电力配网10kV开关柜故障分析及对策研究

张红星

杭州华益电气有限公司 浙江杭州 311100

开关柜在电网中大量被使用，在运行过程中，经常会因接触不良、绝缘水平低等因素发生各种事故，影响电力系统正常运行，造成一定经济损失。随着我国电网系统的不断扩大，对中压开关柜使用量及质量的要求不断提高，因此，中压开关故障排除、预防及处理方法，对电力系统正常运行有重要意义。

1 开关柜装置的介绍

开关柜的主要作用是在电力系统中进行发电、输电、配电以及电能的转换过程中进行开合控制或者保护电路设备。开关柜由断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构和互感器组成，并且开关柜有很多分类，比如手车式开关柜，在停电检修时，首先要将断路器手车进行分闸，之后用手柄将手车退出到试验位置；通过手柄将开关柜接地闸刀处于接地状态；等待断路器工作指示灯熄灭、接地闸刀工指示灯亮起后打开装置的前中门，把二次插头拔出并用运转车将手车退出来，最后打开后封板和前下门，需要着重强调的是手车开关拉出后应立即将前中门关闭并加锁，严禁开启母线封板[1]。

2 电力配网10kV开关柜故障分析

2.1 电压互感器故障

电压互感器高压熔断器熔断现象是10kV开关柜电气故障的主要表现之一，在电压的计算中，当电压处于固定状态，则电阻越小，通过的电流越大，功率也会增大。熔断器受制于电流的大小，电流小，熔断器容量小就会出现熔断现象。更深层次的原因是单相接地电阻，发生单相接地的时候，电压互感器就会处于高温状态，传递的电流增大，熔断熔断器。有的地方会安装消谐装置，但是由于消谐装置的低频电流之间的合作程度不高，所以在电压互感器高压熔断器中，消谐装置不能发生作用[2]。10kV线路中发生单相接地的时候，产生了铁磁谐振，导致电压互感器的传感能力降低，经过的磁力和电流明显增强，造成了高压式互感器高压保险丝熔断。在电气系统中，线性电路和电容电阻元件构成了串联，如果电源频率接近回路值，那么此时的电压就会过高，引发谐振。发生的时候，电阻制约着电流、同样制约着电感或电容中元件的电压。

2.2 相间短路故障

当传感器中铁芯温度值过高，就会造成发电机通过电流的设备中，电流值过高，从而出现高压熔断器熔断。出现这种情况需要进行及时处理，如果不处理，开关柜遇到潮湿天气或者阴雨天，就会造成绝缘体失去绝缘能力，发生击穿现象。稍微严重的情况就是发生击穿以后，一相电阻过大出现局部电压，继而出现两相短路。如果有电弧出现，两相短路就会继续造成三相短路，极为容易发生熔断器熔管爆炸，炸碎柜门，造成严重的灾难。

3 电力配网10kV开关柜故障处理对策

3.1 注重开关柜选材

严格遵照国家技术标准，对10kV高压开关柜材料进行选择，更好处理设备潜在故障风险。同时，不断优化及完善10kV高压开关柜设计方案，结合电网运行需求，对10kV高压开关柜柜体结构、断路器等元件进行不断优化。以提升10kV高压开关柜运行期间的稳定性及可靠性为依据，选择耐腐蚀、耐高温强的元器件，确保10kV高压开关柜能在恶劣气候下正常运行。

3.2 加强运行管理

首先，加强10kV高压开关柜日常巡检力度，早日发现10kV高压开关柜安全隐患，确保10kV高压开关柜正常运行。在保障经济利益最大化目标的前提下，科学制定10kV高压开关柜运维周期，切实扩大10kV高压开关柜运维覆盖面；其次，细化10kV高压开关柜运维责任机制，明确各部门运维职责，确保10kV高压开关柜运维工作能深入贯彻落实到电力系统建设环节中，提升10kV高压开关柜运维水平[3]。

3.3 定期检修

对中压开关柜设定专人进行定期检查与维修，相关部门制定详细检修计划，定期消除故障隐患。根据不同设备运行情况，进行具有针对性的检查，对开关柜内线路、温度、气味、颜色、声音等各种指标，严格筛查，确保无一忘查、漏查等情况发生，降低故障发生频率。对相关作业人员，进行定期培训及考核，增强专业能力和操作水平，并要求作业人员熟练掌握故障发生规律，做好预防工作，对于紧急发生事故，应有良好的应变能力，并对设备要进行跟踪监控，加强设备调试，对故障发生频繁的问题，做好总结，对设备使用年限、老化程度等问题，应作出及时调整或更换。

3.4 相间短路故障处理方式

10kV开关柜电气故障的相间短路故障处理，首先要保证其干燥性，保持柜内干燥就不会在潮湿的环境下引发绝缘体绝缘水平降低，出现击穿现象。在安装的时候要符合安装设计要求，防止因为接地电阻过大出现局部电压引发短路，在设计的时候，要保证10kV开关柜接地，能够避免单相接地的时候出现电弧，造成多跟线路短路现象。在10kV开关柜的配电元件中，电压互感器是最脆弱的部分，所以在安装中一定要做好耐压试验，也要确保母线的绝缘作用。对于10kV开关柜来说，最好把脆弱以及容易出现情况的部分利用别的零件包裹起来，保护母线的绝缘能力，能够有效保护母线。

3.5 引进先进运维技术

注重先进10kV高压开关柜运维技术的引进，确保10kV高压开关柜故障能被及时发现。同时，确保10kV高压开关柜满足国家标准，禁止因节省建设成本而选用被淘汰及停止生产的开关设备。同时，做好10kV高压开关柜交接预验收工作，未通过验收标准的设备不可投入使用。结合10kV高压开关柜运维需求及特征，做好技术交底工作，确保运维规范及注意事项能被运维人员所认知。

4 结语

开关柜用途广泛，在电网系统中用量极大，各种各样的问题及故障层出不穷，需要不断总结规律，针对不同情况提出解决措施。从对开关柜生产厂家、产品质量以及对作业人员的专业技能、熟练程度等各个方面都要加强管理，确保故障发生频率最小化，为电力系统提供可靠的保障。