0KV高压柜故障原因分析及措施研究

0KV高压柜故障原因分析及措施研究

李大甫鹿浩

上海振华重工（集团）股份有限公司长兴分公司上海201913

摘要：为了确保我们国家的电力供应需求的稳定，推动国家经济的长期稳定发展，现阶段在全国内大力推广10kV高压开关柜的使用，这使得我们的电力系统更加的趋向于健康稳定发展。10kV的高压柜的作用有两个方面，一方面是它能够调节电力系统工作的稳定性，另一方面就是它可以充当一个开关设备对故障电路起到应急保护作用。同时设备内部结构采用优化设计，故障率低、安装维修方便。对10kV的高压柜的故障诊断并且采取相应的措施可以更好地发挥它全面的安全作用。

关键词：10kV高压柜；故障原因；措施

前言：随着我国社会用电需求的攀升，围绕着电力系统用电安全方面的话题一直是社会的焦点，如何在保障电力稳定供应的基础上确保电力供应的安全，这是电力企业正在着手推动的电力改革工作。10kV高压柜设备的使用能够在某种程度上解决电力系统运行中电压的稳定性问题，同时它还可以充当一个开关设备的角色，当发生故障时能够迅速的作出相应，这对于电力企业推进电力改革与创新起到很好的促进作用。

1造成10kV高压柜发生故障的因素

1.1绝缘因素

绝缘能力是考察电力设备的质量好坏的一项重要参数，同时它也是影响电力设备工作性能的一个内在要素。在电力供应的过程中，由于所使用的电力设备在质量上良莠不齐，电力设备的绝缘能力参数也大小不一，这个现场的维修增加了不小的难度。再加上维修人员的工作流程不规范，再给电力设备进行维修时由于个人原因导致设备的绝缘保护机构遭到破坏，设备的绝缘能力出现下降。与此同时高压柜在长时间的超负荷运作时内部会产生高温，这也会严重的破坏设备绝缘层的性能。

1.2安装、检修维护隐患

现场维修时由于工作人员的经验不足和理论知识的缺乏，导致在具体的操作施工过程中经常对故障的判断和排查工作处理的不是十分到位，在维修时工作不够细心，不经意间导致绝缘层受损也不加以处理，这就会给高压柜设备的正常运行留下安全隐患。比如像在安装母线和各个出线时，由于不够细心的原因导致某个螺栓没有紧固，当系统正常运转时该处就会存在较大的电阻，电流流进这里就会产生热量影响高压设备的绝缘效果；高压柜内线路铺设不良导致线路串线、短路的现象比较常见；电缆头内的气体没有全部排出影响线缆的性能等等。

1.3质量原因

高压柜经常出现故障的原因还取决于它的质量的好坏，这里说的质量涉及到高压柜内部电子元件的质量和外部线缆的质量。很多时候在进行电力系统升级改进的时候，所使用的各种电力设备和材料质量的好坏也将会关系到后续整个电力系统的供电质量。一般来将引起高压柜事故的原因有很多，其中常见的几种包括：隔离触头质量不合格导致接触不良；高压柜没有经过密封处理，环境因素会使元件的绝缘能力下降；柜机的内部结构没有进行优化，系统在运行时存在爬电现象等。这些都将会给电力系统的稳定运行造成极大的破坏，这需要引起我们的高度重视。

1.4操作因素

断路器属于10kV开关柜中的核心设备，它随时可能会面对突发的大电流、高电压等电力故障，这些因素都有可能会导致断路器失灵或者是受损。主要表现为：

（1）受柜体自身制作材料的影响，开关接收到短路电流时，由于感应电流之间的作用会形成一个较大的电动力，它会引起柜体与开关之间的位置发生改变，进而导致触头爆炸引起事故。

（2）静触头或动触头因为机械磨损而存在接触不良的现象。

（3）安装人员在进行电力设备安装时没有充分的考虑到整个系统结构的完整性，比如像线路的走线布置不规范、动静触头插入不规范等等。并且导致高压柜发生事故的原因是因为拒动、误动等操作，它具体体现在：首先，由于操动机构以及传动系统的机械故障引起的开关柜故障；其次，由于电气控制及辅助回路引起的故障，该情况会造成保护装置难以正常执行命令。

1.5五防带来的隐患

现阶段国内的高压柜的普遍采用五防措施来进行安全防护，它们有机械联锁、五防程序锁和电磁锁这三种。机械联锁是通过控制开关、接地隔离开关、隔离开关以及网门的关闭来实现防护；程序锁则是针对于全部操作步骤之间的联锁；电磁锁则是根据设备是否存在有漏电来执行闭锁后网门。这3种闭锁方式各有各的特点，同时也存在各自的劣势，有时为了更好的发挥防护功能，常常采取两者或者三者结合的方式来对高压柜进行防护，当然这自然会增加安装工作量，同时也会导致高压柜内部的结构比较复杂化。

1.6绝缘性能差

1.6.1爬距和空气间隙不够

通过以往的观察我们发现导致高压开关柜绝缘故障的原因还包括爬距和空气间隙不够等因素，针对于这类问题可以采取的做法是增加预防措施，有效的提升开关柜的整体绝缘性能，确保电力系统能够正常问题的运行。

1.6.2加工质量差，做工粗糙

开关柜整体耐压能力也是影响高压开关柜质量的一方面原因，但是由于生厂商厂家方面的原因，某些元器件的耐压测试强度较高，但是其他方面的耐压测试不通过，然而整体表现出来的却是良好的，这就会给电力系统运行埋下很深的安全隐患。某些高压柜在做工方面比较粗造，比如像我们平时看起来不起眼的螺丝拧紧固它就包含很大的学问，在系统运行过程中，由于不规范的设计使得螺丝出牙过长，这会引起极其严重的“尖端放电”现象。

2关于10kV高压柜的故障防御措施

针对10KV高压柜的常见故障及发生故障的原因，综合分析后结合工作经验给出如下的故障防御措施，从而有效的降低故障发生率，并提高故障处理效率。具体措施如下：

2.1爬电比距

爬电比距时检验高压柜的一项重要指标，相关电力部门规定高压开关柜的绝缘件为纯瓷绝缘时在不小于10kV/MM情况下其爬电比距应大于140mm；高压开关柜的绝缘件为有机绝缘时在不小于10kV/MM情况下其爬电比距应大于160mm。

2.2安全方面

国家相关电力部门规定相间及对地空气间隙在125mm以上。若运用了复合绝缘结构，则要加强绝缘材料介电常数的配合。

2.3提高安装调试水平

开关柜安装调试工作关系到整个高压柜的整体运行性能的好坏，它需要由专门的技术人员负责维护调试，因此我们需要强化安装调试人员队伍的建设，经常性组织他们参与培训和学习，确保有足够的知识理论来胜任

安装调试工作。

2.4材料选型

很多的电力设备故障的原因都是材料质量不达标或者是设计不规范所致，因此我们在进行开关柜的设计时需要综合的考量多方面的原因，科学合理的来完成高压柜机的设计任务。开关柜设计的核心部件有：柜体、断路器等。对于这些核心部件的选择需要参考具体的使用场景，并从稳定性、可靠性等方面展开评估，然后在选择性能优良的电子元件。

2.5性能方面

继电保护是电力系统中不可获取的一个重要部件，它的设计需要结合高压柜的实际应用场景来进行选型的，一方面它要很好的起到对电路的保护作用，另一方面它同时要考虑到断路器容量问题。只有在充分的满足高压柜的性能的基础上来选择合适的继电器，这样才能够确保系统的运转稳定。

2.6环境方面

绝大多数的高压柜都是置于户外工作的，因此外部化境对于高压柜的运行稳定影响较大，同时也是导致事故多发的场景，这时就需要我们加强对环境的检测，然后及时的采取措施加以防控。如：在高压柜机的通风窗上增设网栅或滤网用来减少大颗粒杂质进入到开关机中影响设备的性能；对于潮湿阴冷的环境需要安装加热或去湿装置，为高压柜的运行提供一个干燥的环境。

3关于10kV高压柜的检测方法

对于10KV高压柜的常见检测方法如下：

3.1位移传感器

测量直线位移的传感器有很多，如差动变压器式、差动电容器式、霍尔效应式等。为了防止断路器上的触头因为电动力的原因导致发生位移，需要用到传感器来对其位移量进行检测，但是上述位移传感器的劣势在于需要将其与动触头导杆相连，这会导致安装工作比较繁琐，同时也会影响到触头的性能。这时可以通过光电传感器中光信号的变化来检测触头是否发生位移。

3.2感应式位置传感器

感应式位置传感器用于监测断路器分合位置。这种传感器只能安装于操作机构的可动部分，通过判断操作机构的位置间接推断断路器动触头的位置。这种推断是不可靠的，并且只能测平均速度，无法测得包含大量信息的断路器触头行程曲线，但它可以作为断路器开断次数统计的依据。

3.3温度传感器

温度传感器用于母线连接处的温升测量，目前市面上的绝大多是温度传感器的感温元件采用的是石英晶体、硅片来制成的，这在很大程度上能够抵抗电磁信号的干扰，确保测试精度的准确性。

结束语：高压柜在电力系统中所扮演的意义十分重大，我们在使用高压柜时一方面要规避开关柜故障的发生，另一方面要强化对高压柜的使用监管。通过不断的完善企业的过程管理制度，通过组织培训学习强化维护人员的综合技能，通过术业有专攻去解决10kV高压开关柜中存在的问题，减少高压柜事故发生的概率，推动电力系统的健康稳定运行。

参考文献：

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