用范围广，数量多。

当前国内的10kV开关柜质量参差不齐，种类繁多，在实际的运行中出现了很多故障以及问题。下面将从10kV开关柜的不同种类和特点开始，对开关柜容易出现的故障问题进行分析，并结合工作经验给出相关的建议。

一、10kV开关柜的种类和特点

当前市面上的高压开关柜有许多的种类，并且不同种类之间的差异也比较的明显。常见的10kV高压开关柜主要形式有：箱式开关柜，固定式开关柜、手车落地开关柜、手车中置开关柜等。

1、固定式开关柜。固定式开关柜一般应用在大型的厂矿以及变电站中。固定式开关柜有着体积大，空间宽敞等优点，可以灵活的将各类电器件摆放到柜中，但是固定式开关柜也有着封闭性差，防护性不好，故障事故发生率较高等缺陷，所以在电力系统的发展中，固定式开关柜逐步的被淘汰。

2、箱式开关柜。在一些负荷较小的使用场所中，可以使用箱式开关柜，这种开关柜由于体积不够的原因导致散热性不好，不适合用在大功率大负荷的系统中。

3、手车落地开关柜。这种手车落地开关柜一般应用在进口产品中，这种形式的柜体对于柜箱的承重能力要求较高。

4、手车中置开关柜。这种开关柜在市场上应用最为广泛，同时相较另外几种也更加的适合我国环境，有着较大的市场前景。

二、10kV高压开关柜的故障问题分析

（一）开关柜绝缘性能不能满足使用要求

绝缘性能是高压开关柜的一个重要性能，很容易受到外界环境，安装运维以及操作手法等因素影响。当开关柜的运行环境较为恶劣时，容易在内部引起受潮和积污，继而引发污闪，导致开关柜的绝缘被破坏。绝缘件老化也是导致绝缘性能破坏的重要诱因。我国电网中一些投运时间较长的高压开关柜，在运行中存在着超负荷额运行的状况，在长期的负荷超标状态下，一些老旧高压开关柜的绝缘部件就会出现快速老化的情况。一些开关制造商为了追求更加小型化的开关柜，对开关柜内的高压断路器、隔离开关及铜排等位置进行了改动，而改动之后的绝缘间距不能满足实际的使用状况，从而引起了整个高压开关柜绝缘性能下降，增大了开关柜使用过程中的隐患。

（二）设备元器件和设计安装工艺不达标

10kV高压开关柜中的各种元器件以及设计安装的工艺质量决定着整个开关柜的性能，而市场上所售的各种开关柜质量不一，元件种类和质量都难以保证。工艺水平达不到要求的元器件在使用一段时间后，会出现各种各样的问题，从而引发整个开关柜性能的下降。所以元器件的生产工艺水准能否达标是影响开关柜质量的一大问题。同时，元器件的组装也对后期的开关柜成品有着非常大的影响，这点问题主要体现的就是开关柜制造厂商自己的设计工艺达不到标准，制造和安装工艺差，一些常见的小问题不能避免。如开关柜的加固螺丝并未按照相关规范进行旋紧操作，导致旋紧后外部裸露过长、引起内部短路;连接件安装不规范引起开关柜长期带电运行时，设备温升超标，加速部件老化;电缆的制作粗糙引起内部的短路等等。工艺缺陷造成了整个开关柜的性能水准达不到相关标准要求，影响开关柜的实际工作效率和安全性能。

（三）操作不当以及防护措施不到位

高压开关柜中一般都有电磁锁、机械连锁以及五防程序锁等。五防程序锁一般用在对整个开关柜全部步骤的连锁上。电磁锁通过判定设备是否带电来对网门进行控制。机械连锁适用于各开关和网门之间闭锁。在这三种操作同时进行时，操作复杂同时难度增加，有时甚至会产生三种防护互相冲突等状况，提高了开关柜发生故障的风险。

高压断路器是高压开关柜中的重要部件，在工作状态需要耐受高电压，承受正常运行时电流以及开断故障时短路电流。因为高压开关柜进行分断操作时，会产生瞬时过电压及大电流，所以开关柜机械性能必须严格按照相关标准及规范设置好。如果产生开关柜机械性能满足不了实际使用要求，那么大电流经过时会产生柜体以及开关的位移，导致触头接触电阻增加，轻则产生电弧，重則发生爆炸。所以在开关柜长期运行后，应当检查内部动静触点接触面是否发生磨损，以免引起接触不良的故障。

三、10kV高压开关柜的故障应对以及防范措施

（一）控制好设备材料的采购

电力供应与人们生活息息相关，所以一定要确保供配电设备要有足够的安全性。当今市场上的产品鱼龙混杂，种类繁多，所以在选购开关柜的时候一定注意对质量的控制，对市场上各种产品做到深入的了解，选用有正规检测机构出具报告的产品，根据使用环境选择不同的设备，确保设备能物尽其用，杜绝安全事故的发生。采购设备的时候要严格按照制定好的流程进行操作，对整个采购行为做好管理和监督。

（二）确保设备的绝缘性能

绝缘性能是开关柜的核心性能，所以对于设备的绝缘性能的控制是提升整个开关柜设备性能的重要举措。充分考虑到开关柜在日后实际应用中会面对的高电压，在前期设计阶段就应当对高电压和过载高负荷的考虑，确保开关柜绝缘强度，保证其在日常工作中各部分元器件能够承受住相应部位的高电压，增长其使用寿命。

（三）做好设备维保检测工作

对于10kV高压开关柜的日常维护保养需要合理的安排。设备的平稳运行离不开日常的维护，维护过程不仅可以检查开关柜的运行状态，还可以定期的排查开关柜是否出现问题隐患，把问题控制在萌芽之中。在日常的工作中，制定好维护流程，合理的划分各个设备区域，安排运维人员定期维护和检查各个元器件的使用情况。设置好报修热线渠道，引导人们对于有问题的电气设备及时上报，合理的调度人员进行检修，切实保障用电安全。

（四）做好开关箱内部环境的处理

10kV开关柜的内部温度、湿度甚至污秽状态，都会对整个高压开关柜的性能产生影响，所以做好对开关柜内部环境的处理可以及时的预防出现隐患和事故。如高压开关箱的内部湿度过大，可以考虑增设除湿器，内部温度较大时，可以考虑用开设通风窗口的方式促进开关柜柜体内部的空气流通，在开设通风窗口的同时，要注意在通风口加设防尘网，以免灰尘进入柜体。

结语

电力系统的稳定直接影响到使用人群的安全用电，所以电力部门必须要对高压开关柜进行合理的控制，将其发生故障的概率降至最低。采购单位在进行采购的时候要严格把控好材料的质量问题，同时，对于实际操作者的培训一定要行之有效，提升安装者的专业化水准。要做到运维人员对高压开关柜的易发故障熟记于心，一旦发生故障，也能立即的进行解决。与此同时，电力公司也需要建立健全科学管理体系，对操作中的工艺和流程进行规范化操作，确保电力系统的安全平稳运行。

参考文献：

[1] 韦科迪.浅析10kV高压开关柜故障原因及预防措施[J].机电信息.2012.

[2] 贾永慧，吕晓剑，王鸿还.高压开关柜事故隐患分析及對策[J].山西电力，2014，04.

[3] 韩善楚.10kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].科技传播，2013，5（20）：34—35.

（作者单位：国网电科院检测认证技术有限公司）