10kV开关柜维修和技改策略的分析与探索

10kV开关柜维修和技改策略的分析与探索

叶卓凡

东莞市水务集团管网有限公司 广东 东莞 523000

摘要：随着社会经济的发展，对配网供电可靠性的要求越来越高，10kV 开关柜作为配网中的重要运行设备，其能否可靠运行将直接影响配网运行的可靠性。若开关柜内断路器拒动，会给用户造成不可避免的经济损失，甚至会威胁人身安全。本文就其相关故障展开分析，并提出了维修和技改策略。

关键词：10kV；高压开关柜；故障维修；技改策略

引言：

电气控制柜在电力系统中大量存在，由于其内部元器件复杂且空间紧凑，当温差较大且环境温度高时，空气中的水蒸气容易在开关柜内壁凝结成露水，长此以往会导致柜内电气设备绝缘强度降低、局部放电、绝缘套件击穿以及金属结构件腐蚀甚至爬电等问题，从而引发安全事故。为确保电气设备的长期安全稳定运行，通过了解凝露产生的根本原因，落实有效防凝露措施，提高设备安全运行质量水平。

1我国10kV高压开关柜的机械故障

1.1异常放电

因为高压电极暴露空气会导致电场强度增大，周围环境会存在安全隐患，所以对电极的要求很高，电极之间的距离、电极的自身导电性、电极的曲率半径都需要匹配10kV高压开关柜。沿面放电主要体现在绝缘材料的表面，因为高压条件下电场强度超过了最大值而引发的放电故障，可以击穿空气，连通两端电极。绝缘材料表面污染以及空气温湿度失衡都会引发沿面放电。内部放电是10kV高压开关柜运行状态下的放电情况。因为各部分的材料导电性能不同，在整体运作时就会产生摩擦、导电的情况。

1.2凝露

1.2.1环境湿度高。

当处于黄梅季节或是电气设备位于较为潮湿的地点，存在于空气中的水蒸气进入设备内，导致柜体中空气的含水量逐渐上升。

1.2.2电气设备内部有温差

大多数设备采用的是金属板，因为金属本身热阻较小，白天有负荷或是有光照温度较高，到了夜晚设备壁面的温度迅速降低，只要设备的表面温度降低到水蒸气的露点以下，而此时高压电气设备的发热量又不至于蒸发水气，在设备内部的金属壁板上就产生了凝露。

1.2.3设备内部空气流动性较弱

由于多数电气设备在结构的设计上要求尽量密封，导致进入到电气设备内部的水蒸气不能顺利自行排出。夜间当金属壁板温度低于空气露点温度的时候就产生了凝露，白天凝露蒸发后又变成水气。而潮湿的空气长时间积聚，凝露将反复地出现，造成恶性循环。

1.3断路器

在长时间的分、合闸带电的情况下，绝缘圈可能出现断路现象，电动闸失效，手动闸仍可使用；在电路储能不足的情况下，整体高压开关柜会出现损坏，电动机会运转失灵，机器无法运作；在垫片变形、齿轮脱扣、线圈间隙过大等情况下，由于零件的变形故障导致高压开关柜的运作停滞，同样会损伤机器。

1.4隔离开关

如果隔离开关的负荷过大，会让局部升温增快，有发热故障趋势。如果在追踪时保持负荷正常，发热情况会降低，但仍有可能在氧化方面出现故障。因此，相关管理人员需要保护隔离开关的触头不被外力破坏，清洁时，也不能用砂纸或其他坚硬物品打磨。保证了触头的完整，会避免大部分的隔离开关出现故障，小部分会出现齿轮咬合不好、弹簧性能问题出现接触压力过大的情况，这时要及时调整，避免更大的损坏。

2人为故障

2.2检修工作不到位

近年来，因为10kV高压开关柜的放电、发热引发的事故数不胜数，厂家需要加强对设备的检修，把安全防护提到首要位置。母线电压互感器的装置故障，在前期是可以检测出来的，这就要求设备员对10kV高压开关柜的整体功能进行测试，早发现早维修。电缆头的制作工艺较为简单，但是，如果厂家使用有明显划痕的电缆头，会让10kV高压开关柜的电压不稳定，带来安全隐患。供电公司对10kV高压开关柜也应该负有一定责任，如果每次检修都只采用便携式检测仪，那么，很多小问题就不能被检测出来，这些问题积少成多，最终也会使设备瘫痪。最后，在10kV高压开关柜的使用过程中，如果使用人员对周围环境没有监测，那么，厂家可能会对环境没有进行除潮，也会造成设备无法工作的情况。

2.3操作问题

在检修测试中，没有将开关手车推进开关柜中，那么，其中的插针就可能因为测试的剧烈震动而松动脱落，这会导致10kV高压开关柜不能正常运作，且插针不好找回，也不好匹配^[1]。如果检修人员失误触碰到静电开关，也会带来巨大危险。检修人员如果没有使用绝缘产品，会给自己带来触电危险，并且设备在接通电路后会造成短路，大部分电路闭环都会烧坏，整个10kV高压开关柜就会报废。所以厂内检修部门是不能让闲杂人等进入的，非专业人员必须在指导下安全进入，同时，做好防触电、防短路事项。

3我国10kV高压开关柜的维修与技改措施

3.1在安全监管与服务保障的应用

在维修过程中，维修人员也会对设备进行一定的检修，这不仅解决了设备的故障问题，还会延长设备寿命。随着高电压的普及应用，10kV高压开关柜的使用范围越来越广，因此，对高压条件的状态检修是必不可少的，在设备的电压承受范围内进行检测与监管，局部停电与放电的交替进行，会暴露设备的潜在问题。这样会使10kV高压开关柜的安全监管更加有效，服务保障更加有针对性。

3.2提高生产检修人员的专业素养

在生产时，需要按照设备各部分的特点合理安排工作人员加工，比如，在电场方面需要找技术人员反复测验真实条件下的电场强度，在电极选用方面，需要反复做实验找到最合适的导电介质等^[2]。同时，在检测方面，需要有经验的专业机构人员进行定期检测，对于故障维修需要通过现象看本质，找到核心问题。生产检修人员的专业素养是在工作中不断提升的，所以新老员工的搭配检修对专业素养的提升有帮助。

3.3保证设备的绝缘性

在设备设计时，需要加入相关绝缘设计。10kV高压开关柜的内部重要零件需要防污防尘，做到封闭式运行，减少因为污渍而改变部件导电性能的事物。绝缘套管的使用也非常普遍，选择符合国家审核标准的套管，能够长期应用、测试合格的产品^[3]。同时，在母线绝缘开关方面，应该采用性能稳定、抗腐蚀的材料。在维修时，对以上常见的部件更换应遵循零件安全标准，在更换后进行绝缘测试，利用明火进行阻燃测试，达到国家绝缘、阻燃标准的设备才可继续使用。

3.4优化设备使用环境

在温度较高的天气或者车间内，应该及时开放散热系统，包括在10kV高压开关柜的后方安装风扇、在设备温度较高的地方设置散热孔，这样能够利用内外风循环减低设备温度，保持干燥环境^[4]。在潮湿环境内，应该避免设备与液体的直接接触，必要时，可以安装除湿器来保证设备运转正常，各零件不可进水。在10kV高压开关柜的日常清理方面，需要专人负责，对各部分按时清理，保证所有部件运行正常。

结束语：

综上所述，10kV高压开关柜是一种精密仪器，在低温、干燥的环境中能够发挥更好的效果。设备的常见故障包括零件损坏、人为因素、环境因素等，控制好各方面因素能够降低设备损坏概率，做好检修工作会延长设备使用时长。相信在各工作人员的努力下，10kV高压开关柜的开发一定会做到尽善尽美，保障使用者安全的同时带来最大效益。

参考文献：

[1]郭彦博.智能监控技术在10kV中压开关柜运行和维护中的应用分析[J].湖北农机化,2019(19):80.

[2]林勇.变电站中10kV开关柜的检修与维护[J].科技资讯,2019,17(28):21+23.

[3]朱德亮,李传江,曾伟华.10kV开关柜分布式实时状态监测技术研究[J].通讯世界,2019,26(09):323-324.

[4]单晓锋,谢雷.10kV高压开关柜维修技术与技术改革策略探究[J].山东工业技术,2018(19):153.