10kv开关柜电气故障分析及要点
发表时间：2017-01-17T15:55:02.370Z 来源：《电力设备》2016年第23期 作者： 奚杰
[导读] 必须对10kV开关柜的常见故障及故障成因进行深入分析，并采取合理措施解决问题。
(江苏大全凯帆电器股份有限公司 江苏 南京 210000)
摘要：10kV开关柜工作正常与否会对整个电力系统产生决定性影响，在我单位安装的10kV开关柜就有几十面，10kV开关柜工作正常与否关系着众多用电设备的正常运行，因此，必须对10kV开关柜的常见故障及故障成因进行深入分析，并采取合理措施解决问题，从而确保电网运行的安全性与可靠性。
关键词：10kv开关柜；电气故障；要点
1、10kV开关柜故障分析
1.1电压互感器高压熔断器熔断
导致高压互感熔断器熔断的原因有很多，由欧姆定律和功率的表达式我们可以知道功率等于电压的平方与电阻的比值，电压固定时，电阻越小功率越大，功率增大到一定的程度就会导致熔断器熔断，所以，熔断器是否熔断要看熔断器与实际电流的匹配程度，如果电流过小、熔断器的容量小会使熔断器很容易发生熔断现象。除了电流因素还有一些其他原因：首先是单相接地导致熔断器熔断，单相接地时由于互感器的铁芯过于饱和，在其为其他设备提供工作磁场时，励磁电流会剧增，就导致了熔断器被熔断。一些设备带有消谐设备，有的消谐设施发出的相应要延迟，匹配不了低频炮和电流的作用时间，消谐设施就会失去其应有的作用；其次是铁磁的简谐振动使熔断器熔断，10kV开关柜的工作线路在发生单相接地时能够激发铁磁谐振过电压，在一定的回路中，铁磁元件会损耗电阻，电感铁芯的饱和效应也会限制铁磁谐振过电压，从而产生铁磁谐振，使电压互感器的感抗降低，励磁电流有明显的增加，最终使互感器的保险熔断；最后是线性简谐振动的影响，线性电感和电容电阻形成电力系统中的串联回路，电源频率与回路的等值自振频率相接近时，电容原件会产生过电压，出现先行电压谐振，在这种情况下，回路中的电流由电阻决定，电感和电容中的过电压也被抑制，所以，熔断器被熔断。还有一些故障能够导致电压互感器高压熔断器熔断，比如参数谐振故障等等。 1.2相间短路故障
在电压互感器高压熔断器熔断中我们已经提到匹配电路单相接地时，电压互感器铁芯会处于过饱和状态，励磁电流剧增，而励磁电流是为发电机等设备提供工作磁场的，这样会导致熔断器熔断。对于熔断器熔断这一现象，如果不及时进行处理，轻者会使元件的绝缘水平减弱，如果遇到湿度较大的天气会使器件潮湿，如果这种伤害累积起来，最终会造成击穿等严重的问题出现。更为严重的是，单相击穿后，阻容吸收器的接地电阻变大，局部过电压会导致相邻的电路出现单相击穿的现象，两相之间会出现短路现象。导致的严重后果是进出柜线依次跳闸，真空开关下的侧母线被烧毁，此时如果再加上电弧飞狐现象，则会导致第三相的击穿，使三相间发生短路，熔断器的熔管会爆炸碎裂，开关柜的柜门被炸毁，后果十分严重，可能会造成人员的伤亡事故。 1.3发热问题
电气连接点的发热问题，可能会发生在配变进线柜和母联等设备上，这些设备都是大电流的开关柜。随着近些年用电客户的增多，供电压力也越来越大，供电设备的负荷也在不断增加，一些环节的电气连接不良，设备运行会出现发热进而引起温度过高引发恶性循环，出现绝缘损坏情况，然后放电短路将开关柜烧毁，严重的会造成母线故障。主要发热的地方有三个：第一个是隔离开关大多安装在固定柜中，隔离开关在安装时保证合理的接触面积和接触压力能够保障隔离开关的良好接触，但是由于一些原因的影响不能保证良好的接触，比如本身质量问题、柜体安装精度等。10kV开关柜的隔离开关利用锁紧机构动作使滑块带动连杠运动来保证接触压力，所以柜体内的加工精度不够导致在合闸时造成单面接触。单面接触会造成不断地恶性循环，最终连杆熔断，相互间形成短路；第二个是断路器的发热，断路器触臂上的触头和灭弧室上下部接线座部位容易发热，所以触头的质量十分关键，如果触头质量不好则会导致弹簧针特性变坏。断路器小车触头臂长度不适宜也会导致发热；第三是其他部分，比如铜铝连接的地方没有经过处理、穿柜套管的样式、铜铝排的连接等。 2、10kV开关柜常见故障及原因分析 2.1绝缘因素
就目前而言，10kV开关柜所选用的组件来源比较广泛，质量上也存在一定差异，极易导致电力设备维修过程中造成设备损伤，对其绝缘能力产生一定影响。同时，在10kV开关柜运行过程中，因长期处于高负载状态，会产生大量热量，时间一长就会大大降低开关柜的绝缘性能。
2.2安装、检修维护隐患
在对10kV开关柜进行安装过程中，极易出现电缆绝缘层损坏、屏蔽层接地不良形成环流、未排尽电缆头内部气体等现象。因此，需要在实际工作过程中从源头抓起，提升安装质量，严禁出现柜内短路情况。此外，在检修过程中，需要对母排连接螺栓予以合理固定，以免出现停电事故。 2.3质量因素
10kV开关柜内质量不合格的组件会对发供电的稳定性产生严重影响，极易诱发安全事故。比如，劣质隔离触头会因为运行过程中的接触不良而造成电弧故障；电力系统长期在潮湿、多尘埃的环境中运行，极易出现绝缘老化现象，继而产生剧烈的爬电现象，对供电的安全性与稳定性构成严重威胁。
3、10kV开关柜运行过程中故障处理措施 3.1提升开关柜设计和制造水平
具体来说，主要表现为以下几个方面：（1）在对开关柜进行设计的过程中，生产厂家应对10kV开关柜的运行环境予以充分调研，并结合实际情况进行设计；（2）结合开关柜使用地区的电网情况以及气候特点对其设计方案进行优化选择；（3）为确保开关柜元器件质量，严禁使用不合格产品，以防元器件质量问题导致开关柜出现运行故障。 3.2提高安装调试工艺水平
安装调试水平对10kV开关柜的运行情况有着直接影响。具体来说，主要表现为以下几个方面：（1）开关柜在运行过程中出现绝缘间隙与要求不符。传动机构卡涩以及开关手车不灵活等情况时，需要与生产厂家及时联系并妥善处理；（2）导电回路电流出现发热情况时，应对接触结构进行改进，并对设备连接点予以紧固的方式解决；（3）加大对相关安装调试人员的教育培训力度，并实行严格的考核制度，考核通过之后，方可持证上岗，切实提升10kV开关柜安装调试水平。 3.3改善开关柜的运行环境
开关柜工作环境对其运行情况产生直接影响，其绝缘放电以及污闪故障主要是由于工作环境恶劣导致的。因此，需要依据环境的变化情况，对开关柜的运行环境予以相应的改善，比如在夏季用电高峰期间，应做好相应的通风工作，以免设备出现过热的情况，此外还需要安装空调或者除湿设备，防止开关柜内湿度超出要求。同时，在停电检修的过程中，工作人员需要做好清扫工作，以免出现污闪情况。 4、结论
本文对10kV开关柜电气故障进行了分析与讨论，并且提出了一些解决措施，这些措施能够在一定程度上减少由于故障对设备或其他方面造成的损害，将经济损失尽量减少，同时对于设备的安全也有一定的保障。在熟悉10kV开关柜电气故障的基础上要认真执行有关技术规程和故障处理流程，保证开关柜安装及入网的质量，定期进行检修和维护，及时检查缺陷和处理缺陷。在工作中，认真负责，将不良因素的影响降至最低，保证经济利益与电网运行安全。参考文献
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[3]陈剑光,朱昕原.一起10kV开关柜故障的分析[J].机电信息,2015,33:144-145.
10kv开关柜电气故障分析及要点
