关键词：10kV高压开关柜；故障原因；防范措施
国家电网不断完善，并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，具有十分重要的现实意义。
1 高压开关柜的质量
首先，高压开关柜的设备质量一定要达到相关的质量要求。高压开关柜主要由断路器和柜体两大部分组成，柜体一般是金属外壳，还有绝缘件和连线构成。只要其中一个器件质量没有达到质量要求，就可能在使用过程中出现问题，进而影响整个高压开关柜的功能发挥。质量不合格的设备器件性能会降低，遇到异常或发生故障的时候，性能降低的高压开关柜不能自动排除故障，就容易使故障蔓延，引发电力安全事故造成更大的损失。如高压开关柜绝缘柜性能差，就可能在使用过程中漏电，隔离触头是劣质产品就会出现接触不良的情况，因而可能发生电弧故障等。还有就是因为外部环境因素，使高压开关柜加速绝缘老化，降低设备使用寿命，不利于正常供电。
2 110kV高压开关柜的常见故障以及原因分析
2.1 110kV开关柜绝缘故障
10kV开关柜由于绝缘放电问题出现绝缘故障是常见故障情况之一，其原因是开关柜内部的绝缘体或者绝缘间隙的绝缘性不能满足实际使用中的需求。在开关柜实际工作期间，这些绝缘特性不足的材料在高电压、大电流的环境下出现放电现象，在特殊条件下甚至会出现绝缘击穿现象，而造成10kV开关柜中这种问题出现频率较高主要是因为10kV开关柜的运行环境较差。绝缘故障在开关柜中的主要表现形式就是污闪，所谓污闪就是在开关柜工作过程中，日积月累地在其内部绝缘体和进行绝缘工作的套管等部位集聚污垢，此时如果环境正好较为潮湿，就会导致某些绝缘部位不能继续发挥其绝缘作用，造成污闪。这种情况在工业比较发达的地区和沿海城市更为常见。
2.2 柜体发热
从整体上来看，10kV高压开关柜发热属于正常现象，但若因导电回路、柜体过热而导致的发热，则不可纳入正常状态。其中，导电回路引起的柜体发热，主要由导电回路发热、散热两点成因，即在回路接头处存在接触不良问题，可在开关闭合的情况下，造成热量聚集，从而衍生局部过热现象。而柜体过热则主要由10kV高压开关柜主母导体电流超负荷运转，使其发生热量持续堆积问题，当超出规定界限时，则可诱发柜体过热状况。在此过程中，市场常见10kV高压开关柜导体主要为铜材质、铝材质，但因纯度过低，电阻过大引起热量集中。
2.3 10kV开关柜电气元件故障
10kV开关柜在实际应用中已经成为综合性的成套设备，因此当前使用的开关柜内都容纳着各种电气元件。开关柜在长期高压环境下运行，其内部的电气设备，例如：电压互感器和避雷器、带电显示器等元件由于受到环境的影响，非常容易出现故障，从而使得开关柜发生运行故障。其中带电显示器由于其工作内容不是很复杂，因此其本身的质量就达不到很高的标准，但是在开关柜内部运行时，所处工作环境恶劣，非常容易引发带电显示器发生故障。根据调查当前正常运行中的开关柜，发现其内部的带电显示器都已经出现故障，甚至已经无法正常工作。还有开关柜中避雷器，其也非常容易发生故障，出现较多的是由于其密封性出现问题，若避雷器的密封性出现问题，那么外界的潮湿空气很容易进到避雷器内部，加快避雷器内部元件的老化，导致其工作性能下降，最后使得开关柜出现故障问题。同时，导致电压互感器故障的因素比较多，例如安装不到位、调试不科学等问题都会导致电压互感器出现故障。
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2.4 10kV开关柜防爆性能有待提高
高压开关柜使用中短路故障的发生，会产生一定量的高压蒸汽，使得其内部压力增大，加大了爆炸事故发生率。同时，10kV高压开关柜中设置的泄压通道对于性能可靠的螺丝有着一定的依赖性，因此，需要确保保持其良好的安装质量。实践过程中若螺丝未能有效安装，作业人员进行了违规操作，会造成开挂柜中高压蒸汽积聚。加上高压开关柜中包含有照明孔、观察孔等，可能会削弱其安全防护能力，导致开关柜使用中安全防护等级不足。除此之外，部分10kV高压开关柜的散热通风孔、泄压通道设置不当，影响着其防爆性能，需要采取科学的对策予以处理。
3 10kV高压开关柜的检修和维护对策分析
3.1 强化安全防护管控
对电力企业来说，安全作业是企业长远发展的必经课题，更是操作人员岗位作业的前提。若要有效实现对10kV高压开关柜稳定性、安全性的把控，则应以相邻导体、地面净距为依据，遵循相应的行业标准。其中，在电力行业中，10kV高压开关柜空气间隙、相邻间距不应低于125mm；若电力系统中涉及负荷绝缘结构，则应对材料介电常数予以科学调节，既是对操作人员生命安全的维护，又可预防有害气体和污闪等故障对母线的威胁。
3.2 合理设置绝缘等级
在增强10kV高压开关柜安全性的过程中，需要注重其绝缘性能等级的合理设置。具体表现在：在对箱变高压开关设备设置时，应选用性能可靠的绝缘子、隔板等，并加强优质阻燃绝缘材料使用；在对中置柜进行设置时，应加强空气与爬距之间的孔隙设计，并在行业技术规范指导下确定最佳的带电体接地距离；在对环网柜、箱变设置中，应根据高压柜安全使用要求，注重绝缘部分泄漏比距的合理设置。
3.3 重视开关柜的安装工作
在对开关柜进行安装的时候，要派遣专业的人员进行相关的安装操作，在安装的时候一定要注意不能损坏开关柜的内部器件，对于绝缘部分不能划伤，防止对其绝缘性造成损伤。对于开关柜的安装环境也要谨慎选择，避免阳光直射和过于潮湿的环境，尽力保证开关柜安装在阴凉干燥的环境下。在完成安装工作以后要及时对其进行调试和检测，保证其各项指标正常，符合电网工作要求。
3.4 加强使用技术管理
为合理规避10kV高压开关柜故障问题，电力企业在进行开关柜选择中，应以符合国家规定的产品为主导，切忌不可选用淘汰设备作为维持电力系统正常运行的主体。同时，在开关设备交接过程中，还应做好相应的交接实验，若实验结果尚未合格，应避免投入使用；针对新装/检修后投入使用的10kV高压开关柜，应对技术条件和检修工艺予以复查，待各项指标明确后，方可判断其是否可靠运行。另外，爬距的把控，也是预防10kV高压开关柜故障的核心途径。依据电力行业相关规定，在有机绝缘设备中，开关柜爬距应在20kV/mm以上；纯瓷绝缘也不可低于18kV/mm。
3.5 定期进行检修与维护
对高压开关柜进行定期的检修与维护，并做好进行维护记录，分析故障原因。加大对高压开关柜的检查巡视力度，不放过每一个电路环节细节，重视电器容易出现故障的地方，如隔离开关、高压断路器、绝缘件等容易出现异常。定期对高压开关柜进行全面检修与维护，及时更换老化元件设备，发现问题，及时采取解决措施。
4 结语
总而言之，，10kV高压开关柜在工作期间受到自身及外界因素影响易出现故障，因此要对开关柜的常见故障从设计、制造、安装、调试、检测及运行等各个环节进行防范和应对。消除其实际应用中可能存在的安全隐患，提升高压开关柜运行服务水平的同时延长其使用寿命，确保现代电力企业的稳定发展。高压开关柜是整个电路系统的关键，是供电正常的前提，保持高压开关柜的正常运行与工作是为了保障我们正常生活和用电，也是提高我们的用电质量，促进我国经济发展与满足居民生活的正常要求。
参考文献：
[1]张海龙,刘广辉,徐立东.浅析10kV高压开关柜故障原因及处理措施[J].城市建设理论研究:电子版,2014(18).
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[3]田凯,柏长青.浅析10kV高压开关柜检修维护注意事项[J].通讯世界,2016(3).
论文作者:郑浩树
论文发表刊物:《中国电业》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/11
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