電力配網(wǎng)10kV開關(guān)柜故障分析及對策研究

張紅星

杭州華益電氣有限公司 浙江杭州 311100

開關(guān)柜在電網(wǎng)中大量被使用，在運(yùn)行過程中，經(jīng)常會因接觸不良、絕緣水平低等因素發(fā)生各種事故，影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，造成一定經(jīng)濟(jì)損失。隨著我國電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，對中壓開關(guān)柜使用量及質(zhì)量的要求不斷提高，因此，中壓開關(guān)故障排除、預(yù)防及處理方法，對電力系統(tǒng)正常運(yùn)行有重要意義。

1 開關(guān)柜裝置的介紹

開關(guān)柜的主要作用是在電力系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)電、輸電、配電以及電能的轉(zhuǎn)換過程中進(jìn)行開合控制或者保護(hù)電路設(shè)備。開關(guān)柜由斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、操作機(jī)構(gòu)和互感器組成，并且開關(guān)柜有很多分類，比如手車式開關(guān)柜，在停電檢修時(shí)，首先要將斷路器手車進(jìn)行分閘，之后用手柄將手車退出到試驗(yàn)位置；通過手柄將開關(guān)柜接地閘刀處于接地狀態(tài)；等待斷路器工作指示燈熄滅、接地閘刀工指示燈亮起后打開裝置的前中門，把二次插頭拔出并用運(yùn)轉(zhuǎn)車將手車退出來，最后打開后封板和前下門，需要著重強(qiáng)調(diào)的是手車開關(guān)拉出后應(yīng)立即將前中門關(guān)閉并加鎖，嚴(yán)禁開啟母線封板[1]。

2 電力配網(wǎng)10kV開關(guān)柜故障分析

2.1 電壓互感器故障

電壓互感器高壓熔斷器熔斷現(xiàn)象是10kV開關(guān)柜電氣故障的主要表現(xiàn)之一，在電壓的計(jì)算中，當(dāng)電壓處于固定狀態(tài)，則電阻越小，通過的電流越大，功率也會增大。熔斷器受制于電流的大小，電流小，熔斷器容量小就會出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象。更深層次的原因是單相接地電阻，發(fā)生單相接地的時(shí)候，電壓互感器就會處于高溫狀態(tài)，傳遞的電流增大，熔斷熔斷器。有的地方會安裝消諧裝置，但是由于消諧裝置的低頻電流之間的合作程度不高，所以在電壓互感器高壓熔斷器中，消諧裝置不能發(fā)生作用[2]。10kV線路中發(fā)生單相接地的時(shí)候，產(chǎn)生了鐵磁諧振，導(dǎo)致電壓互感器的傳感能力降低，經(jīng)過的磁力和電流明顯增強(qiáng)，造成了高壓式互感器高壓保險(xiǎn)絲熔斷。在電氣系統(tǒng)中，線性電路和電容電阻元件構(gòu)成了串聯(lián)，如果電源頻率接近回路值，那么此時(shí)的電壓就會過高，引發(fā)諧振。發(fā)生的時(shí)候，電阻制約著電流、同樣制約著電感或電容中元件的電壓。

2.2 相間短路故障

當(dāng)傳感器中鐵芯溫度值過高，就會造成發(fā)電機(jī)通過電流的設(shè)備中，電流值過高，從而出現(xiàn)高壓熔斷器熔斷。出現(xiàn)這種情況需要進(jìn)行及時(shí)處理，如果不處理，開關(guān)柜遇到潮濕天氣或者陰雨天，就會造成絕緣體失去絕緣能力，發(fā)生擊穿現(xiàn)象。稍微嚴(yán)重的情況就是發(fā)生擊穿以后，一相電阻過大出現(xiàn)局部電壓，繼而出現(xiàn)兩相短路。如果有電弧出現(xiàn)，兩相短路就會繼續(xù)造成三相短路，極為容易發(fā)生熔斷器熔管爆炸，炸碎柜門，造成嚴(yán)重的災(zāi)難。

3 電力配網(wǎng)10kV開關(guān)柜故障處理對策

3.1 注重開關(guān)柜選材

嚴(yán)格遵照國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對10kV高壓開關(guān)柜材料進(jìn)行選擇，更好處理設(shè)備潛在故障風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，不斷優(yōu)化及完善10kV高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)方案，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行需求，對10kV高壓開關(guān)柜柜體結(jié)構(gòu)、斷路器等元件進(jìn)行不斷優(yōu)化。以提升10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)行期間的穩(wěn)定性及可靠性為依據(jù)，選擇耐腐蝕、耐高溫強(qiáng)的元器件，確保10kV高壓開關(guān)柜能在惡劣氣候下正常運(yùn)行。

3.2 加強(qiáng)運(yùn)行管理

首先，加強(qiáng)10kV高壓開關(guān)柜日常巡檢力度，早日發(fā)現(xiàn)10kV高壓開關(guān)柜安全隱患，確保10kV高壓開關(guān)柜正常運(yùn)行。在保障經(jīng)濟(jì)利益最大化目標(biāo)的前提下，科學(xué)制定10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)維周期，切實(shí)擴(kuò)大10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)維覆蓋面；其次，細(xì)化10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)維責(zé)任機(jī)制，明確各部門運(yùn)維職責(zé)，確保10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)維工作能深入貫徹落實(shí)到電力系統(tǒng)建設(shè)環(huán)節(jié)中，提升10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)維水平[3]。

3.3 定期檢修

對中壓開關(guān)柜設(shè)定專人進(jìn)行定期檢查與維修，相關(guān)部門制定詳細(xì)檢修計(jì)劃，定期消除故障隱患。根據(jù)不同設(shè)備運(yùn)行情況，進(jìn)行具有針對性的檢查，對開關(guān)柜內(nèi)線路、溫度、氣味、顏色、聲音等各種指標(biāo)，嚴(yán)格篩查，確保無一忘查、漏查等情況發(fā)生，降低故障發(fā)生頻率。對相關(guān)作業(yè)人員，進(jìn)行定期培訓(xùn)及考核，增強(qiáng)專業(yè)能力和操作水平，并要求作業(yè)人員熟練掌握故障發(fā)生規(guī)律，做好預(yù)防工作，對于緊急發(fā)生事故，應(yīng)有良好的應(yīng)變能力，并對設(shè)備要進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，加強(qiáng)設(shè)備調(diào)試，對故障發(fā)生頻繁的問題，做好總結(jié)，對設(shè)備使用年限、老化程度等問題，應(yīng)作出及時(shí)調(diào)整或更換。

3.4 相間短路故障處理方式

10kV開關(guān)柜電氣故障的相間短路故障處理，首先要保證其干燥性，保持柜內(nèi)干燥就不會在潮濕的環(huán)境下引發(fā)絕緣體絕緣水平降低，出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。在安裝的時(shí)候要符合安裝設(shè)計(jì)要求，防止因?yàn)榻拥仉娮柽^大出現(xiàn)局部電壓引發(fā)短路，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要保證10kV開關(guān)柜接地，能夠避免單相接地的時(shí)候出現(xiàn)電弧，造成多跟線路短路現(xiàn)象。在10kV開關(guān)柜的配電元件中，電壓互感器是最脆弱的部分，所以在安裝中一定要做好耐壓試驗(yàn)，也要確保母線的絕緣作用。對于10kV開關(guān)柜來說，最好把脆弱以及容易出現(xiàn)情況的部分利用別的零件包裹起來，保護(hù)母線的絕緣能力，能夠有效保護(hù)母線。

3.5 引進(jìn)先進(jìn)運(yùn)維技術(shù)

注重先進(jìn)10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)維技術(shù)的引進(jìn)，確保10kV高壓開關(guān)柜故障能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，確保10kV高壓開關(guān)柜滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，禁止因節(jié)省建設(shè)成本而選用被淘汰及停止生產(chǎn)的開關(guān)設(shè)備。同時(shí)，做好10kV高壓開關(guān)柜交接預(yù)驗(yàn)收工作，未通過驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備不可投入使用。結(jié)合10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)維需求及特征，做好技術(shù)交底工作，確保運(yùn)維規(guī)范及注意事項(xiàng)能被運(yùn)維人員所認(rèn)知。

4 結(jié)語

開關(guān)柜用途廣泛，在電網(wǎng)系統(tǒng)中用量極大，各種各樣的問題及故障層出不窮，需要不斷總結(jié)規(guī)律，針對不同情況提出解決措施。從對開關(guān)柜生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品質(zhì)量以及對作業(yè)人員的專業(yè)技能、熟練程度等各個(gè)方面都要加強(qiáng)管理，確保故障發(fā)生頻率最小化，為電力系統(tǒng)提供可靠的保障。