10kV开关柜隐患综合治理

10kV开关柜隐患综合治理

徐童佳，张杭祺

徐童佳 身份证号码：3307811996****1631

张杭祺 身份证号码：3301831994****261X

摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，电力系统也在不断完善。电力系统的稳定运行已经成为影响经济发展以及社会稳定的主要因素之一，社会生产对电力系统的配置提出了新的要求，而10kV配电开关柜是整个配电系统中必不可少的电气设备，为保证10kV配电开关柜设计的科学性和使用的安全性。本文就10KV开关柜隐患治理进行研究，以供参考。

关键词：开关柜;隐患;缺陷;治理

引言

10kV高压开关柜的内部构造复杂，一般由高压断路器、绝缘接地开关、负载断路器、电压电流互感器、驱动机构等组成。高压开关柜的主要功能是架空进出线、电缆进出线、母线连接，其容量大，担负着配电工作，对系统的分析和运行尤其重要。国内10kV高压开关柜品种众多，在使用过程中容易发生故障。对10kV高压开关柜在使用中遇到的各种故障进行了归纳和总结，并根据多年的工作实践和理论，对各种故障进行了分析。

1 10kV高压开关柜的种类

（1）固定开关装置，在某些变电所和煤矿中使用最多。此开关柜具有较大的容量和较大的容量，可将各类电子元器件灵活地安置在柜内。但是，传统的固定开关装置因其密封、防护能力差、故障率较高而逐步被淘汰。（2）我国部分电力设备因负荷小，多采用箱型配电柜。由于其体积较小，散热能力较差，因此不适用于电力系统中的大负荷场合。（3）新客户一般都会选用HXGN负载控制柜，因为它不但品种繁多，而且具有较高的保护级别，维修起来也方便。（4）目前市场上引进的产品多为落地式手推车，对箱体的强度有很高的要求。（5）目前在电网中使用最多的是台车切换装置，其优点也十分突出，市场前景广阔。

2 10kV开关柜常见问题隐患

2.1开关柜振动

主母线无支柱绝缘子或支柱绝缘子的间距不符合要求、封闭母线桥无伸缩节、柜体无减振密封条等易导致振动。

2.2电压互感器

在电压互感器一次绕组中流过有效值比较大的电流，电压互感器出现磁饱和，且感抗下降，当感抗下降到一定程度时，出现铁磁谐振，谐振的过电流引起电压互感器熔断器熔断。

2.3材料和设备质量问题

在电力工业中，材料和设备的质量直接影响着高压开关设备的品质，而在相应的电网改造和施工中，材料和设备的质量直接影响着电网的发电、供电和输电。当前高压开关柜的主要故障是由于绝缘触头的质量问题，造成了车柜内的绝缘触点接触不良，从而造成电弧失效。但是，由于绝缘子的绝缘能力差，而用酚醛玻璃绝缘子和环氧浇注变压器的质量差，其性能、质量都与电气规范有很大差距。在正常工作条件下，由于粉尘和环境湿度的累积，电气元件也会发生老化，进而引起绝缘的恶化。

3开关柜隐患治理

3.1配电系统的智能化改进

配电系统的智能化设计主要体现在配电系统的数字化管理以及智慧运维方面，设计人员可以采用IEC61850技术，通过数字化全连接、GOOSE智能选跳，实现全站40ms内故障快速定位，200ms内系统恢复供电，实现母线保护、变压器保护、数字化弧光保护三大保护功能，最终达到配电系统全面保护。智慧运维功能包含设备运行及健康预警管理、工单管理、数据统计、设备资产台账管理等，其中设备运行管理系统可以将设备运行数据和设备健康信息传输至就地部署的智慧运维数据库，客户在连接内部局域网的前提下，可以通过手机APP及Web端，随时获取数据信息，同时结合设备的台账信息及设备运行健康数据等信息汇总统计。

3.2开关设备管理方法

（1）在进行分段闭锁设备操作管理时，应对操作手柄的状态进行科学分析，积极探讨开关状态与柜门状态间的内在联系，以此确保操作手柄的功能稳定性。与此同时，需要确保线路状态和柜门状态的功能协调方法和操作技术形成统一的管理目的；（2）在对处于工作状态的开关进行操作管理时，应确保断路器处于合闸状态，从而有效避免感应电流对操作人员的生命健康造成危害。与此同时，在操作前，技术人员需要对开关柜柜门闸口进行确认。

3.3材料选型和制造工艺改进

在对整个电网进行初步设计时，要对引起开关设备发生故障的多种因素进行分析，防止其发生危险，并采取相应的对策。开关柜的设计，包括柜体的安装，以及适当的电器部件的选用。当前市场上的电器元件种类繁多，设计者在进行设计时，要对其性能进行全面的分析，从运行的稳定性、安全性等方面进行优化，以使其达到最优的设计状态。要使各类电子元器件具有良好的特性，必须选用适当的工作环境。

3.4注重性能设计

在整个电网中，继电保护是保护的重要组成部分，所以在设计时一定要严格遵守。当然，这个设计并非一成不变。在实际应用中，为了更好地为电网的正常运行，必须对继电器的设计理念进行不断的完善。此外，在断路器电源不足的情况下，要及时进行继电器的替换，并对某些关键参数进行重新规划和设计。

3.5应用在线监测和自诊断技术

首先，SmiS智能监测单元可以安装在开关柜的低压室中，配合相应的传感器实现如图1所示的各项在线监测功能。SmiS智能监测单元包括四个部分。第一，MT585智能单元主模块，具备与上位机通信和连接下游传感器的能力，可以利用内置电源管理模块，为下游传感器供电，并可连接MP58进行实时状态显示，该模块的通信协议和无线频段上，都保留了原有的协议与制式以提供向下兼容的能力，新增的相间温升比较算法使温升异常判断更智能，新增的事件记录功能为异常事件溯源提供更多的参考信息。第二，MB585可选扩展模块可以实现五防在线联锁状态监测。第三，MC585集成了霍尔传感器和电机驱动模块，可以对合分闸线圈、储能电机的动作电流实现非介入式测量，同时具备电动地刀和电动手车的智能控制与防堵转功能，该模块继承了MDC4智能监控单元优秀的电动驱动和保护功能，同时新增电动驱动时的电流录波和事件记录功能，为异常事件溯源提供更多的参考信息。第四，MP58就地人机交互界面可以实时显示开关柜状态信息，可以为用户提供更好的性能和交互体验。其次，可以将现场VD4断路器触臂替换为带有温度探测与信号发射单元的智能触臂，可以针对触头的温度进行实时采集，该技术可以有效提升相关设备的使用寿命，帮助工作人员掌握开关柜的运行情况，进而提升电力系统运行的稳定性。最后，针对环境的温湿度进行检测，该检测功能可以有效检测出开关柜运行过程中的环境情况。

图1　SmiS智能监测单元在线监测功能

3.6爬电比距的处理

在高压开关装置的设计中，这是一个需要考虑的因素。根据国家规定，高压开关设备的各个部分和相应的绝缘元件，其外部绝缘的漏电系数为18mm/kV以上，而有机绝缘应为20mm/kV。由于漏电流会影响到整个系统的正常工作，高压开关柜中的各个部件都要经过专业的制造，不得使用假冒产品，确保其正常工作。

结语

综上所述，要注重对10kV高压开关柜的元器件、材料进行检查，规范设备的使用，并对其进行检查，制订适当的针对其在运行过程中出现的各种故障，并采取相应的对策，尽可能地降低其发生的概率，并采取相应的措施，使其在最短的时间内排除故障。

参考文献

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[2]欧阳安妮,曾小刚.智能变电站中压开关柜智能化及改进[J].科技创新与应用,2022,12(07):116-118.

[3]周文文,聂一雄,徐卫东,等.10kV智能化高压开关柜测温系统设计[J].广东电力,2017,30(12):130-135.