桑永建，康世荣，赵东辉，王爽，丛艳伟
天津平高智能电气有限公司，天津 300300
摘要：10千伏高压开关柜在城市配网中被广泛使用．随着廊坊电网的不断发展，负荷不断增大，电力用户对供电可靠性的要求也越来越高。用户端10千伏设备来自不同的生产厂家，由于在设计、制造、安装和运行维护等方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高。有的甚至影响电网安全运行．这类事故应该引起运行维护人员的重视和反思．本文结合实践经验，介绍10千伏高压开关柜的分类和基本特性，总结一些常见的开关柜故障，分析原因并提出预防措施。
关键词：10千伏；开关柜；常见故障；预防措施
10千伏开关柜作为一种常见的高压开关柜，是电力企业运行过程中的重要设备设施之一，在电厂实际生产运行工作中均是不可或缺的，并且伴随着我国国家级电力工程的不断推进，10千伏开关柜应用范围也在不断的拓宽，这就意味着如果10千伏开关柜在工作的过程中一旦出现故障，将会直接影响到整个电力系统的正常运行，降低整体电路电力传输的效率和质量，严重的情况下甚至会导致大面积停电、影响人们正常生活情况的出现。因此，探究10千伏开关柜在运行过程中的一些常见问题，并针对具体问题提出针对性较强的措施，对于保障整个电力系统的正常运行有着十分重要的意义。
一、高压开关柜的发展
近年来，随着小型真空断路器技术的开发和推广，中置式开关柜作为金属封闭铠装移开式开关设备的新开发得到了很快发展。中置柜的优点比较多，最重要的是手车小型化和制作工艺的机械化，使手车与导轨的制作更精确。甚至有不少厂家的产品，其手车包括主断路器和柜体不必在厂内一对一调试，出厂时分别发货到现场后，也很容易调试成功，同样可保证手车进出灵活方便。因该产品互换性好，受现场地面水平条件的影响很小。这种金属铠装移开式开关柜运行安全可靠，检修维护方便。因此供电系统采用的也越来越多了。
二、10kV开关柜常见故障问题
1、绝缘故障。绝缘水平主要与绝缘处理电压、绝缘强度及限压措施有关。开关柜 出现的绝缘故障主要有外地绝缘对地闪络击穿，瓷瓶套管击穿、电容套 管污闪、闪络、爆炸，雷电过电压闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，提升 杆闪络，相间绝缘闪络击穿，CT爆炸，击穿、闪络，瓷瓶断裂等。
2、误动、拒动故障。误动与拒动故障问题是高压开关柜故障最常见的故障问题，其形 成原因有两个方面：一方面是因为辅助回路与电气控制回路问题，其主 要表现有辅助开关不能正常切换，由于转换开关失效或机构卡涩引起 分合闸线圈烧毁，端子出现松动，合闸接触器、操作电源、微动开关故 障，二次接线接触老化、接线失误等；另一方面可能是因为传动系统与 操动机构发生机械故障引起的，其主要表现有分合闸的铁芯出现卡涩及松动，机构损坏而出现卡涩，轴销松动，部件出现位移变现、脱扣失效等。
3、开关柜发热。通常情况下开关柜都会出现轻度的发热现象，若开关柜过热或导电回路同时发热，则表明开关柜出现故障。一般导体热量散发主要通过 导电回路散热与发热两种途径，当导电回路的发热比散热高时，高压开关柜的温度便会增加，若上升温度高于设定温升时，开关柜就会出现局部过热问题，在局部发热影响下，其形成的瞬时能量会导致严重事故的发生。已知电阻与发热功率之间的计算公式为：P=I*I*R，从公式中可以 发现，当电阻增大时发热功率也会增加啊，其产生热量就会较多，所以按照理论在设计时应当尽量增导体的横截面积，然而实际运行中，为节省材料成本通常会将导体横截面积设计的较小，所以当电阻率较高时导体会出现过高的生热问题，另外，由于发热功率与导体电流的平方成 正比，当电流较小时发热功率较低，若电流迅速增加，发热功率便会呈 指数增大，过热及更严重事故问题便会发生。开关柜发热故障主要有两种：（1）导体发热。导体发热主要出现在开关柜的部分母线中。在主母线运行时，由于负荷电流过大，主母线的发热功率就会较高，当其超出额定功率值时就会引起导体发热故障。目前国内主母线制造主要采用铜质或铝质材料，而铜、铝中通常含有较多的杂质，其电阻率要高于正常的材料，且在发热时，杂质还会造成热量集中，增加导体过热故障发生的可能。（2）导电回路过热。
接头接触质量较差是导电回路过热故障发生的主要原因。在主变总开关大电流回路中，接触不良会引起热量过度集聚引起回路局部过热。而接头接触质量较差的原因有接线板连接口制作粗糙，未做精细处理造成电能输送存在障碍。
4、开断与闭合故障。此种故障问题主要由断路器本体引起，在少油断路器中故障主要表现为闭合爆炸、灭弧室损坏、喷油短路、开断性能差等；在真空断路 器中故障主要表现为切电容器组重燃、波纹管与灭弧室发生渗漏、陶瓷管损毁、真空度降低等。
5、载流故障。载流故障发生的原因可能是由于开关柜的隔离插头接触质量较差而引起触头烧融所致。
三、10kV开关柜发热温升故障预防解决措施
从相关文献资料和实践工作经验可知，10kV开关柜中连接点、触头等部位的连接绝不能保证100%的完好，另外根据手车式触头发热温升的基本机理可知，10kV开关柜触头发热是不可避免的，但是采取有效措施降低触头发热温升效应是完全有可能的。因此，在开关柜日常运行维护过程中，结合开关柜采取有效的预防解决措施降低开关柜发热温升效应和故障发生率，避免开关柜由于长期发热温升进入温度持续上升的恶性循环中引起大面积停电等恶性事故发生。
1、加强开关柜日常检修维护力度。在开关柜日常检修维护过程时，要认真查看开关柜内开关的动、静触头的接触可靠性和稳定性，要观察开关外表是否存在变色问题，同时要配合相关预防性试验检核开关触头、触头片的弹性性能是否满足相关技术指标要求。当开关柜相关性能检修完毕后，应当在开关的动、静触头部位涂抹相应的导电膏，以增加开关触头的导电性能，进而降低开关触头在运行过程中的接触电阻值，降低触头运行温升效应。当开关柜在正常运行中，运行人员应该采用红外温度测试仪来动态检测开关柜内部触头、铜排连接点等部位处的温度，并认真做好记录和分析，若发现开关柜运行温度出现较大异常或超过相关技术指标时，应立即采取相应的预防解决措施，及时查明温升异常原因，降低温升损害，避免较大安全事故发生。
2、采用全密封式接线座。开关柜运行环境对温升效应影响非常大，外部灰尘和杂物通过开关接线座等部位进入到开关柜内部后，就会在开关触头表明积聚，引起触头或联接部位接触不良发生温升问题。采用全密封结构的开关接线座，可以有效提高开关柜的密封性能，防止雨水、灰尘、杂质等进入到开关柜内，进而为开关柜提供一个良好的运行环境。
3、配置温升在线监测系统。10kV开关柜的过热故障是引发开关柜发生电气安全故障或事故的主要原因，除了要加强日常运行维护力度和采用新材料及新技术外，还需要结合电力电子技术、电力通信技术等先进技术。在10kV开关柜中配置开关温升在线实时监测系，通过硬件和软件配合对开关柜触头部位和母线温升进行在线监测，对异常温升进行预警和报警，这样可以为开关运行维护人员提高详细的参考资料，可以有效避免温升过热故障或事故发生。
综上所述，文章首先从多个角度入手，针对高压开关柜类型展开了分析，主要分析了在不同工作场合下，如何选择相应型号的高压开关柜，之后文章重点针对10千伏高压开关柜在实际运行中的一些常见故障问题展开了深入分析，主要包括拒动及误动和高压开关柜绝缘故障，在以上分析的基础上，文章又从管理和技术两个方面探究了相应故障问题的应对措施，最后希望通过本次探究工作，能够为促进相关工作的发展提供一定的帮助。
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