关于10kV开关柜运行中的故障及处理措施分析

苗璐

摘 要：10kV开关柜作为电力系统中常见的一类设备，其具有体积小、维护简单易操作等优点，但因各种因素10kV开关柜在运行过程中依然存在很多安全隐患，从而威胁电力系统的安全和稳定运行，因此要想确保10kV开关柜运行安全稳定，势必要重视10kV开关柜的设计、安装、检修和维护。下文着重针对10kV开关柜运行中的故障及处理措施进行分析。

关键词：10kV开关柜 绝缘 电气元件 安装调试 处理措施

1、10kV开关柜运行过程中的故障分析

1.1 绝缘故障

10kV开关柜出现绝缘故障，绝缘故障又可以分为：导电部位与绝缘件之间发生放电。若绝缘板跟導电体之间的固定不够牢固，开关在经过多次操作后难免会松动，在操作振动冲击之后，会出现间歇性放电，但是这种放电不容易被操作人员发现，当进行超声波检查或局放检测时才能被发现，有时在10kV开关柜内，因为整个开关柜为密封状态，无法准确地找到故障所在的位置，等到放电严重时，引起绝缘板损坏贯通性击穿，便会引起严重故障。

1.2 主母线跟绝缘套之间出现放电

主母线跟开关柜内的间隔穿墙绝缘套之间出现放电，引发放电的原因也主要是因为导电铜母排与绝缘套的间隙过小，引起放电。随着开关柜的体积不断缩小，对地绝缘尺寸也不断减小，当柜内的有机绝缘件表面积累的灰尘较多，遇到潮湿天气时，柜内的湿度常常较高，从而导致绝缘表面结露发生放电和击穿等事故，从而引起运行故障。

1.3 误动、拒动误差

10kV开关柜常见故障还有误动和拒动误差，该类故障形成的主要原因为：第一，由于辅助回路跟电气控制回路存在问题，主要表现为辅助开关无法正常切换，转换开关失效或者机构卡涩导致分合闸线圈被烧毁，引起端子松动，操作电源、合闸接触器、接线失误、微动开关故障、二次接线接触老化等，均会影响整个电力系统的安全运行。第二，可能是因为传动系统跟操作机构出现机械故障而引起误动、拒动误差，最常见的表现为分合闸的铁芯松动或者卡涩轴销松动、脱扣失效、个别部件发生位移变形等。

1.4 开关柜发热

在正常情况下，10kV的开关柜在运行过程中均伴有轻度的发热，但是一旦10kV开关柜发生过热或者导电回路同时伴有发热情况时，则提示发生故障。导体散热的途径有两类，分别为导电回路散热和导电回路发热，若导电回路的发热超过散热时，便会导致开关柜温度升高，当上升的温度超过本来设定的温度时，开关柜便会出现局部过热的现象，在局部发热的作用下，产生的瞬间能量会引起严重故障。

1.5 开关柜电气元件故障

在10kV开关柜运行过程中，所涉及的电压互感器、带电显示器、避雷针等相关电气元件若运行时间过长，也会发生各类故障。其中电压互感器发生故障的主要原因为安装调试不合理、二次侧出现短路、互感器质量有问题等，带电显示器发生故障可能是因为自身质量存在问题，再加上运行的环境较差，常常发生故障。

2、10kV开关柜运行过程中常见故障的处理对策

2.1 做好10kV开关柜的安装调试和试验

由于10kV开关柜的安装调试是否合理在很大程度上影响着其是否安全、可靠运行，假如在安装调试过程中发生了绝缘间隙不符合放电要求、传动卡涩、调试不合理等情况时，必然会影响开关柜后期的运行，因此从事开关柜安装调试和试验的人员在面临上述情况时，一方面要迅速联系厂家来处理；另一方面在对开关柜安装调试和检验时，必须严格执行相规定和要求，从而保证开关柜处理良好的运行状态，减少其故障发生率。

2.2 提高开关柜的绝缘性能

对于10kV的开关柜，在将其接入电网后，必须要具备承受工作电压的能力。假如原件质量不可靠，会增加故障的发生率。因此，在生产和制造开关柜时，必须高度重视其绝缘性能，从而减少10kV开关柜运行过程中的绝缘故障。可以采取以下措施：第一，针对10kV开关柜中的绝缘件均应使用阻燃绝缘材质，禁止使用聚氯乙烯、酚醛树脂、聚碳酸脂等有机绝缘材料；第二，高度重视元件的选择，特别是要选择伏安特性较好的电压互感器，换而言之就是要选择在线电压下无明显饱和的电压互感器，除此之外，还应该选择绝缘性能优、不燃烧或者阻燃的隔板；第三，针对一些使用时间较长的开关柜，当增加空气间距和漏泄比距难度较大时，最好选择改善开关柜的环境，在开关室内配置温度计、通风设置、防潮设备等，在雨季期要多启动开关柜，以防其凝露出现绝缘故障。

2.3 强化开关柜体的封闭

第一，要进一步加强开关柜柜内分割防护程度，以此方便开关柜的检修并提高运行安装的安全性。可以将母线、断路器以及电缆等运用阻燃绝缘板将其分为若干个独立的小室，在小室和小室之间设置排气通道和减压阀，实现控制故障进一步扩大的目的；第二，但凡插头经过的插孔均增加绝缘罩，从而保护检修人员的安全，另外，所有的分支母线和主母线均运用阻燃绝缘管套装，以防故障的进一步扩大；第三，提高开关柜机械动作的可靠性，要利用经过技术鉴定且合格的操作机构。

2.4 加强对10kV开关柜的运行管理

一是维修人员在开展检修工作时要注意观察隔离开关法兰以及绝缘子瓷件是否伴有裂纹，在巡视期间注意观察瓷件是否伴有不正常的电晕情况；二是当断路器出现动作断开故障电流时，检修人员应该立即检查断路器；三是当 10kV 开关柜的断路器在工作时，一旦遇到启动操作机构压力高引起其分合闸闭锁、油断路器油量不足以及SF6断路器气体压力过低等情况时，检修人员要停止对断路器的操作；第四在进行隔离开关倒闸时，应该注意全面监控隔离开关的动作，一旦发现发生卡涩故障时必须先分析全面卡涩的原因，然后采取对应措施，切记不可强行操作；第五，若断路器对故障线路进行强送时，需要认真检查断路器的工作状况。

3、案例分析

3.1 基本情况

某站220 k V变电站内10kV的开关柜发生了爆炸事件并且引起火灾，无一例人员伤亡，导致供电中断1h，给当地的企业和居民的正常用电带来极大影响。

3.2 故障原因分析

经专业人员深入调查和全面分析后，发现引起本次开关柜爆炸的主要原因为：短路产生电弧，并引起接地，电弧在热效应的作用下诱发开关柜中的空气急剧膨胀，最终导致开关柜爆炸，并引发火灾。

3.3 防范措施

通过对该故障的原因深入分析后，该变电站为了防止类似事故产生，主要采取了以下防范措施：一是加强对员工的培训。主要邀请技术人员和管理人员组织员工参与系统且规范的专业技能培训，在对所有人员开展基本理论知识培训的基础上，重点向员工讲解了该型号10kV开关柜的主要故障，故障产生的原因、故障处理的方法以及故障防范等，进一步提高员工对该类事故的处理和防范能力，从而降低开关柜事故的发生率；二是制订故障应急预案，该变电站还进一步制定了电网系统应急管理体系，并针对本次发生事故制订了应急预案，并且组织人员定期参与事故演习，全面提高员工对事故的应急和处理能力，以防事故不断扩大，降低事故造成的经济损失；三是加强监督管理。专门成立了监督管理部门，督促其做好各项维护工作，并定期开展预防性试验和专业巡视，以及时洞察设备缺陷和异常，及时采取解决措施。

4、结语

综上所述，10kV开关柜的运行状况在很大程度决定着对电力系统是否能够安全可靠地运行，作为运维、检修人员，必须不断提高自身的专业技能，能够在第一时间洞察开关柜的异常，采取对策，及早发现故障，采取有效措施处理，将故障控制在可控范围内，全面保证电力系统的正常、安全运行。

参考文献：

[1]施育恒. 浅析10kV高压开关柜故障原因及处理措施[J]. 机电信息， 2013，18：81-82.

[2]孙乾. 10kV开关柜常见故障及预防措施[J]. 电气时代， 2015，04：72-74.