摘要：本文首先说明了10kV开关柜种类及特征，然后分析了10kV开关柜检修安全风险，最后详细阐述了10kV开关柜检修安全风险防范措施。
关键词：10kV开关柜；检修；安全风险；故障
一、10kV开关柜种类及特征
就当前电力行业中应用的10kV高压开关柜来看，种类繁多，并且不同种类开关柜其区别也比较显著。从整体上看，10kV高压开关柜主要有箱式开关柜、固定式开关柜、手车落地式开关柜、负荷开关柜、手车中置式开关柜几类，不同类型开关柜的特征如下。
（一）箱式开关柜
这一类型的开关柜主要应用在户外用电场所，适用于负荷较小的供电系统，因为这类开关柜的体积比较小，因为散热性能欠佳，所以如果供电系统的负荷较大时不宜采用该类开关柜。
（二）固定式开关柜
该种类的开关柜主要应用在厂矿企业和变电站中，柜内的空间较多，便于灵活地摆放各类电气元件，但是箱式开关柜的特点是防护性和封闭性较差，因此容易发生故障，当前已经逐渐被淘汰。
（三）手车落地式开关柜
这种类型的开关柜要求箱底具有较高的强度，当前市场上对采用进口技术的产品还具有一定需求。
（四）负荷开关柜
在负荷开关柜中，又可以分为HXGN负荷开关柜和SF 6 负荷开关柜两类，因为后者的防护等级高，且便于维护等，已经被广泛应用于新建配电室中。
（五）手车中置式开关柜
这一类型的开关柜主要被广泛应用于10kV的开关柜中，相比于其他种类的开关柜，优势明显，因此发展前景广阔。
二、10kV开关柜检修安全风险
在 10kV开关柜中的检修中常见的安全风险主要分为以下几种：
一是绝缘故障，绝缘故障风险分为导电部位与绝缘件之间发生放电和主母线与绝缘套之间出现放电。在绝缘板和导电体之间的固定结构不稳定时，开关一旦经过多次的操作，就会出现松动的现象，操作震动冲击会出现间歇性放电现象。主母线跟绝缘套之间出现放电则是由于主母线与开关柜里面的间隔穿墙绝缘套之间出现了放电现象。主要是由于导电铜母排和绝缘套间隙过小而产生的。
二是保护装置误动、拒动风险，这类故障形成的主要因素是辅助回路和电气控制回路存在着问题、传动系统与操作机构出现了机械故障等因素。
三是开关柜发热风险，一般来说，在正常工作运行中，10kV 开关柜出现轻度发热是正常的现象，但是过热现象则是故障发生的一种表现。过热现象产生的原因是发热量远超过散热量、负荷电流过大导致导体过热。开关柜的发热现象主要分为导体发热、导电回路过热以及涡流发热三种，一旦出现将会给电力运行造成极大的影响。
四是开关柜电器元件故障风险，这是由于运行时间过长或是运行环境较差而导致的。每个元件都有自身的使用环境以及使用期限，部分元件在安装时就出现了不合理的现象，或是在运行中由于环境较差或是运行时间过长，造成了元件的老化，从而导致开关柜工作故障。
五是开关柜电晕风险。所谓电晕，主要是指高压带电体表现向空气游离放电的一种现象。当气压和强度正常时，如果高压带电体（常见的如高压电缆头粗糙表面或者高压架空线的导线或者其他电气设备的带电部分）的电压达到了电晕的临界电压值时，或者高压带电体表面电场强度达到了电晕电场强度，即30~31kV／cm时，空气中原有的离子动能增强，当达到某一数值时便会撞击其他不带电的分子，从而让不带电的分子被离子化，最终空气发生部分导电。这个时候便可以看到带电体四周伴有蓝色的辉光放电现象，我们将其称为电晕。另外，如果电极的曲率半径非常小，电极四周的场强非常高，也容易发生电晕的情况。
三、10kV开关柜检修安全风险防范措施
（一）做好安装调试和试验工作
10kV 开关柜在安装调试阶段就已经为后续工作的性能打好了基础，完整彻底的调试是对故障风险的初步排除。在开关柜的安装调试环节中，需要注意的是是否出现了绝缘间隙不符合放电要求、传动卡涩以及调试不合理等情况，这些情况一旦出现将对日后开关柜的运行以及电网的安全造成巨大影响。出现问题需要安装人员立即联系厂家对问题进行处理，并且在检验开关柜性能时，严格按照相关规定与标准进行工作，减少故障风险发生的概率。
（二）提高开关柜的绝缘性能
10kV开关柜在投入工作之后，需要长期承受电压，这也对开关柜的绝缘性能提出了要求。从开关柜原材料的选择开始，就要注重其绝缘性能，高质量的材料才能更好地进行工作，并且降低安全故障发生的几率。首先，选择 10kV 开关柜的绝缘件时，需要选择阻燃绝缘材质，不可使用一些有机绝缘材料，比如聚氯乙烯、酚醛树脂或是聚碳酸酯等；其次在元件的选择与购买上，尽可能选取绝缘性能较好并且阻燃的隔板，以及选择伏安特性较好的电压互感器；最后对于一些已经工作较长时间的开关柜来说，需要定时的清理，尽量避免由于灰尘杂物而引发的工作故障风险。
（三）强化开关柜体的封闭
开关柜的封闭对开关柜的安全有较大影响，良好的封闭性对开关柜的安全运行是一个有效的保障。首先对开关柜内部的柜内分割防护程度进行加强，开关柜内部构成主要分为母线、断路器以及电缆等设施，将这些部分分别采用阻燃绝缘板分成独立的小室，这样一来一旦出现控制故障就可以有效进行控制和阻绝，从而防止事故的扩大与发展。其次是在插头经过的插孔处增加绝缘罩，用以保护工作人员对开关柜进行操作时的人身安全。在开关柜机械动作的鉴定上，也要按照相关规定进行重点观察。开关柜的封闭关系着工作人员的安全以及故障的控制，需要从内而外加以重视。
（四）电晕现象的处理
一是，采取有效措施改善10kV开关柜中的通风条件和除湿条件，特别是要考虑采取措施降低含盐分的水汽对开关柜断路器绝缘造成的不利影响，检修人员要检查变电站中全部的10kV开关柜的一二次进线口的封堵情况，并对10kV开关柜的通风系统进行检查。如果当地天气比较潮湿，可以适当地增加初始设备，从而降低环境的湿度。
二是，要对10kV开关柜中的电场分布进行改善，从而达到降低10kV高压开关柜内电场强度的目的。因为10kV开关柜和断路器、互感器相连接的铜排最好选择倒角圆滑的铜排。另外，还可以尝试调整10kV开关柜中和断路器连接的铜排从而使其对中搭接。
除此之外，还可以采取涂抹防污闪涂料和增加局部绝缘层厚度等措施来提高电晕起始电压，最终达到消除电晕的目的。
（五）加强对 10kV 开关柜的定期管理维护
在对 10kV 开关柜进行定期管理维护时，要根据设备的具体情况制定合理的检修计划，检修计划与设备的具体型号、工作环境、工作年限等息息相关，在严格遵循检查管理制度的同时也要结合实际情况，切忌死搬硬套。
某10kv开关柜互感器常规更换方式的五类问题：作业空间小、危险系数高、作业难度大、工艺无保证、作业时间长。
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图 开关柜内部主视图
根据作业空间小、危险系数高、作业难度大、作业时间长、工艺无保证等难点设计以下方案。第一种方案：采用液压支撑结构，手推车与升降平台为一体的结构形式。第二种方案：采用电机与链条作为传动部件，链条直接作用在铲型承重平台的门型架构（龙门吊）支撑结构形式。第三种过度方案：根据以上两个方案的设计优缺点，最后确定采用分体式承重结构，及改进式（第四方案）的设计基础，即采用检修作业车。
1、检修作业车最大占地面积0.33㎡。
2、单人就可作业，作业无机械伤害等人身风险，作业效率提高6-8倍。
3、检修作业车承重后可稳定调整上下高度及左右前后位置，调整到合适位置后可固定并切稳定。
4、更换单相互感器检修时长可缩短至最多30分钟之内。
10千伏互感器检修作业车原型1号可以应用在多种型号的高压开关柜内，不同尺寸的狭小空间均可以自行变更承重结构，适应作业环境要求。
当前原型I号现已进入实用化阶段。
四、结语
综上，开关柜在检修期间出现故障风险不仅会影响开关柜的正常工作，还会损害电网传输电能的能力，进而降低电网供电的可靠性影响人们的正常生活。因此我门需要采取相关措施做好对开关柜各个环节的防范和应对。随着新技术新工艺的不断进步，开关柜的制作也要不断完善和创新，才能保证其可靠性，让其更好的为电网、为人民生活服务。
参考文献:
[1]韦科迪.浅10kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].机电信息，2012(15)
[2]冯佳明，王森.10kV高压开关柜检修维护注意事项及故障实例分析[J].机电信息，2014(15)
论文作者:卫天星,石雷,窦延辉,邢立坤,鲁中超
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/14
标签：开关柜论文; 作业论文; 故障论文; 电晕论文; 风险论文; 高压论文; 现象论文; 《防护工程》2018年第26期论文;