摘要：随着国家电网的完善和科学技术的快速发展，电力系统中10KV开关柜的产品质量和可靠性得到了显著提高，故障率也大大降低。但由于10KV开关柜在运行过程中必须长时间处于高压大电流环境中，故障在所难免。开关柜故障严重影响电力用户的可靠性和电网的安全可靠运行，必须采取有效措施来解决各种故障。
关键词：开关柜；10kv；故障
1 10kV开关柜常见故障及原因分析
1.1 开关柜绝缘故障
导致10kV开关柜绝缘故障的主要原因是绝缘放电问题，例如导体相间或对地闪络以及支柱瓷瓶闪络等。绝缘放电的原理：由于开关柜内绝缘体或绝缘间隙的绝缘强度不满足要求，在高压条件下发生放电，严重时甚至会发生绝缘击穿事故。10kV开关柜的运行环境较差是造成绝缘故障的主要原因，污闪就是这种绝缘故障的主要表现形式。在一些工业比较发达的地区和沿海城市，开关柜内部的绝缘子以及套管等部位日积月累就会堆积较多的污秽，在空气湿度较大的气候条件下，如果某些绝缘子支柱的泄漏距离偏小，就难以适应这种污染较重和湿度较大的环境，极易造成污闪。
1.2 开关柜误动、拒动故障
这也是10kv开关柜使用中常见的故障之一。造成这些错误的主要原因有两点。首先是辅助电路和电气控制电路的问题，其次可能是传动系统和操作机构之间的机械故障。第一类故障是辅助开关不能正常开关，开关故障等问题可能会导致终端松动，在一定程度上造成运行电源和微开关的故障。传动系统和运行机构的故障主要表现在开关铁芯的卡住或松动，导致零件位移实现或脱口失效。
1.3 开关柜发热
开关柜发热主要表现为导电回路发热与开关柜过热两种状况。导体发热主要体现在导电回路发热与散热两方面，当发热大于散热时，开关柜温度要上升，大于额定温升时，整个开关柜或局部连接处发生过热，严重时发生事故；其中发热主要包括导体发热、接头发热以及涡流发热。导体发热与导电回路电阻成正比，当导体截面积设计过小，电阻率较高时发热就严重；导体发热还与负荷电流的平方成正比，在小电流时发热可能不明显，当负荷电流增加达几千安以上时，热量将成百倍的上升，即出现发热、过热现象；导体发热还与发热时间有关，运行时间越长，发热的累积效应越严重；柜体通风散热不良也会加重发热现象。
1.3.1 导电回路过热
由导电电路接头接触不良引起的发热是最常见的。突出部分为主变压器主开关大电流电路中的手推车接触头、开关刀与制动器的铅连接、TA接线板、刹车刀的主刀接触部分。由于线路板连接技术差，闸刀调试质量差，接触件电化学腐蚀严重，这些零件在调度运行中经常出现过热故障。
1.3.2 导体发热
由于开关柜内有大量主母线采用铜、铝排等导体，当运行电流越大，主母线发热越明显。目前，采用的铜、铝排杂质含量高，铜排电阻率较大也影响发热，设计热稳定余度小，原来的矩形截面散热面小，加开关柜小型化全密封散热通风差，运行中可以发现主母线室柜门表面温度较高。
1.4 开断、闭合故障
10kv开关柜断合故障的主要原因主要是断路器本身造成的。真空断路器的主要故障是灭弧室损坏和破断性能差。真空断路器的主要故障是波纹管和灭弧室泄漏、陶瓷管损坏和真空度降低。
2 开关柜故障防范对策
2.1 提高开关柜整体绝缘性
通过严格控制开关柜的质量，使其满足相关电气设备的规定，保障整体绝缘性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开关柜的设计与生产制造，要采用绝缘性强的材料，导线的绝缘皮厚度要满足设计的要求，安装的过程中避免对绝缘层的破坏，培养有相关知识的技术工人，安装完后满足设计要求。
2.2 优化开关柜的设计方案
采用优秀的设计方案，通过各种相关测试，在开关柜正常工作的情况下，保证开关柜的散热与释能能力。同时，要考虑开关柜的安装与固定。
2.3 加强对开关柜的检查
高压开关设备应定期检查。当异常情况发生时，应仔细分析，做出正确判断并采取相应措施。在检查过程中，不能忽略小的异常。我们应该充分重视每一个小事故，减少大事故的发生，同时减少经济财产的损失。
2.4 改善开关柜运行环境
当前开关柜运行过程中，其所产生的导体锈蚀等问题很大程度上是由于运行环境恶劣造成的，所以在日后工作中应注意采取相关措施对10 kV开关柜的运行环境进行改善处理。比如在雨水较多的季节应适当加强排水工作，在用电负荷高峰期，应注意开关柜的室内通风散热问题，应相应的在10kV开关房装置除湿设备或者空调，从而减少开关柜内部的潮气。
2.5 加强爬电比距设计
爬电比设计是指外绝缘爬电距离与电力设备最大工作电压的比值。开关柜设计时，适当加强爬电比设计可以为供电系统的安全运行提供有力保障。为了满足爬电比距离的设计要求，开关柜附件的种类和规格在安装过程中应进行审核，以保证状态检修的持续发展。
2.6 10KV开关柜应该提高防护防爆能力
更换开关柜泄压通道顶盖固定螺丝，使得当柜内短路时，电弧会冲断相应分室的顶盖塑料螺丝，使顶盖折起开放压力释放通道，应当注意的是泄压通道顶盖缺口对侧应更换为塑料螺丝（缺口侧仍用铁螺丝固定），用工具将原铁螺丝旋出后改用塑料螺丝锁紧。增大开关柜电缆室释压通道，将开关柜后封板向后扩大30mm，同时在柜后离地1.8米以上处向后扩大400mm，按45度向上过渡，将电缆室释压通道由100mm增加到500mm；同时将站用变柜等开关室与电缆室之间的通风散热孔密封处理。对新建站变柜将站变柜设在主变进线柜侧，加深柜体尺寸，由原1.5米改为1.7米，以改善站变柜内的站变室的压力释压通道尺寸及散热条件。
2.7 加强对10kV开关柜运行的巡视检测
在机柜内部遇到异常声音时，要仔细分析。当我们下次来访时，有时会出现小的放电现象而导致绝缘失效，所以检查时一定要非常小心和细致。同时，加强对导电电路的红外实时温度测量，可以提高设备过热故障的检测水平，尤其是连接主变压器大电流电路。一旦温度异常上升，它可以通知调度转移负载，以防止过热恶化为事故。为配合气候变化提高开关的运行性能，应安装室内除湿装置，防止高湿度引起开关柜内绝缘闪络。夏季环境温度较高，设备负载电流较大。应加强10kV开关室的通风排热，降低设备温升，防止过热。
2.8 其他控制要点
①对于10kV开关柜的金属封闭式高压开关柜动静触头，应该采用非金属的阻燃材料以及绝缘隔板对其进行预防处理，避免涡流和柜体发热等问题。
②在进行开关柜的结构设计时，应该选择合适的带电显示装置对开关柜进行动静触头的红外测温，从而保证能对开关柜运行情况有密切的监测。
③在进行10kV开关柜的观察孔设置时，应本着方便进行直接观测的原则进行观察孔位置的选择，同时开关柜的接地开关和隔离开关的分合闸操作位置也应相对明显。
3 结语
10kv开关柜的预防措施任重而道远。随着其性能和设计的不断提高，对其预防措施的要求也必然会增加。相关人员应正确分析其失效的原因，为满足预防措施的要求打下坚实的基础。在工作过程中，只有保持不断探索的精神，才能真正保障人身、电网、设备的安全，最大限度地减少不利因素的影响，使效益最大化。
参考文献：
[1]孙乾.10kV开关柜常见故障及预防措施[J].电气时代，2015,04.
[2]韦科迪.浅析10 kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].机电信息，2012.
论文作者:胡杰,吴孝洁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/27
标签：开关柜论文; 故障论文; 导体论文; 电流论文; 柜内论文; 螺丝论文; 运行环境论文; 《防护工程》2018年第33期论文;