摘要：自步入新世纪以后，我国成为世界上发展最快的国家，随着人口基数大幅度上升，对能源的消耗量也越来越大。电力工业是我国经济快速发展的基础，为了满足人民的生产需要，国家对电能电力的发展更加重视。10kV开关柜是电能输送的重要设备，在电力输送中占有举足轻重的地位。本文围绕10kV开关柜维修出现的问题进行讨论，以技改策略作为重点，进行分析和探索，希望得出的结论，对同行有一定的帮助，也对国家发展起到建议作用。
关键词：10kV开关柜；技巧策略；分析与探索
1 引言
为了满足我国自身的发展和人民生活的需要，电力电网压力巨增，为此我国选择采用高电压的电力输送方式进行电力输送。而10kV开关柜是电压输送的必要设备，其把电网与用户联系起来，用户通过10kV开关柜去分析供电企业的可靠性[1]。一旦10kV开关柜发生故障，用户能直接感受到，也就可以知道电路是否正常。
现在的10kV开关柜逐渐发展为以断路器为中心，隔离开关、接触器、接地开关与多种零部件组合而成的成套设备。由于零部件种类繁多，各有重要功能，一旦某个零部件发生故障，就很有可能造成10kV开关柜整体的故障，导致开关柜失灵的现象。
2 10kV开关柜的常见故障
若是10kV开关柜运行发生故障，这片区域的电路就会受到影响，甚至可能发生区域断电，不仅人民的生产生活受到影响，而且国家还会受到严重的经济损失。
通常来说10kV开关柜有以下几种故障现象：①10kV开关漏电。②10kV开关柜爆裂损坏。③10kV开关柜温度过高。
3 常见故障分析
3.1 10kV开关柜质量差、绝缘性不足
10kV开关柜整体的耐压性与自身的质量息息相关。质量又包括10kV开关柜加工时的加工水平与装配零件本身的质量条件。而10kV开关柜内部零件的耐压性决定整个设备的耐压水平[2]。然而受到加工的影响，即使零件的耐压水平足够也不能保证10kV开关柜的质量达标，为此在加工质量领域上需要更多的注意，比如按照规定，螺丝出牙的长度要有一定的限制，如果过长，很有可能出现尖端放电的现象。
绝缘性又是考量10kV开关柜能力的一个重要指标，10kV开关柜绝缘性低，是一个很严重的安全隐患。绝缘性与10kV开关柜设计过程中的空间空隙有关，一旦空间空隙不足，10kV开关柜的绝缘性就较为容易受到损害。
3.2 10kV开关柜的防爆设计不足
10kV开关柜在工作的时候，一旦出现短路的事故，电弧就极为容易产生。这种短时间产生的巨大能量，会产生大量的高温高压蒸汽，蒸汽的激增，导致设备内部压力的加大，最终发生爆炸事故。
3.3开关柜散热速度过慢
10kV开关柜是一种不可缺少的电器设备，设备自身就存在电阻，由焦耳定律可知，电流通过电阻会产生一定的热量。热量的产生不可避免，但是过多的热量产生，将会导致比较严重的安全事故。10kV开关柜的温度由两个方面的影响，①导体工作生热导致。②10kV开关柜散热导致。由电阻发热功率公式为P= I×I×R，进行分析判断，发现发热功率与电阻和通过其电流有关，通过电阻电流越大，则产生的热量就越多。
减少热量的方法也可以借此进行讨论，从导体本身而言，可以通过降低电阻阻值，减少热量，也可以通过减小通过导体的电流，减少电阻热。
另外一种是从散热方式入手，可以通过使用较好的散热设备进行散热，也可以增加散热面积促进散热。散热也是极为重要的一种方式，当10kV开关柜产热明显高于散热的时候，10kV开关柜整体的温度会偏高，影响正常的工作。
有些时候10kV开关柜本身的产热与散热都属于正常范围之内，但由于其他缘故，也会导致温度过高。导体的接触不良，导致接触的面积过小，单位面积内通过导体的电子就多，单位面积电子多，电流增加，导致产热上升，最终10kV开关柜的温度升高[3]。另外一种是由于接线板的做工不达标，导体直接接触不当，或者平日员工不注意接线板，维护不当而导致接线板的接头被氧化，引发的接触不良现象。
以下是对10kV开关柜内部发热现象的详细讨论
3.3.1 电气连接点的发热
电气连接点的发热表现在10kV开关柜进入线路柜和大电流开关上。近年来，国家对电力电能的消耗越来越大，负荷的增加，导致某些电器中接触不良的环节致使10kV开关柜发热过度，引起温度飙高的现象。在这样的恶性循环下，容易对10kV开关柜的绝缘性能造成损坏，最终母线发生故障。
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3.3.2 隔离开关的发热
隔离开关被放置在10kV开关柜的固定柜中。不仅要求隔离开关的接触良好，还需要保证接触面积与接触压力合理。
3.3.3 断路器的发热
10kV开关柜中，断路器小车的触臂上的接触部位经常和断路器的灭弧室上下部接线座发生由于接触不好，而导致设备非正常发热。
4 10kV高压开关柜维修和技改策略
4.1 维修
设备运行过程中，主要经费的流向就是维修。维修不仅仅可以解决一定的设备故障，还可以排除设备的安全隐患，以此来保证设备在现有寿命之中，其是可靠可行可用的。
根据维修大小可分为：日常维修、小维修与大维修。
根据维修策略可分为：事后维修、预防性定期维修和状态检修。
4.2 技改
技改专门指利用现代科学技术成果和先进经验，改变设备的结构，比如改变部件，减少部件或者新增部件[4]。有效改善设备的技术功能，使得设备更为优良，能够更好服务于人类。
4.3 维修与技改成本分析
经过查阅大量资料发现，开关柜在运行四年之内的缺陷程度较低，而第五年开始缺陷程度明显提高，十年之后的平均缺陷率达到五年的两倍。进行材料分析，得到以下结论：
①对已经运行了五年的10kV开关柜进行电类的大检查，发现故障部件或即将故障的部件立刻进行维修或更换。
②在10kV开关柜运行十年之后，由于设备自身的磨损和老化，缺陷率达到巅峰，最终只能通过大维修，以此保证设备的可用性。
下面笔者以已经运行了十年的10kV高压开关柜为例子。
4.4 维修与技改方案费用预算
4.4.1 投入费用预算。①大维修，指的是增加柜体、断路器等大型部件，费用较高，约四万。②技改更换，投入费分布在购置费、设计费、安装费与调试费之中[5]。其中一台进线开关柜的购置费用为十七万，设计与安装的费用为五万，投入费总计二十二万。
4.4.2 运行费用。根据大数据统计，通常一台开关柜的运行损耗约为一百元一年。
4.4.3 检修维护费用。由于第五年开关柜的缺陷率大幅度上升，所以在第六年左右，应当对开关柜进行一次B类检修，通常一台B类检修约为2000一年。
4.4.4 故障费用。一台开关柜的故障费用在200~10000这个范围区间内。
4.4.5 废弃费用。一台开关柜的废弃费用约为一万一年。
4.5 结论
对于10kV开关柜采取维修策略，以五年十年作为分界线，五年开展B类维修，十年开展A类维修。
5总结
10kV开关柜的检修系统还存在相当大的漏洞，由于引发设备故障的原因较多，故此10kV开关柜的维修与检修并不容易。根据全寿命周期理论的指导，笔者将电力设备的寿命进行分块划分，从购置、运行、维护、修理、更新与报废几个阶段入手进行成本分析，得出相应的结论。
参考文献：
[1]季超. 10kV开关柜运行检修要点分析[J]. 电工技术, 2016(4):00186-00187.
[2]戚树江. 浅析10kV高压开关柜的检修维护与注意事项[J]. 工业, 2016(12):00188-00188.
[3]李向军. 10kV高压开关柜防跳回路问题分析与防治策略探究[J]. 中国新技术新产品, 2016(19):67-68.
[4]刘海波. 分析10kV中置式铠装开关柜检修中存在的危险点[J]. 电子测试, 2016(1):99-100.
[5]李毅. 解析变电站中10kV开关柜的检修与维护[J]. 现代制造, 2017(24):83-84.
作者简介：涂永康（1968-），男，大学本科，四川汉源人，工程师，主要从事输变配电维护、检修管理工作。
论文作者:涂永康
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/17
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