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10kV高压柜的故障分析及防范措施探讨

发表时间：2020/10/16 来源：《基层建设》2020年第19期作者：张曼瑜1 刘阳2

[导读] 摘要：在电力系统正常运行的过程中，所需要用到的高压设备的种类较多，不同的环境所需要用到的高压设备也是不同的，都存在其自身的优点和缺点，本文对10kV高压柜的故障分析及防范措施进行分析，以供参考。

        1中国铁路济南局集团有限公司济南供电段山东济南 250000；
        2山东博冉企业管理咨询有限公司山东济南 250000
        摘要：在电力系统正常运行的过程中，所需要用到的高压设备的种类较多，不同的环境所需要用到的高压设备也是不同的，都存在其自身的优点和缺点，本文对10kV高压柜的故障分析及防范措施进行分析，以供参考。
        关键词：10kV高压柜；故障分析；防范措施
        引言
        将10kV高压开关柜应用在电网系统中，可切实提升电力供应的稳定性，保护操作人员的人身安全。与传统开关柜结构相比，10kV高压开关柜结构复杂，运维难度大，极易出现各类故障，需相关管理部门细致分析开关柜故障症结所在，制定专项故障解决方案。
        110kV高压柜的主要类型及特点分析
        当前，电气系统中10kV网格元素使用的高压柜类型较多，不同类型高压柜的具体特性差异较大。结合10kV高压机柜的设计应用，最常用的是固定安装的开关柜、基于机箱的开关柜、手车式开关柜和HXGN负荷开关柜。在上述开关柜中，固定开关柜通常用于10kV电压网络配电系统和电力需求高的制造企业，这些企业在电力系统的高压结构中不仅占用了较大的空间，而且还有较大的开关柜空间来存放各种电气部件。注意，由于电力系统运行故障较多，无法满足电力系统的应用要求，因此，由于防护相对较差，固定开关柜结构关闭相对较差，市场地位和影响将越来越小。机箱开关柜通常用于负荷小、配电房难以达到防污秽、防凝露要求的户外用电场所，负荷较大时散热较差不宜使用。HXGN负荷开关柜通常应用于新产品尺寸较大、保护程度较高的高压运行控制新电源系统，结构简单，运行可靠且安全，维修量很小，运行费用低。手车式开关柜是当今市场上常见的基于技术的产品，在实践中需要较高的机械强度，检修时只储更换手车，可缩短检修停电时间，适用于负荷较重要或建筑面积较小的场所，在电力系统中的应用最为广泛。
        210kV高压设备形成故障的原因
        2.1绝缘故障
        绝缘故障是电力设备较为常见的故障类型，其是指设备出现绝缘放电现象，不但会对电力设备的运行质量造成严重影响，更有可能引发严重的安全问题。由于10kV高压开关柜的绝缘板和导电体之间不够稳定，很容易导致开关元件松动，此时开关柜在被操作时就可能会出现间歇性放电情况。在放电情况较为严重时，会直接击穿绝缘层，导致开关柜的绝缘性能丧失，极易引发严重的安全事故。而且该故障在事故发生之前，很难被有效检测到。
        2.2质量问题
        高压设备本身的质量问题同样也是引起电力系统发生故障的主要原因之一。由于高压设备整个系统较为庞大，所涉及到的零件和各种设施繁多，若在高压设备中存在着质量不过关的电器零件，会在一定程度上降低整个设备系统的发电效率，增加安全事故发生的概率。例如，电力系统使用的隔离插头，当隔离插头的质量不过关时，就会发生接触不良的现象，发生安全事故。
        2.3 10kV高压开关柜分闸故障
        10kV高压开关柜分闸故障表现为红灯不亮、电动不能分闸。分闸线圈烧坏后出现冒烟、异味及保险熔断等现象。10kV高压开关柜内可控制回路的开路故障就是指转换开关及断线故障，导致跳闸线圈得到不到电力供应。在10kV高压开关柜分闸故障检测过程中，需使用万用表测量开关柜下线圈电阻，在电阻过小的情况下，可判定为零件内部短路故障，并就制定相应的解决措施。
        2.4高压开关柜运行中存在发热现象，也会导致其运行故障及问题发生
        高压开关柜工作运行中，如果存在一次回路长期过负荷过电流的情况，就会引起开关柜真空断路器触头发热，从而导致触头中弹簧张力降低，不断积累可能造成动静触头接触电阻增加，形成一种恶性循环，对电力系统安全、稳定运行产生不利影响。另外，开关柜连接线路中母排中若存在电流经过，会形成交变磁场，对开关柜柜体以及室间隔隔板、固定金属挡板等磁导率较高的零部件产生影响，使其产生大量杂涡旋流，对高压开关柜正常运行产生影响。

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        3防范10kV高压设备故障的具体措施
        3.1选择材料方面防范措施
        由于面板由多种电气配件组成，因此其配件材料决定了面板是否耐用。为此，电气操作必须考虑高压开关柜中附件和外壳材料的选用，以满足可靠性、安全性和可靠性方面的相关材料要求，同时根据高压开关柜的实际应用环境设计科学合理的开关柜配置，实现理想的设计状态，使开关柜能够发挥作用。
        3.2规范相关工作标准
        工作规范是衡量相关工作好坏的标准，在进行高压设备安装时，相关企业单位必须从源头抓起，严格规范安装工作人员的工作流程，在正式工作前，对施工人员的安装技术进行针对性的岗前培训，避免安装时出现低级的故障问题，同时在安装后相关人员需要对安装情况进行多次检查，防止出现螺丝稳定性较差，降低恶性停电事故发生的概率。在安装工作完成后还要进行高压设备的运行情况检测，为了保证此项检查工作的顺利进行，电力企业应该安装专业监督检查人员成立项目检查部门，专门负责高压设备后期的检查监督工作，确保整个设备的正常运行。
        3.3做好10kV高压开关柜运维人员培养工作
        切实提升10kV高压开关柜运维人员专业技能及职业素养，确保10kV高压开关柜运维工作专业有序开展。针对10kV高压开关柜要点及注意事项，在相关工作人员群体中进行定期教育培训。将运维人员绩效考核成绩与其薪资水平紧密的联系在一起，确保工作人员能积极主动的投入新运维技术的学习，更好地提升10kV高压开关柜运维效果，保证电力资源的稳定高效供应。
        3.4落实运行巡检工作
        10kV高压开关柜在运行过程中较易出现各种故障，这就要求电力企业安排巡检人员，制定巡检制度，严格落实运行巡检工作。巡检人员应当根据相关标准与规范，定期对开关柜及其运行环境进行全面检查，包括开关柜外观、运行参数、基本状态以及环境潮湿度与干净度等。一旦发现异常或故障，巡检人员必须及时依照相关规定进行处理，尽量防止故障引发严重问题。而在开关柜发生故障后，巡检人员应当理解排查故障原因，并采取合理措施加以应对。
        3.5改善开关柜运行环境
        实际上，10kV高压开关柜对运行环境有着较高要求，其很容易在恶劣的环境下出现各种运行故障。其中，潮湿环境是开关柜运行最需要注意避开的环境类型。开关柜本身包含大量电器元件，同时在高压状态下运行，很容易在潮湿环境下出现绝缘放电、锈蚀、污闪乃至爆裂等故障及事故。对此，相关人员应当对开关环境进行改善，尤其是在多雨季节，必须要做好通风、散热及排水工作，防止水对开关柜的正常运行造成损坏。与此同时，还需要确保开关柜运行环境足够清洁，以免瓷套污染等问题出现。
        3.6提高开关柜自身质量
        10kV高压开关柜自身质量越高，其出现故障的几率就越小。对开关柜而言，首先需要确保其设计足够合理，尤其需要对其防爆等级进行认真设计，确保开关柜拥有良好的散热就释能能力，充分防范爆裂事故的出现。其次，还需要对开关柜生产质量进行仔细监督。生产厂家应当在优化设计的基础上，对开关柜生产质量进行严格控制，尤其需要确保内部元件、零件的质量足够好，从而避免内部零件变形、端子松动等可以充分避免的故障发生。
        结束语
        综上所述，要想高压电网运行的安全性和稳定性得到保障，必须提升高压开关柜的性能，尽可能降低故障发生的概率。因此，在安装高压开关柜时，需要严格按相关标准进行安装，提升开关柜的安装质量，并且做好防范设备短路的具体措施，使其处于最佳的工作状态。
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