浅析10kV高压开关柜故障原因及防范措施

摘要：高压开关柜是电力系统重要的装置之，而其引发的故障大大降低了系统的运行效率。现主要分析了导致10 kV高压开关柜故障的具体因素，并提出了防范10kV高压开关柜故障的具体措施。

0 弓l言

近年来电力行业进行了深入改革，l0 kv高压开关柜的使用也变得更为普及。开关柜不仪维持了电力系统的稳定运行，而H 在各种故障状态下可断开连接的设备，保证了设备及操作人员的安全。从长期发展的角度考虑， 电力企业需加强10 kV高压开关柜故障诊断及采取卡n应的处理措施，使其在系统r十1发挥更加全面的安全件川。

1 导致10kV高压开关柜故障的具体因素

1.1 环境因素

从长期运行经验看，外在条件对高压开关柜的影响作用甚大，环境【因素 让会限制开关柜作用的稳定发挥。以污闪事故为例，开关柜受环境影响而发生的故障表现在：首先，正常条件下开关柜不会出现污闪事故，其基本上保持着正常的运行状态。但如果外界环境处于潮湿状态，造成绝缘子及母线表面的积污增多，持续潮湿的环境极易引发污闪事故。其次，绝缘子的泄漏距离偏小，这种情况难以满足污秽和潮湿环境的要求，一段时间运行后也会使得污闪, 概率的增大。

1.2 老化因素

随着社会用电量的增多，原先安装的电力设备开始处于老化阶段，各种装置及元器件性能日趋下降。如：真空断路器在使用过程,易发生不同的故障，特别是电流值处于异常变化的故障发生率更高。真空泡在真空度明显降低或者在运行中受损后，真空断路器的整体性能就会随之降低，当出现故障时就容易发生爆炸事故。同时变电站的高 柜，在系统负荷增加后，系统的短路电流 I容量也会随之增加。若真空断路器的电流值难以达到系统运行的标准，其常会受到短路故障的影响而降低性能。这些问题的存在都会破坏电力系统的稳定性。

1.3 绝缘因素

绝缘能力是高压开关柜的另一大影响因素， 由于市场上电力产品的质量层次不一， 电力工程建设中使用低质量产品破坏了设备的绝缘性能。如：避雷器手车、PT手车等的外观尺寸和元器件的配置不统一，避雷器手车、PT手车等实际运行巾，会因为外界环境指标的变化而使其性能减弱。另外，一般低于10 kV电压等级的成套设备的主回路或联络桥所用的铜排规格不一，有的还另外增加诸如热缩管、冷缩管等的绝缘层来增加安全性。电力系统高负荷运行会对铜排造成一定的损坏，使其绝缘层的性能趋于老化，容易造成一次相问直接放电的事故。TPXB-B系列变电站电器设备交流耐压调频串联谐振 可以用次来做试验。

除此之外，爬距和空气间隙过小也会引起开关柜出现绝缘问题。如：手车柜，使用时为缩短柜体的外形尺寸，往往会减少装于柜内的断路器，隔离插头相间或对地的距离，结构改造后并没有加强绝缘措施，导致开关柜正常使用后的故障发生率提高。

1.4 质量因素

质量因素包括电力设备、电力材料2个方面。电力工程改造需用到诸多不同的设备及材料，其质量好坏对系统的发电、供电也会造成明显的影响。就目前开关柜存在的故障来说，隔离触头的质量不合格会造成手车柜的隔离触头因接触不良，最终引起电弧故障的发生。

由于绝缘子头部内部绝缘能力偏弱，环氧浇注电互感器和酚醛氧玻璃绝缘子的质量差，这种材料的质量及性能与电力标准规定的要求相差甚远。电力系统在正常运行状态下，会引起不同程度的尘埃积聚、受潮，使得构件的绝缘性能老化。调查显示，许多电力设备在标准状态下依旧会出现爬电现象，这对电力系统的安全性是极为不利的。

1.5 操作因素

断路器在10 kV开关柜中属于一次性的主体设备，在运行期间要面临大电流、高电压等环境，这些都会影响到设备的运行状态。主要表现为：(1)柜体的机械强度不够，当短路电流流绎开关的时候，在电动力的作用下而导致柜体与开关之间发生位移，从而致使触头间接触电阻急剧增大，而产生电弧，甚至会引起爆炸。(2)静触头或动触头在长期的使用过程当中，因为它们之间相互的机械磨损而导致接触点或面的减少，从而造成触头之问接触不良的现象。(3)设备安装中因操作不当破坏了结构的完整性，如：动静触头插入不标准，接触电阻过大易弓1起不同的故障问题。

操作巾的拒动、误动等均是开关柜事故的诱发因素，主要表现在：首先，操动机构以及传动系统的机械故障引起的开关柜故障，这种情况体现于卡涩、部件变形或位移、脱扣失灵等;其次，南于电气控制及辅助回路引起的故障，该情况会造成保护装置难以正常执行命令。

2 防范10 kV高压开关柜故障的措施

2.1 材料选型

电力系统设计阶段应注重开关柜的故障防范，对潜存的安全隐患实施必要的处理。开关柜设计的关键内容包括：柜体、断路器等一次元器件的选型，全面分析各种元器件的性能，从稳定性、可靠性等方面优化设计，如：对柜体内的元器件科学分布，使设备存更加优越的环境下完成操作。考虑到用户的实际需求，可选择高性能的材料组装系统，如：变电站、开闭站等要选用进口材料，提高设备运行的安全系数。

2.2 爬电比距

爬电比距是高压开关柜设计的重点参数，该指标控制的可靠性影响着系统正常运行的性能。依照国家标准，高压开关柜中的各组件及其支持绝缘件的外绝缘爬电比距为纯瓷绝缘不小于18 mm/kV，有机绝缘不小于20 mm/kV。为了达到这一功能要求，电力单位应严格控制组配件的规格，尽可能找专业厂家订做，以保证电力系统的优越性能。

2.3 安全方面

安全用电是电力行业长期研究的重点，柜内各相导体之间与对地净距必须满足电力行业标准：相间及对地空气间隙在125 tnrn以上。若运用了复合绝缘结构，则要加强绝缘材料介电常数的配合，这不仅有助于防I卜人身伤亡事故的发生，也能避免盐雾污闪以及有害气体对母线的腐蚀。

2.4 环境方面

外在环境对高压开关柜的事故影响较大，防范故障发生时应注意环境的监测控制。如：对通风窗可以通过加装网栅或过滤网的方法，来降低进入开关室的灰尘量，而对于较潮湿的开关室，可以加装红外线灯的加热或去湿装置来降低潮湿度。

2.5 性能方面

继电保护是电力系统的保护结构，其需在设计安装时严格按照标准操作。通常要不断改善继电保护对运行方式变化的适应性能，使其更好地服务于系统的运行。另外，当断路器容量不足时，继电器应该及时更换，对一些重要的参数指标需重新规划设计。

3 结语

总之，高压开关柜事故对电力系统性能的影响甚大，不仅增加了电力工程的建设成本，对操作人员的生命安全也会构成较大的威胁。操作人员应结合具体的标准要求，对高压开关柜采取安全防护措施，降低故障的发生率以保证其性能。

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