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摘要：随着社会经济的迅速发展，人们在日常生活和社会生产中对电力能源的需求量也在不断的增加，对于电能供应的质量和可靠性也提出了越来越高的要求。10kV开关柜在电力系统运行过程中发挥着巨大的作用，其不仅可以使一些电力设备根据电力需求而退出运行，而且当电力线路发生故障时，可以有效切除故障部分，以减少安全事故的影响范围。
关键词：10kV；开关柜；电气故障
一、10KV开关柜电气故障主要类型
1.1相间短路故障
在单相接地电路系统中，电压互感器铁芯将处于过饱和状态，导致励磁电流急剧上升，并最终导致熔断器被熔断，而该故障会进一步造成元器件的绝缘性能降低，使得电压互感器高压熔断器熔断，若处理不当，不仅会降低元器件的绝缘水平，而且在潮湿天气下，将导致元器件击穿，进而增大阻容吸收器接地电阻，局部过电压将造成相间短路，并出现柜线跳闸，在电弧作用下将击穿三相元器件，熔断器发生爆裂，并炸毁开关柜门，甚至引发人员伤亡。
1.2电压互感器高压熔断器熔断
电压互感器高压熔断器熔断是开关柜较易出现的故障之一。根据欧姆定律，功率为电压的二次方与电阻的比值，因此在电压一定的情况下，功率与电阻呈反比例关系，当电阻值不断减小时，功率会不断上升，长时间大功率状态下熔断器将过载，结果熔断。因此，为避免熔断器发生熔断，需衡量熔断器及运行电流的匹配程度，当熔断器容量偏小时熔断器极易发生熔断。此外，单相接地系统中铁芯过饱和时励磁电流将增大，也会引起熔断器的熔断故障。由于消谐装置存在一定的延迟性，因此难以与低频饱和电流进行匹配，也就难以起到防熔断的作用。其次，铁磁的简谐振动也会引起熔断器熔断故障，由于开关柜单相接地故障会引发铁磁谐振过电压，回路铁磁元件将损耗電阻，对于铁磁谐振过电压造成一定的限制，同时铁磁谐振也会降低电压互感器的感抗，在大电流的作用下引发熔断器熔断；再次，在线性简谐振动情况下电感及电阻将形成串联回路，当自振频率与电源频率相近时将出现过电压故障，产生电压谐振，最终导致熔断器熔断故障。熔断器熔断故障主要包括线性简谐振动、铁磁简谐振动以及单相接地等熔断类型。其中，线性简谐振动熔断类型中，串联电路等值自振频率近似于电源频率，因此电容元器件将出现高强度电压，引起线性简谐振动，而在振动过程中电流及电感电容元件受电阻的影响而引发熔断；铁磁简谐振动通常为单相接地故障引发的，铁磁元件电阻损耗将导致过电压，在铁芯的饱和效应限制下形成铁磁简谐振动，并导致电压互感器功能下降，造成电压互感器熔断；单相接地熔断故障在10kV开关柜中较为常见，主要是互感器铁芯的过饱和所导致的，进而造成工作磁场的故障，引发消谐装置响应延迟，消谐装置难以发挥正常功能。
1.3发热问题
电气连接点的发热问题，可能会发生在配变进线柜和母联等设备上，这些设备都是大电流的开关柜。随着近几年用电客户的增多，供电压力也越来越大，供电设备的负荷也在不断增加，一些环节的电气连接不良，设备运行会出现发热进而引起温度过高引发恶性循环，出现绝缘损坏情况，然后放电短路将开关柜烧毁，严重的会造成母线故障。主要发热的地方有三个：第一，隔离开关大多安装在固定柜中，隔离开关在安装时保证合理的接触面积和接触压力能够保障隔离开关的良好接触，但是由于一些原因的影响不能保证良好的接触，例如本身质量问题、柜体安装精度等。10kV开关柜的隔离开关利用锁紧机构动作使滑块带动连杠运动来保证接触压力，所以柜体内的加工精度不够导致在合闸时造成单面接触。单面接触会造成不断地恶性循环，最终连杆熔断，相互间形成短路；第二，断路器的发热，断路器触臂上的触头和灭弧室上下部接线座部位容易发热，所以触头的质量十分关键，如果触头质量不好则会导致弹簧针特性变坏。断路器小车触头臂长度不适宜也会导致发热；第三，其他部分，例如铜铝连接的地方没有经过处理、穿柜套管的样式以及铜铝排的连接等。
二、10kV开关柜故障处理对策分析
对于开关柜运行中的常见故障的处理对策，应该从以下几方面严加防范：
2.1在开关柜的设计和制造阶段就要充分重视
要结合新的设计理念对其设计方案进行优化，保证设计方案的科学性和实用性。对于新式开关柜，首先应该保证其散热能力，其次再考虑其他方面特性。要提高开关柜整体绝缘性，严格控制开关柜的质量，要严格按照标准对其各方面参数进行检测，有不合格的地方要加以修复，保证其整体绝缘性良好。在进行开关柜的生产制造工作时，要选用具有较强的绝缘能力的材料，开关柜中的导线绝缘层要满足设计的要求。
2.2要重视开关柜的安装工作
在对开关柜进行安装的时候，要派遣专业的人员进行相关的安装操作，在安装的时候一定要注意不能损坏开关柜的内部器件，对于绝缘部分不能划伤，防止对其绝缘性造成损伤。对于开关柜的安装环境也要谨慎选择，避免阳光直射和过于潮湿的环境，尽力保证开关柜安装在阴凉干燥的环境下。在完成安装工作以后要及时对其进行调试和检测，保证其各项表现正常，符合电网工作要求。
2.3做好定期管理维护
应根据设备运行状况制定合理的检修计划，定期进行隐患消除；设备检修后要进行整定测试，做好保护接线、操作机构整定值及压板位置的检查管理，避免由于维护不当引发设备事故；在设备检查时若发现设备工作异常，要观察设备的温度、振动、颜色、气味、声音等运行指标，在此基础上进行诊断测试；要对光字牌、表计、音响、信号等监控设备发生的异常问题进行全面分析，瞬时故障问题要做好监测预防；要对设备缺陷进行跟踪监视，掌控缺陷故障问题的发展规律；对于刚安装好的设备加强调试，确保施工及检测质量；要采用红外测温仪等专用设备对开关柜的导电回路进行带电测温，若出现温升变化过快的情况应调整此台开关柜的符合，以防止温升升高过快。
三、结语
总之，开关柜的故障处理质量将直接影响开关柜的运行质量和使用寿命，因此，相关技术与维护人员应加强有关10kV开关柜故障及防范措施的研究，总结开关柜故障发生规律及有效运行管理措施，以逐步改善10kV开关柜运行质量与水平。
参考文献：
[1]王建平，杨圣.10kV高压开关柜故障原因及防范措施探讨[J].机电信息，2013（27）：42-43.
[2]左涛.KYN44-12开关柜内部电弧故障的结构设计[J].科协论坛（下半月），2011（10）.
[3]张敏.10kV开关柜电气故障分析与处理[J].中国新技术新产品，2010，（10）.
（作者单位：沈阳高压成套开关股份有限公司1 辽宁华利电器设备制造有限公司2 ）
关键词：10kV；开关柜；电气故障
一、10KV开关柜电气故障主要类型
1.1相间短路故障
在单相接地电路系统中，电压互感器铁芯将处于过饱和状态，导致励磁电流急剧上升，并最终导致熔断器被熔断，而该故障会进一步造成元器件的绝缘性能降低，使得电压互感器高压熔断器熔断，若处理不当，不仅会降低元器件的绝缘水平，而且在潮湿天气下，将导致元器件击穿，进而增大阻容吸收器接地电阻，局部过电压将造成相间短路，并出现柜线跳闸，在电弧作用下将击穿三相元器件，熔断器发生爆裂，并炸毁开关柜门，甚至引发人员伤亡。
1.2电压互感器高压熔断器熔断
电压互感器高压熔断器熔断是开关柜较易出现的故障之一。根据欧姆定律，功率为电压的二次方与电阻的比值，因此在电压一定的情况下，功率与电阻呈反比例关系，当电阻值不断减小时，功率会不断上升，长时间大功率状态下熔断器将过载，结果熔断。因此，为避免熔断器发生熔断，需衡量熔断器及运行电流的匹配程度，当熔断器容量偏小时熔断器极易发生熔断。此外，单相接地系统中铁芯过饱和时励磁电流将增大，也会引起熔断器的熔断故障。由于消谐装置存在一定的延迟性，因此难以与低频饱和电流进行匹配，也就难以起到防熔断的作用。其次，铁磁的简谐振动也会引起熔断器熔断故障，由于开关柜单相接地故障会引发铁磁谐振过电压，回路铁磁元件将损耗電阻，对于铁磁谐振过电压造成一定的限制，同时铁磁谐振也会降低电压互感器的感抗，在大电流的作用下引发熔断器熔断；再次，在线性简谐振动情况下电感及电阻将形成串联回路，当自振频率与电源频率相近时将出现过电压故障，产生电压谐振，最终导致熔断器熔断故障。熔断器熔断故障主要包括线性简谐振动、铁磁简谐振动以及单相接地等熔断类型。其中，线性简谐振动熔断类型中，串联电路等值自振频率近似于电源频率，因此电容元器件将出现高强度电压，引起线性简谐振动，而在振动过程中电流及电感电容元件受电阻的影响而引发熔断；铁磁简谐振动通常为单相接地故障引发的，铁磁元件电阻损耗将导致过电压，在铁芯的饱和效应限制下形成铁磁简谐振动，并导致电压互感器功能下降，造成电压互感器熔断；单相接地熔断故障在10kV开关柜中较为常见，主要是互感器铁芯的过饱和所导致的，进而造成工作磁场的故障，引发消谐装置响应延迟，消谐装置难以发挥正常功能。
1.3发热问题
电气连接点的发热问题，可能会发生在配变进线柜和母联等设备上，这些设备都是大电流的开关柜。随着近几年用电客户的增多，供电压力也越来越大，供电设备的负荷也在不断增加，一些环节的电气连接不良，设备运行会出现发热进而引起温度过高引发恶性循环，出现绝缘损坏情况，然后放电短路将开关柜烧毁，严重的会造成母线故障。主要发热的地方有三个：第一，隔离开关大多安装在固定柜中，隔离开关在安装时保证合理的接触面积和接触压力能够保障隔离开关的良好接触，但是由于一些原因的影响不能保证良好的接触，例如本身质量问题、柜体安装精度等。10kV开关柜的隔离开关利用锁紧机构动作使滑块带动连杠运动来保证接触压力，所以柜体内的加工精度不够导致在合闸时造成单面接触。单面接触会造成不断地恶性循环，最终连杆熔断，相互间形成短路；第二，断路器的发热，断路器触臂上的触头和灭弧室上下部接线座部位容易发热，所以触头的质量十分关键，如果触头质量不好则会导致弹簧针特性变坏。断路器小车触头臂长度不适宜也会导致发热；第三，其他部分，例如铜铝连接的地方没有经过处理、穿柜套管的样式以及铜铝排的连接等。
二、10kV开关柜故障处理对策分析
对于开关柜运行中的常见故障的处理对策，应该从以下几方面严加防范：
2.1在开关柜的设计和制造阶段就要充分重视
要结合新的设计理念对其设计方案进行优化，保证设计方案的科学性和实用性。对于新式开关柜，首先应该保证其散热能力，其次再考虑其他方面特性。要提高开关柜整体绝缘性，严格控制开关柜的质量，要严格按照标准对其各方面参数进行检测，有不合格的地方要加以修复，保证其整体绝缘性良好。在进行开关柜的生产制造工作时，要选用具有较强的绝缘能力的材料，开关柜中的导线绝缘层要满足设计的要求。
2.2要重视开关柜的安装工作
在对开关柜进行安装的时候，要派遣专业的人员进行相关的安装操作，在安装的时候一定要注意不能损坏开关柜的内部器件，对于绝缘部分不能划伤，防止对其绝缘性造成损伤。对于开关柜的安装环境也要谨慎选择，避免阳光直射和过于潮湿的环境，尽力保证开关柜安装在阴凉干燥的环境下。在完成安装工作以后要及时对其进行调试和检测，保证其各项表现正常，符合电网工作要求。
2.3做好定期管理维护
应根据设备运行状况制定合理的检修计划，定期进行隐患消除；设备检修后要进行整定测试，做好保护接线、操作机构整定值及压板位置的检查管理，避免由于维护不当引发设备事故；在设备检查时若发现设备工作异常，要观察设备的温度、振动、颜色、气味、声音等运行指标，在此基础上进行诊断测试；要对光字牌、表计、音响、信号等监控设备发生的异常问题进行全面分析，瞬时故障问题要做好监测预防；要对设备缺陷进行跟踪监视，掌控缺陷故障问题的发展规律；对于刚安装好的设备加强调试，确保施工及检测质量；要采用红外测温仪等专用设备对开关柜的导电回路进行带电测温，若出现温升变化过快的情况应调整此台开关柜的符合，以防止温升升高过快。
三、结语
总之，开关柜的故障处理质量将直接影响开关柜的运行质量和使用寿命，因此，相关技术与维护人员应加强有关10kV开关柜故障及防范措施的研究，总结开关柜故障发生规律及有效运行管理措施，以逐步改善10kV开关柜运行质量与水平。
参考文献：
[1]王建平，杨圣.10kV高压开关柜故障原因及防范措施探讨[J].机电信息，2013（27）：42-43.
[2]左涛.KYN44-12开关柜内部电弧故障的结构设计[J].科协论坛（下半月），2011（10）.
[3]张敏.10kV开关柜电气故障分析与处理[J].中国新技术新产品，2010，（10）.
（作者单位：沈阳高压成套开关股份有限公司1 辽宁华利电器设备制造有限公司2 ）