周明星，沈 瓊

(1.國網(wǎng)湖北省電力公司，湖北 武漢 430077；2.國網(wǎng)湖北省電力公司襄陽供電公司，湖北 襄陽 441000)

0 引言

高壓開關柜作為電力系統(tǒng)最重要的設備之一，具有數(shù)量龐大、品種繁多、安全風險系數(shù)大的特點。近年來，某公司開關柜數(shù)量增長迅猛，質(zhì)量事件呈增長趨勢。為此，通過對近年來該公司開關柜質(zhì)量事件的統(tǒng)計分析，總結了開關柜全壽命質(zhì)量管理提升措施，用以指導開關柜質(zhì)量管控。

1 開關柜總體質(zhì)量情況

通過對該公司所轄區(qū)域開關柜近5年來質(zhì)量事件的分析，可知其呈現(xiàn)以下特點。

(1) 開關柜發(fā)生質(zhì)量事件較多，在變電質(zhì)量事件中占比較高，主要集中在物資質(zhì)量和運維質(zhì)量2個方面。

(2) 開關柜質(zhì)量事件造成的損失及影響大，會導致開關柜柜體燒毀、爆炸，主變越級跳閘、低壓母線失壓，主變損壞。主變損壞、開關柜燒毀均會造成用戶停電；而開關柜更換需母線停電，不僅直接經(jīng)濟損失大，也影響了供電公司服務質(zhì)量。

(3) 開關柜安全質(zhì)量隱患不容忽視。該公司所轄區(qū)域部分開關柜為早期型號產(chǎn)品，如GG系列、XGN系列。此類開關柜存量大，存在設計缺陷、機構卡澀、老化銹蝕等情況；部分設備不能滿足新修編后的反措要求，接線方式、“五防”閉鎖、泄壓通道、散熱通風、防爆措施等功能不能滿足運行要求，存在安全風險。

2 開關柜物資質(zhì)量分析

開關柜物資質(zhì)量問題集中在設計結構問題和元器件及材質(zhì)問題上。

2.1 設計結構問題

設計結構問題主要表現(xiàn)為“五防”問題、絕緣距離不夠、小車動靜觸頭接觸不良等。

2.1.1 “五防”問題

“五防”問題主要是開關柜機械防誤閉鎖功能不完備，機械閉鎖強度不夠、設備老舊變形等導致閉鎖功能失效，易引發(fā)誤操作事故。

2.1.2 絕緣問題

(1) 絕緣凈距不足。受開關柜室空間尺寸限制以及對開關柜小型化的追求，部分柜內(nèi)電氣安全距離偏小，安全余量不足，尤其是35 kV開關柜內(nèi)部絕緣凈距不足表現(xiàn)非常突出。

(2) 局部場強過高。穿墻套管、機械活門、母排拐彎處等部位場強高，若屏蔽措施不可靠，如電纜終端頭屏蔽措施不完善，則在運行中電纜主絕緣層的絕緣就會劣化，被擊穿。

(3) 絕緣老化。絕緣件老化導致絕緣失效，最終發(fā)展成絕緣事故。

2.1.3 小車動靜觸頭接觸不良

由于設計結構缺陷，動靜觸頭間接觸面較小，觸頭接觸不良，或觸指彈簧材質(zhì)不良、受熱變形，接觸電阻增大，在大電流時發(fā)熱嚴重。

2.2 元器件及材質(zhì)問題

元器件及材質(zhì)容易出問題的部位集中在刀閘、連桿等傳動受力部件，如CT，PT、二次回路及其零部件、真空泡、分閘線圈、儲能彈簧、輔助開關、阻尼器、熔斷器、母排等。

2.2.1 刀閘、連桿等質(zhì)量問題

如果刀閘、連桿等高頻操作元器件選材質(zhì)量標準不高，會導致開關柜操動機構及傳動系統(tǒng)機械故障頻發(fā)，具體表現(xiàn)為機構卡澀，分合閘鐵芯松動、卡澀及軸銷松斷等。隨著運行年限的增長，設備老化，開關柜內(nèi)各金屬部件氧化、銹蝕情況加劇，造成刀閘分合閘不到位或接觸不良，極易導致設備發(fā)熱燒毀事故。

2.2.2 CT，PT質(zhì)量問題

CT，PT屬于測量部件，發(fā)生異常時極易導致電壓電流異常、系統(tǒng)諧振、設備燒毀等事故。在出廠試驗中，如未按要求開展局部放電試驗，運行時內(nèi)部存在局部放電現(xiàn)象，在過電壓等外部因素影響下，互感器的樹脂絕緣性能降低造成絕緣擊穿，極易發(fā)展成母線短路等事故。

2.2.3 二次回路及零部件問題

部分供應商選擇的二次元件性能不良，或電路板、二次接線工藝等質(zhì)量不良，導致接地、保護誤動、拒動及通信中斷等事件發(fā)生。常見的有主變測控裝置死機、出口插件繼電器卡澀粘連、主變保護裝置數(shù)據(jù)采樣算法缺陷等。

2.2.4 真空泡質(zhì)量問題

真空泡出現(xiàn)真空度降低、開斷容量不足、滅弧性能下降等問題，在事故時極易導致斷路器爆炸、開關柜燒毀。

3 開關柜運維質(zhì)量分析

開關柜主要存在通風、除塵、除潮不到位和孔洞、門窗封堵不到位等導致的環(huán)境問題以及隱患發(fā)現(xiàn)消除不及時等運維質(zhì)量問題。

3.1 環(huán)境問題

環(huán)境問題對于電氣設備的絕緣性能影響尤為重要，最大的影響因素就是濕度和溫度。濕度過大時，高壓開關柜內(nèi)部極易出現(xiàn)凝露，將嚴重破壞開關柜的絕緣性能，并進而引發(fā)觸電、電弧、設備起火甚至爆炸等嚴重事故。在運行中，常存在高壓室通風除潮除塵設備配置不足或使用效果不佳，部分電纜孔洞門窗封堵不完善等問題，導致絕緣設備受潮、小動物進入等。

3.2 隱患發(fā)現(xiàn)消除不及時

由于前端物資、工程質(zhì)量把控不嚴，運維階段人員能力和責任心不足，或者檢測手段或檢測準確性不夠，造成螺絲松動、斷裂、設備放電和發(fā)熱等隱患不能被及時發(fā)現(xiàn)，導致事故發(fā)生。如：開關柜觸頭長期發(fā)熱燒毀，觸指連接螺栓脆化、斷裂，觸指與動觸頭之間接觸壓力下降產(chǎn)生放電燒損等。

4 應對措施

國家電網(wǎng)公司高度重視開關柜質(zhì)量問題，先后制定了《預防12 kV—40.5 kV交流高壓開關柜事故補充措施》（國家電網(wǎng)生[2010]811號）、《預防交流高壓開關柜人身傷害事故措施》（國家電網(wǎng)生[2010]1580）、《變電站通用設計開關柜選型技術原則》（國家電網(wǎng)基建技術[2014]48號）、《10 kV開關柜選型技術原則》(運檢三[2014]9號)等規(guī)范要求，但在開關柜質(zhì)量管控方面仍存在責任不落實、執(zhí)行不到位的問題。為加強開關柜質(zhì)量管控，提出

以下建議。

4.1 質(zhì)量管控責任落實方面

(1) 組織制定《開關柜全過程質(zhì)量管控工作規(guī)定》，明確設計、采購、建設、運維各環(huán)節(jié)的責任，建立科學有效的管控流程。

(2) 組織制定《開關柜全過程質(zhì)量管控技術標準》。根據(jù)各項規(guī)定要求，結合公司開關柜質(zhì)量存在的實際問題，制定設計、采購、建設、運維等各環(huán)節(jié)統(tǒng)一的技術標準，加強人員素質(zhì)培養(yǎng)，確保技術標準落實。

4.2 設計選型及采購方面

(1) 優(yōu)化設計選型。通過專題調(diào)研論證，確定后期基建技改開關柜選型時優(yōu)選免維護、可靠性高的設備，解決追求開關柜小型化帶來的安全距離偏小、受環(huán)境影響大，開關柜容易引發(fā)燒毀甚至“火燒連營”等問題。結合國內(nèi)開關柜技術發(fā)展方向，重點開展KYN開關柜和充氣柜或C-GIS設備的經(jīng)濟技術比較和論證。充氣柜或C-GIS設備采用性能優(yōu)異的壓縮氣體，可大大壓縮尺寸，基本不受灰塵、潮濕等環(huán)境影響，且安裝維護簡便；同時可解決設計結構和運行環(huán)境及現(xiàn)有開關柜技術門檻低、制造質(zhì)量參差不齊的問題，還可實現(xiàn)遠方操作線路側(cè)接地刀閘、在線路檢修布置安全措施等功能，大大減輕了運維人員工作量。

(2) 完善開關柜采購技術條件，落實開關柜全過程質(zhì)量管控技術標準。物資部門、運檢部門要在統(tǒng)一的招標技術規(guī)范基礎上，明確設計結構、“五防”閉鎖、元器件選型、運行環(huán)境等差異性要求，制定統(tǒng)一的差異化條款，作為招標技術協(xié)議的補充條款。

4.3 入網(wǎng)檢測及驗收方面

(1) 加強抽檢、監(jiān)造、驗收人員培訓，確保開關柜源頭質(zhì)量管控責任落實到位。廠內(nèi)抽檢、監(jiān)造時，應見證和核實產(chǎn)品結構、開關柜絕緣間距、“五防”功能、技術參數(shù)等關鍵元器件性能符合技術協(xié)議要求。出廠試驗應該在高壓開關柜生產(chǎn)廠家任一合適的場所對每臺成品進行檢驗，以確保與己經(jīng)通過型式試驗的設備相一致。主要元器件(真空泡、斷路器、 觸頭盒、支撐絕緣子、穿屏套管、電流互感器、電壓互感器、避雷器、SF6氣體等)應在高壓開關柜生產(chǎn)廠家或元器件制造廠按標準進行試驗，并出具試驗報告。

(2) 現(xiàn)場到貨驗收時認真核對產(chǎn)品說明書、型式試驗報告、出廠試驗報告及產(chǎn)品圖紙等資料與到貨產(chǎn)品是否一致，柜內(nèi)設備實際接線與訂貨要求是否一致。交接試驗必須嚴格按照DL/T 404—2007《3.6 kV—40.5 kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》和GB 50150—2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》等標準進行，嚴禁缺漏項以及試驗不合格的產(chǎn)品進入電網(wǎng)。高壓開關柜在安裝后，應對其一、二次電纜進線處采取有效封堵措施，電纜溝蓋板及門窗空洞等要關閉嚴實。

4.4 運維檢修及改造方面

(1) 嚴格執(zhí)行運維檢修相關工作規(guī)定，加強裝備檢測能力建設，提升人員技術素養(yǎng)和工作責任心，定期開展帶電檢測。充分利用紅外測溫、超聲波、超高頻、地電波測試等帶電檢測手段對開關柜進行檢測，及早發(fā)現(xiàn)和消除開關柜內(nèi)過熱、局部放電等缺陷。全面排查一次接線、“五防”閉鎖、絕緣距離、泄壓通道、防潮除濕等典型隱患情況，并將排查出的隱患全部登記納入隱患庫，制定整改計劃，逐一進行“銷號”處理。

(2) 按照輕重緩急開展技術改造工作，對運行年限長、運行狀況差且不具備改造價值的設備，應有計劃地安排整體更換。對于避雷器直接接在母線上的情況應立即整改；難以立即改造的，應采取強制閉鎖措施或設置明顯警示警告標識。泄壓通道不滿足運行要求的應設置壓力釋放裝置，不具備改造條件的應整體更換。高壓開關柜穿墻套管、機械活門、母排拐彎處等部位空氣絕緣凈距離小于25 mm(12 kV)和300 mm(40.5 kV)的，應采取導體加裝絕緣護套的包封措施?！拔宸馈遍]鎖功能不完善或存在結構性缺陷，不能大修完善的，宜技改更換。對地處潮濕、污穢等級高、溫差變化大等地區(qū)的變電站開關柜，應積極開展開關柜運行環(huán)境綜合整治。未配置通風、除濕防潮設備的開關柜室，應配置空調(diào)、工業(yè)除濕機等通風、除濕防潮設備。

4.5 質(zhì)量監(jiān)督工作方面

(1) 強化開關柜質(zhì)量事件調(diào)查處理。全面收集設計、采購、建設、運維各環(huán)節(jié)的開關柜質(zhì)量事件，按照“一事一分析”原則，認真開展開關柜質(zhì)量事件調(diào)查分析。將暴露出的問題及時反饋到前端各管控環(huán)節(jié)，督促供應商對不良行為進行處理并對質(zhì)量管理策略進行優(yōu)化，實現(xiàn)閉環(huán)管控。

(2) 強化開關柜質(zhì)量監(jiān)督過程管控的痕跡化管理。建立基于技術監(jiān)督的入網(wǎng)資產(chǎn)質(zhì)量管控系統(tǒng)，落實開關柜入網(wǎng)質(zhì)量管控痕跡化管理要求。建立設計、采購、建設、運維各環(huán)節(jié)相應的痕跡檔案，確保各環(huán)節(jié)質(zhì)量管控責任落實，實現(xiàn)質(zhì)量問題的責任環(huán)節(jié)、責任人員可追溯。

4.6 供應商管理方面

(1) 加大開關柜不良供應商處理力度。細化開關柜供應商評價條款，采取績效評價扣分、暫停中標、列入黑名單等措施，做到發(fā)現(xiàn)一家處理一家，消除供應商僥幸心理。

(2) 加強物資質(zhì)量問題的跟蹤處理。按照該公司規(guī)定和合同約定，組織供應商約談，要求供應商積極配合事件調(diào)查和原因分析，制定事故后整改措施。要求供應商免費處理并及時更換質(zhì)量問題設備，配合治理或免費召回存在質(zhì)量隱患及家族性缺陷的產(chǎn)品。運維部門、物資部門做好供應商質(zhì)量問題整改后的驗收工作，確保整改措施有效執(zhí)行，落實到位，避免類似事件再次發(fā)生。

5 結束語

高壓開關柜質(zhì)量對人身、電網(wǎng)、設備的安全及可靠供電有著關鍵性作用。隨著質(zhì)量監(jiān)督工作的深入，質(zhì)量事件信息的分析運用，質(zhì)量工作體系中監(jiān)督部門和保證部門的有效融合，將有效推動質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量管控工作，提升高壓開關柜質(zhì)量管控水平，保障高壓開關柜的安全可靠運行。