变电站10kV开关柜的检修及其维护研究

变电站 10kV开关柜的检修及其维护研究

郭世煌 郭威 曾锦松

国网厦门供电公司 福建 厦门 361000

摘要：随着社会经济的不断发展，人们生活水平的逐渐提升，基础设施质量要求也在不断提高。但是电网在运行过程中受众多因素影响，电网运行不稳定现象时有发生。作为电网运行体系中重要的组成部分，10kV开关柜一旦发生设备故障，直接影响用户侧供电，对电力系统造成极大影响。因此，加强变电站10kV开关柜的检修与维护，保证10kV开关柜的安全性和稳定性，显得尤为重要。

关键词：变电站10kV开关柜检修维护

1变电站中10kV开关柜存在的问题

1.1绝缘方面的故障

绝缘性能是10kV开关柜面临的关键问题。首先，有时在结构设计、绝缘件选材、生产制造工艺等源头环节出现问题，不满足相关技术要求，且制造商、电力企业均未能仔细检查，从而导致出厂质量相对较差。其次，在长途运输过程中受包装质量、外界环境、恶劣气候等影响，也容易导致绝缘件受潮或变形损坏。再次，在变电站现场安装过程中，也因安装工艺不良、安装流程不符合规范导致绝缘件变形损坏。或者是开关室电缆沟结构设计不合理、地板不平整，或者安装后开关柜底部电缆孔洞的防火封堵工艺不良，可能导致潮湿的水汽从电缆沟、电缆孔洞进入开关柜内。在长期带电运行中，受潮湿水汽、大气污染等因素的影响，开关柜内绝缘件的绝缘性能会逐渐降低，最终导致绝缘类故障发生，大大影响电网的安全可靠运行以及工作人员的安全。这种影响特别在多雨、潮湿、空气污染严重的南方沿海地区尤为显著。

1.2泄压通道不通畅

10kV开关柜在运行中有时会产生放电现象。一般来说在开关柜顶部会设计母线仓、开关仓、电缆仓三个泄压通道，泄压通道封板有一侧用塑料螺栓紧固。当柜内发生失地、短路故障时，薄弱的塑料螺栓最先被强大的气压冲击断裂，于是剧增的空气压力从泄压通道快速释放，避免开关柜损坏加重。

以往发现个别制造厂将开关柜顶的泄压通道采用金属螺丝封死，或没有泄压通道。这种情况下，当绝缘件损坏或线路遭受雷击产生过电压，开关柜内发生短路、失地故障时，在短路电流的热效应作用下周围空气被急剧加热，柜内压力突然剧增。此时，因泄压通道用金属螺丝封死，柜内剧增的空气压力得不到快速有效释放，开关柜壳体、柜门、内部设备等将承受巨大空气压力而严重变形并从薄弱部位突然爆开，将造成事故范围扩大，开关柜的损坏程度明显加重，甚至对周围的工作人员产生严重危害。

因此，泄压通道极为重要，在制造、验收、运维阶段都要重点关注。

1.3开关室环境不良

开关柜投运后，在长期带电运行中，受开关室整体环境、大气污染、前期安装工艺质量等因素的影响特别大。影响的因素如：开关室门窗关不紧，空调系统故障，地板凹凸不平，电缆沟设计不合理潮气容易进入，开关柜底部电缆孔洞的防火封堵工艺不良，开关柜内的温湿度控制器、加热器损坏等。这些因素可能使开关柜内绝缘件的绝缘性能逐渐降低，最终发生绝缘类故障。由于地板、电缆沟盖板不平整，工作人员在推拉手车开关等设备时可能发生倾倒砸坏设备。封堵不良使壁虎、蜘蛛、小蛇等小动物入侵开关柜内发生失地、短路故障。这些问题都严重威胁电网的安全可靠运行以及工作人员的安全。

需要采取的有效措施主要是：（1）改善开关室环境，加装空调系统；（2）加强日常运维巡视，及时发现安全隐患。（3）适当缩短检修周期，并适当延长停电检修时间；（4）加强基建安装工程的验收。

1.4发热问题严重

发热问题主要表现为开关柜导电回路铜排连接点发热、手车断路器发热以及开关柜体感应电发热。因铜排表面的氧化层未处理、存在异物、螺栓紧固力矩不足等原因，导致导电回路铜排连接点发热故障。由于柜体机械加工精度低，手车触臂、静触头座二者中心线偏离，手车推入时单边接触，进而导致发热问题。断路器本体发热的原因，一般是因手车触臂紧固螺栓松动、真空泡端部接触不良、下侧滑动接触面氧化或污秽。开关柜体感应电发热，一般是开关柜在拼装时不到位、紧固螺栓松动、存在尖端、穿套的固定板未采用非导磁材料等，造成悬浮放电、尖端放电、涡流发热等，引发一些列安全问题。

2变电站中10kV开关柜检修与维护问题

基于上述10kV开关柜存在的问题和对电网系统的影响，应定期开展检修与维护工作，及时发现开关柜存在的风险隐患并进行检修维护，保障电网正常稳定运行。

在开关柜安装、检修、维护的过程中，对人身、设备、电网安全等方面存在一定的安全隐患。例如，开关柜在安装过程中，由于安装工艺流程不合理，造成人员受伤以及设备损害的状况。在停电操作过程因人员操作不当、设备质量问题、绝缘件故障原因造成工作人员伤害；检修维护过程，因现场安全措施不到位、人员专业水平不高、安全防患意识差等问题，不仅对设备造成影响，工作人员也会受到伤害。上述问题无时无刻威胁着人身安全以及电网系统的运营，因此，10kV开关柜的检修维护工作需要高度重视。

3强化变电站中10kV开关柜检修与维护措施

3.1从源头出发，把控开关柜质量

只有严格控制产品质量，才能保证10kV开关柜的安全、稳定运行，进而保障电网安全，提高供电可靠性。质量把控要从源头抓起。一是制造厂要提高开关柜设备的设计、制造质量。二是施工单位需严格遵守安装工艺流程标准，不得图省事随意更改、省略安装工艺。三是电力企业应严格履行三级验收、整改的管理流程，提高10kV开关柜的安装质量。这样才能从源头上消除安全隐患，为日后的检修、维护工作奠定良好的基础，有利于电网系统的安全运行。

3.2，提升绝缘效果

第一，高压开关柜不允许选用有机绝缘材料，而应采用电阻绝缘材料。第二，应特别注意重要元器件的选择，比如电压互感器应选用伏安特性好的产品，绝缘隔板、二次元器件等优先选择不燃或阻燃的优质绝缘材料。第三，对于一些老旧开关柜，如果没条件更换，最好的选择是改善环境，保持开关室的干燥、恒温。需要配备空调系统、加热除湿装置等，可防止因凝露而造成绝缘事故。第四，加强10kV开关柜的清洁，落实停电就清洁的原则。第五，10kV开关柜的母排、支排等导电体最好使用热缩绝缘，可提高安全运行水平。

3.3从安全出发，增强防护能力

针对上述提到10kV开关柜泄压通道不通畅的问题，应对泄压通道进行整改，将打开侧的金属螺栓换成塑料螺丝，保证结构的正确性。在柜内发生短路失地故障时，产生的高压空气冲断塑料螺栓、打开泄压通道，及时释放压力。10kV开关柜停电检修后，维修人员要将前后柜门的螺丝锁紧，确保开关柜的防爆能力达到标准。进而保证10kV开关柜的性能，为电网的运营提供基础保障。

3.4增强开关柜各功能室的隔离效果

首先，提高开关柜各功能室的隔离防护水平，以提升安全性。具体来讲就是将电缆、断路器、母线等功能室用阻燃隔板有效隔离，同时每个功能室需设置泄压通道，以避免短路故障时加重开关柜损坏程度。其次，所有的母线、分支母线导体要加装阻燃绝缘套，相邻的母线室之间要通过穿墙套管封隔，以防止事故范围扩大。所有静触头座增设绝缘挡板，避免检修过程中出现人身触电事故。

3.5采用测温装置

加强柜内分割防护程度，提高10kV开关柜运行、检修的安全性。对于10kV开关柜内设备发热情况复杂、检测困难等问题，电力企业应积极开展相关研究，结合现代科学技术，对发热问题进行有效解决。例如，可在开关柜内加装先进的在线测温装置进行实时监控，在容易发热的部位安装测温探头，将温度数据及时传送到监控机，并在监控机上设置温度超标报警系统。一旦出现发热情况监控系统自动报警，运维检修人员接收到报警信号后，及时对10kV开关柜开展检查与维护。

4结语

10kV开关柜是目前电网系统中常用的一种设备，由于大负荷量的长期使用，其在运行中必然会发生一些故障和问题，除了传统的定期和预试检修的方法外，针对不同的故障类型，技术人员应当从各个方面采取有效的措施解决故障。10kV开关柜的维护与检修时一项长期性工作，需要电力企业以及相关员工的重视。

参考文献

[1]连晓磊,苏盛.变电站10kV高压开关柜的电气磨合多线程自动控制方法[J].科技通报,2017,33(7):117-120.

[2]江安烽,聂鹏晨,朱炯,等.绝缘横担类措施对10kV变电站雷电侵入波的影响[J].电瓷避雷器,2017(5):165-170.

作者介绍：

郭世煌（1977.10.08）；男；福建永安；汉；本科；高级工程师；国网厦门供电公司。