摘要：在变配电系统中，高压开关柜能够实现对电路的有效控制和保护，是保证系统稳定可靠运行的一种关键设备。以10kV高压开关柜为例，其本身的结构复杂，运行过程中影响因素众多，一旦出现故障，将会引发大面积停电问题，，要求电力工作人员必须做好常见电气故障的分析和处理，尽可能缩短故障检修所需的时间。
关键词：10kV高压开关柜；电气故障；处理方法
前言
电力在现代社会发展中是一种不可或缺的能源资源，能够为工业生产以及人们的日常生活提供可靠支撑。高压开关柜在电力系统的发电、输电、配电乃至电能转换等环节发挥着控制或者保护的作用，其运行的可靠性会对电力系统整体的安全运行产生直接影响，因此，做好10kV高压开关柜电气故障的分析和处理非常重要。
1.10kV高压开关柜跳闸故障及处理
10kV高压开关柜如图1所示。
图1 10kV高压开关柜
10kV高压开关柜在运行过程中，可能会因为速断、过流和温度保护等产生突然跳闸的问题，在发生跳闸后，监控系统会向工作人员发送“某开关柜某开关位置由合变分”的告警信息，现场人员如果对开关柜进行观察，可以看到其面板分闸指示灯亮起，柜体内部发出声光报警信息。在对故障进行排查的过程中，考虑到其本身诱发因素的多样性，需要针对各类保护动作的信号继电器掉牌知识等信息，做好分析判断，尽可能缩小故障范围[1]。
在针对跳闸故障进行处理的过程中，需要针对不同的诱发因素，采取不同的处理措施：一是继电器过流保护跳闸，其主要原因，是线路在运行过程中出现了瞬间负荷过大的问题，在进行送电前，需要先对其原因进行排查，然后进行试送电，避免故障的重复发生；二是速断保护跳闸，对于这种情况应该避免试送电操作，由专业维护人员依照系统故障告警提示，找出发生故障的具体设备，如变压器、母线等，对故障具体位置进行明确，确保短路故障得到有效排除后，才能进行送电操作；三是零序电流保护跳闸，一般是由于单相接地故障引发，允许设备继续运行2h，而在这个缓冲时间内，应该对故障进行有效排查，若故障复杂无法在短时间内排除，则可以先在备用线路上运行负荷，待故障完全排除后，再将负荷切换回来；四是瓦斯保护跳闸，瓦斯保护动作一般是因为油浸式变压器短路故障或者过负荷故障导致，如果是因为变压器内部故障引发的瓦斯保护动作，需要技术人员做好变压器检修工作，如果是因为变压器的移动或者加油等操作引发的轻微瓦斯动作，可以将其内部气体放出，然后继续投入运行；五是温度保护跳闸，变压器在运行过程中，如果温度超出整定值，则会引发温度保护动作，在定值整定正确的情况下，维护人员需要采取有效措施来降低变压器的运行温度，例如，可以利用通风的方式来降低变压器运行环境的温度，或者通过适当降低变压器负荷的方式来降低其温度；如果是整定值偏小引发的故障，则可以适当调整整定值，确保其能够达到规定范围，待温度接点打开后，才能进行送电操作[2]。
2.10kV高压开关柜合闸故障及处理
合闸故障同样可以分为机械故障和电气故障，无法手动合闸属于机械故障，无法自动合闸则属于电气故障，这里主要对无法自动合闸的情况进行分析和处理。一是微机保护故障。保护动作会引发开关跳闸，在开关送电前，如果存在故障，则设置在微机线路保护装置内的故障保护回路会发生动作，配合防跳继电器来对故障进行切除，在这种情况下，，合闸后会立即跳闸，即便转换开关依然处于合闸位置，开关同样会出现无法再次合闸的问题，电力技术人员必须对故障进行排查和处理；二是防护故障。一般情况下，10kV高压开关柜内部都设置有相应的五防功能，开关无法在运行位置或者试验位置合闸，换言之，在位置开关没有闭合的情况下，无法实现电动合闸操作。具体故障表现为运行位置或者试验位置灯不亮，可以适当移动开关手车的位置，确保限位开关闭合，就能够实现顺利送电，当然，限位开关的移动距离应该控制在一定范围内，要求技术人员做好必要的调整工作；三是控制回路故障。对控制回路进行分析，无论是线路断线、控制开关损坏还是合闸线圈故障，都可能导致合闸线圈无法顺利得电，合闸线路没有动作声音，如果利用万用表对其两端进行测量，会发现无电压。例如，某10kV高压开关柜出现跳闸问题，电动分合闸无法正常工作，手动操作可以将小车安全退出，利用万用表测量合闸线圈电压，显示为22V，合闸电源本身由蓄电池供电，对其进行检查，发现蓄电池损坏，更换后故障得到排除。
需要明确，在对高压开关柜合闸故障进行处理时，试送电是一种比较常用的方法，其能够帮助线路故障、限位开关故障以及电气联锁故障的排除，将故障锁定在手车内部。因此，故障的应急处理可以在试验位置进行试送电，利用手车送电来进行设备更换，从而减少故障停电的时间[3]。
3.10kV高压开关柜分闸故障及处理
10kV高压开关柜分闸电气故障包括了线圈故障、辅助开关故障以及控制回路故障等，如果开关柜面板红灯不亮，无法实现电动分闸，则判断为辅助开关故障；如果有冒烟、异味或者保险丝熔断的问题，多数是分闸线圈烧毁；如果转换开关或者其他位置出现断线问题，跳闸线圈不得电，则属于控制回路开路故障。在对线圈故障进行检查时，可以利用万用表来测量其两端电阻，根据实际情况进行判断，如果电阻偏小甚至为零，则表明线圈内部存在匝间短路问题，如果电阻测量结果显示为无穷大，则表明线圈存在内部开路。而如果要对开路进行判断，同样可以利用万用表进行电压以及电阻的测量，当开路点存在有电压，电阻无穷大时，表明存在控制回路开路故障。
4.10kV高压开关柜其他电气故障及处理
10kV高压开关柜的操作机构采用的是弹簧储能，在进行合闸操作前，必须先进行储能，然后才能保证合闸操作的顺利进行。在实际运行中，电动机能够带动储能机构中的齿轮，拉长弹簧，这个操作可以采用和电动和手动两种方式，如果无法实现手动储能，则通常是机械结构出现了故障，如果手动可以储能，电动无法储能，则属于电气故障，故障的表现有两种，需要分别进行分析：
4.1储能电源消失或者储能电路不通
导致该故障的原因可能是储能转换开关损坏，或者电路存在故障。转换开关的作用，是电动储能完成后，将储能电机电源切断，如果其损坏，会导致断路器无法顺利合闸。如果控制回路断线引发开路问题，高压开关柜会出现电机无法正常运转、两侧无电压等现象，维护人员可以利用万用表，对电压或者电阻进行测量，若能够检测到电压，则表明被测两点之间存在有开路点。电阻的测量需要关注旁路通断性，如果旁路中存在有并联电路，则需要断开被测电路的一端。例如，某10kV高压开关柜出现无法合闸的问题，故障现象表现为开关柜面板上的“已储能”指示灯熄灭，断路器柜显示“未储能”，储能开关合闸，断路器无法顺利合闸。在进行故障处理时，需要先断开高压隔离开关，利用万用表测量真空断路器下端口，如果万用表显示其电压为正负220V，则表明储能电源运行正常；利用手动方式进行多次储能，若储能机构正常脱开，且断路器储能状态显示已储能，但是相应指示灯不亮，则可以判断属于储能电机损坏或者储能电路问题。利用万用表对转换开关两侧的电压进行测量，显示数值为220V时，表明转换开关处于接通状态但是实际上并没有接通，一般是因为触电烧坏，对其更换即可。
4.2储能电机故障
对储能电机故障进行判断时，需要先对电机电压以及绝缘电阻进行测量，在条件允许的情况下，也可以利用正常电机进行替换检察，如果替换后故障消除，则表明储能电机存在故障。在对故障进行观察时，可以通过换向器来查看其电机表面是否污秽或者烧损痕迹，确认云母是否凸出；如果电机两侧有电压但是电机无法正常运转，则可能是存在严重磨损或者碳刷脱落，如果可以看到冒烟或者闻到焦糊味，则可能是电机绕组烧毁。确定储能电机故障后，需要采取具有针对性的措施进行维修处理，如果电机严重损坏，则应该及时进行更换[4]。
5.结语
总而言之，高压开关柜在运行过程中存在各种各样的故障形式，其诱发因素数量众多，想要做好故障的有效处理，必须对其进行细致分析，找出故障的主要原因，采取针对性措施来保证故障处理的有效性，尽可能将故障产生的影响降到最低。
参考文献：
[1]李炼.供配电系统中高压开关柜常见故障分析与处理[J].企业科技与发展，2018，（09）：172-173.
[2]贺韡.高压开关柜发热分析与改善措施[D].广东工业大学，2018.
[3]薛朝鹏.钢铁企业高压开关柜的检修和维护问题探讨[J].中国金属通报，2018，（02）：159，162.
[4]杨克为.变电站高压开关柜的故障监测及诊断技术[J].电工技术，2017，（10）：100-101.
.
论文作者:廖建军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：故障论文; 开关柜论文; 高压论文; 储能论文; 电机论文; 线圈论文; 电压论文; 《基层建设》2019年第6期论文;