關于10kV開關站設備與運行的相關探討

陳亞卿

摘 要：為確保10kV開關站及其設備運行安全可靠性，設備自身必須滿足技術要求。在10kV開關站運行實踐中，因開關柜設計及其制造質量問題，安裝調試問題以及操作不當等，都可能會影響其運行。本文先對10KV開關站設備運行情況和存在的問題進行分析，并在此基礎上就如何加強設備運行管理，談一下個人的觀點和認識，以供參考。

關鍵詞：10KV；開關站；設備；運行；研究

隨著城市化建設進程的不斷加快，配網中的10kV開關站設備必不可少，而且所起的作用不可小覷。尤其是高層建筑、大型住宅以及工業(yè)區(qū)，用電客戶對配網供電質量、可靠性等提出了多樣化要求。10kv開關站設備對主網架的構建起到了基礎性的作用，需加強配網供電管理，以確保10kV開關站設備正常運行。

一、10kV開關站設備運行問題分析

社會經濟的快速發(fā)展，10kV開關站設備運行環(huán)境影響因素不斷增加，加之設備本身問題，尤其是設計、維護和施工安裝不當等原因，造成開關站設備問題頻發(fā)。本文主要對開關柜運行過程中常見問題分析如下：

1、開關柜絕緣放電

實踐中，若開關柜生產工藝、安裝等不達標，加之環(huán)境因素的影響，容易導致開關柜出現絕緣放電等問題，同時這也是高壓開關柜運行過程中最為突出的問題。具體而言，這種問題多表現為支持瓷瓶閃絡制造、裝配對開關柜耐壓產生較大的影響。對于部分開關柜而言，雖然元件自身的耐壓性滿足要求，但是開關柜整體無法滿足客觀要求，其中一個最為主要的原因在于制造與裝配質量之間存在差異。比如，螺絲緊固操作不規(guī)范，擰緊后螺桿露在外面，很可能造成電纜頭放電。此外，開關柜運行過程中所處的環(huán)境條件差，也是引發(fā)絕緣放電的一個主要原因。上述原因導致的絕緣放電問題，主要表現為污閃。當大氣環(huán)境受到嚴重污染時，通常會在設備絕緣子以及套管等位置積累污穢物，如果柜內濕度比較大，則污穢物濕潤后絕緣表面的電阻也會隨之減小；由于表面泄漏的電流不斷增大，因此造成絕緣沿面出現放電問題，進而造成絕緣閃絡。此外，部分絕緣支柱的泄漏距離相對較小，無法適應潮濕、污染的環(huán)境，因此也會導致污閃。

2、開關柜發(fā)熱

對于開關柜發(fā)熱現象而言，產生的主要原因是導電回路發(fā)熱，一旦發(fā)熱量超過散熱量，則會造成開關柜溫度快速上升，以致于整個開關柜、部分電氣連接點過熱，甚至會引發(fā)安全事故。目前來看，主母線的構成材料主要有銅排或者鋁排，主母線上的電流相對較大，特別是在高負荷期間，可能會導致主母線發(fā)熱。調查發(fā)現，很多導體構成材料中含有較多的雜質，這就導致電阻率增大，這也會在很大程度上導致發(fā)熱量增大；加之小型的、封閉開關柜本身的通風散熱性比較差，在實際運行過程中通常發(fā)現主母線室柜門的表面溫度非常的高。對于接頭而言，之所以會出現發(fā)熱問題，很可能是因為接頭接觸不良所致，該種類型的發(fā)熱常見于閘刀主刀口接觸處、刀閘引線連接處以及TA接線板等位置。閘刀引線樁頭位置的接觸面相對較小，加之主刀口接觸、連接不良以及調試不到位，都可能會導致閘刀發(fā)熱，接觸部位嚴重發(fā)熱。

3、內電器組件出現故障問題

對于開關柜的內電器組件而言，常見的問題有電壓互感器、帶電顯示器以及避雷器等。由于帶電顯示器的運行穩(wěn)定性相對較差，加之受柜內發(fā)熱以及潮濕問題的影響，因此可能會增大帶電顯示器的故障問題發(fā)生幾率，現場雖有較多的帶電顯示器，但是形同虛設。10kV開關柜多為氧化鋅避雷器，其主要用于雷電過電壓的限制。之所以會出現避雷器故障問題，主要是因為密封不良，或者閥片性能差以及瓷套受到污染等。其中，密封問題集中表現為生產過程中所用的密封材料抗老化性差，影響了密封性能；一旦溫差變化相對較大，則很可能會出現密封不良等問題。此時，潮氣進入其中，容易造成內部絕緣性能降低，閥片老化加速。

對于電壓互感器而言，其故障成因很多，其中一個常見的原因是安裝調試不到位，以致于互感器的二次側出現了短路問題。同時，安裝調試過程中，也會存在一定的問題，比如，在對二次回路接線端子進行二次線引接過程中，二次線與螺栓一起按照順時針的方向旋轉，一旦觸到底座鐵板，則可能會出現互感器短路，嚴重時會造成爆炸。

二、加強10kV開關站設備運行管理的有效策略

基于以上對當前10kV開關站設備運行設備管理管理過程中存在的問題分析，筆者認為要想加強設備運行管理，應當認真做好以下幾個方面的工作：

1、強化設計制造過程中的質量管控

作為10kV開關站的主要設備，開關柜的設計與制造質量控制至關重要，同時這也是確保其后續(xù)運行安全科學的基本條件。廠家在產品設計過程中，應當根據客戶的實際要求，該設備運行環(huán)境條件以及本地電網運行狀況等，合理選擇設計方案，切忌照搬照套。尤其在空氣間隙距離設計過程中，應當滿足規(guī)范要求，確保帶電體對地距離至少125毫米，并且結合實際情況預留出足夠的絕緣富余。

實踐中可以看到，高壓開關柜生產制造商一般不會生產元器件和原材料，需從廠外購進。在外購元器件以及原材料時，一定要嚴格控制質量，嚴把對比、驗收關，并且對檢測過程進行嚴格控制，將問題的發(fā)現和解決提前。就絕緣子以及套管而言，應當采用阻燃性好、憎水性強的材料，比如SMC等，在開關柜體積不增大的基礎上，盡可能利用爬距相對較大的絕緣件。

2、嚴把試驗關，加強安裝現場調試管理

在出廠試驗時，應當對開關柜進行嚴格的檢查，對承受額定電壓以及過電壓進行實驗，這在很大程度上關系著開關柜應用安全可靠性。針對這一問題，廠家應當創(chuàng)立檢測設備，健全和完善試驗手冊，并且對出廠試驗進行嚴格控制。經過出廠試驗和調試，合格開關柜送至現場以后，廠家還應當提供優(yōu)良的服務。因開關站設備用戶對設備熟悉需要過程，所以廠家應當做好配合工作，對客戶進行技術交底和培訓，以此來提高用戶對設備的認知度和能力。值得一提的是，廠家應當制定詳細的安裝調試、維護手冊，以便于執(zhí)行和運維管理。設備現場安裝及其調試，應當按照手冊和規(guī)定嚴格執(zhí)行，以免因安裝調試不當而造成故障問題。比如，機械傳動機構出現卡澀以及手車操作失靈等，均可通過加強安裝調試予以解決；對于導電回路發(fā)熱問題，建議適當對其進行緊固，或者改進接觸結構，以此來對其進行改善。

3、對開關站設備運行環(huán)境條件予以改善

實踐中我們可以看到，開關站運行過程中的很多問題源于環(huán)境條件不利， 比如金屬導體銹蝕、絕緣放電等。為此，運行單位應當對其運行環(huán)境條件進行改善，減少不利因素造成的影響。為此，多采用以下措施進行應對：在雨季到來時，對室內電纜溝以及電纜層采取有效的排水措施，以免出現嚴重的積水問題；在開關站內部布設除濕機、安裝空調，以此來降低濕度，以免潮氣過重而影響柜內設施性能；在開關柜的適當位置，布設凝露控制設備，通過加熱板進行加熱，這有利于去除潮氣。在炎熱的夏季，尤其是用電高峰期，開關站設備的負荷電流非常的大，而且發(fā)熱量也居高不下，加之環(huán)境溫度影響，可能會導致設備過熱。對此，可通過開關站通風排熱系統降低溫度，以免開關柜過熱而造成不利影響；在開關柜設備運行過程中，還應當做好清潔工作，逢停即掃，減少設備表面積灰，做好絕緣，以免因污閃而造成嚴重的后果。

結束語：

總而言之，開關站設備運行管理過程中，應當從開關柜設計制造到安裝運行管理，全過程加強管控，這樣才能確保設備運行的安全可靠性。

參考文獻：

[1]賈钘楠； 朱贏?。?單曉??； 楊一峰.試論地面10kV開關站供電系統技術改造[J]通訊世界，2016（10）.

[2]郭國太.10kV智能開關站技術應用[J]電氣技術，2016（12）.

[3]劉永華.淺談10kV自動化開關站的設計及應用[J]山東工業(yè)技術，2016（12）.

[4]潘晨亮； 童克誠.10kV開關站兩種特殊接線保護配置及整定的研究[J]科技創(chuàng)新導報，2016（08）.