摘 要：主要探討了供電企業(yè)10 kV開(kāi)關(guān)柜精益化檢修的相關(guān)問(wèn)題。首先，對(duì)開(kāi)關(guān)柜的基本概念、功能和常見(jiàn)故障類(lèi)型進(jìn)行了概述；接著提出了供電企業(yè)變電站開(kāi)關(guān)柜精益化檢修的實(shí)施策略，對(duì)精益化檢修的效果進(jìn)行了實(shí)證分析；最后，針對(duì)實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決對(duì)策和建議。該研究對(duì)于提高供電企業(yè)變電站開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行效率和安全性具有重要的理論和實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：供電企業(yè)；開(kāi)關(guān)柜；精益化；檢修

中圖分類(lèi)號(hào)：TM591" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2024）09-0074-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.09.018

0" " 引言

10 kV開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，其正常運(yùn)行對(duì)于保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性具有至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜檢修方式往往存在一些不足之處，例如檢修周期長(zhǎng)、檢修過(guò)程不規(guī)范、檢修效果不理想等。這些問(wèn)題的存在，不僅影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也給供電企業(yè)帶來(lái)了額外的成本和負(fù)擔(dān)。

精益化檢修作為一種新型的檢修方式，其核心理念是以預(yù)防為主、注重細(xì)節(jié)、提高效率。實(shí)施精益化檢修，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜存在的隱患，避免設(shè)備損壞對(duì)電力系統(tǒng)造成的影響。同時(shí)，還可以降低供電企業(yè)的檢修成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1" " 開(kāi)關(guān)柜的基本概念及常規(guī)檢修方法

10 kV開(kāi)關(guān)柜是變電站中用于接收、分配和控制電力的設(shè)備，由斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等電氣設(shè)備組成。開(kāi)關(guān)柜的常見(jiàn)故障主要包括機(jī)械故障（如拒動(dòng)、卡滯等）、電氣故障（如短路、接地故障等）以及環(huán)境因素（如溫度過(guò)高、濕度過(guò)大等）引起的故障。開(kāi)關(guān)柜的常規(guī)檢修主要包括日常巡視檢查、定期維護(hù)檢查和故障維修。日常巡視檢查主要是觀察開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)，查看是否有異?，F(xiàn)象；定期維護(hù)檢查主要是對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行全面的清潔和緊固，以及對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)；故障維修則是在開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)故障時(shí)，根據(jù)故障類(lèi)型和程度進(jìn)行相應(yīng)的維修工作。

2" " 變電站開(kāi)關(guān)柜精益化檢修實(shí)踐

2.1" " 開(kāi)關(guān)柜設(shè)備檢修基本情況

目前，筆者工作的國(guó)網(wǎng)常州供電公司管轄變電站各類(lèi)開(kāi)關(guān)柜共計(jì)5 063臺(tái)，其中投運(yùn)時(shí)間20年以上開(kāi)關(guān)柜257臺(tái)，投運(yùn)時(shí)間10年以上開(kāi)關(guān)柜2 196臺(tái)。近年來(lái)，開(kāi)關(guān)柜損壞事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行和可靠供電帶來(lái)了極大的影響。歷年來(lái)故障、缺陷等統(tǒng)計(jì)分析顯示，開(kāi)關(guān)柜設(shè)備長(zhǎng)期存在的隱患主要集中在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)絕緣件老化、柜內(nèi)濕度引起放電、開(kāi)關(guān)觸頭發(fā)熱、梅花觸頭彈簧變形等方面。

公司過(guò)去采取的周期預(yù)試小修這種傳統(tǒng)的檢修策略存在檢修內(nèi)容針對(duì)性差、不能徹底解決問(wèn)題的弊端。為了徹底消除設(shè)備的“亞健康”狀態(tài)，變電檢修單位積極探索精準(zhǔn)帶電檢測(cè)及開(kāi)關(guān)柜隱患綜合治理方案。通過(guò)帶電檢測(cè)結(jié)合停電檢查等手段發(fā)現(xiàn)了楊元變、富康變、卞墅變、西莊變等多個(gè)開(kāi)關(guān)柜的絕緣缺陷問(wèn)題，并及時(shí)組織消缺[1]。2019年，變電檢修單位通過(guò)帶電檢測(cè)手段，發(fā)現(xiàn)北郊變10 kV Ⅱ段開(kāi)關(guān)柜、北港變10 kV Ⅰ段開(kāi)關(guān)柜存在柜內(nèi)濕度過(guò)大，絕緣件沿邊放電嚴(yán)重，開(kāi)關(guān)觸頭及母排銹蝕的情況。針對(duì)這一情況，變電檢修單位在加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，積極分析缺陷隱患，全面消除開(kāi)關(guān)柜“病灶”，提升設(shè)備健康運(yùn)行水平。

2020年2月28日，變電檢修單位組織對(duì)北郊110 kV變電站10 kV開(kāi)關(guān)室內(nèi)各間隔進(jìn)行帶電檢測(cè)工作。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)144、192、129、128開(kāi)關(guān)后柜上部檢測(cè)到超聲波信號(hào)[2]，最大值約為13 dB；判斷存在沿面放電，且幅值較大，穩(wěn)定存在。懷疑放電位置為穿柜套管或母線支持絕緣子存在沿面放電情況，如圖1所示。

根據(jù)設(shè)備帶電檢測(cè)情況，2020年4月10日，結(jié)合配網(wǎng)停電計(jì)劃，變電檢修單位組織人員對(duì)北郊變128、129開(kāi)關(guān)進(jìn)行除濕機(jī)加裝及開(kāi)關(guān)檢查工作。在檢查過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)內(nèi)部觸子存在明顯受潮情況，開(kāi)關(guān)梅花觸子銹蝕嚴(yán)重。在更換128、129開(kāi)關(guān)梅花觸子之后，變電檢修單位立即將相關(guān)情況匯報(bào)運(yùn)檢部，計(jì)劃于2020年5月對(duì)北郊變10 kV Ⅱ段開(kāi)關(guān)柜開(kāi)展綜合治理工作。

北港變10 kV Ⅰ段開(kāi)關(guān)在2019年帶電檢測(cè)過(guò)程中，共計(jì)11臺(tái)開(kāi)關(guān)不同程度存在異常情況，其超聲波局放數(shù)據(jù)普遍達(dá)到15 dB左右，112、119開(kāi)關(guān)超聲波局放數(shù)據(jù)一度達(dá)到22 dB。通過(guò)對(duì)超聲波異常情況的分析，北港變10 kV Ⅰ段開(kāi)關(guān)母線倉(cāng)存在普遍的局部放電情況，放電位置為穿柜套管附近，同時(shí)靜觸頭附近存在尖端放電情況，懷疑相關(guān)絕緣件有老化損傷或連接排存在毛刺。在隨后的檢測(cè)過(guò)程中，超聲波異常信號(hào)未有明顯放大。且通過(guò)多次檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，北港變10 kV Ⅰ段開(kāi)關(guān)放電情況與室內(nèi)濕度情況相關(guān)程度密切。如需徹底消除開(kāi)關(guān)柜內(nèi)絕緣放電隱患，需對(duì)開(kāi)關(guān)工作環(huán)境進(jìn)行整體優(yōu)化。變電檢修單位于2020年5月對(duì)北郊變10 kV Ⅱ段開(kāi)關(guān)、北港變10 kV Ⅰ段開(kāi)關(guān)母線及出線進(jìn)行停電消缺，落實(shí)綜合治理方案，整體提升設(shè)備運(yùn)行狀況，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)缺陷根本性消除。

2.2" " 10 kV開(kāi)關(guān)設(shè)備綜合治理方案及落實(shí)情況

2.2.1" " 絕緣缺陷整治方案及落實(shí)

因設(shè)備運(yùn)行多年，在長(zhǎng)期受潮及放電情況下，內(nèi)部絕緣材料性能發(fā)生不可逆變化。本次改造通過(guò)更換絕緣件和絕緣材料、工藝處理，提升設(shè)備絕緣性能。

一是更換站內(nèi)開(kāi)關(guān)柜的絕緣件（觸頭盒、套管、絕緣子）：現(xiàn)場(chǎng)將受損的觸頭盒、套管絕緣件更換為采用浙江七一電器公司生產(chǎn)的改進(jìn)CTH4-12屏蔽觸頭盒、TGZ3-12套管。該產(chǎn)品通過(guò)ANSYS仿真電場(chǎng)分析，內(nèi)部電場(chǎng)均勻，單個(gè)絕緣件局放小于3 pC，大爬電距離設(shè)計(jì)，選用抗老化能力強(qiáng)的進(jìn)口環(huán)氧材料，可有效提高抗污穢能力。由于絕緣件屬于開(kāi)關(guān)內(nèi)部部件，難以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘和資料查詢(xún)確定部件尺寸信息，變電檢修單位對(duì)可能的情況進(jìn)行充分準(zhǔn)備，施工前準(zhǔn)備便攜式打孔機(jī)，便于第一時(shí)間對(duì)安裝孔進(jìn)行整改。

二是更換母排熱塑封套：針對(duì)母線倉(cāng)的放電情況，變電檢修單位對(duì)10 kV母排的熱塑封套進(jìn)行了更換，新更換的熱縮套滿(mǎn)足DL/T 1059—2007《電力設(shè)備母線用熱縮管》的要求。在更換熱塑封套的同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)受潮銹蝕的銅排表面進(jìn)行銹跡清理及搪錫處理，提升了母排的整體絕緣水平。

三是靜觸頭內(nèi)銅排倒角處理：本次改造對(duì)觸頭盒內(nèi)部靜觸頭連接母排按倒全圓角（圖2），其他部件連接母排倒小圓角處理。倒角處理提高了載流導(dǎo)體電暈放電的起暈電壓，降低了長(zhǎng)期放電引起的絕緣老化的風(fēng)險(xiǎn)，改善了開(kāi)關(guān)柜的整體絕緣性能。

2.2.2" " 開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境優(yōu)化情況

一是發(fā)揮小型除濕機(jī)優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部小環(huán)境：變電檢修單位結(jié)合停電工作，在開(kāi)關(guān)柜出線柜處加裝小型除濕機(jī)，以降低開(kāi)關(guān)柜內(nèi)密閉環(huán)境的濕度。小型除濕機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)溫濕度情況，將相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及時(shí)上傳至開(kāi)關(guān)室內(nèi)控制屏。每臺(tái)小型除濕機(jī)均可根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)啟停除濕功能，對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)局部環(huán)境進(jìn)行重點(diǎn)改善，克服了傳統(tǒng)除濕機(jī)難以改善柜內(nèi)空間環(huán)境的弊端。

二是采用分體結(jié)構(gòu)除濕裝置，全面改善室內(nèi)大環(huán)境：小型除濕機(jī)雖然可以把濕氣從開(kāi)關(guān)柜內(nèi)排出，但是大量的水分還是會(huì)留存在10 kV開(kāi)關(guān)室內(nèi)。為了從根本上將水分排出開(kāi)關(guān)室，變電檢修單位采用分體式除濕機(jī)，將開(kāi)關(guān)柜內(nèi)排出的水分通過(guò)除濕機(jī)外機(jī)排出至室外。“分布抽濕+接力排水”的除濕方式將徹底改善開(kāi)關(guān)室內(nèi)溫濕度環(huán)境，消除開(kāi)關(guān)柜發(fā)生絕緣缺陷的外部誘因。

三是統(tǒng)籌整治封堵漏洞，源頭消除設(shè)備隱患：變電運(yùn)維單位對(duì)相關(guān)設(shè)備的電纜封堵情況進(jìn)行了全面檢查，并對(duì)出現(xiàn)破損的電纜封堵進(jìn)行了整治。北郊變10 kV開(kāi)關(guān)室采用電纜溝出線，為了從源頭上杜絕隱患，變電運(yùn)維單位對(duì)戶(hù)外電纜溝進(jìn)行了修理完善，防止?jié)駳鈴牡叵轮苯舆M(jìn)入開(kāi)關(guān)內(nèi)部。同時(shí)，變電運(yùn)維單位對(duì)空調(diào)位置進(jìn)行了優(yōu)化，并增加了擋風(fēng)板，以避免空調(diào)冷風(fēng)直接吹至開(kāi)關(guān)柜造成設(shè)備局部凝露的情況。

2.2.3" " 防止觸頭發(fā)熱引發(fā)火災(zāi)事故措施落實(shí)情況

一是強(qiáng)化金屬檢測(cè)，及時(shí)更換不合格設(shè)備部件。在本次綜合治理過(guò)程中，變電檢修單位對(duì)開(kāi)關(guān)梅花觸子、靜觸頭等進(jìn)行了金屬檢測(cè)工作，重點(diǎn)對(duì)鍍銀層厚度進(jìn)行了測(cè)量，對(duì)不符合規(guī)定的梅花觸子及靜觸頭進(jìn)行了更換。早期開(kāi)關(guān)設(shè)備由于相關(guān)技術(shù)尚未成熟，在驗(yàn)收階段無(wú)法對(duì)其鍍銀層厚度進(jìn)行檢測(cè)，往往存在以次充好的情況。在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的過(guò)程中，觸頭發(fā)熱后極易發(fā)生觸子彈簧突然崩斷而放電起火的情況。新的檢測(cè)、整改手段，能夠有效提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少設(shè)備火災(zāi)等事故的發(fā)生概率。

二是加裝魚(yú)鱗蓋板，優(yōu)化設(shè)備防爆泄壓通道。早期的中置式開(kāi)關(guān)設(shè)備，母線倉(cāng)頂部采用全金屬蓋板進(jìn)行封裝，這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致泄壓方向面向通道。在本次綜合治理過(guò)程中，變電檢修單位開(kāi)關(guān)頂部蓋板加裝了魚(yú)鱗蓋板。魚(yú)鱗板機(jī)械強(qiáng)度高，魚(yú)鱗蜂窩狀的網(wǎng)孔小于1 mm2，滿(mǎn)足IP4X防護(hù)要求。新采用的魚(yú)鱗蓋板結(jié)構(gòu)，使得泄壓方向改為更為合理的垂直向上方向，進(jìn)一步保證了人員的安全。魚(yú)鱗蓋板的結(jié)構(gòu)也能有效對(duì)流通風(fēng)，改善了母線倉(cāng)內(nèi)的局部環(huán)境。

3" " 開(kāi)關(guān)柜精益化檢修后續(xù)展望

3.1" " 存量問(wèn)題開(kāi)關(guān)柜的持續(xù)治理

對(duì)存在類(lèi)似情況的西林變10 kV開(kāi)關(guān)、村前變35 kV開(kāi)關(guān)等進(jìn)行綜合治理。西林變10 kV開(kāi)關(guān)、村前變35 kV開(kāi)關(guān)在帶電檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)了與北郊變、北港變類(lèi)似的放電情況。雖然目前放電情況沒(méi)有加速發(fā)展的跡象，但為了確保設(shè)備可靠運(yùn)行，變電檢修單位計(jì)劃對(duì)這兩個(gè)變電站的開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行綜合治理，確保將開(kāi)關(guān)缺陷消除在萌芽階段，避免設(shè)備事故的發(fā)生。

3.2" " 新技術(shù)的綜合應(yīng)用

跟蹤設(shè)備消缺情況，提高大數(shù)據(jù)、新技術(shù)的綜合運(yùn)用水平。下一步，變電檢修單位將繼續(xù)跟蹤檢測(cè)北郊變、北港變?cè)O(shè)備情況，分析設(shè)備運(yùn)行情況，形成設(shè)備狀態(tài)的檔案化管理。同時(shí)，針對(duì)設(shè)備實(shí)際缺陷情況與帶電檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)印證，發(fā)揮大數(shù)據(jù)、新技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，更早更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，提升設(shè)備、電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

3.3" " 優(yōu)化周期預(yù)試工作內(nèi)容

優(yōu)化周期預(yù)試工作內(nèi)容，改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。下一步，變電檢修單位將在周期預(yù)試小修過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)于梅花觸子銹蝕情況及彈簧變形情況的檢查工作。對(duì)于老舊設(shè)備，結(jié)合周期預(yù)試工作開(kāi)展開(kāi)關(guān)維保工作。對(duì)于大電流斷路器及電容器斷路器等設(shè)備開(kāi)展更換梅花觸子等反措工作的實(shí)施。變電檢修單位將有效利用周期停電機(jī)會(huì)，利用多種手段提升設(shè)備運(yùn)行狀況。同時(shí)，變電運(yùn)維單位將重點(diǎn)關(guān)注除濕機(jī)、排風(fēng)扇、空調(diào)等輔助設(shè)備的運(yùn)行情況，改善開(kāi)關(guān)室內(nèi)環(huán)境，從內(nèi)外因素各個(gè)方面整體優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行環(huán)境[3]。

4" " 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)施精益化檢修，供電企業(yè)可以更加精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)和解決開(kāi)關(guān)柜可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。這不僅可以減少設(shè)備故障對(duì)電力系統(tǒng)的影響，還可以降低檢修成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。然而，開(kāi)關(guān)柜精益化檢修的實(shí)施并不是一蹴而就的，它需要供電企業(yè)具備完善的檢修體系、高素質(zhì)的檢修團(tuán)隊(duì)、先進(jìn)的檢修設(shè)備和科學(xué)的管理方法，只有全面提升這些方面的能力，才能更好地實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜的精益化檢修。

[參考文獻(xiàn)]

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[2] 曾雄杰，江健武，侯俊.TEV和UHF在10 kV開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)中的應(yīng)用[J].高壓電器，2012，48（1）：41-47.

[3] 呂國(guó)輝.10 kV開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行檢修的防范要點(diǎn)[J].黑龍江科技信息，2015（15）：39.

收稿日期：2024-01-08

作者簡(jiǎn)介：周恬（1992—），女，江蘇常州人，工程師，研究方向：電力工程、電力系統(tǒng)。

通信作者：徐云飛（1992—），男，江蘇金壇人，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)、配農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行。