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【摘 要】开关柜的重要性是不言而喻的，和电力系统的正常运行密切相关，所以，了解其常见故障及防范措施具有相当积极的现实意义。有鉴于此，本文首先分析了10kV高压开关柜故障成因，其次讨论了相关的防范措施（优化设计以及加强运行管理），最后选取某个案例予以具体分析。以期为业内认识提供有益参考。
【关键词】10kV高压开关柜；故障成因；防范措施
0.前言
电力系统发生故障时，可通过开关柜来执行断开操作，从而保障设备及相关人员的安全，所以，有必要保障开关柜具有良好的工作状态。电力企业应重视并落实10kV高压开关柜故障成因分析及其防范工作，从而保证整个电力系统的正常运行和安全运行。
1.10kV高压开关柜故障成因分析
1.1绝缘因素
绝缘能力高低将会对高压开关柜的性能产生直接影响。目前，电力产品质量参差不齐，一旦采用劣质产品，将会大幅降低设备的绝缘性。如避雷器手车等的规格与元器件的配置存在差异，因而当外界环境指标发生变化时，其使用性能有可能发生明显下降。除此之外，在10kV电力系统的成套设备的主回路有可能采用不同尺寸的铜排[1]，此时一般采用增加绝缘层的办法来提高安全系数。然而电力系统长期高负荷运行将会导致铜排受损，削弱其绝缘层的性能，埋下一次相间直接放电的安全隐患。
1.2安装及检修因素
安装及检修工艺不高将会给开关柜埋下安全隐患。母线和各出线数量众多，工作量大，因而在安装及检修工作很容易发生个别母排连接螺栓固定不紧的问题，运行一段时间之后，连接部位释放大量的热，有可能诱发停电事故。对10kV高压开关柜事故进行分析发现，相当一部分是由于电缆制作工艺不良而导致的柜内短路问题，如电缆屏蔽接地不良等。
1.3质量因素
质量因素主要涉及两个方面，一个是电力设备，另一个是电力材料。电力工程建设将会用到各种各样的设备和材料，其质量高低将会对电力系统产生直接而重要的影响。如隔离触头质量不符要求，导致手车柜的隔离触头存在接触不良，继而导致电弧故障。电力系统在长期运行之后，将会面临一定程度的尘埃堆积以及受潮等问题，将会削弱元器件固有的绝缘性。相关调查显示，部分电力设备即便处于标准运行状态之下，仍然会发生爬电现象，降低电力系统的安全性。
1.4操作因素
在设备安装环节，如果操作不当，则有可能给结构完整性带来一定的破坏，如动静触头的插入操作不标准，导致接触电阻超过正常值，从而导致故障。在运营操作中，拒动或者误动等均属于开关柜事故的常见诱发因素，通常表现在两个方面：首先，操动机构或传动系统发生机械故障导致开关柜异常，外在表现是卡涩、部件变形以及脱口失灵等；其次，电气控制或者辅助回路发生故障，导致保护装置无法执行相应的保护动作。
2.防范措施
2.1优化设计
在电力系统设计工作中，便应该重视并落实开关柜故障防范工作。对于开关柜设计，其核心内容是：首先，做好以断路器为代表的诸多一次元器件的选型工作，对其性能进行全面且细致的分析，务必保证其可靠性以及安全性，如对柜内元器件进行合理排布，营造良好的的外部环境。其次，基于用户具体需要，可选择高性能材料进行系统组装，如变电站等建议选用进口材料，以最大限度保证设备的安全性能。第三，电力行业特别重视安全用电问题，所以，柜内不同相导体之间以及对地的净距均需要符合电力行业的相关标准（≥125mm[2]）。如果采用的是复合绝缘结构，则需要考虑绝缘材料介电常数的选用，降低事故发生率，同时有效防止有害气体给母线带来的侵蚀问题。第四，外界环境异常也会导致高压开关柜事故，所以，应重视并落实对外界环境的监测工作。如在相对潮湿的开关室增设红外线灯以降低潮湿度。
2.2加强运行管理
2.2.1运行措施
（1）对于高压开关柜内断路器，当其严重缺油、气压异常或者分合闸闭锁时，不允许进行强制性操作；（2）断路器开断故障电流之后，对其进行全面且细致的检查；（3）断路器对故障线路进行强制送电之后，不管成功还是失败，均需要对断路器展开认真检查；（4）断路器出现拒分故障时，应将其从系统中隔离出去，待找到原因并解决故障之后方允许投入使用；（5）运行巡视工作中，应重点观察隔离开关绝缘子瓷件是否存在裂纹，在夜间，应重点观察其是否存在异常电晕问题；（6）隔离开关倒闸工作中，如果存在卡涩现象，则需要及时查找原因，并予以解决，不允许强行操作。
2.2.2技术措施
高压开关柜应符合相关标准，不允许使用已经淘汰的开关设备。在设备验收环节，应严格执行验收标准，拒收不达标设备，更不允许投入使用。对于新安装或者检修后的开关设备，应参照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》等予以严格试验和检查，尤其要重视并做好关键技术指标的复查工作。
2.2.3管理措施
为确保高压开关设备能够可靠且安全的运行，应建立一个尽量完善的专业管理体系，落实相应的技术管理工作。对于高压开关设备，考虑其特殊性，建议采取全程管理的模式。应重视并做好对运行检修人员的专业技术培訓工作，使其能够胜任相关工作。另外，还需要对高压开关设备故障进行总结和分析，积累相关经验。
3.案例分析
3.1基本情况
某220kV变电站10kV高压开关柜发生爆炸且导致火灾，经济损失合计200多万，没有人员伤亡；导致中断供电20h30min，给当地企业及居民用电带来了一定的影响。
3.2原因分析
经全面调查和细致分析，发现导致该起事故的原因如下：短路产生电弧，并造成接地，电弧加热效应使得开关柜中的空气发生急剧膨胀，从而造成开关柜爆炸，形成火灾。
3.3防范对策
3.3.1重视并做好员工的培训工作
基于技术及管理层面对员工进行系统且规范的专业技能培训工作，即在完成基本理论知识培训的基础上，针对高压开关柜的故障成因、防范及处理进行重点培训，强化员工的对该类事故的防范以及处理能力，从而降低事故发生率，并避免事故的再扩大。
3.3.2强化“五防”系统
应进一步强化高压开关柜监控以及故障诊断水平，使其不断朝着智能化的方向发展，加强“五防”系统建设[3]，重点解决系统主机和数据库之间的容量配置问题。
3.3.3制定应急预案
应建立健全电网系统应急管理体系，不仅要针对相关事故制定应急预案，而且要定期进行反事故演习，从而强化员工对事故的应急处理能力，避免事故的再扩大。
3.3.4加强监督管理
应严格且有效地贯彻各级安全监督责任制，将反事故措施落实到位；提高检修水平，定期开展预防性试验，做好维护工作，以便缺陷的及时发现和有效解决；应以高压开关柜为重点检查项目，予以专项检查，尤其要做好柜内裸露的带电部分的处理工作，使用适宜的绝缘材料予以有效包封。
4.结束语
10kV高压开关柜正常与否，将会对电力系统产生直接且重要的影响，所以，有必要对其故障成因进行深入研究，并采取相应的防范措施。只有如此，才能降低高压开关柜的故障率以及危害性，从而保证电网的正常运行和安全运行。 [科]
【参考文献】
[1]周恒逸，赵邈，毛柳明，刘味果.10kV高压开关柜故障分析及设备质量监督[J].湖南电力，2013，06：27-29.
[2]施育恒.浅析10kV高压开关柜故障原因及处理措施[J].机电信息，2013，18：81-82.
【关键词】10kV高压开关柜；故障成因；防范措施
0.前言
电力系统发生故障时，可通过开关柜来执行断开操作，从而保障设备及相关人员的安全，所以，有必要保障开关柜具有良好的工作状态。电力企业应重视并落实10kV高压开关柜故障成因分析及其防范工作，从而保证整个电力系统的正常运行和安全运行。
1.10kV高压开关柜故障成因分析
1.1绝缘因素
绝缘能力高低将会对高压开关柜的性能产生直接影响。目前，电力产品质量参差不齐，一旦采用劣质产品，将会大幅降低设备的绝缘性。如避雷器手车等的规格与元器件的配置存在差异，因而当外界环境指标发生变化时，其使用性能有可能发生明显下降。除此之外，在10kV电力系统的成套设备的主回路有可能采用不同尺寸的铜排[1]，此时一般采用增加绝缘层的办法来提高安全系数。然而电力系统长期高负荷运行将会导致铜排受损，削弱其绝缘层的性能，埋下一次相间直接放电的安全隐患。
1.2安装及检修因素
安装及检修工艺不高将会给开关柜埋下安全隐患。母线和各出线数量众多，工作量大，因而在安装及检修工作很容易发生个别母排连接螺栓固定不紧的问题，运行一段时间之后，连接部位释放大量的热，有可能诱发停电事故。对10kV高压开关柜事故进行分析发现，相当一部分是由于电缆制作工艺不良而导致的柜内短路问题，如电缆屏蔽接地不良等。
1.3质量因素
质量因素主要涉及两个方面，一个是电力设备，另一个是电力材料。电力工程建设将会用到各种各样的设备和材料，其质量高低将会对电力系统产生直接而重要的影响。如隔离触头质量不符要求，导致手车柜的隔离触头存在接触不良，继而导致电弧故障。电力系统在长期运行之后，将会面临一定程度的尘埃堆积以及受潮等问题，将会削弱元器件固有的绝缘性。相关调查显示，部分电力设备即便处于标准运行状态之下，仍然会发生爬电现象，降低电力系统的安全性。
1.4操作因素
在设备安装环节，如果操作不当，则有可能给结构完整性带来一定的破坏，如动静触头的插入操作不标准，导致接触电阻超过正常值，从而导致故障。在运营操作中，拒动或者误动等均属于开关柜事故的常见诱发因素，通常表现在两个方面：首先，操动机构或传动系统发生机械故障导致开关柜异常，外在表现是卡涩、部件变形以及脱口失灵等；其次，电气控制或者辅助回路发生故障，导致保护装置无法执行相应的保护动作。
2.防范措施
2.1优化设计
在电力系统设计工作中，便应该重视并落实开关柜故障防范工作。对于开关柜设计，其核心内容是：首先，做好以断路器为代表的诸多一次元器件的选型工作，对其性能进行全面且细致的分析，务必保证其可靠性以及安全性，如对柜内元器件进行合理排布，营造良好的的外部环境。其次，基于用户具体需要，可选择高性能材料进行系统组装，如变电站等建议选用进口材料，以最大限度保证设备的安全性能。第三，电力行业特别重视安全用电问题，所以，柜内不同相导体之间以及对地的净距均需要符合电力行业的相关标准（≥125mm[2]）。如果采用的是复合绝缘结构，则需要考虑绝缘材料介电常数的选用，降低事故发生率，同时有效防止有害气体给母线带来的侵蚀问题。第四，外界环境异常也会导致高压开关柜事故，所以，应重视并落实对外界环境的监测工作。如在相对潮湿的开关室增设红外线灯以降低潮湿度。
2.2加强运行管理
2.2.1运行措施
（1）对于高压开关柜内断路器，当其严重缺油、气压异常或者分合闸闭锁时，不允许进行强制性操作；（2）断路器开断故障电流之后，对其进行全面且细致的检查；（3）断路器对故障线路进行强制送电之后，不管成功还是失败，均需要对断路器展开认真检查；（4）断路器出现拒分故障时，应将其从系统中隔离出去，待找到原因并解决故障之后方允许投入使用；（5）运行巡视工作中，应重点观察隔离开关绝缘子瓷件是否存在裂纹，在夜间，应重点观察其是否存在异常电晕问题；（6）隔离开关倒闸工作中，如果存在卡涩现象，则需要及时查找原因，并予以解决，不允许强行操作。
2.2.2技术措施
高压开关柜应符合相关标准，不允许使用已经淘汰的开关设备。在设备验收环节，应严格执行验收标准，拒收不达标设备，更不允许投入使用。对于新安装或者检修后的开关设备，应参照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》等予以严格试验和检查，尤其要重视并做好关键技术指标的复查工作。
2.2.3管理措施
为确保高压开关设备能够可靠且安全的运行，应建立一个尽量完善的专业管理体系，落实相应的技术管理工作。对于高压开关设备，考虑其特殊性，建议采取全程管理的模式。应重视并做好对运行检修人员的专业技术培訓工作，使其能够胜任相关工作。另外，还需要对高压开关设备故障进行总结和分析，积累相关经验。
3.案例分析
3.1基本情况
某220kV变电站10kV高压开关柜发生爆炸且导致火灾，经济损失合计200多万，没有人员伤亡；导致中断供电20h30min，给当地企业及居民用电带来了一定的影响。
3.2原因分析
经全面调查和细致分析，发现导致该起事故的原因如下：短路产生电弧，并造成接地，电弧加热效应使得开关柜中的空气发生急剧膨胀，从而造成开关柜爆炸，形成火灾。
3.3防范对策
3.3.1重视并做好员工的培训工作
基于技术及管理层面对员工进行系统且规范的专业技能培训工作，即在完成基本理论知识培训的基础上，针对高压开关柜的故障成因、防范及处理进行重点培训，强化员工的对该类事故的防范以及处理能力，从而降低事故发生率，并避免事故的再扩大。
3.3.2强化“五防”系统
应进一步强化高压开关柜监控以及故障诊断水平，使其不断朝着智能化的方向发展，加强“五防”系统建设[3]，重点解决系统主机和数据库之间的容量配置问题。
3.3.3制定应急预案
应建立健全电网系统应急管理体系，不仅要针对相关事故制定应急预案，而且要定期进行反事故演习，从而强化员工对事故的应急处理能力，避免事故的再扩大。
3.3.4加强监督管理
应严格且有效地贯彻各级安全监督责任制，将反事故措施落实到位；提高检修水平，定期开展预防性试验，做好维护工作，以便缺陷的及时发现和有效解决；应以高压开关柜为重点检查项目，予以专项检查，尤其要做好柜内裸露的带电部分的处理工作，使用适宜的绝缘材料予以有效包封。
4.结束语
10kV高压开关柜正常与否，将会对电力系统产生直接且重要的影响，所以，有必要对其故障成因进行深入研究，并采取相应的防范措施。只有如此，才能降低高压开关柜的故障率以及危害性，从而保证电网的正常运行和安全运行。 [科]
【参考文献】
[1]周恒逸，赵邈，毛柳明，刘味果.10kV高压开关柜故障分析及设备质量监督[J].湖南电力，2013，06：27-29.
[2]施育恒.浅析10kV高压开关柜故障原因及处理措施[J].机电信息，2013，18：81-82.