10kV高压开关柜的故障在线检测方法

10kV高压开关柜的故障在线检测方法

肖波

肖波

（四川省都江堰黑龙滩电厂620500）

摘要：随着电力系统发展，开关柜在电力系统中的应用愈发广泛，本文对10kV开关柜的故障类型从客观和主观两个角度进行了分析，并提出在线检测和解决故障的方法。

关键词：10kV高压；开关柜；在线检测故障

随着供电系统的逐渐扩大，先后推出和普及了无人值班式的变电站管理模式以及自动化的综合管理模式，因此对10kV高压开关柜也提出了更高的要求，需要其具有较高的稳定性、可靠性以及能够进行故障的在线检测。

一、故障类型分析

10kV开关柜的主要故障有两种，分别是主观引起的和客观引起的故障。

（一）客观原因

其一，10kV开关柜产生了拒动和误动的故障，其产生的原因主要有两种：第一，10kV高压开关柜的操作系统或是传动系统发生了机械故障，其一般的表现为系统的机构出现卡涩且部分构件发生变形，系统的轴销发生位移和松断，甚至损毁，分合闸的铁芯不牢固，以及脱扣失灵；第二，10kV高压开关柜的电气控制回路和辅助回路出现问题而引起的，主要表现是开关柜的端子出现松动现象，无法顺畅进行辅助开关的切换，分合闸的线圈因开关转换不良或构件卡涩而出现接线错误、烧毁、二次接线不良、操作电源故障和合作接触器故障等。

其二，10kV高压开关柜在关合和开断的过程中发生故障。在开断和关合的过程总高压开关柜出现故障一般是由于断路器出现问题而导致的。以少油断路器为例，其发生故障的表现形式主要是开断能力不足、喷油短路、关合过程中发生爆炸以及烧损灭弧室等。而10kV高压开关柜中的真空断路器，其主要的故障形式是真空度降低、灭弧室和波纹管漏气、陶瓷管破裂以及电容器组自燃等。

其三，10kV高压开关柜出现绝缘故障，其主要的表现形式是外绝缘对地和内绝缘对地发生闪络击穿，电容套管和其间的绝缘发生闪络击穿，雷电过电压的闪络击穿，提升杆闪络，CT爆炸、击穿以及瓷瓶断裂等。

（二）主观原因

主观原因导致10kV高压开关柜出现故障主要是操作时的人为失误，主要原因有：其一，主变压器的内部的发生故障；其二，主变压器的低压一侧母线发生故障，进而导致过流保护系统发生越级反应；其三，在连接母线的过程中，其线路发生故障，继而产生了保护动作导致开关拒动。一般来说，主变压器的低压侧由于过流保护而出现拒动时，通常是因为二级越级而导致的，应当依据一次设备的实际情况来对故障进行分析。一次设备保护涉及的主要是母差保护和差动保护，若母差保护动作发生，其故障范围一般是变压器的内部或二次回路，这个时候应当对变压器的荷载情况检查，检查其是否由于超载而发生变形着火，并且对压力阀和继电器的实际运行情况进行检查。二次回路中的故障检查主要是对其接触不良、短路和接地等现象实行检查。差动保护动作就是对变压器进行保护，进而防止产生过电压现象。断路器若出现故障，电网的内部受到影响也会发生变化，进而导致电压发生异常的升高情况，影响变压器的日常工作和运行，更甚者会烧毁变压器。

二、故障检查方法

（一）在线检查开关柜机械特性

检查开关柜的机械特性主要是对其合闸线圈以及分闸线圈的回路进行检查，对其触头速度进行检查，对断路器中动作的机械振动情况进行检测，检查合闸线圈的电流、弹簧的状态、电流的电压等，并对断路器的操作次数进行统计。现阶段，主要是对断路器的速度、行程和其操作过程中产生的振动信号进行监测，以此来实现检测断路器的机械状态，在振动信号的变化时间、变化峰值的基础上，结合合闸线圈和分闸线圈的电流波形，并将此作为根据来判断断路器装置的机械状态。断路器的机械性能若较为稳定，其分闸和合闸的振动波形无论是峰值的时间差还是大小都较为稳定，而判断振动信号发生变化的根据就是对维修后的断路器进行多次的合闸和分闸测试，对其波形的稳定程度进行记录，以此为其波形特征，将之后测定的波形进行对比比较，对断路器装置的机械特性进行正常。

（二）在线检查开关柜灭弧室真空度和开断电流

对不同的开断电流中的电流开断所受等效磨损曲线的磨损进行积累，对断路器设备所允许的磨损进行总量标定，依据积累的触头磨损量对电寿命进行判断。通过吸气剂膜、光电变换、电阻应变和耦合电容等方法检测10kV高压开关柜在真空度方面的故障。

（三）监测开关柜的温度

10kV高压开关柜的温度检测，主要是检测断路器触头温度和连接母线的温度，开关触头所工作的环境温度、压力和磁场强度都较高，并且其会受到较为强烈的电磁干扰，所以必须监测10kV开关柜的温度，进而对故障的发生进行预防。目前对温度进行测量和监测的方式有两种，分别是被动测温和主动测温。

（四）监测开关柜的绝缘性能

10kV高压开关柜中的内部设备，其绝缘性的优劣会对设备的安全稳定运行直接产生影响，通常来说，监测10kV开关柜的绝缘性质主要是利用监测交流泄露电流和损耗截止的正切角等来完成绝缘性能的监测。

三、解决故障的措施

首先要对检修设备状态的工作进行强化，状态检修就是在收集、分析和决策数据的基础上进行综合评估，并以此来对设备进行检修。其利用健全的监测系统来收集数据，并根据相关的国家规定评估设备，根据评估的结果分析设备的状态并进行分级，并利用智能化的综合分析来制定检修的方案。检修的方案要通过领导的审批后开始进行检修设备的工作，并不用再次对检修的设备评估。其次，要通过选用合适的设备来强化监测工作。10kV开关柜的断路器装置、一次元器件和柜体等设备，在进行选择的过程中都需要具备可靠性、稳定性、科学性和合理性。通过对继电保护的模式进行改善，来保证电力系统的平稳安全运行。若断路器装置的容量不足，应当及时更换继电器。与此同时，要对10kV开关柜所工作的环境的监测工作进行强化，使开关室的相对湿度降低，并运用过滤网等来防止灰尘落入到开关室当中。

结语：

10kV高压开关柜若发生安全事故，不仅会对工作人员的生命安全产生较为严重的威胁，并且还会导致电力工程在建设的过程中其成本升高，所以必须分析10kV高压开关柜发生故障的原因，并对其故障进行在线检测，并采取相应的措施来进行有效地解决，保证电力系统的安全稳定运行。

参考文献

[1]杨海林,周正,孙维诚,陶德坤.一种新颖的低压开关成套设备[J].华通技术.2014(01).

[2]陈维,张国钢,张鹏飞,张怡,耿英三.低压开关电器主电路温度场的有限元分析[J].低压电器.2010(20).