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摘要：高压开关设备其主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、高层建筑等各种不同场。基于此，对高压开关设备使用中存在的问题以及改进措施的分析探讨就显得尤为重要。
关键词：高压；开关设备；问题；措施
中图分类号： TL62 文献标识码： A
1、概述
近年来，电力系统在运行和检修过程中，高压开关柜事故发生的几率越来越高，严重影响了人们的生命安全和社会的发展。高压开关柜的使用日益频繁，是目前使用范围最广、数量最多的开关设备。由于设计人员在设计过程中存在不足、制作的不合理、安装和维护存在问题，所以经常会发生事故。在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10kV及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。为了保证用电的持续性和稳定性，我们对有代表性的高压开关柜事故原因进行研究探讨，并提出相关建议。
2、高压开关设备事故隐患的分析
2.1、爬距和空气间隙不足
开关设备绝缘损坏事故的根本原因是爬电距离和缺乏气隙。最明显的表现在手车柜中，为了缩短柜体的大小，大大减少负载断路器装进箱，隔离插头或对地的具体距离，但没有有效的绝缘措施。
2.2、制造质量及工艺不良
开关柜整体耐压水平在很大程度上会受到制造的质量和装配的质量的影响。开关柜整体通不过耐压试验，然而其中的某些原件却可以通过，就是因为装配质量低。主要表现有：紧固螺丝不规则、支持瓷柱的紧固底板成“丁”型，开关柜内的“五防”措施在开关设备是不完善的，机械联锁开关部分是无效的，合、分闸位置不明显，常常造成的错误、分闸等。
2.3、环境条件的影响
第一是肮脏和湿两个因素一起存在于绝缘子表面，尘埃附在绝缘子表面，干燥时，绝缘电阻仍然很高，所以不会发生相关故障。干净的水电阻很高，如果你没有脏污绝缘子，尽管它受潮，但绝缘强度依旧比较高，也没有污染发生。在正常情况下，干燥的天气持续很长时间，绝缘子和母线产品积污更多。突然下雾的话，下雾很长一段时间(一般2-3小时)，污秽完全湿，产生污染的可能性大。第二个(人类)是一个小泄漏绝缘子串的距离，不能适应污秽和潮湿的环境。污闪是绝缘电阻下降，发生泄漏电流增加到一定程度上。在相同污染受潮，和相同的电压，漏电距离更长，如果绝缘子泄漏电流增长更快，泄漏距离越长，电弧直径，再闪络是困难的发生。如果绝缘子泄漏小，放电电极两端的轻松跳投，和发展的网络。第二（人为原因）是绝缘子串的泄漏距离偏小，不能适应污秽和潮湿的环境。污闪是在绝缘电阻下降、泄漏电流增大到一定程度时才发生的。在同样的污染受潮和同样的电压下，如果绝缘子的泄漏距离较长，泄漏电流增长就比较快，泄漏距离越长，电弧的弧径就越长，闪络就难以发生。如果绝缘子的泄漏距离小，放电容易跨接两端电极，从而发展网络。
2.4、操作因素
柜体的位置的机械强度是不够的，当短路电流通过开关、电气柜体的作用下，而导致柜体与开关之间发生位移，从而导致触头间接触电阻显著增加，产生电弧甚至引起爆炸；产生电弧在长期使用的过程中，因为它们会由机械接触点之间的磨损或减少，导致接触不良的现象发生。设备安装中因操作不当破坏了结构的完整性，主要表现在：首先，操动机构以及传动系统的机械故障引起的开关柜故障，这种情况体现于卡涩、部件变形或位移、脱扣失灵等；其次，由于电气控制及辅助回路引起的故障，该情况会造成保护装置难以正常执行命令。
2.5、老化因素
随着电能源消耗的增加，原始安装的电力设备开始进入老化阶段，各种各样的设备和组件性能下降。如:真空断路器不同故障在使用过程中的出现，尤其是电流值处于异常变化的故障发生率更高，明显降低实际工作中的真空度或者是运行损坏，真空断路器的整体性能可能因此减少，当故障发生时容易造成爆炸事故。与此同时，变电站的高压柜，在系统负荷增加后，系统的短路电流和容量也会随之增加。如果当前真空断路器的价值很难达到系统操作的标准，它往往会引起故障和降低性能，，这些问题的存在会破坏电力系统的稳定性。
3、高压开关设备使用改进发展趋势
3.1、优化设备选择
3.1.1、母排、导线的选择
首先是母排、导线的电阻率越小越好，减少电能损耗亦可提高设备使用寿命和安全可靠性。对于大电流回路，导电排应尽量采用弧型表面，或采用空心管状结构，增大载流量的同时又减少了材料的消耗。
3.1.2、壳体材料的选择
尽量减少通电时产生的涡流损耗。以中压开关柜为例，对大电流回路穿墙固定板采用割槽后嵌铜条或直接采用不锈钢板等非导磁材料的隔板，都可以有效地防止过热。
3.1.3、开关设备结构的选择、优化与改进
以结构简单可靠、减少接触电阻、降低温升为目标。如高压组合电器应全面向三相共箱的结构、小型化的三工位隔离/接地开关以及模块化生产和安装方向发展；中低压开关柜的结构应可靠实用，多选用固定柜以及空气绝缘的方案，应该努力提高装配工艺和质量；对于中低压断路器，应尽量少用绝缘固封结构的灭弧室，操动机构应该简单、省电。
3.1.4、开关设备元器件的选择
选用节能、环保的元器件，如变压器、互感器、接触器、断路器、保护装置、照明装置等元器件选择时要优先采用自身功耗低的品种。
3.2、注重爬电比距的设计
开关设备设计的过程中，爬电比距是一个非常重要的参数。只有符合相关指标的要求，才能保证整个电力系统的稳定、安全工作。对于爬电比距，国家明确规定，比外通过各种组件的高压开关柜和爬电比距不小于18毫米/千伏，有机绝缘不小于2018毫米/千伏。为了达到这个标准，电力建设部门应严格控制备件的规格，如果有必要的话，可以找相关的制造商定做，以确保电力系统可靠性和稳定性的工作。
3.3、注重安全设计
安全是任何工程的重点问题，在电力行业也是如此，电力工业安全是一个重要的先决条件对于其长期的发展。那么为了保证供电系统的安全运行，电力行业出台了相关的标准。例如，高压开关设备在每个阶段导体与气隙之间必须不低于125毫米。当使用负载绝缘结构的时候，也要注意不同的绝缘材料的介电常数的有效合作。只有用这种方法可以有效地避免事故的发生，和烟雾或有害气体对母线的腐蚀。
3.4、优化性能
在对电力系统的保护结构进行设计时，不仅需要严格按照标准进行安装，而且还要对继电保护运行的方式进行不断改善，使其具有更好的性能，更好的确保电力系统安全的运行。而且在对继电器进行更换时，需要重新对一些重要参数指标进行设计。除此之外，对高压开关柜的闭锁功能，要将五防措施进行有选择的优化，精简，避免因为系统的重复使用造成工作繁杂的现象发生。对于不符合开关柜先天闭锁系统逻辑的，要对该闭锁系统进行关闭、改造，并使用其他闭锁系统。
总言之，电力系统要想确保其安全、稳定的运行，就需要确保高压开关柜的正常使用，尽量降低使用过程中发生故障的可能性。这就要求相关人员在安装改造过程中严格按照相关标准进行，确保安装的质量，同时还要做好一些常见故障的防范措施，确保高压开关柜处于最佳的工作状态下。
参考文献
[1]陆茂鑫，季海华，莫颖涛，王昭夏.电力设备尤其开关设备节能减排的实现途径[J].电工电气，2014，09:60-61.
[2]王克为，徐明，周斌.10kV高压开关柜的故障及防范措施分析[J].科技创新与应用，2014，32:167.
[3]谢静，束洪春，王科，彭晶，向恩新.基于模糊分层理论的高压开关柜状态评估算法[J].高電压技术，2014，10:3186-3192.
[4]林枫.浅析高压配电设备及其运行[J].江西建材，2014，18:203.
[5]齐秀英.关于高压开关柜结构原理设计[J].电子制作，2014，13:29-31.
关键词：高压；开关设备；问题；措施
中图分类号： TL62 文献标识码： A
1、概述
近年来，电力系统在运行和检修过程中，高压开关柜事故发生的几率越来越高，严重影响了人们的生命安全和社会的发展。高压开关柜的使用日益频繁，是目前使用范围最广、数量最多的开关设备。由于设计人员在设计过程中存在不足、制作的不合理、安装和维护存在问题，所以经常会发生事故。在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10kV及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。为了保证用电的持续性和稳定性，我们对有代表性的高压开关柜事故原因进行研究探讨，并提出相关建议。
2、高压开关设备事故隐患的分析
2.1、爬距和空气间隙不足
开关设备绝缘损坏事故的根本原因是爬电距离和缺乏气隙。最明显的表现在手车柜中，为了缩短柜体的大小，大大减少负载断路器装进箱，隔离插头或对地的具体距离，但没有有效的绝缘措施。
2.2、制造质量及工艺不良
开关柜整体耐压水平在很大程度上会受到制造的质量和装配的质量的影响。开关柜整体通不过耐压试验，然而其中的某些原件却可以通过，就是因为装配质量低。主要表现有：紧固螺丝不规则、支持瓷柱的紧固底板成“丁”型，开关柜内的“五防”措施在开关设备是不完善的，机械联锁开关部分是无效的，合、分闸位置不明显，常常造成的错误、分闸等。
2.3、环境条件的影响
第一是肮脏和湿两个因素一起存在于绝缘子表面，尘埃附在绝缘子表面，干燥时，绝缘电阻仍然很高，所以不会发生相关故障。干净的水电阻很高，如果你没有脏污绝缘子，尽管它受潮，但绝缘强度依旧比较高，也没有污染发生。在正常情况下，干燥的天气持续很长时间，绝缘子和母线产品积污更多。突然下雾的话，下雾很长一段时间(一般2-3小时)，污秽完全湿，产生污染的可能性大。第二个(人类)是一个小泄漏绝缘子串的距离，不能适应污秽和潮湿的环境。污闪是绝缘电阻下降，发生泄漏电流增加到一定程度上。在相同污染受潮，和相同的电压，漏电距离更长，如果绝缘子泄漏电流增长更快，泄漏距离越长，电弧直径，再闪络是困难的发生。如果绝缘子泄漏小，放电电极两端的轻松跳投，和发展的网络。第二（人为原因）是绝缘子串的泄漏距离偏小，不能适应污秽和潮湿的环境。污闪是在绝缘电阻下降、泄漏电流增大到一定程度时才发生的。在同样的污染受潮和同样的电压下，如果绝缘子的泄漏距离较长，泄漏电流增长就比较快，泄漏距离越长，电弧的弧径就越长，闪络就难以发生。如果绝缘子的泄漏距离小，放电容易跨接两端电极，从而发展网络。
2.4、操作因素
柜体的位置的机械强度是不够的，当短路电流通过开关、电气柜体的作用下，而导致柜体与开关之间发生位移，从而导致触头间接触电阻显著增加，产生电弧甚至引起爆炸；产生电弧在长期使用的过程中，因为它们会由机械接触点之间的磨损或减少，导致接触不良的现象发生。设备安装中因操作不当破坏了结构的完整性，主要表现在：首先，操动机构以及传动系统的机械故障引起的开关柜故障，这种情况体现于卡涩、部件变形或位移、脱扣失灵等；其次，由于电气控制及辅助回路引起的故障，该情况会造成保护装置难以正常执行命令。
2.5、老化因素
随着电能源消耗的增加，原始安装的电力设备开始进入老化阶段，各种各样的设备和组件性能下降。如:真空断路器不同故障在使用过程中的出现，尤其是电流值处于异常变化的故障发生率更高，明显降低实际工作中的真空度或者是运行损坏，真空断路器的整体性能可能因此减少，当故障发生时容易造成爆炸事故。与此同时，变电站的高压柜，在系统负荷增加后，系统的短路电流和容量也会随之增加。如果当前真空断路器的价值很难达到系统操作的标准，它往往会引起故障和降低性能，，这些问题的存在会破坏电力系统的稳定性。
3、高压开关设备使用改进发展趋势
3.1、优化设备选择
3.1.1、母排、导线的选择
首先是母排、导线的电阻率越小越好，减少电能损耗亦可提高设备使用寿命和安全可靠性。对于大电流回路，导电排应尽量采用弧型表面，或采用空心管状结构，增大载流量的同时又减少了材料的消耗。
3.1.2、壳体材料的选择
尽量减少通电时产生的涡流损耗。以中压开关柜为例，对大电流回路穿墙固定板采用割槽后嵌铜条或直接采用不锈钢板等非导磁材料的隔板，都可以有效地防止过热。
3.1.3、开关设备结构的选择、优化与改进
以结构简单可靠、减少接触电阻、降低温升为目标。如高压组合电器应全面向三相共箱的结构、小型化的三工位隔离/接地开关以及模块化生产和安装方向发展；中低压开关柜的结构应可靠实用，多选用固定柜以及空气绝缘的方案，应该努力提高装配工艺和质量；对于中低压断路器，应尽量少用绝缘固封结构的灭弧室，操动机构应该简单、省电。
3.1.4、开关设备元器件的选择
选用节能、环保的元器件，如变压器、互感器、接触器、断路器、保护装置、照明装置等元器件选择时要优先采用自身功耗低的品种。
3.2、注重爬电比距的设计
开关设备设计的过程中，爬电比距是一个非常重要的参数。只有符合相关指标的要求，才能保证整个电力系统的稳定、安全工作。对于爬电比距，国家明确规定，比外通过各种组件的高压开关柜和爬电比距不小于18毫米/千伏，有机绝缘不小于2018毫米/千伏。为了达到这个标准，电力建设部门应严格控制备件的规格，如果有必要的话，可以找相关的制造商定做，以确保电力系统可靠性和稳定性的工作。
3.3、注重安全设计
安全是任何工程的重点问题，在电力行业也是如此，电力工业安全是一个重要的先决条件对于其长期的发展。那么为了保证供电系统的安全运行，电力行业出台了相关的标准。例如，高压开关设备在每个阶段导体与气隙之间必须不低于125毫米。当使用负载绝缘结构的时候，也要注意不同的绝缘材料的介电常数的有效合作。只有用这种方法可以有效地避免事故的发生，和烟雾或有害气体对母线的腐蚀。
3.4、优化性能
在对电力系统的保护结构进行设计时，不仅需要严格按照标准进行安装，而且还要对继电保护运行的方式进行不断改善，使其具有更好的性能，更好的确保电力系统安全的运行。而且在对继电器进行更换时，需要重新对一些重要参数指标进行设计。除此之外，对高压开关柜的闭锁功能，要将五防措施进行有选择的优化，精简，避免因为系统的重复使用造成工作繁杂的现象发生。对于不符合开关柜先天闭锁系统逻辑的，要对该闭锁系统进行关闭、改造，并使用其他闭锁系统。
总言之，电力系统要想确保其安全、稳定的运行，就需要确保高压开关柜的正常使用，尽量降低使用过程中发生故障的可能性。这就要求相关人员在安装改造过程中严格按照相关标准进行，确保安装的质量，同时还要做好一些常见故障的防范措施，确保高压开关柜处于最佳的工作状态下。
参考文献
[1]陆茂鑫，季海华，莫颖涛，王昭夏.电力设备尤其开关设备节能减排的实现途径[J].电工电气，2014，09:60-61.
[2]王克为，徐明，周斌.10kV高压开关柜的故障及防范措施分析[J].科技创新与应用，2014，32:167.
[3]谢静，束洪春，王科，彭晶，向恩新.基于模糊分层理论的高压开关柜状态评估算法[J].高電压技术，2014，10:3186-3192.
[4]林枫.浅析高压配电设备及其运行[J].江西建材，2014，18:203.
[5]齐秀英.关于高压开关柜结构原理设计[J].电子制作，2014，13:29-31.