摘要：高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的一种电力设备，是电力线路中不可获取的设施，高压开关柜是电压等级在3.6kV~550kV的电器产品。日常高压开关柜的适用范围比较广，比如变电站、工厂、施工现场、高层建筑、居民住宅等，都有高压柜的身影。高压开关柜能够保护电力线路的正常运行，因此我们应该对其进行定期维检，确保其始终处于正常运行的状态。本文就高压开关柜的发展、种类展开分析，研究了其常见的故障，并且针对相应的故障给出了处理建议。
关键词：高压开关柜；故障分析；处理方法
近几年，我国社会经济迅猛发展，电力技术得到了极大的提升，电力配送水平也不断提高，高压开关柜的质量大幅提高，数量稳步增多，运行可靠性与以往相比也有所提高。但是在日常高压开关柜运行过程中，依旧经常会发生一些故障，给工作人员带来了很大的麻烦，有些故障完全可以通过人为的检修等避免，我们需要研究日常高压开关柜出现的故障分析以及处理策略，才能促进继电保护水平的提高。
一、高压开关柜概述
我国日常高压柜的设计是从上个世纪六十年代开始，随着社会的发展，后期我们引进了外国的相关产品，并且进行研究，使我国的高压开关柜研究得到了迅猛的发展，高压开关柜如下图1所示。开关柜应满足“交流金属封闭开关设备标准”的有关要求，由柜体和断路器二大部分组成，柜体由壳体、电器元件（包括绝缘件）、各种机构、二次端子及连线等组成。随着我国科技的发展，针对日常高压开关柜的研究范围也越来越广，因此高压开关柜的种类也逐渐增多，能够适用于各种场所、各种条件、各种气候等，新产品、新工艺的应用使我国电力水平得到了良好的提高与发展。
图1 日常高压开关柜
二、高压开关柜种类分析
日常高压开关柜的种类可以从两个角度进行分析，分别是户内型开关柜与户外型开关柜、固定式开关柜与移动式开关柜，下面本文就针对这两种逐一进行分析。
第一，户内型开关柜与户外型开关柜。开关柜根据电压的高低情况分为户外与户内两种，一般来讲，电压在10KV以下的高压开关柜一般置于室内使用，在室内使用的高压开关柜内一般会有少油断路器、真空断路器等断路装置，当检测到电力线路中出现问题，就会做出断路处理，保护电力线路中的用电器安全。在不同场合中，需要使用的高压开关柜条件不同，因此对传感器的需求也不同，因此不同高压开关柜的结构会有较大的差异。
第二，固定式开关柜与移动式开关柜。由于高压开关柜的使用场所不同，不同场所对其需求不同，因此其分为固定式与移动式两种，比如供电系统一般比较稳定，所以在系统中采用固定式开关柜的比较多，而在发电厂中，由于工作习惯问题，所以采用移动式开关柜的比较多。科技在不断进步，当前高压开关柜也不断有新的产品类型推出，因此在不同场合的工作习惯也在逐渐的改变，甚至有些移动式开关柜是由固定式开关柜演变而来的。
无论是哪种类型的开关柜，只有适应工作环境，能够对电力线路进行控制与保护，那么就是最适合的高压开关柜。日常高压开关柜在运行的过程中，还存在很多故障的情况，故障发生后，会对电力线路以及相关工作产生影响，影响工作的效率，甚至对财产造成损失，因此本文对日常高压开关柜出现的故障分析以及处理进行研究，希望通过本文的分析，能够提高相关工作人员的重视，做好检修等相关工作，避免一些能够避免的故障发生，或者当故障发生时，能够及时作出对策，并且及时做好恢复处理。
三、高压开关柜常见故障分析
（一）误动故障
日常高压开关柜误动故障是生活中最常见的故障，由于高压开关柜的工作需要，在高压开关柜内部都设有传感器，传感器一般会比较灵敏，当传感器检测到线路异常，就会出现停止运行等情况。误动故障可以分为两种，一种是线路接触不良，比如线路中存在螺丝松动、端子松动、合闸接触器接触不良等现象时，就会导致高压开关柜误动。其次是电力线路中的用电设备年久失修，出现机构卡涩，部件变形、位移或损坏等现象，或者卡涩，轴销松断，脱扣失灵等也会引起高压开关柜的误动。
（二）绝缘故障
众所周知，高压线路比较危险，为了提高高压电的安全性，一般会在线路中采用绝缘措施，绝缘水平也能够在一定程度上代表电力线路安全水平。目前高压开关柜中存在绝缘故障问题，主要体现在闪络击穿方面。闪络击穿是指固体绝缘子周围的气体或液体电介质被击穿时，沿固体绝缘子表面放电的现象。其放电时的电压称为闪络电压。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘。绝缘故障包括内部绝缘闪络击穿、外部绝缘闪络击穿等。
（三）发热故障
在日常生活中，用电器发热是比较常见的现象，在日常高压开关柜中也存在发热故障。但是用电器发热一般与使用情况有关，属于正常的现象，但是开关柜发热就属于不正常现象，是故障的体现。在导电回路中存在发热与散热这两种情况，一般情况这两种现象能够维持一定程度的平衡，但是如果发热量高于散热量，就会使热量出现停留的现象，从而导致高压开关柜发热，引起巨大的安全隐患。中学时，我们都了解电功率的计算公式为P=I×I×R，有公式可见，电力线路中电阻越大功率就会越大，也就会导致开关柜越热，此时电力线路中的电流如果也增大，那么就会出现电气火灾等安全隐患。
（四）自动合闸故障
根据日常高压开关柜的管理工作人员讲，高压开关柜存在自动合闸的故障，故障主要体现为在没有工作人员进行操作的情况下，合闸指示灯亮，并且根据指示灯能够看出有电流的指示。导致这种故障的原因可能是直流两点接地，使合闸控制回路也接地，或者合闸接触器出现问题，也可能是由于合闸出的开关弹簧操作有误，当外界发生振动，就会导致开关处的弹簧自动弹出。
（五）其他故障
在电力线路中还存在一些其他故障，这些故障主要是指自然中不可抗力的灾害，比如雷暴、狂风等。还有一些难以预料的短路，比如在室外的高压开关柜上，由于自然界中的小动物接触而发生短路等。也有可能因为人为撞击等情况造成开开柜的故障。在这类故障中能够避免的我们应该尽量避免，对于预料之外的故障，我们也应该做好相应的预防工作。
四、高压开关柜故障处理
（一）减少误动故障
在日常高压开关柜的故障中，误动故障的出现率是最高的，因为发生误动的情况比较多，在电力线路中很多环节都有可能导致开关柜的误动。为了提高开关柜的安全性，我们应该在开关柜制作过程中加强管理，尤其是开关柜内部元件，比如传感器，烧油传感器或者空气传感器，在出厂前，应该进行反复的实验，确保传感器的有效性，在进行安装。除此之外，在日常的电力线路检测中，还需要保证电气回路良好的连通性，合、分闸线圈、辅助开关等元件的性能等，降低误动发生概率。
（二）提高绝缘性
在日常高压开关柜运行过程中，需要受到工作过程中的电压以及高压的影响，因此高压开关柜需要有较高的质量，才能够确保电力线路的安全性，在改善绝缘故障时，首先应该从厂家开始监督，在绝缘柜生产的过程中，使用良好的材料，保证绝缘性能的强度，从而减少甚至杜绝运行中绝缘事故的发生。根据我们对开关柜故障的调查发现，绝缘故障发生率比较高，因此在日常运行过程中，可以采用当今的新技术对开关柜的运行情况进行监测，一旦开关柜中的电流等出现异常，就能够通过传感器反应到计算机终端，第一时间提醒工作人员进行检修。
（三）发热故障改善方式
当高压开关柜出现温度过高的现象时，安全隐患比较大，因此应该做好发热故障处理工作，当开关柜热量过高时，断路器的接头以及母线的温度也会随之提高，但是由于这类元件在设计的时候，就有耐高温等功能，因此难以第一时间发出故障信息，我们可以采用发热检测系统，对开关柜的温度进行实时的监测。目前市场中存在的开关柜温度检测设备主要有主动式测温与被动式测温两种，随着科技的发展，新的温度监测方式也在研究中，在未来我们会有更多的检测方法保护电路线路的安全。
（四）自动合闸问题的改善
在日常工作时，我们应该对电力线路进行维检，在检测的过程中，如果发现高压开关柜存在自动合闸的故障时，应该先拉开误合断路器，观察情况，看拉开后是否会在此自动合闸，如何出现再次合闸现象，应该立即断开电源，保护电路中的用电设备，然后检查线路中是否有直流接地现象、合闸器是否能够正常工作，如果是合闸器本身问题，应该更换新的合闸器，还需要对开关柜内的机械元件构造进行检查，确保其元件能够正常使用，并且处于灵活的状态。
（五）其他故障处理方式
在其他故障中，生活中，我们应该避免人为的磕碰，在需要搬运的过程中，也应该按照规定进行搬运。在大自然中可以安装防雷装置等，避免自然灾害。
总结：
总而言之，高压开关柜是电力线路中必备的设备，其发生故障的原因有很多，为了将故障损失降到最低，我们应该对故障与处理方式进行研究。电气事故的发生往往是从电气设备某一元件的故障开始，对事故发生的现象作出及时、准确的判断，采取有效科学合理的处理方法，就能够防止引发一系列的故障。对日常高压开关柜出现的故障进行分析以及处理，能够有效的改善电气系统保护工作中的一些问题，提高电力系统的工作效率与水平，促进电力企业的长效发展。
参考文献：
[1]刘柱揆，丁心志，陈福明，等.小波去噪方法在开关柜故障检测中的应用[J]. 电网技术，2017，41（9）：3090-3094.
[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（5）：00260-00260.
论文作者:邓林冲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/6
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