摘要：高压开关柜是电力系统中十分重要的设备环节之一，可以对变电器、高压发电机和高压线路进行监测和保护。随着我国电力系统的不断进步和发展，高压开关柜能否正常工作对电力系统的安全稳定的运行具有至关重要的作用。本文具体分析研究了高压开关柜几类常见的事故原因，提出了防范高压开关柜故障的具体措施。
关键词：高压开关柜；故障原因；处理措施
一、引言
高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。同时，随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展，使得对开关柜的运行状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。从长期发展的角度考虑，电力企业需加强高压开关柜故障诊断及采取相应的处理措施，使其在系统中发挥更加全面的安全作用。
二、10kV高压开关柜种类及特点
高压开关柜分户内式和户外式两种，10kV及以下多采用户内式。10kV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器，断路器所配的操动机构多弹簧操动机构或电磁操动机构，也有配手动操动机构或永磁操动机构的。不同的开关柜在结构上有很大的差别，这将影响到传感器的安装和选择。具体如下：（1）、固定式开关柜体积较大，柜内的各种电气元件摆放也就比较灵活，但其封闭性和防护性比较差，发生事故的概率较高，因此基本上已被淘汰。（2）、箱式开关柜主要应用于户外用电场所，适合在负荷小的供电系统中使用，由于其体积比较小，散热性能不好，因此较大负荷的供电系统不宜采用。（3）、HXGN负荷开关柜类型较多，其中SFs负荷开关柜具有防护等级高、维护简单等优点，在新建用电房中应用比较广泛。（4）、手车落地式开关柜对箱底的强度要求较髙。（5）手车中置式开关柜是目前在10kV开关柜中应用广泛、比较受欢迎的产品，和其他同类产品相比有着明显优势，因此具有广阔的发展前景。
三、造成10kV高压开关柜故障的主要因素
1、绝缘因素
高压开关柜的绝缘性能是一项重要指标，在市场上销售的电力产品的质量参差不齐，一旦质量偏低的产品在电力项目中被使用，极易造成设备设施绝缘性能的破坏。通常来讲当低于10kV等级的电力配套设备如果在它的主回路或是联络桥中采用的铜排规格不统一，则需要对冷缩管、热缩管等增加绝缘层来加强系统的安全性。但是当电力系统在进行高负荷的运转时又会对铜排产生一定程度的破坏，加速绝缘层的老化使绝缘性能降低，容易引起安全事故的发生。
2、安装、检修维护隐患
在安装工作中，有可能会出现电缆绝缘层损坏、未排尽电缆头内部气体、电缆屏蔽层接地不良形成环流等安全隐患，所以要从根本抓起，提高安装工艺水平，杜绝柜内短路现象；在进行大量的检查工作时，一定要将母排连接螺栓固定好，以避免停电事故的发生。
3、质量因素
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。
4、拒动、误动故障
这种故障是高压开关柜最主要的故障，其原因可分为两类。一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成，具体表现为机构卡涩，部件变形、位移或损坏，分合闸铁芯松动、卡涩，轴销松断，脱扣失灵等。另一类是因电气控制和辅助回路造成，表现为二次接线接触不良，端子松动，接线错误，分合闸线圈因机构卡涩或转换开关不良而烧损，辅助开关切换不灵，以及操作电源、合闸接触器、微动开关等故障。
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5、电器元件方面故障
在10KV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。
四、高压开关柜故障的防范措施
1、重视材料的选择
在对整个电力系统进行前期设计时，就应该分析各种可能造成开关柜故障的因素，对潜在的安全隐患做好防范并制定相关的处理措施。开关柜设计主要包括柜体的固定和相关电气元件的选择。现在市场上销售的电气元件比较多，工作人员设计时一定要分析各个元件的性能，主要从工作的稳定性和安全性上来考虑，并不断对其进行优化，达到开关柜最佳的设计状态。针对不同的电气元件，要选择合适的环境，只有这样才能保障其发挥优越的性能。当然为了满足实际情况的要求，在设计时也可以考虑用一些高性能的材料，以此来提升设备运行的安全系数。
2、将绝缘水平提高
当高压开关柜内部元件没有特殊的绝缘处理的时候，必须保证它们相互之间或者与大地之间的距离保持在安全值以上，外绝缘的爬电比距要根据环境条件、材质和经验确定下限值，如果为了缩小高压开关柜的外形尺寸而无法保证绝缘相间距离时，需要采用绝缘隔板的方式进行绝缘处理。此外，选择选用最新研发出来的并且经过试验、实践鉴定过的高质量的元件、材料制造的开关柜可以有效地改善绝缘性能。
3、注重安全设计
安全问题是进行任何工程首要考虑的问题，在电力行业同样如此，安全用电是电力行业长远发展的重要前提。为了确保供电系统的安全运行，电力行业制定了相关的标准。优化开关柜的设计方案。采用优秀的设计方案，通过各种相关测试，在开关柜正常工作的情况下，保证开关柜的散热与释能能力。同时，要考虑开关柜的安装与固定。
4、确保设备质量
开关柜自身组成材料的质量是支撑其运行的基础，包括断路器、绝缘件、负荷开关、互感器、避雷器、微机综合保护装置等诸多元件。购置时应遵循国家规定标准，考虑各个元件的稳定性、耐久性等因素，确保其质量合格。此外还需进行科学分布，创设良好的运行环境。当前对用电要求较高，尽量使用高性能的元件进行系统组装，以提高整体的安全性。
5、在开关柜运行时要加大巡视检查的力度
运行单位在开关柜无人值守时可以定期对开关柜进行巡检工作，及时掌握其运行情况，巡检时要高度认真与细致分析。另外，还要使用测温仪等装置对开关柜中导电回路在带电情况下测温，如果观察到异常升温要马上联系调度部门对这台开关柜转移它承受的负荷，组织温度的继续升高。如果是错误操作引起开关柜故障，运行单位要制定完善、合理的管理制度，然后严格落实；另一方面要加大对运行和操作人员的培训力度，增强他们的防误能力。
五、结语
电力系统要想确保安全、稳定的运行，就需要确保高压开关柜的正常使用，尽量降低使用过程中发生故障的可能性，所以需要在安装改造过程中严格按照相关标准进行，确保安装的质量，同时还要做好一些常见故障的防范措施，确保高压开关柜处于最佳的工作状态下，使电力系统供电的可靠性得到较好的保障。
参考文献：
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[2]吴宏熊，胡雪梅.高压开关柜常见故障和改进措施[J].通讯世界，2013（8）.
[3]张平.高压开关柜的发展与现状分析[J].中国科技信息，2007年.
论文作者:梅柱强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/22
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