摘要：伴随电力系统改革工作的逐步完善化，致使10kV高压开关柜在电力领域中应用范围得以全面化、广泛化。其中，10kV高压开关柜既是对电力系统运行状态的维护，还可在系统故障发生时，对相邻设备予以断开，以此保证电力设备、操作人员的安全。但是，结合电力企业当前发展现状，发现其关于10kV高压开关柜故障判断和处理等层面仍存在较大不足，从而对电力系统稳定性、安全性运行条件造成影响。
关键词：高压开关柜；故障原因；防范措施
10kV开关柜在为电力系统提供安全运行的保障的同时，在不同的故障状态下，还能通过断开连接动作，有效保证人员及设备的安全。但是在实际过程中，10kV开关柜长期运行在高压和大电流环境中，不可避免的会发生一些故障问题，例如绝缘失效、导电回路发热等故障，给开关柜的工作质量造成了一定的影响。
一、10kV高压开关柜的类型
①根据安装方式的不同可以将高压开关柜分为移开式与固定式两种。移开式又可以称为手车式，主要是指高压柜内的主要电器元件是安装在手车上的，由于手车可以抽出，互换性较好，供电的可靠性能够在很大程度上得到提高;固定式正好与移开式相反，高压开关柜内的主要电器元件是固定的，虽然不如移开式灵活，但却比较简单经济。②根据安装地点的不同主要可以将高压开关柜分为户内与户外两种。由于户内外环境、空间等因素，导致有些高压开关柜只能在户内安装使用，有些则只能在户外安装使用。③根据柜体结构上的不同可以将高压开关柜分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜﹑金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类。
二、10kV高压开关柜常见故障分析
2.1设备与材料的质量因素
在电力工程建设中，会用到多种不同的材料设备，这些材料设备的质量如何，对系统的安全性与稳定性有着直接性的影响。目前，10kV高压开关柜的故障，隔离触头质量不合格，可引发手车柜隔离触头由于接触不良而引发电弧故障。若绝缘子内部绝缘性能较差的话，同时，酚醛氧剥离绝缘子质量差、环氧浇注互感器的使用不符合要求，在此时材料性能及质量，就可能与电力标准的差距无法弥合。因此，即便电力系统正常运行条件下，绝缘性能老化速度也会加快，使用寿命会缩短。
2.2拒动、误动故障
这种故障是高压开关柜最常见的故障之一，其原因可分为两类。一类是因操作机构及传动系统的机械故障造成，具体表现为机构卡涩，部件变形、位移或损坏，分合闸铁芯松动、卡涩，轴销松断，脱扣失灵等；另一类是因电气控制和辅助回路造成，表现为二次接线接触不良，端子松动，接线错误，分合闸线圈因机构卡涩或转换开关不良而烧损，辅助开关切换不灵，以及操作电源、合闸接触器、微动开关等故障。
2.3老化因素
随着社会用电量的增多，原先安装的电力设备开始处于老化阶段，各种装置及元器件性能日趋下降。如：真空断路器在使用过程中易发生不同的故障，特别是电流值处于异常变化的故障发生率更高。真空泡在真空度明显降低或者在运行中受损后，真空断路器的整体性能就会随之降低，当出现故障时就容易发生爆炸事故。同时变电站的高柜，在系统负荷增加后，系统的短路电流容量也会随之增加。若真空断路器的电流值难以达到系统运行的标准，其常会受到短路故障的影响而降低性能。这些问题的存在都会破坏电力系统的稳定性。
2.4防爆以及防护等级不够
10kV开关柜内设有防爆泄压通道，一般有母线室泄压通道、开关室泄压通道以及电缆室泄压通道。泄压通道上方柜顶盖板一边使用镀锌螺丝另一边使用塑料螺丝，用在柜体发生故障时冲破盖板释放压力，避免柜门和操作人员受到冲击。
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三、10kV高压开关柜预防事故发生的措施
3.1管理措施
为保证高压开关设备安全运行，必须建立和健全专业管理体系，加强开关设备的技术管理工作。高压开关设备应实行全过程管理。要加强运行检修人员技术培训工作，使之熟悉和掌握所管辖范围内高压开关设备的性能和安装、检修、运行的技术要求。
3.2安全防护措施
为了确保10kV高压柜的安全性，柜内各相导体间与对地净距等，均符合电力行业的相关标准。其中，对地空气间隙及相间控制在125mm以上。如果在系统中运用了复合绝缘结构，可需要加强绝缘材料介电常数配的合理设置，这不仅对于避免人身安全事故有重要作用，同时也能避免污闪、有害气体等对母线的腐蚀。
3.3技术措施
所选用的高压开关柜应满足相关国家标准，严禁选用已明令停止生产、使用的各种型号的开关设备。设备的交接验收必须严格按照国家和电力行业有关标准要求进行，不符合交接验收标准不能投运。新装及检修后的开关设备必须严格按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》《电力设备预防性试验规程》、产品技术条件及有关检修工艺的要求进行试验与检查。
3.4性能方面
在对电力系统的保护结构进行设计时，不仅需要严格按照标准进行安装，而且还要对继电保护运行的方式进行不断改善，使其具有更好的性能，更好的确保电力系统安全的运行。而且在对继电器进行更换时，需要重新对一些重要参数指标进行设计。
四、案例分析
4.1故障现象
某公司项目中，进线保护故障显示线路出现单相接地信号，变电站没有发生任何动作，接着G1进线柜和上级北门变923馈线开关跳闸，G1柜保护显示三相同时动作，动作值为4，同时发现G1柜断电，后重新送电，由于G1进线柜已经断电隔离，送电后正常，配电室没有任何异常，看到G1进线柜带电显示器正常后合G1开关，发现G4柜有大量烟和火光冒出，于是手动分G1开关柜。
4.2故障分析
从故障现场分析来看，还不能确定是否短路，推测可能是A相单相接地，引起非故障B/C相谐振，而系统还在运行，三相负载完全平衡的可能性较小，可能导致非故障相B相电压瞬间到线电压以上，导致非故障相电压可能很高的电压互感器击穿。B相电压互感器击穿后，导致两相短路，使进线及上级馈线保护动作跳闸，后运行部门再次重合进线开关，此时并没有摇出已经击穿的PT手车，以致广运进线速断保护动作。
4.3解决方案
①为了尽快恢复送电，采用原设计在电压互感器的开口三角装消谐电阻等价于高压侧中性点加装电阻作用，同样起到阻尼、消谐、抑制谐振的作用，即从新生产新的设备，替换现场故障PT或开关柜。②为了彻底消除谐振产生，对于中性点不接地系统终端用户，无需绝缘检测，采用V—V接线方式，既经济又可靠。
结语
综上所述，在电力系统的运行中，10kV高压开关柜发挥着重要的作用，因此，要求相关工作人员应不断总结发生故障的原因，并建立一套科学完善的管理体系，从环境、技术性能等各个方面做好防范措施，以降低高压开关柜的故障发生率，提高系统运行的安全性与稳定性。
参考文献
[1]韦科迪.浅析10kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].现代制造，2012.
[2]李笃庆.10kV高压开关柜的故障及防范措施分析[J].工业c，2016.
[3]杨军伟.一起典型10kV开关柜故障分析及其防范对策[J].电工技术：理论与实践，2015.
作者简介：
梁柱泰（1985.03.23），性别:男 ；籍贯:广东；民族:汉；学历:大专；研究方向:电力设备管理；单位:东莞市开关厂有限公司。
论文作者:梁柱泰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
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