馬永福

（中國(guó)鋁業(yè)連城分公司，甘肅 蘭州730335）

0 引言

隨著用電需求量的大幅提升，我國(guó)不斷加大對(duì)電網(wǎng)的改造力度，這使得相關(guān)電網(wǎng)設(shè)備的性能得到了顯著提高，降低了故障發(fā)生率。但由于相關(guān)設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造階段以及安裝、運(yùn)行過程中均未得到全面的考慮與完善，使得一些問題仍然存在，如10 k V高壓開關(guān)柜如今依然存在著防爆能力不足、防護(hù)等級(jí)不符合要求以及絕緣等級(jí)低等問題。

1 10 k V高壓開關(guān)柜常見故障原因

目前，10 k V高壓開關(guān)柜的數(shù)量越來越多，使用范圍越來越廣，一旦發(fā)生事故，將會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果，其相鄰的開關(guān)柜以及整段母線都可能會(huì)受到牽連。筆者通過分析總結(jié)，認(rèn)為導(dǎo)致10 k V開關(guān)柜出現(xiàn)故障的原因有以下幾點(diǎn)：

1．1 防爆能力、防護(hù)等級(jí)不夠

（1）10 k V高壓開關(guān)柜的頂層部分都有泄壓通道，包括開關(guān)室泄壓通道、母線室泄壓通道和電纜室泄壓通道。在安裝過程中，若一些開關(guān)柜的泄壓通道未在一側(cè)利用塑料螺絲而是用鐵螺絲進(jìn)行固定，或螺絲固定操作不規(guī)范、鐵螺絲與塑料螺絲安裝方向相反等，就可能會(huì)導(dǎo)致開關(guān)柜出現(xiàn)短路時(shí)高壓蒸汽無法順暢排出，使柜內(nèi)壓力在極短的時(shí)間內(nèi)飆升，當(dāng)開關(guān)柜無法承受內(nèi)部壓力時(shí)便會(huì)發(fā)生爆炸，對(duì)周圍設(shè)備及工作人員造成傷害。（2）當(dāng)前使用的高壓開關(guān)柜的面板開孔情況通常有開關(guān)分合指示觀察孔、電纜小室觀察孔、散熱孔、緊急解鎖孔、柜面板照明孔、微機(jī)五防鎖扣以及開關(guān)小室觀察孔等。雖然這些開孔具有一定的使用價(jià)值，但也從另一方面降低了開關(guān)柜的防護(hù)能力。（3）當(dāng)前許多10 k V高壓開關(guān)柜室和電纜室間的泄壓通道與散熱通風(fēng)孔的大小滿足不了實(shí)際需要，一旦有事故發(fā)生，就有可能導(dǎo)致壓力無法排出，擴(kuò)大事故范圍。（4）還有部分開關(guān)柜在檢修和維護(hù)后沒有將螺絲擰緊，這也極大地降低了開關(guān)柜的防爆能力。

1．2 絕緣等級(jí)低

（1）空氣與爬距之間的空隙過小?？諝馀c爬距之間的空隙過小是導(dǎo)致高壓開關(guān)柜出現(xiàn)絕緣損壞事故的一個(gè)主要原因。尤其是手車柜，很多生產(chǎn)單位為了縮小柜體，減小了斷路器與隔離插頭的對(duì)地距離和間距，致使絕緣強(qiáng)度難以保證。（2）生產(chǎn)制造過程中技術(shù)與質(zhì)量存在問題，這是影響10 k V高壓開關(guān)柜絕緣等級(jí)的一個(gè)重要因素。生產(chǎn)過程尤其是裝配過程對(duì)高壓開關(guān)柜整體的耐壓水平有著很大影響，比如很多單體原件可以順利地通過耐壓測(cè)試，但由于裝配方面的影響，其整體無法通過測(cè)試。（3）接點(diǎn)接觸不良或容量不足，就很有可能導(dǎo)致柜內(nèi)發(fā)熱繼而起火。（4）開關(guān)柜的周圍環(huán)境也會(huì)對(duì)其絕緣等級(jí)產(chǎn)生影響，比如大氣污染嚴(yán)重便會(huì)對(duì)母線、套管以及絕緣子造成污染，使其絕緣等級(jí)降低。這主要分為2種情況：1）絕緣子表面不僅潮濕而且污穢。絕緣子表面附有灰塵后，干燥時(shí)仍具有較高的絕緣電阻，這種情況下通常不會(huì)發(fā)生污閃。另外，如果絕緣子表面潮濕但并不污穢，其絕緣強(qiáng)度依然會(huì)保持在較高的水平，這種情況下也不易發(fā)生污閃。但如果絕緣子表面在干燥的環(huán)境中累積了過多的灰塵與污穢，而周圍環(huán)境卻又突然變得潮濕，絕緣子表面的污穢被打濕后，污閃發(fā)生的概率就會(huì)高很多。2）絕緣子串的泄漏距離過短，無法適應(yīng)潮濕和污穢的環(huán)境。污閃的出現(xiàn)一般都是因絕緣電阻降低同時(shí)泄漏電流增大引起的。如果在相同的外部環(huán)境條件下，絕緣子串的泄漏距離達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，就很難出現(xiàn)閃絡(luò)，反之就極易跨接兩端電極，從而引發(fā)閃絡(luò)。（5）雷擊等自然因素也有可能造成開關(guān)柜放電等事故。

1．3 動(dòng)物導(dǎo)致短路

由于10 k V高壓開關(guān)柜內(nèi)部的保護(hù)儀表層、開關(guān)層以及電纜層二次電纜孔相互連通，由一次電纜孔通往電纜溝，如果不將其封閉嚴(yán)實(shí)，一旦有老鼠等小動(dòng)物經(jīng)過孔洞進(jìn)入開關(guān)柜內(nèi)部，就極易導(dǎo)致柜內(nèi)短路或放電事故。

2 10 k V高壓開關(guān)柜的檢修維護(hù)措施

2．1 提高開關(guān)柜防爆能力和防護(hù)等級(jí)

（1）更換開關(guān)柜泄壓通道頂蓋固定螺絲，使得柜內(nèi)短路時(shí)電弧能沖斷相應(yīng)分室的頂蓋塑料螺絲，使頂蓋折起開放壓力釋放通道。應(yīng)當(dāng)注意的是，泄壓通道頂蓋缺口對(duì)側(cè)應(yīng)更換為塑料螺絲，用工具將原鐵螺絲旋出后改用塑料螺絲鎖緊。（2）除開關(guān)柜面板上必要的開孔，如開關(guān)分合指示觀察孔、電纜小室觀察孔和開關(guān)小室觀察孔等之外，不能在面板上開鉆其他孔洞，要確保開關(guān)柜能與IP4 X防護(hù)要求相符合。（3）在合理且不會(huì)造成其他安全隱患的前提下，擴(kuò)大電纜室的釋壓通道，可以將其后封板朝后方增擴(kuò)30 mm，并按45°角向上過渡的方式在柜后距離地面1．8 m的地方朝后方擴(kuò)大400 mm，最后把電纜室的釋壓通道擴(kuò)增到500 mm；此外，還要對(duì)電纜室與開關(guān)室之間的散熱通風(fēng)孔進(jìn)行密封化處理。（4）在日常巡視過程中，要注意檢查前門、后門的螺絲是否穩(wěn)固。

2．2 提高開關(guān)柜絕緣性能

開關(guān)柜在接入電網(wǎng)并正式運(yùn)作后，將會(huì)承受巨大的壓力，在這種工作狀態(tài)下，要是開關(guān)柜各組件的質(zhì)量存在問題或是與電網(wǎng)相關(guān)的參數(shù)不符，會(huì)在很大程度上加劇開關(guān)柜的運(yùn)行條件惡化，從而導(dǎo)致事故發(fā)生。所以，應(yīng)當(dāng)采取以下措施進(jìn)行改良：（1）高壓開關(guān)柜內(nèi)的絕緣件，如套管、絕緣子、觸頭罩以及隔板等，應(yīng)采用阻燃絕緣材料，不應(yīng)當(dāng)采用聚氯乙烯、酚醛樹脂或聚碳酸脂等有機(jī)絕緣材料。（2）一定要按部頒標(biāo)準(zhǔn)要求，帶電體對(duì)地距離不小于125 mm。這個(gè)距離雖比過去100 mm的要求有所提高，然而這也是最低要求。125 mm不對(duì)稱間隙的工頻最大耐受電壓約為49 k V，而在不利情況下，電容傳遞過電壓最大值有可能高達(dá)63 k V，可見這個(gè)間隙距離是不夠的。（3）應(yīng)充分注意元件選擇，特別是電壓互感器要選擇伏安特性較好的產(chǎn)品，即在線電壓下無顯著飽和的電壓互感器。對(duì)于隔板等，應(yīng)選用絕緣性能好、不燃燒或阻燃的絕緣材料。（4）提高外絕緣的泄漏比距。泄漏比距是衡量防污閃能力的重要參數(shù)。在有關(guān)規(guī)定中，普通地區(qū)要求泄漏比距不小于1．2 c m／k V，然而福建省的運(yùn)行情況表明這個(gè)數(shù)值偏小，這是由于福建省位于亞熱帶潮濕地區(qū)，濕度大。10 k V開關(guān)雖處于室內(nèi)，但并不能消除飄塵的沉積，考慮到大氣環(huán)境條件日趨惡化，10 k V開關(guān)柜的外絕緣泄漏比距應(yīng)選擇20．6 c m／k V以上為宜。（5）在有條件時(shí)，建議進(jìn)行開關(guān)柜外絕緣凝露條件下的耐壓試驗(yàn)。這是開關(guān)柜適應(yīng)環(huán)境條件的一個(gè)非常得力的措施，希望制造廠家能予以考慮。（6）對(duì)一些老的開關(guān)柜，增大空氣間隙及泄漏比距有困難時(shí)，宜從改善環(huán)境條件入手，應(yīng)在開關(guān)室配置通風(fēng)、防潮設(shè)備和濕度計(jì)，在開關(guān)柜配置溫濕度控制器，并在梅雨、多雨季節(jié)或運(yùn)行需要時(shí)啟動(dòng)，防止凝露導(dǎo)致絕緣事故。（7）加強(qiáng)開關(guān)柜清掃，執(zhí)行“逢停即掃”的原則。有條件時(shí)，開關(guān)柜內(nèi)帶電體盡量采用熱縮，這對(duì)提高運(yùn)行水平很有利。（8）結(jié)合元件復(fù)合化（組合式）設(shè)計(jì)及元件集中化裝配，設(shè)計(jì)出相適應(yīng)的絕緣方案，如目前KYN柜中互感器套管觸頭盒、絕緣子的組合結(jié)構(gòu)所需的絕緣配合。（9）改進(jìn)工藝，在中壓開關(guān)柜專用配件方面，更廣泛地采用新型配方的環(huán)氧樹脂絕緣件。

2．3 防止小動(dòng)物造成短路

（1）高壓開關(guān)柜安裝時(shí)，應(yīng)將開關(guān)柜電纜層、開關(guān)層、保護(hù)儀表層一次和二次電纜孔完全封堵，防止小動(dòng)物通過電纜孔洞進(jìn)入柜內(nèi)，引發(fā)放電或短路故障。開關(guān)柜及電纜驗(yàn)收時(shí)應(yīng)注意檢查封堵情況。（2）高壓開關(guān)柜內(nèi)母線及各支引線宜采用可靠的絕緣材料包封，以防止小動(dòng)物或異物造成母線短路。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著用電需求量的大幅提升，我國(guó)不斷加大對(duì)電網(wǎng)的改造力度，這使得相關(guān)電網(wǎng)設(shè)備的性能得到了顯著提高，故障發(fā)生率有所降低。但客觀來說，由于各種條件的限制，許多設(shè)備仍需要得到改善，這就要求我們做好日常的檢修與維護(hù)工作。比如，對(duì)于10 k V高壓開關(guān)柜而言，就必須從增強(qiáng)其防爆能力、提高絕緣性能等方面出發(fā)，做好檢修與維護(hù)工作。

［1］孫路陽(yáng)．10 k V開關(guān)柜運(yùn)行檢修防范要點(diǎn)［J］．機(jī)電信息，2010（6）

［2］潘玉冬，王?。?0 k V開關(guān)柜的發(fā)展和應(yīng)用［J］．科技資訊，2008（23）

［3］葉子．10 k V開關(guān)柜電氣故障分析與處理［J］．企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011（21）