摘要：开关柜是金属封闭开关的俗称，广泛应用于电网配电系统中，由于设计制造和运行维护等方面的诸多原因，开关柜电弧故障屡见不鲜，产生了不良的社会影响和严重的经济损失，给日常维护带来了很多的问题，本文对常见开关柜电弧故障类型以及发生部位进行了综述，以期为现场运维人员提供技术指导。
关键词：开关柜；电弧故障；技术参考
引言
伴随着我国电力系统的飞速发展，城乡电网正在进行着全面的建设和深入的改造，市场对配电产品的需求越来越大，中压开关柜大量应用于配电系统，该类开关柜占地面积小，操作灵活方便，是一种比较完善成熟及防误闭锁功能齐全的设备，但是由于设计制造和运行维护等方面的诸多原因，造成投运后易发生接头接触不良严重发热烧坏、复合绝缘材料绝缘水平低下、谐振过电压或空气潮湿时易发生弧光闪络短路事故[1]。据不完全统计，全国平均每年因手车柜电弧短路烧毁的开关柜多达200多个。而在德国，根据根据德国精密机械和电工技术职业协会（BGFE）的事故统计表明，故障电弧事故约占总电流事故的25%。本文按照开关柜不同功能区对常见电弧故障类型进行了综述，以期为现场巡检人员提供技术参考。
1开关柜内部常见电弧故障类型
1.1母线室
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图2 1 母线室（柜后正视）
（1）主母排：对于空气绝缘结构的开关柜，在标准DL/T404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》[3]中，规定了各相导体相间与对地空气净距，如表2 1所示。生产厂家为了缩短柜体尺寸往往减小了母排相间、对地距离，在外界环境影响和过电压下很容易发生相间短路燃弧的事故。
表2 1 开关柜内各相导体的相间与对地净距（mm）
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（2）穿柜绝缘套管：KYN44-12Z开关设备上的套管型号为TG3-10/140×215，爬距330mm。标准DL/T404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》中规定了户内开关柜的爬电比距，如表2 2所示，实际的爬电比距为爬电比距值乘以应用系数，应用系数见表2 3。若套管绝缘爬距偏小，母线无复合绝缘，此处电场发生畸变导致容易发生沿面闪烙，图2 3所示为一起实际运行中由于开关柜绝缘套管爬距偏小引起的事故[4]，从左图中可以看到套管内部有明显的放电痕迹，右图中两相母排烧出月牙型缺口，而且一旦闪烙发生，接头处由于有连接螺栓存在尖端，放电点立即转向螺栓尖端对地。
表2 2 户内开关柜的爬电比距（mm/kV）
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表2 3 爬电比距的应用系数
图2 2 穿柜套管放电痕迹
图2 3 母线室情况
1.2电缆室
（1）开关柜出线小室内的支持瓷瓶爬距不够：图2 4为一起开关柜凝露闪
络事故[2]。在空气湿度大的条件下，瓷瓶复合外套表面吸潮凝露，导致表面泄漏电流增大，到一定程度时即引起沿面放电闪络，发生单相对地短路，在线电压的作用下另一相也很快短路接地，并通过铁构架构成相间短路。
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图2 4 出线小室支持瓷瓶
（2）二次电缆开路：二次电缆在安装时留有隐伤，经长时间运行、震动等外力影响而断开，瞬间产生高电压放电拉弧，造成一次母排三相短路。
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图2 5 二次电缆
（3）避雷器：避雷器导流能力不足，遭遇雷电时炸裂，引起相间击穿，在电缆室发生了内部故障，而且相邻避雷器上伞裙之间的距离不能太短（75mm），否则在空气潮湿和积灰处极易产生弧光放电[7]，10kV开关柜一般采用氧化锌避雷器，爬电比距至少为27mm/kV。
（4）接地开关：接地开关连锁失效，造成误操作，引发电弧；快速接地开关合闸速度低引发“飞弧”。
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图2 6 避雷器在电缆室的位置
图2 7 接地开关
（5）电压互感器（PT）：PT泄露距离较小，容易发生绝缘击穿；用户电缆间歇性接地，造成PT中性点的谐振过电压，进而在电缆室发生燃弧故障。
（6）电流互感器（CT）：标准[3][5]规定了CT相间距至少为60mm，接线端子处易发生三相弧光短路。
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图2 8 电流互感器背面
图2 9 电流互感器正面
图2 10 电流互感器二次接线
1.3手车室
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图2 11 断路器室
（1）一般12/24/40.5kV等级真空灭弧室的开距范围分别为8~10/12~14/18~22mm，实际应用中开距偏小或者断路器的动、静触头开断失败，造成灭弧室炸裂，引发相间短路；
（2）断路器母线侧梅花插头（上侧）与静触头间配合不理想，导致6个触头间啮合力不均匀、接触电阻增大、开关机械特性参数不理想，文献[6]在试验后发现手车梅花触头与柜体静触头标高不一致，其高低误差竟达10mm之多。在手车推入工作位置时，部分梅花触头只能勉强套到静触头上，进而发展成为梅花插头对静触头电弧放电，导致真空断路器铜触指严重烧损，如图2 12所示。
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图2 12 断路器触头烧毁
参考文献
[1]黄晓胜. 预防10～35kV金属封闭开关柜事故措施[J]. 云南电力技术，2010，38(1)：48-49.
[2]李英奇，王战红，梅超美，等. 一起开关柜凝露闪络事故分析与预防措施[J]. 陕西电力，2009，37(4)：51-53.
[3]DL/T404-1997. 户内交流高压开关柜订货技术条件[S]. 北京：中国电力出版社，1997
[4]钟家喜，金李鸣，徐彬，等. 国产12kV铠装式金属封闭开关设备技术隐患分析与对策[J]. 高压电器，2007，43(3)：232-234.
[5]GB3906-2006. 3.6kV~40.5kV金属封闭开关设备和控制设备[S]. 北京：中国电力出版社，2006
[6]李华良，孙敏，谢瑞涛，等. 中压开关设备试验典型故障分析及建议[J]. 高压电器， 2013.
[7]潘长明，刘刚，熊炬，等. 高压开关柜绝缘事故的分析及防范措施[J]. 高压电器，2011，47(7)：90-93.