电力系统配电开关设备现状及事故情况

电力系统配电开关设备现状及事故情况

王建勇

（新疆新化化肥有限责任公司）

摘要：本文介绍了电力系统配电开关设备的现状，简单分析了近几年配电设备的事故情况，指出了高压开关设备的发展若干趋势。

关键词：10KV配电开关设备；隔离开关；断路器；事故分析

近年来，我国正在大力发展电力建设，尤其是电网投资有效的拉动了配电开关设备行业的快速稳定发展。2010年-2014年我国的配电开关设备建设行业的市场规模由3，568.94亿元增长到了6，060.37亿元，年复合的增长率为14.15%。持续增长的市场规模带来了了电力系统配电开关设备的故障率的增长。

1中国电力系统配电开关设备状况

1.1电力系统及行业简介

电力系统由发电、变电、输电、配电和用电等环节构成的电能的生产和消费系统。发电厂将能源转化为电能，再经过输电、变电和配电等环节将电能供应到终端生产以及生活用户，发电、输电、配电和用电环节经常采用不同的电压等级，通过变电环节去实现电压之间的转变和连接。

配电开关控制设备主要包括高、中、低压开关柜、环网柜、箱式变电站等的成套设备，也包括断路器、分段器、熔断器等元器件，是电力系统不可少的控制、分配、保护设备，一般不同的电压等级的开关控制设备的应用领域也不同。中、低电压配电开关控制设备广泛应用在各行各业的终端电力配电设备、发电企业电网建设、电网公司配电网等领域。高压配电开关控制设备更主要应用在各电网公司的输电网中。

1.2配电开关设备的发展现状

近年来，我国正在大力发展电力设备，尤其是电力公司电网投资有效的拉动了配电开关设备相关行业的高速发展。2011年-2014年我国的配电开关设备行业的市场规模由原来的3，568.94亿元增长至6，060.37亿元，年平均复合增长率为14.15%。2011年-2014年，我国的配电开关设备行业的总利润由318.67亿元整张到了487.77亿元，年均复合增长率达到11.23%。

1.3配电开关柜设计和结构

高压开关柜是高压断路器、负荷开关、高压熔断器、接触器、接地开关、隔离开关、站用变压器和互感器，以及测量、控制、保护、调节设备，内部连接件、外壳、辅件和支持见等组成的成套的配电设备。其内部的空间以复合绝缘材料或者空气作为介质，用作分配和接受电网的功能。高压开关柜可以分为：金属封闭式高压开关柜、半封闭式高压开关柜、金属铠装式高压开关柜、箱式高压开关柜、间隔式高压开关和绝缘封闭式高压开关柜等。

1.4配电开关设备运行可靠性

随着高压断路器使用数量的大幅度增加，断路器出现事故的次数越来越少，断路器出现障碍的频率也趋于稳定。

1.5事故情况分析

据统计，国家电力公司截止到2004年第12-550KV高压设备装用总量达275373台，其中，12KV有177709台，40.5KV有45213台，72.5KV有5809台，126KV有32816台，252KV有12064台，363KV有447台其中有446台为SF6设备，550KV有1315台，全部都是SF6设备。

2004年，公司系统总共发生高压开关相比2003年增加了10台次，平均事故率与2003年相比上升了15.6%。据统计，550KV断路器共发生故障28台次，均为SF6设备故障，平均故障率2.129台次/百台年。363KV发生故障为7台次，均为SF6设备故障，平均故障率1.566台次/百台年。252KV发生故障为108台次，平均故障率0.895台次/百年台，SF6故障发生66台次，平均故障率0.729台次/百台年；少油断路器故障发生18台次，平均故障率1.033台次/百台年。126KV发生故障123台次，平均故障率0.375台次/百台年，SF6故障62台次，平均故障率0.384台次/百台年，少油断路器故障发生24台次，平均故障率0.267台次/百台年。

1.6拒动故障

造成机械故障的主要原因是由于机构、部件变形、铁芯卡涩，即产品的质量不佳造成的。

拒动故障中，因为电气控制和辅助回路问题造成的故障有31次，占总比的34.4%。分合闸线圈烧毁23次，二次回路故障3次，微动开关故障3次，继电器故障1次，操作电源故障1次。

电气原因主要是分、合闸线圈损坏或接触不良、断线、受潮、端子松动、被腐蚀等等原因造成的。分、合闸圈损坏基本上是由于机械故障引起的线圈长时间带电导致，微动开关故障虽然看起来是由于二次电气事故导致的，实际上多由于接点转换不灵或不切换等机械原因造成的。二次回路故障则基本上是二次线路接触不良、电缆破损、断线或端子松动引起。

内部绝缘故障主要是断路器内部存在异物造成的，有的是在安装过程中存在的，有的是断路器运行了一段时间后，由于本体内的原因，自然脱落的。主要的问题是，工厂内部装配与现场的安装过程中的清洁度控制较差，导致一些异物留在了断电器内。另外，触头和屏蔽罩磨损造成金属颗粒脱离，由此导致内部放电造成设备故障。

1.7爬拒及空间气间隙不足

爬拒或空气间隙不足是开关拒发生事故的根本原因。尤其是手车拒，为了缩小拒体尺寸，大幅度的减小装于拒内的断路器，隔离插头相间或对地距离，然而却没有采取有效的保证绝缘强度措施。

1.8产品的制造质量工艺不良

制作质量和装配质量对于开关拒的整体抗压水平有很大的影响。开关拒内部的某些零件通过了抗压的测试，但是开关拒整体却不能通过抗压测试，究其原因就是装配水平低质量差。

2解决办法

为有效预防并解决事故频发的现象，需要对国家电网颁布的相关高压开关设备技术标准以及相关规定等认真落实。从而保证高压开关设备能够在全过程管理中更加安全的使用。

在电力工作人员的培训上也需要给予重点关注，针对高压开关检修工艺以及相关试验技术等内容需要开展针对性培训，从而促使电力工作人员的专业技术以及管理水平均得到有效提升，从根本上减低事故发生率。

加强瓷质支柱绝缘子的检查检测工作，建立有效预防绝缘子断裂事故的检测办法。对于较早是其生产的瓷支柱绝缘子应充分的排查检验，必要的需要逐步更换新设备。在排查检验过程中要做好安全措施，防止发生工作人员的安全事故。

开展针对550KVSF6断路器的检修工作，制定检修规范和检修导则。开展SF6高压断路器检修的培训工作。解决已经到检修期限的SF6设备的检修工作。

加快对老旧设备的检查和更新换代工作，特别是运行20年以上的老旧设备。对功能不完善，特别是设计上存在缺陷的设备要最快的完成更换工作或者改造工作。

3结束语

高压开关柜的安全是电力系统发展的基本条件，电力安全事故的发生往往是由于维修检测不及时，操作不当，绝缘层损坏等等原因造成的。所以这就要求了电力企业在应用开关拒的时候，要提高警惕，重视程度，做到定期的设备检测，及时的更换老旧设备。也要严格把守质量关卡，杜绝劣质产品流向市场。从而保证避免发生安全事故。

参考文献：

[1]谢云林.建筑电气工程供配电系统设计探讨[J].建筑工程技术与设计，2017，13（3）：1056.

[2]史盛华.谈低压配电系统中漏电开关的应用技术[J].建筑工程技术与设计，2016，24（33）：50，591.

[3]麦日沛.配电线路分界负荷开关的快速故障隔离技术研究[J].中国新技术新产品，2015，25（24）：49-50.

[4]高彩霞，王福忠，裴素萍.城乡配电线路分段开关的网络化故障预警装置[J].河南理工大学学报（自然科学版），2013，12（3）：320-326.

[5]苏海城.配电线路分界开关的快速故障隔离技术探究[J].通信世界，2014，21（24）：81-81，82.