摘要：10kV开关柜在实际运行中会经常出现故障，对设备的安全运行造成了重大的影响，也造成了巨大的经济损失。为了保证设备能够安全稳定地运行以及降低故障出现的可能性，减少经济损失，对10kV开关柜进行电气故障的分析和预防工作是十分必要的。基于此，本文分析了10kV开关柜易出现故障－单相接地故障产生的原因，并给出相应的解决措施。
关键词：10kV开关柜；单相接地故障；原因分析
随着国家电网不断完善，带动了高压开关柜的大量应用。作为电网中的重要开关设备之一，10kV高压开关柜如果出现了运行故障就会对相关电路的电力传输造成严重影响。10kV高压开关柜作为长期在高压电网的高电压、大电流环境下工作的电力设备，难以避免会出现运行故障。因此对其进行研究，分析查明故障原因，排除隐患，具有十分重要的现实意义。
一、10kV高压开关柜种类及特点
我国电力市场上使用的10kV高压开关柜设备的类型丰富多样，其运行的方式也是各种各样的，但是其主要的类型可以分为以下几种：①固定式的高压开关柜。它的优点是稳定性较好，灵活性比较高；但是其缺点其一是内部构造比较复杂，不容易操作，其二是占地面积较大，不方便安放。这种类型的装置通常用于办公空间较大的地方，比如像厂区或者矿区。②箱体式的高压开关柜。这种类型的装置较比上一种来说它的体积小了很多，同时也便于安装。但是它的缺点是散热性慢，无法用于超大负荷的系统中且不能长时间使用。它主要是用于电压负荷较小的户外用电环境中。③中置的高压开关柜。这种类型的装置也称为金属铠装中置移开式开关设备，其主要用于发电厂、工矿企事业等地方，它的特点是体积小，工作效率高。④环网式的高压开关柜。这种开关柜主要的特点就是结构简单、价格低以及体积小，常常用于城市居民小区、铁路、机场以及高层建筑物等地方。
二、10kV开关柜单相接地故障实例分析
10kV开关柜在实际的运行中可能会出现故障，造成经济上和物质上的损失，加强对10kV开关柜设备的维护，对可能出现的故障进行预防，出现问题时及时维护，能够对设备的保护起到积极的作用，也能够降低设备发生损坏的可能性，延长设备的使用寿命，使设备处于长期安全稳定的运行状态。下面介绍10kV开关柜在运行中经常出现的单相接地故障以及发生的原因，并且对这些故障的解决提出一些建议。
1、情况介绍：某配电室10kV进线开关柜为1996年生产，配备10 kV真空断路器、电流互感器、母线侧和线路侧隔离闸刀，属于典型的老开关柜配置。经简单电气隔离后，对10kV进线开关柜进行全面检查和试验，试验数据如表1、表2所示。
发现以下现象：开关柜内的设备防污等级为普通2级，且真空断路器的环氧树脂绝缘部分因运行年限时间较长，已开始变色发黄存在老化的现象；C相进线侧隔离闸刀存在明显的放电痕迹；柜内金属部件、螺丝出现不同程度的氧化、锈蚀，尤其是断路器三相与铜排之间的连接面和C相电流互感器与铜排的连接部分严重氧化变色，柜体右侧上部金属隔板锈蚀严重；电流互感器绝缘表面上沉积大量的灰尘杂质；电缆沟内有积水痕迹，且进线电缆与开关柜体没有隔板隔开；开关柜内没有装设加热器；断路器C相回路电阻值严重超标，真空泡有过流发黑现象；断路器本体、断口交流耐压试验C相击穿，本体绝缘部分有损坏，且真空泡回路电阻严重超标。
2、原因分析：从现场发现的现象和试验数据，分析认为C相存在接地故障、真空泡已损坏，导致C相接地故障可能有以下几点原因。一是进线侧隔离闸刀绝缘部分或断路器两侧的支撑绝缘子因电缆沟积水，导致绝缘表面受潮，加上未定期清扫灰尘，运行条件恶化。在电场长时间的作用下，泄漏电流增大及局部电弧的产生，导致闪络电压降低，最终闪络放电接地。二是进线侧隔离闸刀作为有明显断开点的设备，在停电及检修时经常操作，是否在多次操作过程中因质量问题绝缘部分开裂，导致悬浮电压运行放电接地。三是断路器的支撑绝缘子因绝缘老化、或质量问题绝缘损坏导致接地。
针对以上分析，对C相断路器及进线闸刀绝缘部分进行分解仔细排查，发现进线闸刀绝缘部分未开裂但其上部有大量的水珠，绝缘部件受潮较严重，且现场有明显的放电痕迹。对其表面进行清洁和简易干燥处理，经交流耐压（42 kV/min）试验，绝缘未击穿，但其泄漏的电流较大，放电声音很响，存在严重的安全隐患。在仔细检查C相断路器支持绝缘子时，发现断路器下桩头的支撑绝缘子呈现树枝形状沿面放电痕迹，以绝缘子的接缝处为起点发散，绝缘有损伤，存在重大的安全隐患，更换绝缘件后交流耐压合格。
3、改进措施：基于以上原因的分析，对该型的开关柜进行改进，采取以下措施：装设加热器和高压电缆进线隔板，确保开关柜封闭运行，防止潮气进入开关柜，绝缘件受潮。使用RTV涂料在保证经济、安全下，可有效提高绝缘部件的污闪电压，经现场交流耐压试验合格且放电声有效减小。后期加强巡检和维护，改善开关柜运行条件，及时清除电缆沟内积水，清除设备上灰尘，防止因灰尘受潮除低设备绝缘等级引起放电损坏设备，
三、结语
本文通过实例分析对10kV开关柜单相接地故障进行了解析，并且提出了一些解决措施，这些措施能够在一定程度上减少由于故障对设备或其他方面造成的损害，将经济损失尽量减少，同时对于设备的安全也有一定的保障。在熟悉10kV开关柜电气故障的基础上要认真执行有关技术规程和故障处理流程，保证开关柜安装及入网的质量，定期进行检修和维护，及时检查缺陷和处理缺陷。在工作中，认真负责，将不良因素的影响降至最低，保证经济利益与电网运行安全。
参考文献：
[1]黄慧妍.10kV开关柜单相接地系统的故障分析及处理办法[J].大众科技，2017（07）：120-123.
[2]罗剑.10kV开关柜单相接地故障分析及处理方法初探[J].工程论坛，2015（03）.
[3]李小伟.10kV高压开关柜电气故障预警在线监测系统的应用[J].广西电力，2017（01）：20-23.
[4]郑林胜.10kV开关柜手车触头碰撞磨损故障分析及处理[J].灯与照明，2016（04）：43-45.
论文作者:丁睿1,吴俊锋2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：开关柜论文; 故障论文; 高压论文; 设备论文; 单相论文; 闸刀论文; 断路器论文; 《电力设备》2018年第34期论文;