摘要：确保高压开关柜的安全可靠的运行，是保障电力系统可靠运行的基础。一旦高压开关柜出现故障，往往会造成大范围的停电，影响居民生活和工业生产。鉴于此，本文就电力系统高压开关柜常见故障问题展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：开关柜；故障；分析
一、我国电力系统中高压开关柜故障的相关情况
我们调查了2018年相关的设备故障情况，在众多故障问题当中，有92% 的故障是开关柜出现故障导致的，其中4%是由于电缆本身出现故障导致，而其他故障问题所占几率只有4%。而在开关柜的故障单子，机械故障占到的比率达到了43.75%，而绝缘故障的机率有31.25%，其他的故障类型大概是12.5%，而电气故障的机率十分小只有2.5%。通过相关数据我们可以看出，绝缘故障与机械故障在开关柜故障当中占主要成分。而进一步调查这些故障出现的原因我们能够看出，这些机械故障和绝缘故障会发生的主要原因包括以下几个方面：第一方面，缺少对员工的实际技能操作培训，进而导致工作人员对于设备的操作水平不够熟练，同时无法根据相关标准和要求进行设备维护；第二，选择的设备型号存在错误，柜体进行安装时没有遵守要求；第三，开关柜内部的动、静触头因为接触行程达不到要求，进而导致动、静触头被烧坏；分、合闸线圈与控制回路也不满足相关要求，导致分合闸线圈被烧坏；第四，外界的环境因素，比如空气内湿度过大、工作温度比较高以及雷击现象等，这些也容易导致开关柜出现故障。
二、电力系统高压开关柜常见故障
开关柜的发热故障。对于开关柜发热部件大多是导电回路，例如导体发热和接头发热、涡流发热等。在发热量超出它所能排出热量时，会使开关柜的温度升高很多，严重时就会发生事故。导体发热大多数情况下都是母排发热，因为母排长时间有高负荷电流流过，所以发热很明显。另外，现在制造出来的母排都含有一些杂质，造成它的电阻率偏高，这会增大母排的发热量。接头发热的原因主要是刀闸的接头或引线、互感器的接线板等，这些连接处接触不良和被腐蚀都会引起接头发热。涡流发热指的是电流会在开关柜隔板中发生环流造成的，发热量随着负荷电流的增大而增大。
绝缘故障。开关柜发生绝缘故障主要是由于绝缘放电引起的，有导体相见、对地闪络等，绝缘放电的本质是：开关柜内部的绝缘体或者其间隙绝缘强度没有达到标准要求，高压电流通过时会发生放电现象，严重情况下会发生绝缘层被击穿。还有一个引起绝缘故障的重要原因是开关柜运行环境太差，其表现形式大多数情况下是污闪。例如在工业发达地区、沿海城市，开关柜中的绝缘子和套管等部件经过很长时间的使用会堆积很多污秽，在所处环境湿度较大时，如果有些绝缘子泄露距离较小，很难在这种污染和湿度都较为严重环境中正常运行，并容易发生污闪。
电器元件方面故障。在开关柜中不少电器元件如显示器和避雷器、电压互感器等经过长时间的运行和使用后会发生老化和故障。显示器因为质量问题和所处的运行环境比较差，发生故障概率很高，开关柜中的不少显示器不能正常使用，像摆设一样。避雷器故障大多是因为密封问题、阀片老化和瓷套污染等。密封问题会使潮气进入避雷器中，破坏它的内部绝缘，使阀片性能老化的更快。瓷套污染会使电阻片上的电压产生分布差异，使电阻片更快的发生劣化。引起互感器故障有较多的因素，例如质量问题、安装与调试、二次侧短路和谐振过电压等。
机械传动过程中操作机构的故障。机构发生弯曲变形、传动销损坏、连杆断裂和拐臂断裂等在开关柜中是操作机构发生故障的主要形式。这些故障会引起连杆脱落，相间短路发生跳闸、单相发生接地事故等；如果故障比较严重会造成开关机构不能灵活操作，会使开关发生拒合或拒分。此外，还有其他故障，例如老鼠、蛇等进入开关柜中造成短路故障、维护人员在操作失误时引起的故障。一般情况下，小动物在开关柜中引起故障这种事情发生的次数较少，但是危害很大，所以要增强重视程度。误操作所引起故障也会对开关柜造成很大危害，例如损坏或者爆炸，对维护人员生命安全和配电网运行可靠性是很大的威胁。
三、电力系统高压开关柜故障处理措施
1、事故分析步奏：
中医看病讲究“望、闻、问、切”，同样，我们对事故现场讲究的是“一看、二查、三分析”，其中分别为：“一看”：看事故现场，查事故原因、故障起始点及最后落脚点，确定其为质量事故还是运行事故。“二查”：①查看后台记录，看出线柜综保事故记录，查看故障录波图；② 看事故断路器所处工作状态，要求与后台记录相符。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆”三分析”：结合“一看”、“二查”的情况对事故做出初步分析，注意在分析事故原因和产生结果时，原因和结果应可转换。
2、到达事故现场需要注意的问题：
①首先要仔细查看事故现场，主要是要找到开关柜中的引弧点，引弧点是事故的始发点，在分清始发事故，才能搞清那些是发展故障。
②要请用户出据事故发生前2小时的值班记录，事故抢修过程及烧损情况记录，即要看到原始记录，也要看事故后用户出据的情况说明。
③目前许多变电站都采用微机记录仪，可要求查找当时事故的记录情况，如事故登录记录。有关录波图、事故曲线图等。
3、分析事故中应注意的几个问题
① 电弧始发点和电弧的运动方向：
根据电磁感应定律，电弧应向负荷侧运动，掌握电弧运动方向，对寻找故障始发点至关重要，如在一段母线上可见多点闪络痕迹，始发点应在最接近电源侧的那一点，但对于某些导体接触不良，绝缘件击穿事故，还要进行特殊分清。因为导体接触不良是始发故障，而母线上多点闪络可能是发展故障。
有人认为烧损最严重的地方就是故障始发点。从多次事故现场调查结果来看，结论往往相反。
当电弧运动遇到绝缘阻碍物如电缆头、油断路器的绝缘筒、真空断路器的陶瓷、玻璃绝缘外壳、穿墙套管、母线的终端等，电弧不能向前运动，就会停留在阻碍物处燃烧，使该处烧伤最严重。在中压开关室的事故调查中常发现主进线断路器及母联断路器往往烧损最严重，由于母联及进线断路器比馈线断路器容量大，往往采用了机械强度较高的环氧绝缘子，有人推断是环氧绝缘子引起的。我认为：此现象是由于出线柜故障时，开关室充满灼热烟气，主进线及母线开关在保护作用下跳开，其断路器电源侧端头电压恢复，又在此击穿起弧，由于此故障需上一级电源断开，故时间更长，而且该断路器的电源侧端帽恰为此的负荷侧端电弧将停留在此处燃烧，故此柜将比故障始发点的出线烧损严重。
②弧光短路
中性点不接地系统中，单相弧光接地电流又很小（小于十几安）有可能自动熄弧。而达到几十安已不容易熄弧，所以规程上规定应该装设消弧线圈，一般相间弧光短路故障及中性点直接接地系统的单相弧光接地故障均不会自动熄弧，需靠断路器切断电源来熄弧，换句话说，断路器动作前，故障断路电弧是一直在燃烧的，燃弧时间就是保护及断路器的动作时间，而且从示波图上反应出的短路电流是稳定的。
③ 载流回路不良引起一次回路击穿
这是由于一些接头的截面不够，紧固螺栓松动，手车与开关柜触头接触不良，在大电流流过时引起发热、冒火现象，进而引发相间、相对地击穿。这类故障可见接头、触头接触面有烧花、熔断等现象。事故往往在高峰负荷或出线有短路时发生，而且后者情况占多数。这是因为系统容量不断增加，短路电流越来越大，此种故障有上升趋势。以上二者后果均是上一级断路器跳开切除故障，本柜的断路器虽然跳开但已烧损，二者之间的区别点在事故现场中仔细辨认，即可看出：开断故障断路器内部烧损严重，而载流故障断路器外部烧损严重。
④ 鼠害
鼠害造成的开关柜故障，很难分清老鼠先造成单项接地继而发展为相间接地，还是直接造成的相间又引起接地。这是由于中压开关设备相间距离很小，单相弧光接地一般很快就发展为三相短路，往往接地信号与断路器跳闸信号同时听到。由于现在做了大量灭鼠害工作，这一故障呈减少趋势。
⑤ 人为原因
特别是在断路器检修完后，由于检查不彻底，如：
ⅰ送电时接地线未拆除，或做完工频耐压试验后短接线不拆除。
ⅱ清洁不彻底，有抹布或其他异物。
ⅲ母线制作不合理，造成通流能力降低，从而造成一相弧光对地，发展成三相。
参考文献：
[1]韦科迪.浅析 10kV 高压开关柜故障原因及防范措施.机电信息 2012（15）
[2]郑庆伟，高压开关柜故障原因分析 M 北京：电气设备装备出版社
论文作者:杨旭光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/11
标签：故障论文; 开关柜论文; 断路器论文; 事故论文; 发生论文; 电弧论文; 弧光论文; 《基层建设》2019年第23期论文;