對10kV開關柜常見故障及處理措施的探討

陳茂桂

[摘 要]高壓開關柜是電力系統重要的裝置之一，而其引發的故障大大降低了系統的運行效率。本文首先介紹了10kV開關柜運行中的常見故障，并針對各種表現形式的故障原因進行了分析，進而提出了常見故障的處理措施。

[關鍵詞]10kV高壓 開關柜

中圖分類號：TP271.31 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0008-01

引言

近年來電力行業進行了新一輪的改革，10 kV高壓開關柜的使用也變得更為普及，開關柜不僅維持了電力系統的穩定運行，而且在各種故障狀態下可斷開連接的設備，保證了設備及操作人員的安全。從長期發展的角度考慮，電力企業需加強10 kV高壓開關柜故障診斷及采取相應的處理措施，使其在系統中發揮更加全面的安全作用。

一、10kV開關柜運行中的常見故障-

隨著科學技術以及制造工藝的不斷發展，10kV開關柜的產品質量及運行過程中的可靠性都有了顯著提高，故障率也大大降低。但由于10kV開關柜在運行過程中要長期處于高壓和大電流的環境中，難免會發生故障。表1為某供電企業2009—2012年期間10kV開關柜故障統計表。（見表1）

從表中不難發現10kV開關柜的發熱故障最為常見，故障率達到了39.8% ；絕緣故障的故障率為32.5%，處于第二位；而電氣元件故障排在第三位故障率為10.9%； 開關柜機械傳動操作機構及其他各種故障的總計故障率為16.8%。10kV開關柜所發生的這些故障對廣大電力用戶的用電可靠性以及電網的安全可靠運行都造成了嚴重影響，必須采取有效的處理措施來解決并預防上述故障。

二、10KV開關柜故障原因分析

1、開關柜發熱故障

在10kV開關柜中，發熱的主要來源是導電回路，如導體發熱、接頭發熱以及渦流發熱等。 一旦開關柜的發熱量超過了其能夠排出的熱量，就會導致開關柜異常溫升，嚴重時會造成事故。導體發熱主要是母排發熱，由于母排長期通過較高的負荷電流，因此在高負荷情況下發熱明顯。此外，目前生產制造的母排中含有一定的雜質，使得其電阻率偏高，對發熱量也會有助增作用。而接頭發熱主要是由于刀閘接頭、刀閘引線以及互感器接線板等連接部位接觸不良以及電化學腐蝕所導致的。渦流發熱則是負荷電流在開關柜中各種鋼板材質的隔板中所產生的環流引起的，負荷電流越大，這種發熱效應就越明顯。

2、開關柜絕緣故障

導致10kV開關柜絕緣故障的主要原因是絕緣放電問題，例如導體相間或對地閃絡以及支柱瓷瓶閃絡等。絕緣放電的原理：由于開關柜內絕緣體或絕緣間隙的絕緣強度不滿足要求，在高壓條件下發生放電，嚴重時甚至會發生絕緣擊穿事故。10kV開關柜的運行環境較差是造成絕緣故障的主要原因，污閃就是這種絕緣故障的主要表現形式。在一些工業比較發達的地區和沿海城市，開關柜內部的絕緣子以及套管等部位日積月累就會堆積較多的污穢，在空氣濕度較大的氣候條件下，如果某些絕緣子支柱的泄漏距離偏小，就難以適應這種污染較重和濕度較大的環境，極易造成污閃。

3、開關柜電氣元件故障

10kV開關柜的電氣元件，例如帶電顯示器、避雷器以及電壓互感器等在長期的運行過程中都比較容易出現故障。帶電顯示器由于自身質量問題，再加上開關柜運行環境較差，所以出現故障的幾率極高，很多開關柜的帶電顯示器在現場都無法使用，形同虛設。避雷器故障則一般是由于密封出現問題、閥片性能老化以及瓷套污染等造成的。密封出現問題潮氣就會進入到避雷器內部，造成其內部絕緣劣化，進而使閥片性能加速老化。而瓷套污染則會導致電阻片上電壓分布不均勻，進而加速電阻片的劣化。造成電壓互感器故障的原因較多，包括自身質量問題，安裝調試問題，二次側發生短路以及鐵磁諧振過電壓等。

4、開關柜機械傳動操作機構故障

操作機構彎曲變形、傳動銷斷裂、連桿拉斷以及拐臂斷裂等是10kV開關柜機械傳動操作機構故障的主要表現形式。這些故障不僅會造成連桿脫落，引起相間的短路跳閘和單相接地事故，在嚴重情況下還會使開關機構操作不靈，導致開關的拒合、拒分。

5、開關柜其他故障

10kV開關柜其他故障主要是如老鼠、蛇等小動物進入開關柜中，導致的短路故障以及運行維護人員誤操作造成的故障。其中，小動物進入開關柜造成的故障雖然所占比例比較小，但危害極大，必須引起重視；而誤操作造成的故障同樣具有極大的危害，會使開關柜損壞甚至爆炸，嚴重威脅到運行維護人員的人身安全以及配電網的安全可靠運行。

三、10kV開關柜常見故障的處理措施

1、加強開關柜設計及制造階段全過程質量控制

設計出一個合理可靠的開關柜產品是關鍵。開關柜廠家在進行開關柜設計時，首先應對開關柜的運行環境進行充分調研，要在充分聽取客戶要求與意見的基礎上進行設計；其次，開關柜的設計方案應結合當地電網現狀以及氣候條件等多種因素，因地制宜；最后在選擇開關柜元器件時要保證質量，盡量避免因為元器件質量差所導致的開關柜故障。有了一個合理的設計方案和優良的元器件，還要對開關柜生產過程中的質量控制嚴格把關。在組裝開關柜時需要保證車間的清潔衛生要加強對制造工藝的改進與檢查將制造過程中的誤差降到最小。

2、做好開關柜出廠以及安裝現場的調試與試驗工作在

10kV開關柜出廠時，必須對其進行嚴格的出廠調試與試驗，以檢驗開關柜的絕緣及耐壓性能。因此，開關柜廠家必須配備必需的檢驗設備，并建立起完善的檢測體系，確保開關柜出廠試驗落實到位。而在開關柜安裝現場，廠家也要向客戶提供優質而周到的現場服務，嚴格按照相關規范及規定進行開關柜的現場安裝及調試工作，以避免由于安裝過程中存在問題而導致開關柜故障。

3、要注意改善開關柜的運行環境

10kV開關柜的絕緣放電故障、導體銹蝕以及污閃等問題在很大程度上是由惡劣的運行環境所造成的。因此運行單位也要注意采取相應措施對10kV開關柜的運行環境進行改善，如雨水較多的季節要加強排水工作；在夏季負荷高峰期要加強10kV開關房的通風散熱；在10kV開關房安裝空調和除濕設備降低開關柜內部的潮氣；運行中要加強對開關柜的清掃，做到“逢停即掃”，限制污閃發生。

4、加強對開關柜的運行巡檢工作

運行單位在變電站無人值守的情況下要定期對10kV開關柜開展運行巡檢工作，以及時掌握開關柜的運行情況。在巡檢過程中要做到高度認真和細致分析，有時一個小小的放電現象在下一次巡檢時都有可能已發展成絕緣故障。此外，還要利用紅外測溫儀等設備對開關柜的導電回路進行帶電測溫，一旦發現有異常溫升就可以通知調度部門適當轉移該臺開關柜的負荷，以避免溫度進一步升高。

5、制定相應的防范措施

對于誤操作造成的10kV開關柜故障，運行單位一方面要制定出完善而又合理可行的運行管理制度，并嚴格執行；另一方面也要加強對運行人員的培訓；提高其防誤能力。此外還要加強日常運行的巡視工作，發現問題要及時上報并予以解決。

四、結語

在電網中，10kV開關柜數量眾多，所處的運行環境也各不相同，在運行中所面臨的問題以及出現的故障也多種多樣。因此。需要對10kV開關柜的常見故障類型進行分析和總結，并從設計制造、出廠驗收、安裝調試以及運行過程中巡視檢測等多方面采取有效措施，以防范10kV開關柜故障的發生，提高10kV配電網的供電可靠性，降低故障的發生率以保證其性能。endprint

[摘 要]高壓開關柜是電力系統重要的裝置之一，而其引發的故障大大降低了系統的運行效率。本文首先介紹了10kV開關柜運行中的常見故障，并針對各種表現形式的故障原因進行了分析，進而提出了常見故障的處理措施。

[關鍵詞]10kV高壓 開關柜

中圖分類號：TP271.31 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0008-01

引言

近年來電力行業進行了新一輪的改革，10 kV高壓開關柜的使用也變得更為普及，開關柜不僅維持了電力系統的穩定運行，而且在各種故障狀態下可斷開連接的設備，保證了設備及操作人員的安全。從長期發展的角度考慮，電力企業需加強10 kV高壓開關柜故障診斷及采取相應的處理措施，使其在系統中發揮更加全面的安全作用。

一、10kV開關柜運行中的常見故障-

隨著科學技術以及制造工藝的不斷發展，10kV開關柜的產品質量及運行過程中的可靠性都有了顯著提高，故障率也大大降低。但由于10kV開關柜在運行過程中要長期處于高壓和大電流的環境中，難免會發生故障。表1為某供電企業2009—2012年期間10kV開關柜故障統計表。（見表1）

從表中不難發現10kV開關柜的發熱故障最為常見，故障率達到了39.8% ；絕緣故障的故障率為32.5%，處于第二位；而電氣元件故障排在第三位故障率為10.9%； 開關柜機械傳動操作機構及其他各種故障的總計故障率為16.8%。10kV開關柜所發生的這些故障對廣大電力用戶的用電可靠性以及電網的安全可靠運行都造成了嚴重影響，必須采取有效的處理措施來解決并預防上述故障。

二、10KV開關柜故障原因分析

1、開關柜發熱故障

在10kV開關柜中，發熱的主要來源是導電回路，如導體發熱、接頭發熱以及渦流發熱等。 一旦開關柜的發熱量超過了其能夠排出的熱量，就會導致開關柜異常溫升，嚴重時會造成事故。導體發熱主要是母排發熱，由于母排長期通過較高的負荷電流，因此在高負荷情況下發熱明顯。此外，目前生產制造的母排中含有一定的雜質，使得其電阻率偏高，對發熱量也會有助增作用。而接頭發熱主要是由于刀閘接頭、刀閘引線以及互感器接線板等連接部位接觸不良以及電化學腐蝕所導致的。渦流發熱則是負荷電流在開關柜中各種鋼板材質的隔板中所產生的環流引起的，負荷電流越大，這種發熱效應就越明顯。

2、開關柜絕緣故障

導致10kV開關柜絕緣故障的主要原因是絕緣放電問題，例如導體相間或對地閃絡以及支柱瓷瓶閃絡等。絕緣放電的原理：由于開關柜內絕緣體或絕緣間隙的絕緣強度不滿足要求，在高壓條件下發生放電，嚴重時甚至會發生絕緣擊穿事故。10kV開關柜的運行環境較差是造成絕緣故障的主要原因，污閃就是這種絕緣故障的主要表現形式。在一些工業比較發達的地區和沿海城市，開關柜內部的絕緣子以及套管等部位日積月累就會堆積較多的污穢，在空氣濕度較大的氣候條件下，如果某些絕緣子支柱的泄漏距離偏小，就難以適應這種污染較重和濕度較大的環境，極易造成污閃。

3、開關柜電氣元件故障

10kV開關柜的電氣元件，例如帶電顯示器、避雷器以及電壓互感器等在長期的運行過程中都比較容易出現故障。帶電顯示器由于自身質量問題，再加上開關柜運行環境較差，所以出現故障的幾率極高，很多開關柜的帶電顯示器在現場都無法使用，形同虛設。避雷器故障則一般是由于密封出現問題、閥片性能老化以及瓷套污染等造成的。密封出現問題潮氣就會進入到避雷器內部，造成其內部絕緣劣化，進而使閥片性能加速老化。而瓷套污染則會導致電阻片上電壓分布不均勻，進而加速電阻片的劣化。造成電壓互感器故障的原因較多，包括自身質量問題，安裝調試問題，二次側發生短路以及鐵磁諧振過電壓等。

4、開關柜機械傳動操作機構故障

操作機構彎曲變形、傳動銷斷裂、連桿拉斷以及拐臂斷裂等是10kV開關柜機械傳動操作機構故障的主要表現形式。這些故障不僅會造成連桿脫落，引起相間的短路跳閘和單相接地事故，在嚴重情況下還會使開關機構操作不靈，導致開關的拒合、拒分。

5、開關柜其他故障

10kV開關柜其他故障主要是如老鼠、蛇等小動物進入開關柜中，導致的短路故障以及運行維護人員誤操作造成的故障。其中，小動物進入開關柜造成的故障雖然所占比例比較小，但危害極大，必須引起重視；而誤操作造成的故障同樣具有極大的危害，會使開關柜損壞甚至爆炸，嚴重威脅到運行維護人員的人身安全以及配電網的安全可靠運行。

三、10kV開關柜常見故障的處理措施

1、加強開關柜設計及制造階段全過程質量控制

設計出一個合理可靠的開關柜產品是關鍵。開關柜廠家在進行開關柜設計時，首先應對開關柜的運行環境進行充分調研，要在充分聽取客戶要求與意見的基礎上進行設計；其次，開關柜的設計方案應結合當地電網現狀以及氣候條件等多種因素，因地制宜；最后在選擇開關柜元器件時要保證質量，盡量避免因為元器件質量差所導致的開關柜故障。有了一個合理的設計方案和優良的元器件，還要對開關柜生產過程中的質量控制嚴格把關。在組裝開關柜時需要保證車間的清潔衛生要加強對制造工藝的改進與檢查將制造過程中的誤差降到最小。

2、做好開關柜出廠以及安裝現場的調試與試驗工作在

10kV開關柜出廠時，必須對其進行嚴格的出廠調試與試驗，以檢驗開關柜的絕緣及耐壓性能。因此，開關柜廠家必須配備必需的檢驗設備，并建立起完善的檢測體系，確保開關柜出廠試驗落實到位。而在開關柜安裝現場，廠家也要向客戶提供優質而周到的現場服務，嚴格按照相關規范及規定進行開關柜的現場安裝及調試工作，以避免由于安裝過程中存在問題而導致開關柜故障。

3、要注意改善開關柜的運行環境

10kV開關柜的絕緣放電故障、導體銹蝕以及污閃等問題在很大程度上是由惡劣的運行環境所造成的。因此運行單位也要注意采取相應措施對10kV開關柜的運行環境進行改善，如雨水較多的季節要加強排水工作；在夏季負荷高峰期要加強10kV開關房的通風散熱；在10kV開關房安裝空調和除濕設備降低開關柜內部的潮氣；運行中要加強對開關柜的清掃，做到“逢停即掃”，限制污閃發生。

4、加強對開關柜的運行巡檢工作

運行單位在變電站無人值守的情況下要定期對10kV開關柜開展運行巡檢工作，以及時掌握開關柜的運行情況。在巡檢過程中要做到高度認真和細致分析，有時一個小小的放電現象在下一次巡檢時都有可能已發展成絕緣故障。此外，還要利用紅外測溫儀等設備對開關柜的導電回路進行帶電測溫，一旦發現有異常溫升就可以通知調度部門適當轉移該臺開關柜的負荷，以避免溫度進一步升高。

5、制定相應的防范措施

對于誤操作造成的10kV開關柜故障，運行單位一方面要制定出完善而又合理可行的運行管理制度，并嚴格執行；另一方面也要加強對運行人員的培訓；提高其防誤能力。此外還要加強日常運行的巡視工作，發現問題要及時上報并予以解決。

四、結語

在電網中，10kV開關柜數量眾多，所處的運行環境也各不相同，在運行中所面臨的問題以及出現的故障也多種多樣。因此。需要對10kV開關柜的常見故障類型進行分析和總結，并從設計制造、出廠驗收、安裝調試以及運行過程中巡視檢測等多方面采取有效措施，以防范10kV開關柜故障的發生，提高10kV配電網的供電可靠性，降低故障的發生率以保證其性能。endprint

[摘 要]高壓開關柜是電力系統重要的裝置之一，而其引發的故障大大降低了系統的運行效率。本文首先介紹了10kV開關柜運行中的常見故障，并針對各種表現形式的故障原因進行了分析，進而提出了常見故障的處理措施。

[關鍵詞]10kV高壓 開關柜

中圖分類號：TP271.31 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0008-01

引言

近年來電力行業進行了新一輪的改革，10 kV高壓開關柜的使用也變得更為普及，開關柜不僅維持了電力系統的穩定運行，而且在各種故障狀態下可斷開連接的設備，保證了設備及操作人員的安全。從長期發展的角度考慮，電力企業需加強10 kV高壓開關柜故障診斷及采取相應的處理措施，使其在系統中發揮更加全面的安全作用。

一、10kV開關柜運行中的常見故障-

隨著科學技術以及制造工藝的不斷發展，10kV開關柜的產品質量及運行過程中的可靠性都有了顯著提高，故障率也大大降低。但由于10kV開關柜在運行過程中要長期處于高壓和大電流的環境中，難免會發生故障。表1為某供電企業2009—2012年期間10kV開關柜故障統計表。（見表1）

從表中不難發現10kV開關柜的發熱故障最為常見，故障率達到了39.8% ；絕緣故障的故障率為32.5%，處于第二位；而電氣元件故障排在第三位故障率為10.9%； 開關柜機械傳動操作機構及其他各種故障的總計故障率為16.8%。10kV開關柜所發生的這些故障對廣大電力用戶的用電可靠性以及電網的安全可靠運行都造成了嚴重影響，必須采取有效的處理措施來解決并預防上述故障。

二、10KV開關柜故障原因分析

1、開關柜發熱故障

在10kV開關柜中，發熱的主要來源是導電回路，如導體發熱、接頭發熱以及渦流發熱等。 一旦開關柜的發熱量超過了其能夠排出的熱量，就會導致開關柜異常溫升，嚴重時會造成事故。導體發熱主要是母排發熱，由于母排長期通過較高的負荷電流，因此在高負荷情況下發熱明顯。此外，目前生產制造的母排中含有一定的雜質，使得其電阻率偏高，對發熱量也會有助增作用。而接頭發熱主要是由于刀閘接頭、刀閘引線以及互感器接線板等連接部位接觸不良以及電化學腐蝕所導致的。渦流發熱則是負荷電流在開關柜中各種鋼板材質的隔板中所產生的環流引起的，負荷電流越大，這種發熱效應就越明顯。

2、開關柜絕緣故障

導致10kV開關柜絕緣故障的主要原因是絕緣放電問題，例如導體相間或對地閃絡以及支柱瓷瓶閃絡等。絕緣放電的原理：由于開關柜內絕緣體或絕緣間隙的絕緣強度不滿足要求，在高壓條件下發生放電，嚴重時甚至會發生絕緣擊穿事故。10kV開關柜的運行環境較差是造成絕緣故障的主要原因，污閃就是這種絕緣故障的主要表現形式。在一些工業比較發達的地區和沿海城市，開關柜內部的絕緣子以及套管等部位日積月累就會堆積較多的污穢，在空氣濕度較大的氣候條件下，如果某些絕緣子支柱的泄漏距離偏小，就難以適應這種污染較重和濕度較大的環境，極易造成污閃。

3、開關柜電氣元件故障

10kV開關柜的電氣元件，例如帶電顯示器、避雷器以及電壓互感器等在長期的運行過程中都比較容易出現故障。帶電顯示器由于自身質量問題，再加上開關柜運行環境較差，所以出現故障的幾率極高，很多開關柜的帶電顯示器在現場都無法使用，形同虛設。避雷器故障則一般是由于密封出現問題、閥片性能老化以及瓷套污染等造成的。密封出現問題潮氣就會進入到避雷器內部，造成其內部絕緣劣化，進而使閥片性能加速老化。而瓷套污染則會導致電阻片上電壓分布不均勻，進而加速電阻片的劣化。造成電壓互感器故障的原因較多，包括自身質量問題，安裝調試問題，二次側發生短路以及鐵磁諧振過電壓等。

4、開關柜機械傳動操作機構故障

操作機構彎曲變形、傳動銷斷裂、連桿拉斷以及拐臂斷裂等是10kV開關柜機械傳動操作機構故障的主要表現形式。這些故障不僅會造成連桿脫落，引起相間的短路跳閘和單相接地事故，在嚴重情況下還會使開關機構操作不靈，導致開關的拒合、拒分。

5、開關柜其他故障

10kV開關柜其他故障主要是如老鼠、蛇等小動物進入開關柜中，導致的短路故障以及運行維護人員誤操作造成的故障。其中，小動物進入開關柜造成的故障雖然所占比例比較小，但危害極大，必須引起重視；而誤操作造成的故障同樣具有極大的危害，會使開關柜損壞甚至爆炸，嚴重威脅到運行維護人員的人身安全以及配電網的安全可靠運行。

三、10kV開關柜常見故障的處理措施

1、加強開關柜設計及制造階段全過程質量控制

設計出一個合理可靠的開關柜產品是關鍵。開關柜廠家在進行開關柜設計時，首先應對開關柜的運行環境進行充分調研，要在充分聽取客戶要求與意見的基礎上進行設計；其次，開關柜的設計方案應結合當地電網現狀以及氣候條件等多種因素，因地制宜；最后在選擇開關柜元器件時要保證質量，盡量避免因為元器件質量差所導致的開關柜故障。有了一個合理的設計方案和優良的元器件，還要對開關柜生產過程中的質量控制嚴格把關。在組裝開關柜時需要保證車間的清潔衛生要加強對制造工藝的改進與檢查將制造過程中的誤差降到最小。

2、做好開關柜出廠以及安裝現場的調試與試驗工作在

10kV開關柜出廠時，必須對其進行嚴格的出廠調試與試驗，以檢驗開關柜的絕緣及耐壓性能。因此，開關柜廠家必須配備必需的檢驗設備，并建立起完善的檢測體系，確保開關柜出廠試驗落實到位。而在開關柜安裝現場，廠家也要向客戶提供優質而周到的現場服務，嚴格按照相關規范及規定進行開關柜的現場安裝及調試工作，以避免由于安裝過程中存在問題而導致開關柜故障。

3、要注意改善開關柜的運行環境

10kV開關柜的絕緣放電故障、導體銹蝕以及污閃等問題在很大程度上是由惡劣的運行環境所造成的。因此運行單位也要注意采取相應措施對10kV開關柜的運行環境進行改善，如雨水較多的季節要加強排水工作；在夏季負荷高峰期要加強10kV開關房的通風散熱；在10kV開關房安裝空調和除濕設備降低開關柜內部的潮氣；運行中要加強對開關柜的清掃，做到“逢停即掃”，限制污閃發生。

4、加強對開關柜的運行巡檢工作

運行單位在變電站無人值守的情況下要定期對10kV開關柜開展運行巡檢工作，以及時掌握開關柜的運行情況。在巡檢過程中要做到高度認真和細致分析，有時一個小小的放電現象在下一次巡檢時都有可能已發展成絕緣故障。此外，還要利用紅外測溫儀等設備對開關柜的導電回路進行帶電測溫，一旦發現有異常溫升就可以通知調度部門適當轉移該臺開關柜的負荷，以避免溫度進一步升高。

5、制定相應的防范措施

對于誤操作造成的10kV開關柜故障，運行單位一方面要制定出完善而又合理可行的運行管理制度，并嚴格執行；另一方面也要加強對運行人員的培訓；提高其防誤能力。此外還要加強日常運行的巡視工作，發現問題要及時上報并予以解決。

四、結語

在電網中，10kV開關柜數量眾多，所處的運行環境也各不相同，在運行中所面臨的問題以及出現的故障也多種多樣。因此。需要對10kV開關柜的常見故障類型進行分析和總結，并從設計制造、出廠驗收、安裝調試以及運行過程中巡視檢測等多方面采取有效措施，以防范10kV開關柜故障的發生，提高10kV配電網的供電可靠性，降低故障的發生率以保證其性能。endprint