开关柜绝缘事故的分析及防范策略的探讨

王森

摘 要：高压开关柜由断路器、接地开关、隔离开关、互感器以及各类控制构件组成，设备内部以复合绝缘材料和空气作为绝缘介质，用来分配电网三相电能。高压开关柜在运行时由于设备所处环境恶劣，或维护工作不到位，导致设备外部保护层被破坏，进而发生开关柜外部漏电现象。近年来，电力企业不断在改善高压开关柜的运行环境与设备的性能，希望通过这些举措规避绝缘故障。基于此，本文以高压开关柜的绝缘事故作为研究对象，从事故类型分析事故原因，通过加强故障排查，严格按照规范操作设备，进而降低高压开关柜绝缘事故的发生概率。

关键词：高压开关柜;绝缘事故;防范策略

1.开关柜常见事故

拒合事故和机械事故等是开关柜工作过程中经常出现的事故。其中，拒合事故是目前电网运行中最常见的一类事故。当开关柜不能正常进行分闸动作时，拒合事故就会发生。产生拒合事故的主要原因是开关柜内部的断路器动作失常，反馈给系统的是错误信息。接收错误信息后，开关柜做出错误动作，使得主筒内的相关部件出现损坏，此时断路器也不能正常闭合，进而导致拒合事故的发生。爆炸是开关柜运行中出现频率较高的事故。产生爆炸的主要原因是设备本身的绝缘性较差。其他促使事故发生的因素包括外部环境的温湿度不适合设备工作、外部绝缘层出现损坏、老化等现象及内部元件在较差环境下工作。载流回路和操作回路也是比较容易出现事故的部位。载流回路故障的表现形式多为回路过热。该现象的产生与整个回路的运转情况息息相关，若回路中有部件存在接触不良现象，就会导致回路升温;当开关的接触面积、压力达不到标准要求时，也极易产生回路升温，进而影响设备内部整个回路的运转。回路升温的后果是设备使用年限减少，严重时会出现爆炸事故。操作回路故障的表现形式为元件出现变形。变形可能是元件本身质量问题，也可能是安装人员操作不当引起的。形变的产生会使某些部件出现轻微移动，机构在操作过程中就会出现卡涩现象。

2.开关柜绝缘事故原因分析

分析高压开关柜在运行时发生绝缘故障的原因，具体如下：（1）环境影响因素。高压开關柜大多是处于恶劣的环境运行，绝缘子作为设备的重要组成部分，如果空气湿度较高，绝缘子干燥状态受到影响，绝缘电阻无法正常工作，高压开关柜绝缘层被损坏。因此，人们需要保证环境的干燥度，及时清理高压开关柜外部的水渍，确保内部绝缘电阻正常工作。为避免高压开关柜出现污闪事故，要求运维人员做好对环境的把控，防止电流泄漏引发绝缘故障。（2）爬距与间隙不足。在正常电压状态下，电弧事故的产生与绝缘爬距和间隙不足有关。这时启动高压开关柜，绝缘层保护能力不强，无法达到绝缘等级要求，且内部元件老化或质量问题，最终引发绝缘事故。（3）设备自身质量存在问题。从元件质量与安装步骤角度分析，高压开关柜在使用之前，人们需要对设备进行耐压试验，以此了解设备整体和局部位置的耐压性。如果元件性能不达标，设备的整体性能也会受到影响。

3.高压开关柜绝缘事故的防范策略

3.1加强故障排查

做好高压开关柜运行环境的现场检查工作，对绝缘事故进行故障排查，找出所有可能引发事故的部位，经过详细排查后降低事故发生概率。对此，以下建议可供参考：（1）避雷装置。为了设备后期维护的便利性，不能将避雷装置直接安装在母线室外，安装前应对装置进行预防性试验，装置运行时也要对其进行监督，及时发现避雷装置内元件的损坏或老化情况。（2）天气因素。如果高压开关柜在室内安装，但为了防止室外潮湿的空气无法进入室内，工作人员也应对高压开关柜采取隔离措施。建议在室内做好抽湿措施，确保室内与室外空气湿度处于同一水平。由于变电站湿气比较重，高压开关柜内部会有凝露产生，建议工作人员使用湿度计对空气湿度进行检测，如果湿度超过80%，这将会影响高压开关柜闪络电压的变化。（3）隔板质量。使用绝缘材质的隔板可以保证高压开关柜处于绝缘环境下运行。针对高压开关柜自身质量问题，为了提升设备整体性能，确保所有元件性能过关，使设备通过耐压试验，建议对高压开关柜的各项元件改进制造工艺。对此，要求工作人员严格按照规定紧固配件螺丝，紧固后如果螺杆过长，应对瓷柱和紧固底板相接触进行绝缘与加固处理，防止高压开关柜运行时遇到局部电场集中问题。在组装机械连锁装置时，应合理区分分闸与合闸，防止二者误操作，确保高压开关柜正常工作。

3.2严格按照规范进行操作

近年来国家已出台高压开关柜相关设计规范，确保高压开关柜在运行时拥有稳定性。要求电力运维人员做好元件质量的检验与控制，对于制造工艺存在缺陷的元件进行优化，必须保证单个元件通过测试才能开始组装。各元件组装之前，必须保证元件外表干燥，没有污垢，同时应选择相适应的螺栓连接组件。可以借助网络系统，凭借通信技术与传感技术的优势，对高压开关柜进行实时监测，帮助人们及时发现故障，尽快找出故障位置，从而排除故障，避免绝缘事故发生。可以使用高压开关柜温度监测系统对设备温度在线监测，凭借系统的高压隔离、抗强电场与热稳定性能，可以即时监测高压开关柜触头温度情况，即时找出异常发热的故障现象。

3.3做好运行维护，加强事后控制

开关柜正常运行时，需要定期进行检修和维护。现阶段，可借助强大的网络系统，在传感和通信等技术的辅助下，对开关柜运行过程进行实时监测。该方式能够及时发现运行故障，快速找到故障位置，并排除故障，降低事故发生率。当事故发生后，需要将铜排用酒精清理干净，修复损伤不大的部件，更换老化零件。

3.4严格按照规范进行各项操作

近年来，很多大型变电站的高压开关柜出现故障的次数逐渐减少。这主要是由于国家出台的相关设计操作规范。在相关规定的辅助下，开关柜运行的稳定性得到了保证。规范内容下需要完成的工作具体如下。（1）严格控制元件质量。针对制造工艺的缺陷进行优化，单个元件测试完合格后才能用于组装。（2）组装前，必须将相关零件清洗干净，选取合适的螺栓将各组件连接。（3）为强化操作过程的规范性，需要定期对变电站内部员工进行培训，使其牢记规范内容，进而约束其进行规范化操作。

3.5构建良好环境

外部环境对开关柜的运行影响很大，因此需要在室内安装抽湿装置，并做好相应的除尘工作。保持外部环境干燥，且开关柜密封性良好，灰尘无法进入到设备内部，零件之间的磨损现象将减缓。定期对外部绝缘层进行检查，以确保设备绝缘性能良好。

结束语

综上所述，针对高压开关柜在运行过程中存在的绝缘事故，本文对事故进行分类，结合事故现象分析绝缘事故产生的原因，并提出了科学有效的故障防范措施。在未来，电力企业应加大对电力监测系统的应用，通过系统的实时监测功能对高压开关柜的运行状态进行监督与管控，进而降低事故发生概率。

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