馬永福

（中國鋁業(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，我國不斷加大對電網(wǎng)的改造力度，這使得相關電網(wǎng)設備的性能得到了顯著提高，降低了故障發(fā)生率。但由于相關設備在設計、制造階段以及安裝、運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高壓開關柜如今依然存在著防爆能力不足、防護等級不符合要求以及絕緣等級低等問題。

1 10 k V高壓開關柜常見故障原因

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

1．1 防爆能力、防護等級不夠

（1）10 k V高壓開關柜的頂層部分都有泄壓通道，包括開關室泄壓通道、母線室泄壓通道和電纜室泄壓通道。在安裝過程中，若一些開關柜的泄壓通道未在一側利用塑料螺絲而是用鐵螺絲進行固定，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，就可能會導致開關柜出現(xiàn)短路時高壓蒸汽無法順暢排出，使柜內壓力在極短的時間內飆升，當開關柜無法承受內部壓力時便會發(fā)生爆炸，對周圍設備及工作人員造成傷害。（2）當前使用的高壓開關柜的面板開孔情況通常有開關分合指示觀察孔、電纜小室觀察孔、散熱孔、緊急解鎖孔、柜面板照明孔、微機五防鎖扣以及開關小室觀察孔等。雖然這些開孔具有一定的使用價值，但也從另一方面降低了開關柜的防護能力。（3）當前許多10 k V高壓開關柜室和電纜室間的泄壓通道與散熱通風孔的大小滿足不了實際需要，一旦有事故發(fā)生，就有可能導致壓力無法排出，擴大事故范圍。（4）還有部分開關柜在檢修和維護后沒有將螺絲擰緊，這也極大地降低了開關柜的防爆能力。

1．2 絕緣等級低

（1）空氣與爬距之間的空隙過小。空氣與爬距之間的空隙過小是導致高壓開關柜出現(xiàn)絕緣損壞事故的一個主要原因。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地距離和間距，致使絕緣強度難以保證。（2）生產(chǎn)制造過程中技術與質量存在問題，這是影響10 k V高壓開關柜絕緣等級的一個重要因素。生產(chǎn)過程尤其是裝配過程對高壓開關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試，但由于裝配方面的影響，其整體無法通過測試。（3）接點接觸不良或容量不足，就很有可能導致柜內發(fā)熱繼而起火。（4）開關柜的周圍環(huán)境也會對其絕緣等級產(chǎn)生影響，比如大氣污染嚴重便會對母線、套管以及絕緣子造成污染，使其絕緣等級降低。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，干燥時仍具有較高的絕緣電阻，這種情況下通常不會發(fā)生污閃。另外，如果絕緣子表面潮濕但并不污穢，其絕緣強度依然會保持在較高的水平，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)生的概率就會高很多。2）絕緣子串的泄漏距離過短，無法適應潮濕和污穢的環(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到安全標準，就很難出現(xiàn)閃絡，反之就極易跨接兩端電極，從而引發(fā)閃絡。（5）雷擊等自然因素也有可能造成開關柜放電等事故。

1．3 動物導致短路

由于10 k V高壓開關柜內部的保護儀表層、開關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，如果不將其封閉嚴實，一旦有老鼠等小動物經(jīng)過孔洞進入開關柜內部，就極易導致柜內短路或放電事故。

2 10 k V高壓開關柜的檢修維護措施

2．1 提高開關柜防爆能力和防護等級

（1）更換開關柜泄壓通道頂蓋固定螺絲，使得柜內短路時電弧能沖斷相應分室的頂蓋塑料螺絲，使頂蓋折起開放壓力釋放通道。應當注意的是，泄壓通道頂蓋缺口對側應更換為塑料螺絲，用工具將原鐵螺絲旋出后改用塑料螺絲鎖緊。（2）除開關柜面板上必要的開孔，如開關分合指示觀察孔、電纜小室觀察孔和開關小室觀察孔等之外，不能在面板上開鉆其他孔洞，要確保開關柜能與IP4 X防護要求相符合。（3）在合理且不會造成其他安全隱患的前提下，擴大電纜室的釋壓通道，可以將其后封板朝后方增擴30 mm，并按45°角向上過渡的方式在柜后距離地面1．8 m的地方朝后方擴大400 mm，最后把電纜室的釋壓通道擴增到500 mm；此外，還要對電纜室與開關室之間的散熱通風孔進行密封化處理。（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 提高開關柜絕緣性能

開關柜在接入電網(wǎng)并正式運作后，將會承受巨大的壓力，在這種工作狀態(tài)下，要是開關柜各組件的質量存在問題或是與電網(wǎng)相關的參數(shù)不符，會在很大程度上加劇開關柜的運行條件惡化，從而導致事故發(fā)生。所以，應當采取以下措施進行改良：（1）高壓開關柜內的絕緣件，如套管、絕緣子、觸頭罩以及隔板等，應采用阻燃絕緣材料，不應當采用聚氯乙烯、酚醛樹脂或聚碳酸脂等有機絕緣材料。（2）一定要按部頒標準要求，帶電體對地距離不小于125 mm。這個距離雖比過去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63 k V，可見這個間隙距離是不夠的。（3）應充分注意元件選擇，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。對于隔板等，應選用絕緣性能好、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，然而福建省的運行情況表明這個數(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開關雖處于室內，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開關柜的外絕緣泄漏比距應選擇20．6 c m／k V以上為宜。（5）在有條件時，建議進行開關柜外絕緣凝露條件下的耐壓試驗。這是開關柜適應環(huán)境條件的一個非常得力的措施，希望制造廠家能予以考慮。（6）對一些老的開關柜，增大空氣間隙及泄漏比距有困難時，宜從改善環(huán)境條件入手，應在開關室配置通風、防潮設備和濕度計，在開關柜配置溫濕度控制器，并在梅雨、多雨季節(jié)或運行需要時啟動，防止凝露導致絕緣事故。（7）加強開關柜清掃，執(zhí)行“逢停即掃”的原則。有條件時，開關柜內帶電體盡量采用熱縮，這對提高運行水平很有利。（8）結合元件復合化（組合式）設計及元件集中化裝配，設計出相適應的絕緣方案，如目前KYN柜中互感器套管觸頭盒、絕緣子的組合結構所需的絕緣配合。（9）改進工藝，在中壓開關柜專用配件方面，更廣泛地采用新型配方的環(huán)氧樹脂絕緣件。

2．3 防止小動物造成短路

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

3 結語

綜上所述，隨著用電需求量的大幅提升，我國不斷加大對電網(wǎng)的改造力度，這使得相關電網(wǎng)設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，許多設備仍需要得到改善，這就要求我們做好日常的檢修與維護工作。比如，對于10 k V高壓開關柜而言，就必須從增強其防爆能力、提高絕緣性能等方面出發(fā)，做好檢修與維護工作。

［1］孫路陽．10 k V開關柜運行檢修防范要點［J］．機電信息，2010（6）

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

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