杭州市电力公司城南供电营业部杭州市310009
摘要：10kV开关柜是变电站及开闭所内的重要组成设备之一，因其具有占地面积小的优点，越来越多地被应用在电力系统中。本文分析了10kV开关柜常见的一些故障，并提出了相应的对策，可以为10kV开关柜的安全运行维护提供一些参考。
关键词：开关柜；故障；对策
电力系统不断地发展进步，但是仍旧会出现一些故障问题。10kV开关柜作为配网的重要组成设备，一旦出现故障就会影响电网运行的可靠性和安全性，并且造成经济损失。在10kV开关柜的故障中，较为常见的故障可以通过一些简单有效的措施进行解决。
110kV开关柜常见故障分析
10kV开关柜常见故障有发热故障、绝缘故障、电气元件故障及机械传动操作机构故障，还有小动物误入引起的故障等。
1.110kV开关柜发热故障
据某电力公司统计，其所辖10kV开关柜在2011~2016年间出现故障101次，而发热故障出现43次，占总次数达到42.6%，因此发热故障是开关柜故障类型中最常见、也是特别容易造成事故的类型。而在10kV开关柜中其发热的主要热源就是其导电回路，在导电回路通过电网中的高电压、大电流的电能时，其导体会发热，接头处也会发热，开关柜中还有涡流发热和其他的部分发热。这些热能在开关柜工作的时候不停的产生，也会随着开关柜内的散热结构对外散发。如果开关柜在工作过程中出现了散热速度慢于产热速度，就会出现热量累积情况，导致开关柜的温度不停的上升，如果温度上升过多会造成开关柜损坏或者电力事故。开关柜内导体发热主要是开关柜的母排发热。因为母排在工作时总是处于高负荷状态，通过的电流都较大，因此其发热较其他部分更加明显。而且现在母排在生产过程中由于工艺的限制都会有一些杂质在其中，这些杂质导致了母排的电阻率增加，间接导致了工作时的发热量增长。所谓接头发热主要指的是开关柜里面的诸多接头的地方产生的热量，其中包括刀闸接头、引线以及接线板等等。上述接头都属于电路连接接头，也经常会导致电化学腐蚀或者接触不良等问题出现，继而使接头处温度迅速升高。所谓涡流发热指的是当开关柜中通过负载电流时，由于电流与众多钢板之间形成的环流所导致的发热。如果负载电流增大了，热传递增加，那么所产生的热量也就会明显增加。
1.210kV开关柜绝缘故障
10kV开关柜由于绝缘放电问题导致出现绝缘故障的次数也是比较多的。该问题是因为开关柜内部的绝缘体或者绝缘间隙的绝缘性不能满足实际使用中的需求，在开关柜实际工作期间，这些绝缘特性不足的材料在高电压、大电流的环境下出现放电现象，在特殊条件下甚至会出现绝缘击穿现象，而造成10kV开关柜中这种问题出现频率较高主要是因为10kV开关柜的运行环境较差。绝缘故障在开关柜中的主要表现形式就是污闪，所谓污闪就是在开关柜工作过程中，日积月累地在其内部绝缘体和进行绝缘工作的套管等部位集聚污垢，此时如果环境正好较为潮湿，就会导致某些绝缘部位不能继续发挥其绝缘作用，造成污闪[1]。这种情况在工业比较发达的地区和沿海城市更为常见。
1.310kV开关柜电气元件故障
由于开关柜已经发展成为一种综合性的成套设备，所以现在使用的开关柜内部所包含的电气元件也相对较多。在开关柜的长期高压运行环境下，这些电气元件例如带电显示器、避雷器和电压互感器等元件就容易出现故障，进而导致开关柜出现工作故障。带点显示器由于其工作内容的特点导致其本身质量强度就比其他元件低，在其自身质量不高的情况下再附加上其较为恶劣的工作环境，导致带点显示器的故障率极高，甚至在我国目前使用的10kV开关柜中有很多开关柜的带电显示器不能正常工作，不能发挥其职能。避雷器故障的出现大多就是因为其元件密封性出现问题导致的，一旦该元件的密封性出现问题，外界环境中的湿气就会进入避雷器内部，进而导致其内部部件老化，其元件工作能力严重下降，导致开关柜出现该类型故障。而电压互感器故障的原因种类就较多了，如出现安装不正确、调试不科学等问题都会导致电压互感器出现故障。
1.410kV开关柜机械传动操作机构故障
开关柜内部还包括了机械传动操作机构，该部件也对开关柜的工作有较为重要的影响。在10kV开关柜中其操作机构弯曲变形、传动销断裂和其它传动装置出现问题都是较为常见的机械传动操作机构故障形式。这些故障如果出现就会导致开关柜不能正常使用。
210kV开关柜常见故障解决办法
2.1做好安装调试和试验工作
10kV开关柜在安装调试阶段就已经为后续工作的性能打好了基础，完整彻底的调试是对故障的初步排除。在开关柜的安装调试环节中，需要注意的是是否出现了绝缘间隙不符合放电要求、传动卡涩以及调试不合理等情况，这些情况一旦出现将对日后开关柜的运行以及电网的安全造成巨大影响。出现问题需要安装人员立即联系厂家对问题进行处理，并且在检验开关柜性能时，严格按照相关规定与标准进行工作，减少故障发生的概率[2]。
2.2提高开关柜的绝缘性能
10kV开关柜在投入工作之后，需要长期承受电压，这也对开关柜的绝缘性能提出了要求。从开关柜原材料的选择开始，就要注重其绝缘性能，高质量的材料才能更好地进行工作，并且降低安全故障发生的几率。首先，选择10kV开关柜的绝缘件时，需要选择阻燃绝缘材质，不可使用一些有机绝缘材料，比如聚氯乙烯、酚醛树脂或是聚碳酸酯等；其次在元件的选择与购买上，尽可能选取绝缘性能较好并且阻燃的隔板，以及选择伏安特性较好的电压互感器；最后对于一些已经工作较长时间的开关柜来说，需要定时的清理，尽量避免由于灰尘杂物而引发的工作故障。
2.3强化开关柜体的封闭
开关柜的封闭对开关柜的安全有较大影响，良好的封闭性对开关柜的安全运行是一个有效的保障。首先对开关柜内部的柜内分割防护程度进行加强，开关柜内部构成主要分为母线、断路器以及电缆等设施，将这些部分分别采用阻燃绝缘板分成独立的小室，这样一来一旦出现控制故障就可以有效进行控制和阻绝，从而防止事故的扩大与发展。其次是在插头经过的插孔处增加绝缘罩，用以保护工作人员对开关柜进行操作时的人身安全。在开关柜机械动作的鉴定上，也要按照相关规定进行重点观察。开关柜的封闭关系着工作人员的安全以及故障的控制，需要从内而外加以重视。
2.4加强对10kV开关柜的定期管理维护
在对10kV开关柜进行定期管理维护时，其一是根据设备的具体情况制定合理的检修计划，检修计划与设备的具体型号、工作环境、工作年限等息息相关，在严格遵循检查管理制度的同时也要结合实际情况，切忌死搬硬套。其二是在检修过程中，对于设备出现的气味、颜色、声音以及震动等因素来判断是否出现故障。当工作人员发现音响、信号或是表计等监控设备存在异常时，就要对其进行全面的分析，对于修复好的故障，也要进行后续的跟踪监控。开关柜工作环境对其工作质量也有一定影响，在定期的检修工作中也要注意周围环境对开关柜是否存在不利影响，一旦环境较差，影响到了开关柜工作，就要进行灰尘或是杂物的清理，消除安全隐患[3]。
3小结
10kV开关柜的故障与电网相关的人身及财产安全密不可分，是一项需要加以重视的工作。10kV开关柜中的故障不仅要在安装时避免隐患，工作运行中也要做到定期检查与维护，这样才可以为电网的安全运行以及工作人员的人身安全做好保障。
参考文献：
[1]王宏，张铁.10kV高压开关柜常见故障分析和对策措施[J].中国电力教育，2008（S3）.
[2]曾新雄，李新海，曾庆祝.10kV开关柜内部电弧故障的危害与保护[J].广东电力，2016，29（06）：67-71.
[3]方明.基于温升试验的10kV开关柜结构优化设计[D].厦门：厦门理工学院，2016.