摘要：在变电站运行过程中，安全性和稳定性是重要因素，近年来在变电站的建设中，由于户内开关柜占地面积小，操作集中，方便运行和维护等特点，在变电站中大量配置中低压开关柜。运行过程中由于各种原因造成开关设备被严重烧毁的事故越来越多，对变电站事故的处理不当，会直接影响变电站运行的安全性与稳定性，导致电网事故不断扩大，不仅会带来严重的经济损失，还可能造成人员伤亡事故。在变电站设计过程中，为了保证变压器、母线、开关设备的安全运行，都遵照相关规范配置保护装置，但目前国内35kV及以下的母线一般不配置专用的快速母线保护，而是由变压器的后备过流保护来切除母线故障，由后备保护动作切除故障的时间至少为0.5s，这样就加大了对设备的损伤程度。因此，在变电站中低压开关柜中配置电弧光保护，一旦出现故障，可以及时将故障切除，防止故障进一步扩大。
关键词：变电站；开关柜；检修和维护
1中低压开关柜设备运行过程中的问题和运行要求
1.1开关柜设备运行过程中的问题
在变电站设计过程中，110kV及以上的母线会设置母线保护，电压等级在35kV及以下的母线系统中一般不配置专用的快速母线保护，而是依赖上一级变压器的后备过流保护来切除母线短路故障，这样导致了故障切除时间的延长，加大了设备的损伤程度。在设备的使用过程中母线上的操作比较频繁，设备绝缘老化、机械磨损是必然现象，运行条件发生改变以及人为操作错误，会导致母线故障率升高，对变电站的运行存在安全隐患。
1.2开关柜安全运行要求
（1）开关柜内部燃弧耐受时间。根据IEC298标准，开关柜内部燃弧耐受时间为100ms，当前市面上销售的开关柜是按照该标准要求设计的，开关柜使用过程中可以承受的电弧燃烧时间为100ms。由于电弧光故障一般都发生在断路器动作前，故障短路电弧一直处于燃烧状态，保护动作时间与断路器分闸时间之和为电弧燃烧的持续时间。因此，从开关柜保护的角度来讲，保护动作应该要在100ms内迅速做出响应，对电弧短路故障进行切除，防止故障进一步扩大而造成更大的危害。（2）开关柜弧光故障防护。除了加强开关柜的结构外，还应对母线配置专用的快速保护，在开关柜耐受燃弧时间以内切除故障，从根本上限制故障电弧，消除对开关设备的损坏和人员安全的危害。
2变电站开关柜故障常见问题分析
2.1绝缘等级差
从当前变电站开关柜事故发生情况来看，绝缘等级差是关键问题之一。目前很多变电站在进行输送配电过程中应用的仍然是手车柜，设备质量不过关。很多厂家在生产开关柜过程中并没有充分考虑到空气间隙的问题，为了控制成本获得更大利润很多厂家在生产开关柜过程中将其尺寸予以缩小，这就导致了断路器的减少，导致空气间隙过小最终诱发绝缘损坏。很多变电站应用的均是这种不合格、偷工减料的开关柜，其安全隐患较大。除此之外，变电站开关柜绝缘等级差的另外一方面表现在开关柜的制造质量上，很多开关柜质量不过关，其稳定性较差，在日常工作运行过程中一旦电流稍微过大必定会导致开关柜出现短路断裂等情况，这严重影响变电站的工作效率。
2.2防爆、防护能力差
近年来，常有变电站开关柜爆裂事故发生，这些安全事故主要是由于开关柜防爆、防护能力较差造成的。从开关柜的装置设备来看，为了保证开关柜顺利稳定运行工作，其在柜顶位置设计了三个泄压通道，三个通道位置分别为与开关柜的电缆室、开关柜的开关室和另外一个比较重要的开关柜母线室，这三个泄压通道主要是用于释放柜内压力的。但是从当前变电站开关柜安装处理中发现，很多开关柜存在安装不规范的情况，其三个泄压通道有不同程度锁死、堵住，严重的甚至三个均无法正常泄压，另外在开关柜安装过程中还存在铁螺丝与塑料螺丝反方向安装的情况发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开关柜在正常运行状态下一旦出现短路情况，柜内会在短时间内出现压力升高情况，但是由于泄压通道均被完全堵塞，导致柜内压力逐渐升高、长时间会出现开关柜爆破情况，这对于变电站工作人员的生命安全造成较大威胁。另外，便电站开关柜之所以能够爆裂开除了上述泄压通道被堵是一方面原因以外，开关柜本身的防爆和防护能力就较差，这是另外一方面原因。我们目前所熟知的开关柜本身存在不同数量的小孔，这些小孔以紧急解锁孔、散热孔和照明孔等最常见，这些小孔的本质是为了开关柜正常运行工作，但正是因为这些小孔的原因降低了开关柜本身的防爆、防护能力，柜内压力无法排除的情况下，这些小孔周围组织相对薄弱就是开关柜爆裂的突破口，最终诱发安全事故。
2.3电压问题
变电站开关柜运行过程中受到电压互感器饱和过电压的影响，其发生的安全事故以避雷器爆炸、电压互感器烧坏及熔丝断等情况最常见，这些情况均会对开关柜的运行造成一定影响，要定期对其进行检修和维护，从根本上避免上述安全事故的发生，保证变电站工作人员及公共财产的安全。
3变电站开关柜常见问题解决措施分析
3.1提高变电站开关柜绝缘性能
从上数阐述内容中能够明确变电站绝缘等级差主要是由于开关柜的生产不过关、存在偷工减料情况。针对于此，要想提高变电站开关柜绝缘性能就要从设备的生产方面入手，这是解决这一问题的根本。在变电站开关柜生产过程中要将其主材料选为阻燃绝缘材料，这一材料具有较好的绝缘作用;但是在绝缘材料选择方面禁止选用酚醛树脂和聚碳酸脂等材料，这些材料的绝缘性能较差，一旦将其作为开关柜主材料容易增加绝缘事件的发生几率。除此之外在生产建设过程中要严格把控间隙的距离，在这一距离控制方面避免出现过大或者过小情况，以免造成开关柜运行短路，通过不同方面综合检修处理降低绝缘安全事故的发生几率。
3.2提高变电站开关柜防爆、防护能力
从根本上提高变电站开关柜防爆、防护能力是控制安全事故发生的关键，首先，在开关柜安装过程中要格外注意三处泄压通道，要保证其处于完全通畅状态，同时在变电站开关柜日常检修工作过程中也要将这一部分作为重点，确保只要开关柜运行其泄压通道就要顺畅，避免出现柜内高压难以排泄的情况出现。其次，在开关柜安装过程中要严格按照要求装卸铁螺丝和塑料螺丝，确保每一颗螺丝的安装位置均正确，降低柜内短路情况出现，避免柜内出现瞬间高压情况。最后，在便电站开关柜生产过程中，在开关柜表面及顶部可以留有小孔，但是要减少小孔的数量，其中将重要的开关分合指示观察孔、开关小室观察孔、测温孔等流出来即可，这能够从根本上提高开关柜的防爆、防护能力。
3.3电压处理
变电站开关柜在进行电压处理方面，以原件电压互感器的选择最为关键，通常其主要选择为在线电压无显示饱和的即可，这能够从根本上避免开关柜出现电压互感器饱和过电压情况出现，导致开关柜出现短路及安全事故等。另外，变电站开关柜在日常工作中还容易受小动物的影响造成电压不稳、短路等情况，在开关柜的引线选择方面要以特殊绝缘材料为主并将引线予以完全封闭包装，防止小动物造成电压不稳、短路。
4结论
变电站开关柜是保证输送电压的关键，其在运行过程中也存在一定危险性，就此要加强便电站开关柜的检修和维护，这能够及时发现开关柜存在的问题，能够对其予以有效处理，避免安全事故的发生，以此保证变电站工作人员及公共财产的安全。
参考文献：
[1]任力,季金豹.变电站开关柜防凝露研究[J].山东电力技术,2017,44(07):17-20+32.
[2]杜乾,乔向阳,钱诚,潘翔,李少勇.变电站开关柜防误入预警系统的研究及应用[J].安徽电力,2017,34(02):21-25.
[3]张文烨.变电站开关柜内设备无线测温系统研究[D].华北电力大学(北京),2017.
论文作者:王峥
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
标签：开关柜论文; 变电站论文; 母线论文; 过程中论文; 柜内论文; 情况论文; 故障论文; 《电力设备》2018年第14期论文;