基于10kV高压开关柜故障原因及防范措施

基于10kV高压开关柜故障原因及防范措施摘要：本文主要对10kV高压开关柜故障原因及防范措施进行分析了解。伴随着我国的科学技术不断的发展和进步，我国的电力领域也已经越来越多的应用现阶段最先进的科学技术。

关键词：10kV；高压开关柜；故障原因；防范措施

引言：

10kV高压开关柜内部结构复杂，元器件众多，通常包括高压断路器、隔离开关与接地开关、高压负荷开关、电压互感器和电流互感器、操作机构等。高压开关柜具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能，适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场所，用途广泛，使用数量众多，承担着电能的分配任务，这使得在越来越重视供电可靠性和电能质量的当下，对10kV高压开关柜的运行情况进行系统分析尤为重要。

一、10kV高压开关柜故障原因的分析

1.防爆性能和防护性能较差

开关柜在运行过程中，因为种种原因，如短路、绝缘老化、人为操作失误等。造成一次回路短路故障发生，在数万安培的短路电流下，瞬间产生高温高压气体，若高温高压气体在狭窄的柜体内不能在极短时间内有效释放，会造成开关柜炸裂，相邻开关柜损坏，同时可能伤及人身安全。因此，开关柜在设计时，必须考虑有效泄压措施。开关柜的泄压方向必须优先考虑顶部泄压，在顶部难以实现时，可考虑柜后泄压。一次回路隔室如母线室、断路器室、电缆室必须考虑泄压通道，且各室泄压通道独立。高压开关柜的面板孔和观察孔一旦处理不善，就会严重的影响高压开关柜的防护等级，因此在日常的应用过程中要格外的给予留意。

2.绝缘性能差

绝缘性能是高压开关柜的一项重要指标，易受到外部情况、安装维护、运行操作不当等因素影响。开关柜所处运行环境在恶劣的环境下，比如内部环境潮湿且有绝缘子和母线表面积污的情况下，其内部会积污受潮，进而发生污闪，破坏开关柜绝缘。在长期过负荷的情况下，原先安装的高压开关柜内部绝缘材料老化情况十分严重。绝缘比距和空气间隙也影响着高压开关柜的绝缘性能。许多厂家为了满足用户要求，减小开关柜外型尺寸，通常的做法是减小高压开关柜内部的高压断路器、隔离插头相间或对地的距离；而在作出此类结构方面的改动之后，并没有采用其他提高绝缘水平的相应措施，导致高压开关柜绝缘水平下降，高压开关柜在使用过程中事故频发。

3.设备老化

社会对于电力的需求越来越大，高压开关柜要承载的压力也越来越大，高负荷的工作状态加快了设备的老化速度。比如，真空断路器在电流值在不稳定和真空泡在真空度大幅下降的情况下都会发生故障，甚至引起爆炸。系统超负荷的工作也会增加电路短路的情况，这些都极易造成系统设备的故障。

4.操作因素

柜体的机械强度不够，当短路电流流经开关的时候，在电动力的作用下而导致柜体与开关之间发生位移，从而致使触头间接触电阻急剧增大，而产生电弧，甚至会引起爆炸；静触头或动触头在长期的使用过程当中，因为它们之间相互的机械磨损而导致接触点或面的减少，从而造成触头之间接触不良的现象；设备安装中因操作不当破坏了结构的完整性，如：动静触头插入不标准，接触电阻过大易引起不同的故障问题。操作中的拒动、误动等均是开关柜事故的诱发因素，主要表现在：首先，操动机构以及传动系统的机械故障引起的开关柜故障，这种情况体现于卡涩、部件变形或位移、脱扣失灵等。

5.设备与材料的质量因素

质量因素包括两个方面，一是电力设备质量，二是电力材料质量。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，对发电、供电的质量也会造成影响。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。

二、防范10kV高压开关柜故障的措施

1.材料选型

电力系统设计阶段应注重开关柜的故障防范，对潜在的安全隐患实施必要的处理。开关柜设计的关键内容包括：柜体、断路器等一次元器件的选型，全面分析各种元器件的性能，从稳定性、可靠性等方面优化设计，如：对柜体内的元器件科学分布，使设备在更加优越的环境下完成操作。考虑到用户的实际需求，可选择高性能的材料组装系统，如：变电站、开闭所等要选用进口材料，提高设备运行的安全系数。

2.内部环境处理

10kV高压开关柜内部温湿度以及灰尘等环境因素对开关柜的绝缘情况有着直接影响，因此对高压开关柜内部环境的处理是防范事故的不可或缺的部分。对于开关柜内部湿度较大的情况，需要增加除湿装置；对于开关柜内部温度较大的情况，则必须增加开关柜内部空气流动，可通过开通风窗并加装过滤网的方法来处理；而对于柜内落尘的情况，在增加柜内空气流动和干燥时，则不会发展为污闪。

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。曾造成重大事故的同一生产厂家、同一种型号产品，在未采取有效改进措施前禁止选用。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程》、产品技术条件及有关检修工艺的要求进行试验与检查，交接时对重要的技术指标应进行复查。

4.提高工作人员的安装和维修水平

10kV高压开关柜的安装技巧和科学的调试方法也是减少故障发生的重要措施，所以必须加强工作人员的专业水平，对工作人员进行岗前培训和考核，严格按照考核标准选拔人才。在平时的工作过程中还要定期进行新技术培训，学习最新的科学方法增加对设备故障的研究分析，提高设备的安装和维修效率。

5.安全防护措施

对于电力行业来说，安全是一个永恒的话题，也是企业必须认真面对的一个课题。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。

6.对环境的控制

在各种影响10kV高压开关柜的因素中，环境是一个重要的方面。为了降低10kV高压开关柜的故障率，必须严格控制环境，加强对环境的监测。比如，对于通风窗，可增加过滤网或者网栅减少进入室内的灰尘量，而对于比较潮湿的开关室，可通过安装红外线灯或除湿装置来降低室内的潮湿度。

7.爬电比距的处理

爬电比距是高压开关柜设计的重点参数，该指标控制的可靠性影响着系统正常运行的性能。依照国家标准，高压开关柜中的各组件及其支持绝缘件的外绝缘爬电比距为纯瓷绝缘不小于18kV/mm，有机绝缘不小于20kV/mm。为了达到这一功能要求，电力单位应严格控制组配件的规格，尽可能找专业厂家订做，以保证电力系统的优越性能。

结束语

高压开关柜在保障整个供电系统的稳定工作上具有比较重要的意义，因此在使用过程中要避免开关柜事故的发生。需要工作人员在施工或改造工程中严格按照标准施工，并对各项参数做好记录，相关部门要严把质量关明确各个施工过程中的责任，并定期对高压开关柜做好安全测试工作，寻找有效的解决方法确保寓压开关柜在最佳状态下运行为人们日常的生产生活用电提供保障。

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