10 kV環(huán)網(wǎng)柜在城市配網(wǎng)中的檢修和管理

盧中春

（國網(wǎng)江蘇省電力公司 鹽城供電分公司，江蘇 鹽城 224000）

0 引 言

隨著我國電網(wǎng)負(fù)荷密度的增大，環(huán)狀供電將能滿足我國社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電能的需要。10 kV環(huán)網(wǎng)柜作為環(huán)網(wǎng)供電的主要終端設(shè)備，在城市配電網(wǎng)絡(luò)中具有很好的控制和保護(hù)功能，在電力系統(tǒng)中有重要的應(yīng)用[1]。10 kV環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行狀況對供電企業(yè)的供電質(zhì)量有很大影響，因此為確保其運(yùn)行的穩(wěn)定、安全，須進(jìn)行嚴(yán)格的維護(hù)與管理[2]。

1 10 kV 環(huán)網(wǎng)柜簡介

環(huán)網(wǎng)柜是指在每條線路上都有1個(gè)開關(guān)柜（出線開關(guān)柜），而這個(gè)開關(guān)柜的母線也是環(huán)網(wǎng)主干的一部分。一般來說，環(huán)網(wǎng)柜都是由3～5個(gè)組成，根據(jù)工作位置的不同，負(fù)載開關(guān)分為2個(gè)和3個(gè)。3個(gè)位置的開關(guān)是防止接地，2個(gè)位置的開關(guān)并不適合實(shí)際的維修，一般選用3個(gè)。環(huán)網(wǎng)箱線路的接線是最簡便的1種電流線路。在10 kV環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線上安裝絕緣開關(guān)，再利用限流保險(xiǎn)絲和負(fù)載開關(guān)，使其與變壓器相連接。采用限流器和負(fù)載開關(guān)一方面可以有效地控制線路中的電流，使其保持在10 kV的電壓區(qū)間，另一方面可以有效地隔離線路中的故障。為保證10 kV環(huán)網(wǎng)柜的工作穩(wěn)定，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)增加避雷器等防雷元件，并對其進(jìn)行定期檢查，以保證其工作穩(wěn)定，如圖1所示。

圖1 10 kV 環(huán)網(wǎng)柜

2 環(huán)網(wǎng)柜的選型

環(huán)網(wǎng)柜的種類繁多，用途也各不相同，但其最大的作用就是接收電力和分配電力，通常用于雙電源環(huán)網(wǎng)和終端電源。如果將環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)用到自動化線路上，則可配置具有遠(yuǎn)程控制、遙信、遙調(diào)、遙測4種功能的環(huán)網(wǎng)柜。遠(yuǎn)程控制各個(gè)環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)柜等設(shè)備的傳輸線路，與各個(gè)環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)柜的通信線路通信，從而使環(huán)網(wǎng)柜可以在一定程度上檢測到線路上的障礙物，并能自動將故障區(qū)域隔離。根據(jù)城市電網(wǎng)的不同需求，可以選用相應(yīng)和匹配的環(huán)網(wǎng)柜。第一，在選擇設(shè)備時(shí)要注重可靠性和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。盡管采用進(jìn)口環(huán)網(wǎng)柜的可靠性和性能都很好，但其成本也很高，相比之下，國內(nèi)的環(huán)網(wǎng)柜價(jià)格相對較低，但其性能和設(shè)備的可靠性較差。因此，在選擇環(huán)網(wǎng)柜時(shí)，可以選用價(jià)格合理、設(shè)備性能優(yōu)良、相對可靠的合資企業(yè)。第二，環(huán)網(wǎng)柜的回路數(shù)量應(yīng)以3～6為宜，以適應(yīng)使用者的分布和發(fā)展，避免因線路長度太長而造成電纜超長的問題。第三，應(yīng)充分考慮到環(huán)網(wǎng)柜與配電自動化、智能化的協(xié)調(diào)，采用斷路器代替負(fù)載開關(guān)；采用電力驅(qū)動裝置或電壓互感器（Potential Transformer，PT）環(huán)網(wǎng)柜，須配備配電自動化監(jiān)測裝置或預(yù)留接口。

3 10 kV環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用

目前，環(huán)網(wǎng)柜已廣泛應(yīng)用于城市配網(wǎng)，對城市電網(wǎng)的靈活配置起到了一定的推動作用。為防止發(fā)生不必要的故障，給線路帶來不必要的影響，使其發(fā)生停電，需采取以下方法。第一，在選擇環(huán)網(wǎng)柜時(shí)，盡量選用配有計(jì)量設(shè)備的環(huán)網(wǎng)柜。該環(huán)形箱體可同時(shí)測量4條電纜，增強(qiáng)4條電纜之間的聯(lián)系。第二，在實(shí)際使用中，盡量選用4個(gè)環(huán)網(wǎng)柜，從而達(dá)到電源效果。第三，在實(shí)際的環(huán)網(wǎng)柜安裝過程中，有關(guān)安裝人員必須嚴(yán)格遵守技術(shù)要求和規(guī)范，提高環(huán)網(wǎng)柜的整體安裝質(zhì)量。在完成電纜鋪設(shè)工作后，有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對接線端頭的設(shè)計(jì)和制造，確保接線端頭與環(huán)網(wǎng)柜的連接。另外，當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜負(fù)載端發(fā)生故障時(shí)，保險(xiǎn)絲會發(fā)生熔斷，導(dǎo)致負(fù)載開關(guān)跳閘，故障線路發(fā)生短路，從而降低故障對電網(wǎng)的影響。

4 10 kV環(huán)網(wǎng)柜檢修中的常見問題

4.1 截流和斷路器拒動

在10 kV環(huán)網(wǎng)線路的設(shè)計(jì)中，通過傳感器獲取線路的工作參數(shù)，并將其傳輸?shù)较鄳?yīng)的控制器。但是，隨著時(shí)間的推移，接觸點(diǎn)的靈敏度會降低，甚至?xí)l(fā)生過熱，導(dǎo)致10 kV線路本身以及其內(nèi)部元器件受到一定的影響。如果發(fā)生故障，則可能會引起斷路器拒絕動作，從而損傷10 kV環(huán)網(wǎng)中的電子元件。另外，長期使用會降低開關(guān)柜中的某些元器件性能。如果斷路器的連接出現(xiàn)問題，甚至是零件發(fā)生故障，都有可能導(dǎo)致斷路器被拒絕[3-5]。

4.2 絕緣故障

輸電線路對線路以及電氣設(shè)備的絕緣性要求非常高，如果絕緣故障，則將會對設(shè)備造成很大的影響。一類絕緣失效的原因由設(shè)備本身引起。如果10 kV環(huán)網(wǎng)柜的相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量不高，產(chǎn)品的制造和設(shè)計(jì)與國家的標(biāo)準(zhǔn)有很大的差異，導(dǎo)致產(chǎn)品的絕緣性能與設(shè)計(jì)要求有很大的差距。在使用過程中，一定要保證柜內(nèi)的氣流在一定程度上保持良好的流暢性，否則將會發(fā)生電壓擊穿。若環(huán)網(wǎng)柜的外形發(fā)生改變，則會造成內(nèi)部元件間的間隙很小，從而影響通風(fēng)。

5 10 kV環(huán)網(wǎng)柜的故障預(yù)防及處理

5.1 優(yōu)化運(yùn)行環(huán)境

環(huán)境狀況對10 kV環(huán)網(wǎng)柜的工作質(zhì)量有很大的影響，在使用時(shí)應(yīng)盡量減少污染。環(huán)網(wǎng)柜的工作溫度要維持在-5～40 ℃。溫度太高會引起較強(qiáng)的氧化反應(yīng)，從而導(dǎo)致金屬材料的導(dǎo)電性下降，縮短設(shè)備的使用壽命；溫度太低會增加內(nèi)部的應(yīng)力。另外，其濕度要保持在94%RH以下，以免過濕對電子元件的工作造成不利的影響。

5.2 提高絕緣保護(hù)

絕緣失效的產(chǎn)生與元件間的間距及本身的材料性質(zhì)有關(guān)。在使用中要強(qiáng)化檢修人員的責(zé)任意識，認(rèn)識到絕緣失效所帶來的危險(xiǎn)，并嚴(yán)格遵守有關(guān)電氣設(shè)備的相關(guān)規(guī)范，以保證其絕緣性能，若有電器泄漏，應(yīng)立即更換。此外，在檢查和維修時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對電子元件的腐蝕等方面的檢查，對有銹蝕的部件應(yīng)立即進(jìn)行除銹處理，并進(jìn)行油漆處理。檢查有沒有松動的螺釘，及時(shí)處理。

5.3 提高開關(guān)柜的驅(qū)潮能力

為了提高開關(guān)柜內(nèi)的濕度，可以在最小的空氣間隙處增加1個(gè)加熱器，在開關(guān)柜的底部和頂部分別設(shè)有1個(gè)進(jìn)風(fēng)口和1個(gè)排氣口，使得柜體外部的空氣進(jìn)入開關(guān)柜中受熱，再由安裝在開關(guān)柜的頂部排氣口排放出去。同時(shí)，操作人員應(yīng)定期檢查電冰箱的濕度，發(fā)現(xiàn)結(jié)露嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加溫除濕。針對檢查難度較大的開關(guān)柜，可在其內(nèi)部加裝智能測溫、除濕模塊，有效提高檢測效率，防止意外。

5.4 重視開關(guān)柜的預(yù)防性試驗(yàn)

應(yīng)加強(qiáng)對開關(guān)柜及其內(nèi)部設(shè)備的預(yù)防性測試，從而對其工作狀況進(jìn)行有效判定。同時(shí)，在進(jìn)行預(yù)防性實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須遵守相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，則需要進(jìn)行細(xì)致分析，并與以前的資料進(jìn)行比較和論證，從而得出正確的結(jié)論。而且需要對多組資料進(jìn)行全面的分析，以判定是否有安全隱患，在進(jìn)行了預(yù)防性測試后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行開關(guān)柜的恢復(fù)，檢查接觸點(diǎn)和接觸面是否完好，防止由于接觸不當(dāng)造成異常發(fā)熱。

5.5 10 kV環(huán)網(wǎng)柜的故障處理

目前，由于環(huán)網(wǎng)柜的絕緣破損，造成的故障處理方法比較粗糙。通常，環(huán)網(wǎng)柜端子的絕緣破壞的處理方法如下：對輕微的放電燒痕簡單打磨后，更換線纜端頭附件進(jìn)行維修；當(dāng)電痕化比較嚴(yán)重或者是環(huán)氧樹脂端子被徹底擊穿時(shí)，可以通過在環(huán)網(wǎng)柜上預(yù)留的儲物柜，將T接頭換成T接點(diǎn)，從而達(dá)到快速恢復(fù)配網(wǎng)的目的，降低用戶數(shù)量，保證供電的可靠性。當(dāng)箱體發(fā)生爆炸或箱體受損后沒有備用柜時(shí)，只有對整個(gè)環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行整修或返工檢修，才會對電網(wǎng)的供電產(chǎn)生很大的影響。而在關(guān)鍵用戶中，需要采取旁通方式或采用緊急發(fā)電車，增加了電力系統(tǒng)的運(yùn)營費(fèi)用，從而極大地影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與發(fā)展。因此，在環(huán)網(wǎng)柜的故障維修中，及時(shí)、高效地進(jìn)行維修非常必要，通過對環(huán)網(wǎng)柜的端子進(jìn)行絕緣修補(bǔ)，并迅速更換絕緣部件，可以大大縮短環(huán)網(wǎng)柜的維修時(shí)間和斷電時(shí)間。

5.6 電纜終端制作

在10 kV環(huán)網(wǎng)柜中，生產(chǎn)和安裝插接式環(huán)形電纜端頭是一個(gè)重要的問題。因此，只有經(jīng)過了專業(yè)的訓(xùn)練和考核，方可進(jìn)行相關(guān)的處理。在施工過程中，應(yīng)滿足電纜終端銅屏蔽層、絕緣層施工和半導(dǎo)電層施工的要求，否則會造成電纜外層和銅層過多或太少、絕緣部分太長或太短，從而使接頭處的應(yīng)力錐銅線半導(dǎo)電斷口搭接出現(xiàn)問題。這將增加插線式電纜端頭的電場應(yīng)力，使其在使用一段時(shí)間后發(fā)生短路或接地故障。剝離銅護(hù)罩后，半導(dǎo)電層和主絕緣體不會受到任何損傷，但半導(dǎo)電層的剝離要非常小心，不能損壞主絕緣，否則會引起電場的應(yīng)力分布改變，如果損壞部分的應(yīng)力集中，就會導(dǎo)致插接式手柄的失效。

5.7 加強(qiáng)開關(guān)柜的巡視維護(hù)

10 kV開關(guān)柜的正常維修與維修加固是提高其工作效率和減少故障率的關(guān)鍵。在例行的檢查中，應(yīng)特別留意開關(guān)柜的門板是否鎖好，并留意開關(guān)柜的前上柜、前柜、后柜的污垢狀況及有無異常。在進(jìn)行維修時(shí)，要仔細(xì)清理隔間，確保不會有異物和灰塵。在日常維修保養(yǎng)中，要對電閘箱內(nèi)設(shè)備的觸點(diǎn)檢查與保養(yǎng)工作，并定期進(jìn)行檢查，確保觸點(diǎn)部位結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無松動、脫落等問題。同時(shí)，對觸點(diǎn)進(jìn)行外觀檢查，看有無氧化、有無變色、接觸片表面是否平滑。在驗(yàn)收及維修工作結(jié)束后，對開關(guān)柜一、二次電纜的進(jìn)線口（尤其是二次電纜進(jìn)線之間的空隙）及其他多余的空隙進(jìn)行封堵，以保證封口完好、有效。10 kV開關(guān)柜如圖2所示。

圖2 10 kV 開關(guān)柜

6 10 kV環(huán)網(wǎng)柜管理措施

6.1 強(qiáng)化人才培訓(xùn)與管理

10 kV環(huán)網(wǎng)柜的維護(hù)和維修工作人員是不可或缺的，10 kV環(huán)網(wǎng)柜的操作效率和安全狀況直接影響到員工的個(gè)人能力。因此，為強(qiáng)化10 kV環(huán)網(wǎng)柜的安全管理，需要提升員工的專業(yè)技術(shù)。主要采取以下2種途徑。一是積極組織相關(guān)工作人員參加各類技術(shù)培訓(xùn)，使其具備一定的理論基礎(chǔ)。開展一些試驗(yàn)，讓他們對設(shè)備的維護(hù)和維修過程有更加深刻和完整的理解。同時(shí)，要積極鼓勵(lì)員工的自主學(xué)習(xí)，為他們提供出國進(jìn)修和訓(xùn)練的機(jī)會，以全面提升維修隊(duì)伍的技術(shù)水平。二是電力公司要加強(qiáng)相關(guān)員工的創(chuàng)新能力和先進(jìn)的技術(shù)培訓(xùn)，以便員工能根據(jù)公司的需求和自身的能力，進(jìn)行技術(shù)革新，從而提高生產(chǎn)效率。此外，電力公司引進(jìn)國內(nèi)、國際上最先進(jìn)的設(shè)備維護(hù)技術(shù)，以指導(dǎo)職工學(xué)習(xí)新技術(shù)。

6.2 構(gòu)建合理的檢修以及管理制度

企業(yè)建立一套嚴(yán)格而高效的維修體系，為員工的日常工作提供依據(jù)，從而確保維修工作的質(zhì)量。此外，需要明確各部門的責(zé)任，量化崗位職責(zé)，并與定量的結(jié)構(gòu)相結(jié)合，制定績效考評體系以及相應(yīng)的獎勵(lì)和懲罰機(jī)制。如果員工的工作表現(xiàn)達(dá)到要求，那么給予一定的物質(zhì)獎勵(lì)，否則會受到對應(yīng)的懲罰。

7 結(jié) 論

綜上所述，環(huán)網(wǎng)配電系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)電力系統(tǒng)的主要設(shè)備，它對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行具有舉足輕重的作用。因此，在環(huán)網(wǎng)柜的安裝中應(yīng)引起足夠的重視，并且要對10 kV的環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行經(jīng)常性的維修和保養(yǎng)，以確保其安全。另外，要加強(qiáng)環(huán)網(wǎng)柜的安裝質(zhì)量管理，不斷改進(jìn)其安裝工藝，從而使環(huán)網(wǎng)柜的整體安裝質(zhì)量得到提高。