110KV环网柜常见故障与改进措施分析

刘海

摘要：随着科技和经济的发展，社会用电量不断增加，社会对供电质量、连续性和可靠性的要求越来越高。保证和改善电网安全可靠运行是供电企业必须重视的重要问题。为解决这一突出问题，提高供电可靠性，供电企业不断采取措施提高供电可靠性，为加快整个社会经济建设的发展提供有力保障。随着城市配电网的发展，城市配电网越来越多地采用环网供电方式，因此作为环网供电的主要设备-环网柜， 越来越被供电部门的广泛使用。其中以10k V共箱式环网柜为基础的环网柜 （有些地区称开关站、开闭所） ， 由于经济、简便、高效的优势， 在城市配网中发挥着越来越大作用， 特别是10k VSF6户外共箱式环网站， 全绝缘、全密封结构， 能适应户外任何的恶劣环境， 体积小、结构轻、结构紧密， 方便安装， 操作简便， 运行稳定、免维护， 既可以满足减少城市占地面积， 又满足降低整体造价的经济要求， 受到供电部门的普遍欢迎。本文根据近年的应用经验， 结合实际， 就SF6户外共箱式环网柜 （以下简称：环网柜） 应用中存在一些问题进行分析， 提出处理的措施和建议， 供同行参考。

关键词：110KV;环网柜;故障;改进措施;分析

导言：环网柜是电力系统中的电源开关终端设备，在输电系统中起着重要的作用。10kV环网柜是供电系统中的重要线路节点，其可靠性可以保证系统的稳定运行。在我国城乡电网中，10kV供电系统是一个重要的中低压供电节点。

1 环网柜概述

為了提高用户用电的可靠性，一般用户可以接入多个电力系统，然后需要将供电网络设计成环状。这种供电方式称为环网供电。在居民区、工矿石化企业、工厂、商场、地铁站、机场等大型公共建筑设施等交流配电系统中，普遍采用环网供电。这些配电系统的负荷能力很小。一般采用带高压熔断器保护或开路保护的负荷开关来控制高压回路。系统中使用的高压开关柜也称为环网柜。环网柜因其接线方式相对较为灵活，能匹配不同配电网络结构的使用要求，在电力建设系统中系统是非常必要的部件[1]。

2存在的问题

1） 电缆终端的制作， 由于插拔式肘型电缆终端头的安装制作工艺比较复杂， 施工人员对预制式电缆附件的施工工艺不熟悉， T型连接头的施工质量不过关， 安装制作不当， 容易发生施工质量问题， 从而发生设备故障。2） 环网柜与电缆终端的连接， 如两者之间的导体连接处接触不良， 连接处会发热， 造成插拔式肘型电缆终端头损坏， 同时也会致使环网柜的套管受损， 极易留下隐患， 直至发生事故。3） 环网柜进出线路侧安装有接地开关， 由于开关封闭， 无法对线路验电， 容易引发带电合接地开关误操作事故发生， 造成设备损坏， 供电中断。4） 多条电缆连接在一个环形网络柜（或间隔）内，不便于操作和维护。同时，环网柜及电缆施工难度大。在共用箱式环网柜内排除故障时，电缆相互交叉。为了保证人身安全，整个共享盒环网柜需要断电。在搬运电缆时，还需要通过移动、拉动、撬动等大动作来调整电缆，这可能会造成套管损坏、接触不良等后果。5） 环网柜与电缆沟之间的密封不严密，电缆沟中的潮湿空气容易进入环网柜，进一步受潮凝结，导致操作机构生锈，操作时卡涩。同时，由于潮湿空气进入环网柜，柜体容易腐蚀生锈，降低了环网柜的使用寿命。6） 很难找到电缆故障。随着经济的不断发展和环境因素的考虑，蜘蛛网等架空线路越来越阻碍着现代城市的发展。城市建设需要高压电缆和埋地敷设，电能通过地下电缆传输，配电设备与周围环境的协调，但同时也暴露出查找短路故障和接地点的困难。

2 10kV环网柜应用问题

10kV环网柜在供电系统日常应用的过程中会因为电缆连接问题、环网柜绝缘问题、环网柜运行环境等因素， 引起一些故障。

2.110kV环网柜绝缘故障

在10kV环网柜运行的过程中， 引起绝缘故障的原因有两个：首先是内部原因。内部原因指的是在10k V环网柜制作、安装的过程中出现的问题， 例如安装工艺没有达到相关的安装技术要求， 是环网柜中的绝缘装置达不到绝缘标准;环网柜中电网之间的距离太短， 没有达到规定值， 从而引起环网柜击穿， 造成绝缘故障。第二， 外部原因。引起10k V环网柜绝缘故障的外部原因有很多， 最主要的是受雷击的影响。雷击直接击中电力设备， 导致电网中的电压过低， 正在运行的设备电压过高， 从而引发放电故障。

2.1、10kV环网柜运行环境引起的故障

10kV环网柜运行过程中所处的环境也会引起一些故障， 例如10k V环网柜处在周围环境比较潮湿、温度变化大的地区， 或者杂物比较多的地区， 都可能会影响引起10k V环网柜的运行， 导致绝缘事故的发生。

2.2、10kV环网柜电缆连接引起的故障

10kV环网柜的电缆连接是导致10kV环网柜应用失败的最常见因素之一。首先，在制作10kV环网柜时，T形接头的质量不符合要求，如接头尺寸不对，半导体和主绝缘未倒角或打磨光滑，水分进入受力管，影响10kV环网柜电缆连接质量，造成各种问题。二是在制作10kV环网柜时，由于施工人员施工水平低，环网柜与电缆沟之间会有漏洞， 潮湿的空气会很容易的进入环网柜中， 导致环网柜中的相关操作设备生锈， 降低了环网柜的使用寿命， 增加了环网柜操作中的安全问题。第三， 10k V环网柜电缆连接不规范， 也会引发各种问题。例如接地装置连接不牢固、环网柜端子和电缆终端头连接不可靠、环网柜安全高度不合适等等， 不规范的环网柜电缆安装， 会导致电缆接头发热放电， 损坏甚至烧坏电缆端头。

3环网柜故障防范措施及建议

3.1加强电缆通道治理力度，积极申请相关工程控制电缆通道，对积水严重、中间接头的检修井、设备井进行防水、清淤处理，改善电缆运行环境，防止因受潮或进水造成绝缘老化。逐步进行设备的防结露工作，纠正设备基础不通风的情况。

3.2建议配网系统中性点接地系统根据线路情况变化，当变电站母线出线中电缆化率很高时应采用中性点直接接地或经小电阻接地系统（如110kV中区变电站），电缆有特殊性，当电缆发生故障时基本为永久性故障，且电缆单相接地容易在环网柜、分支箱、中间接头处造成故障扩大。

3.3建议物资口招标及标准制定时配网采用A类阻燃材料制作的电缆终端、T头、肘头、中间接头等电缆附件以及电缆，如GWLYJE或GZRYJV等电缆型号（价格比YJV22型电缆高10%左右），耐火温度达到1000度，可以有效阻燃，防止电缆起火造成事故擴大。建议变电站内出线电缆采用阻燃性电缆，电缆设备（环网柜、分支箱、箱变）采用阻燃型电缆附件。

3.4严格按照上级部门关于加强电缆头制作及预试管理等要求，严格执行“两旁站”（电缆头制作旁站及设备试验旁站）要求，严把电缆施工及电缆头制作关，加强设备及通道验收力度，同时，严格设备的双主人制度，加强电缆线路巡视的效果、质量。针对施工单位进行相关培训，并严格执行电缆吊牌责任制，对于屡次出现所制作的电缆终端（中间）头3年内发生故障的制作人列入“黑名单”。

3.5针对目前环网柜无法进行红外测温的情况，积极进行技术改造。对于新增设备，联系相关厂家改造电缆柜门，实现电缆T头和电缆在环网柜间隔内的红外测温，并计划逐步推进（行业内的扩建项目将通过技术协议来规范相关的具体要求）。对现有设备，结合停电工作现场，拟对电缆柜门开观察孔。

结束语

探索集中检修试验的工作模式，结合现有停电机会或安排集中检修试验，对长期投入运行且状态评估异常的设备进行停电试验，及时发现和处理设备问题。严格执行电缆头生产人员持证上岗制度，对电缆头生产过程进行跟踪验收，提高电缆线路管理水平。

参考文献

[1]李建基.环网柜与负荷开关的发展[J].江苏电器，2008（11）：1-5.

[2]杨明辉.环网柜状态监测与故障告警系统的设计与实现[D].北京：电子科技大学，2018.

[3]邓晓鸣.10kV环网开关柜常见故障及处理方法探讨[J].机电信息，2016（33）：68-69.

[4]林剑文.10kV环网柜常见故障与检修措施分析[J].企业技术开发，2017，34（9）：81+83.