王婷婷
（国网福建省电力有限公司检修分公司福建福州市350013）
摘要：电力系统中变电站是进行电力资源供应以及电力系统正常运行的重要系统部分，负责电力系统的配电以及输电供应等。10kV高压开关柜是变电站中十分重要的设备之一，一台10kV高压开关柜的因事故停电，受到影响的用户涉及一片地区的供电，对居民生活和生活经济造成严重的影响。高压柜的故障，不但可能导致设备损坏、供电负荷损失，而且还有可能危及运行操作人员的人生安全。下面我们对10kV高压开关柜的故障及其原因进行分析，并提出了有针对性的具体措施。
关键词：10kV高压开关柜；故障原因；防范措施
伴随电力系统改革工作的逐步完善化，致使10kV高压开关柜在电力领域中应用范围得以全面化、广泛化。其中，10kV高压开关柜既是对电力系统运行状态的维护，还可在系统故障发生时，对相邻设备予以断开，以此保证电力设备、操作人员的安全。但是，结合电力企业当前发展现状，发现其关于10kV高压开关柜故障判断和处理等层面仍存在较大不足，从而对电力系统稳定性、安全性运行条件造成影响。
一、10kV高压开关柜故障原因分析
1.1绝缘因素
高压开关柜的绝缘水平是否达到标准对柜体性能有较大的影响。如果柜体的绝缘水平不满足要求，则很容易出现故障。现阶段，市场上很多电力产品的质量参差不齐，一旦选用了质量不合格的产品，会导致开关柜使用性能受限。电压小于10kV电压等级设备回路的规格、联络桥规格均不相同，要想使绝缘能力有所提高，可以通过增加冷缩管、热缩管的数量来增加负荷。电力系统的高负荷，容易导致设备的破损，绝缘老化速度加快，造成了一定的安全隐患，极易引发安全事故。
1.2设备和材料的质量因素
质量因素包括：设备的质量和材料的质量。电力建设中，会使用不同的材料以及设备，材料的质量直接影响工程的整体质量，选用性能良好的材料对于保证系统的安全性以及稳定性有着重要的意义。现阶段，10kV开关柜的故障产生原因之一就是隔离触头质量不过关，导致设备之间接触问题，进而引发电弧故障。还有，如果绝缘子的绝缘性能不满足实际要求，且环氧浇注效果较差，则材料的性能很可能无法达到电力系统的标准要求。即使勉强维持电力系统的正常运行，也会造成系统的使用寿命有所降低。通常，即使电力系统在良好的运行条件下，也很容易发生爬电，对系统的稳定性和安全性造成影响。
1.3安装与维护
10kV高压开关柜的安装与维护工作需要满足国家的相应标准，技术人员选择合理的工艺技术，以确保设备安全。工作中，母线的安装工作量最大，对每一处细节都要进行合理的把握，比如：即使螺栓连接不合理，都会导致设备的运行障碍。设备工作中，可能发热现象十分普遍，这无形中增加了母线和其他各处停电的概率。10kV高压开关柜的电缆制作过程如果不能满足确定的标准，水平较低，则极易引发事故。由于电缆问题而导致短路事故的例子屡见不鲜。
1.4老化因素
随着社会用电量的增多，原先安装的电力设备开始处于老化阶段，各种装置及元器件性能日趋下降。如：真空断路器在使用过程中易发生不同的故障，特别是电流值处于异常变化的故障发生率更高。真空泡在真空度明显降低或者在运行中受损后，真空断路器的整体性能就会随之降低，当出现故障时就容易发生爆炸事故。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。若真空断路器的电流值难以达到系统运行的标准，其常会受到短路故障的影响而降低性能。这些问题的存在都会破坏电力系统的稳定性。
1.5操作因素
断路器在10kV开关柜中属于一次的主体设备，在运行期间要面临大电流、高电压等环境，这些都会影响到设备的运行状态。主要表现为：首先，柜体的机械强度不够，当短路电流流经开关的时候，在电动力的作用下而导致柜体与开关之间发生位移，从而致使触头间接触电阻急剧增大，而产生电弧，甚至会引起爆炸。其次，静触头或动触头在长期的使用过程当中，因为它们之间相互的机械磨损而导致接触点或面的减少，从而造成触头之间接触不良的现象。最后，设备安装中因操作不当破坏了结构的完整性，如：动静触头插入不标准，接触电阻过大易引起不同的故障问题。
二、防范10kV高压开关柜故障的措施
2.1材料选型
电力系统设计阶段应注重开关柜的故障防范，对潜在的安全隐患实施必要的处理。开关柜设计的关键内容包括：柜体、断路器等一次元器件的选型，全面分析各种元器件的性能，从稳定性、可靠性等方面优化设计，如：对柜体内的元器件科学分布，使设备在更加优越的环境下完成操作。考虑到用户的实际需求，可选择高性能的材料组装系统，如：变电站、开闭所等要选用国内优质材料或进口材料，提高设备运行的安全系数。
2.2爬电比距
爬电比距是高压开关柜设计的重点参数，该指标控制的可靠性影响着系统正常运行的性能。依照国家标准，高压开关柜中的各组件及其支持绝缘件的外绝缘爬电比距为纯瓷绝缘不小于18mm/kV，有机绝缘不小于20mm/kV。为了达到这一功能要求，电力单位应严格控制组配件的规格，尽可能找专业厂家订做，以保证电力系统的优越性能。
2.3安全方面
安全用电是电力行业长期研究的重点，柜内各相导体之间与对地净距必须满足电力行业标准：相间及对地空气间隙在125mm以上。若运用了复合绝缘结构，则要加强绝缘材料介电常数的配合，这不仅有助于防止人身伤亡事故的发生，也能避免盐雾污闪以及有害气体对母线的腐蚀。
2.4环境方面
外在环境对高压开关柜的事故影响较大，防范故障发生时应注意环境的监测控制。如：对通风窗可以通过加装网栅或过滤网的方法，来降低进入开关室的灰尘量，而对于较潮湿的开关室，可以加装红外线灯的加热或去湿装置来降低潮湿度。
2.5提升其绝缘性能
高压开关柜在运行的过程中，同时受到的工作电压很高，一旦开关柜的质量出现问题就会导致很多运行参数不能符合设计要求，进而造成开关柜的运行变差。正是因为这样，我们才应该在开关柜的制作过程中，保障其绝缘性能，这样能够有效地减少因为绝缘问题出现的运行故障。在高压开关柜的调试过程中，提升调试的水平，开关柜安装调试工作的好坏在很大程度上决定着其能否正常运作，因此，务必要加强安装调试方面工作人员的培训和考核，只有能够顺利通过考核的工作人员才有资格进行安装调试，用此举来确保安装调试的顺利。
结语
10kV高压开关柜的正常运行对于保证电力系统的平稳供电发挥着重要的作用。为了尽量减少高压配电柜出现故障，应该定期对其进行检修与维护，一旦出现故障，尽快找出原因，并采取合理的解决措施，提高系统运行的安全性和稳定性。
参考文献：
[1]韦科迪.浅析10kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].现代制造，2012.
[2]李笃庆.10kV高压开关柜的故障及防范措施分析[J].工业c，2016.
[3]杨军伟.一起典型10kV开关柜故障分析及其防范对策[J].电工技术：理论与实践，2015.
作者简介：
王婷婷（1988.07），女福建南安人，福州大学电气工程与自动化本科，工程师，单位：国网福建省电力有限公司检修分公司，研究方向：500kV变电。