10 kV环网柜在城市配网中的检修和管理

2022-02-06卢中春

通信电源技术 2022年21期

卢中春

（国网江苏省电力公司盐城供电分公司，江苏盐城 224000）

0 引言

随着我国电网负荷密度的增大，环状供电将能满足我国社会和经济发展对电能的需要。10 kV环网柜作为环网供电的主要终端设备，在城市配电网络中具有很好的控制和保护功能，在电力系统中有重要的应用[1]。10 kV环网柜的运行状况对供电企业的供电质量有很大影响，因此为确保其运行的稳定、安全，须进行严格的维护与管理[2]。

1 10 kV 环网柜简介

环网柜是指在每条线路上都有1个开关柜（出线开关柜），而这个开关柜的母线也是环网主干的一部分。一般来说，环网柜都是由3～5个组成，根据工作位置的不同，负载开关分为2个和3个。3个位置的开关是防止接地，2个位置的开关并不适合实际的维修，一般选用3个。环网箱线路的接线是最简便的1种电流线路。在10 kV环网柜进线上安装绝缘开关，再利用限流保险丝和负载开关，使其与变压器相连接。采用限流器和负载开关一方面可以有效地控制线路中的电流，使其保持在10 kV的电压区间，另一方面可以有效地隔离线路中的故障。为保证10 kV环网柜的工作稳定，应在设计时增加避雷器等防雷元件，并对其进行定期检查，以保证其工作稳定，如图1所示。

图1 10 kV 环网柜

2 环网柜的选型

环网柜的种类繁多，用途也各不相同，但其最大的作用就是接收电力和分配电力，通常用于双电源环网和终端电源。如果将环网柜运用到自动化线路上，则可配置具有远程控制、遥信、遥调、遥测4种功能的环网柜。远程控制各个环网柜、开关柜等设备的传输线路，与各个环网柜、开关柜的通信线路通信，从而使环网柜可以在一定程度上检测到线路上的障碍物，并能自动将故障区域隔离。根据城市电网的不同需求，可以选用相应和匹配的环网柜。第一，在选择设备时要注重可靠性和经济效益的统一。尽管采用进口环网柜的可靠性和性能都很好，但其成本也很高，相比之下，国内的环网柜价格相对较低，但其性能和设备的可靠性较差。因此，在选择环网柜时，可以选用价格合理、设备性能优良、相对可靠的合资企业。第二，环网柜的回路数量应以3～6为宜，以适应使用者的分布和发展，避免因线路长度太长而造成电缆超长的问题。第三，应充分考虑到环网柜与配电自动化、智能化的协调，采用断路器代替负载开关；采用电力驱动装置或电压互感器（Potential Transformer，PT）环网柜，须配备配电自动化监测装置或预留接口。

3 10 kV环网柜的应用

目前，环网柜已广泛应用于城市配网，对城市电网的灵活配置起到了一定的推动作用。为防止发生不必要的故障，给线路带来不必要的影响，使其发生停电，需采取以下方法。第一，在选择环网柜时，尽量选用配有计量设备的环网柜。该环形箱体可同时测量4条电缆，增强4条电缆之间的联系。第二，在实际使用中，尽量选用4个环网柜，从而达到电源效果。第三，在实际的环网柜安装过程中，有关安装人员必须严格遵守技术要求和规范，提高环网柜的整体安装质量。在完成电缆铺设工作后，有关部门应加强对接线端头的设计和制造，确保接线端头与环网柜的连接。另外，当环网柜负载端发生故障时，保险丝会发生熔断，导致负载开关跳闸，故障线路发生短路，从而降低故障对电网的影响。

4 10 kV环网柜检修中的常见问题

4.1 截流和断路器拒动

在10 kV环网线路的设计中，通过传感器获取线路的工作参数，并将其传输到相应的控制器。但是，随着时间的推移，接触点的灵敏度会降低，甚至会发生过热，导致10 kV线路本身以及其内部元器件受到一定的影响。如果发生故障，则可能会引起断路器拒绝动作，从而损伤10 kV环网中的电子元件。另外，长期使用会降低开关柜中的某些元器件性能。如果断路器的连接出现问题，甚至是零件发生故障，都有可能导致断路器被拒绝[3-5]。

4.2 绝缘故障

输电线路对线路以及电气设备的绝缘性要求非常高，如果绝缘故障，则将会对设备造成很大的影响。一类绝缘失效的原因由设备本身引起。如果10 kV环网柜的相关产品质量不高，产品的制造和设计与国家的标准有很大的差异，导致产品的绝缘性能与设计要求有很大的差距。在使用过程中，一定要保证柜内的气流在一定程度上保持良好的流畅性，否则将会发生电压击穿。若环网柜的外形发生改变，则会造成内部元件间的间隙很小，从而影响通风。

5 10 kV环网柜的故障预防及处理

5.1 优化运行环境

环境状况对10 kV环网柜的工作质量有很大的影响，在使用时应尽量减少污染。环网柜的工作温度要维持在-5～40 ℃。温度太高会引起较强的氧化反应，从而导致金属材料的导电性下降，缩短设备的使用寿命；温度太低会增加内部的应力。另外，其湿度要保持在94%RH以下，以免过湿对电子元件的工作造成不利的影响。

5.2 提高绝缘保护

绝缘失效的产生与元件间的间距及本身的材料性质有关。在使用中要强化检修人员的责任意识，认识到绝缘失效所带来的危险，并严格遵守有关电气设备的相关规范，以保证其绝缘性能，若有电器泄漏，应立即更换。此外，在检查和维修时，应加强对电子元件的腐蚀等方面的检查，对有锈蚀的部件应立即进行除锈处理，并进行油漆处理。检查有没有松动的螺钉，及时处理。

5.3 提高开关柜的驱潮能力

为了提高开关柜内的湿度，可以在最小的空气间隙处增加1个加热器，在开关柜的底部和顶部分别设有1个进风口和1个排气口，使得柜体外部的空气进入开关柜中受热，再由安装在开关柜的顶部排气口排放出去。同时，操作人员应定期检查电冰箱的湿度，发现结露严重时，应及时进行加温除湿。针对检查难度较大的开关柜，可在其内部加装智能测温、除湿模块，有效提高检测效率，防止意外。

5.4 重视开关柜的预防性试验

应加强对开关柜及其内部设备的预防性测试，从而对其工作状况进行有效判定。同时，在进行预防性实验时，必须遵守相关的技术规范，如果实验数据出现异常，则需要进行细致分析，并与以前的资料进行比较和论证，从而得出正确的结论。而且需要对多组资料进行全面的分析，以判定是否有安全隐患，在进行了预防性测试后，应及时进行开关柜的恢复，检查接触点和接触面是否完好，防止由于接触不当造成异常发热。

5.5 10 kV环网柜的故障处理

目前，由于环网柜的绝缘破损，造成的故障处理方法比较粗糙。通常，环网柜端子的绝缘破坏的处理方法如下：对轻微的放电烧痕简单打磨后，更换线缆端头附件进行维修；当电痕化比较严重或者是环氧树脂端子被彻底击穿时，可以通过在环网柜上预留的储物柜，将T接头换成T接点，从而达到快速恢复配网的目的，降低用户数量，保证供电的可靠性。当箱体发生爆炸或箱体受损后没有备用柜时，只有对整个环网柜进行整修或返工检修，才会对电网的供电产生很大的影响。而在关键用户中，需要采取旁通方式或采用紧急发电车，增加了电力系统的运营费用，从而极大地影响到电力系统的稳定与发展。因此，在环网柜的故障维修中，及时、高效地进行维修非常必要，通过对环网柜的端子进行绝缘修补，并迅速更换绝缘部件，可以大大缩短环网柜的维修时间和断电时间。

5.6 电缆终端制作

在10 kV环网柜中，生产和安装插接式环形电缆端头是一个重要的问题。因此，只有经过了专业的训练和考核，方可进行相关的处理。在施工过程中，应满足电缆终端铜屏蔽层、绝缘层施工和半导电层施工的要求，否则会造成电缆外层和铜层过多或太少、绝缘部分太长或太短，从而使接头处的应力锥铜线半导电断口搭接出现问题。这将增加插线式电缆端头的电场应力，使其在使用一段时间后发生短路或接地故障。剥离铜护罩后，半导电层和主绝缘体不会受到任何损伤，但半导电层的剥离要非常小心，不能损坏主绝缘，否则会引起电场的应力分布改变，如果损坏部分的应力集中，就会导致插接式手柄的失效。

5.7 加强开关柜的巡视维护

10 kV开关柜的正常维修与维修加固是提高其工作效率和减少故障率的关键。在例行的检查中，应特别留意开关柜的门板是否锁好，并留意开关柜的前上柜、前柜、后柜的污垢状况及有无异常。在进行维修时，要仔细清理隔间，确保不会有异物和灰尘。在日常维修保养中，要对电闸箱内设备的触点检查与保养工作，并定期进行检查，确保触点部位结构稳定，无松动、脱落等问题。同时，对触点进行外观检查，看有无氧化、有无变色、接触片表面是否平滑。在验收及维修工作结束后，对开关柜一、二次电缆的进线口（尤其是二次电缆进线之间的空隙）及其他多余的空隙进行封堵，以保证封口完好、有效。10 kV开关柜如图2所示。

图2 10 kV 开关柜

6 10 kV环网柜管理措施

6.1 强化人才培训与管理

10 kV环网柜的维护和维修工作人员是不可或缺的，10 kV环网柜的操作效率和安全状况直接影响到员工的个人能力。因此，为强化10 kV环网柜的安全管理，需要提升员工的专业技术。主要采取以下2种途径。一是积极组织相关工作人员参加各类技术培训，使其具备一定的理论基础。开展一些试验，让他们对设备的维护和维修过程有更加深刻和完整的理解。同时，要积极鼓励员工的自主学习，为他们提供出国进修和训练的机会，以全面提升维修队伍的技术水平。二是电力公司要加强相关员工的创新能力和先进的技术培训，以便员工能根据公司的需求和自身的能力，进行技术革新，从而提高生产效率。此外，电力公司引进国内、国际上最先进的设备维护技术，以指导职工学习新技术。