探讨 10kV 高压柜的故障原因及现场检测

探讨 10kV 高压柜的故障原因及现场检测
摘要：10kV高压开关柜是电力系统非常重要的电气设备。

由于种种原因引起的
10kV高压柜运行状态恶化，常导致电力系统出现故障。

因此对高压运行状态进行
现场监测，及时发现故障隐患，对积累性故障作出预测，对于保证10kV高压柜
的正常运行、减少维修次数、提高电力系统的运行可靠性和自动化程度都有重要
意义。

关键词：10kV高压柜；故障；分析
1、10kV高压柜种类及特点
1.1 高压柜种类
近年来，10kV高压柜的使用越来越受到人们的关注。

由于当前使用的10kV
高压柜种类多种多样，作为重要部件的开关柜之间有着明显的区别，因此故障发
生的概率也大为不同。

总体来说，开关柜主要箱式开关柜、固定式开关柜、手车
落地式开关柜、HXGN负荷开关柜和手车中置式开关柜五种类型。

1.2 高压柜特点
固定式开关柜的优点是体积大，柜内空间大，不仅可以随意摆放元器件而且
可以任意改造。

但其由于封闭性和防护性较差，发生事故的概率较高，目前基本
上已被淘汰。

箱式开关柜拥有全封闭的外壳，可有效地节省空间，同时，由于体
积小，散热性能差，不适用于较大负荷的供电系统。

相对而言，HXGN负荷开关
柜因其防护等级较高、维护相对简单，已经被广泛应用于新建用电房中。

手车落
地式开关柜对箱底的强度要求高，目前，是市场上倾向于采用进口技术生产的产品。

手车中置式开关柜和其他同类产品相比有着明显优势，因此，是目前在10kV
高压柜中应用最广、最受欢迎的产品。

2、10kV高压柜出现故障的原因
2.1 绝缘方面
电网设备的绝缘能力是衡量其运行是否正常稳定的一个重要标准，同时该因
素也直接影响着高压开关柜的运行状态。

目前，因我国电力系统中所使用的产品
生产厂家比较多，进而质量方面存在偏差，造成在设备维修操作时难免会出现某
些部位的损坏，严重影响了高压开关柜的绝缘能力。

此外，维修工人的操作不规范，也是损坏高压开关柜绝缘能力的诱因。

当高压开关柜运行时，尤其是在高负
载的状态下，一定会产生大量的热量，如果维持这种状态的时间太长，会因存在
的操作隐患而大大降低高压开关柜的绝缘能力。

2.2 安装、检修维护隐患
在对高压开关柜安装过程中，稍有不慎就很容易产生安全隐患。

例如不小心
破坏了电缆绝缘层；电缆屏蔽层由于接地不良而形成环流；没有将电缆头当中的
气体全部都排出去等等。

因此，必须在安装环节上把关，以免造成开关柜内出现
短路；还有在对高压开关柜进行检查时，必须检查母排连接螺栓是否牢固，防止
诱发停电的可能性。

2.3 质量方面
影响供电质量及稳定性的另一个重要因素就是电控柜中的元器件质量不合格，进而引起电力系统安全事故发生。

例如隔离触头的质量较低，在运行的过程中会
因接触不良而产生电弧；还有电力系统的运行环境如果处于潮湿和较多尘埃的地方，就会使开关柜内的部件绝缘性能降低和老化，甚至在供电的过程中绝缘子头
产生剧烈的爬电问题，严重影响供电的安全性。

2.4 设备老化
随着社会对电力需求量的日益增加，之前所安装的电力设备都会逐渐出现老
化现象，各个装置、元器件等的性能也在不断下降。

如在电力系统运行的过程中，真空断路器比较容易发生不同故障，尤其是在电流值异常变化的情况下，真空断
路器发生故障的概率也就越大。

当真空泡的真空度降低或者是在运行的过程中出
现损伤，真空断路器的性能也会下降，当真空断路器出现故障的时候极容易发生
爆炸问题。

当变电站的高压柜增加负荷量时，其系统的短路电流以及容量也会增加。

如果电力系统在运行的过程中真空断路器的电流值不符合其标准，真空断路
器的性能也会受到短路故障影响，进而下降。

上述问题都会影响电力系统运行的
安全性和稳定性。

2.5 操作问题
（1）如果高压开关柜的柜体没有较强的机械度，当短路电流通过开关的时候，柜体就会在电动力的作用下与开关的位置发生改变，从而大大增加接触头之间的
接触电阻，进而产生电弧，严重的还会引发爆炸事故。

（2）在长期使用动静接触头的过程中，因为两者之间的机械摩擦导致其接触面或者接触点变小，从而引起接触头接触不良的现象。

（3）在对设备进行安装
的过程中，由于不规范的操作导致结构的完整性被破坏，具体表现在以下几个方面：开关柜故障发生的原因是操作机构的机械故障和传动系统的机械故障，卡涩、脱扣失灵、部件变形以及位移都是机械故障的具体表现；还有，因电气控制和辅
助回路造成的故障，这种情况会导致保护装置对于相关命令不能正常执行。

3、10kV高压柜的现场检测
3.1振动传感器监测方法
振动传感器在线监测技术主要讲电力系统中的机械量进行吸收，并且能够转
化成相关比例的电量。

作为一种机电转换装置，振动传感器重点是将原始的机械
量通过相关的测量，进而在机械吸收的过程中不断地接收，最终由机电变换部分
转化成充足的电量。

因此，振动传感器的在线监测效果主要由机械接收部分和机
电变化部分的工作情况来衡量的。

例如，在对10kV高压开关柜的断路器进行在线监测过程中，振动传感器能够将每一个瞬态波形的反应情况进行集中，从而形成丰富的设备状态信息。

作为对
设备内部多种机制的反应，电力系统内部的储能机构、四连杆机构等内部构件的
运行，能够完整地反应断路器运行状态的变化。

振动传感器通过发出各种振动信号，从而方便工作人员及时地发现断路器故障的源头。

比如，合闸和分闸的过程
中的监测。

工作人员根据相关的电路测量原理可以发现，断路器断口的上下接线
端子在短路合上时，信号线上就会自动流经部分电流。

在电流经过期间，光电隔离器和电压比较器会相应地输出高电平信号。

相反，当断路器分开时，电流无法经过信号线，其输出的信号为低电平。

因此，监测人
员在对高压开关柜的断路器进行监测时，需要以操作线圈的电流信号作为参考依据，认真地分析各个断口上分闸和合闸之间的差值，从而保障断路器的正常运行。

3.2温度传感器监测方法
温度传感器的监测主要是借助能够感受的温度，从而转化成可用的输出信号[2]。

由于金属在一定的环境温度变化之后，会产生一个相应的衍生，从而可以利
用各种方式，对不同的反应进行信号的转换工作。

在温度逐渐升高的过程中，金
属管的长度也会慢慢地增加。

相反，不膨胀的钢杆长度保持不变。

因此，当两者
之间的位置发生变化时，金属管的线性膨胀就可以进行相互之间地转化，从而形
成一种新的输出信号。

在10kV高压开关柜中温度传感器的应用主要用于对母线连接部分的温度升降情况的测量。

由于母线在高压开关柜中处于高电位，因此给母线的温度测量带来一定困难。

温度传感器的监测主要是通过借助传统的接触式温度传感器，在进行温度测量之后，将安装在高压母线上的传感器的信号进行处理。

电源则会从高压母线中获得相应的感应线圈，信号在经过系统的数字编码之后，会开始逐渐地控制红外发射管，通过解码器可以得到相应的温度数据。

因此，温度传感器监测方法通过敢问元件传输出来的光纤，从而能够有效地反应高压开关柜中母线连接不稳的电磁干扰障碍，同时便于工作人员进行及时地处理。

4结束语
高压柜对于保障整个供电系统的稳定性有很大的意义，因此，在高压柜的使用过程中要注意避免开关柜故障的发生。

这需要操作人员有足够的知识，对于现场的检测有足够的经验，企业完善管理制度，运行维护人员要掌握高压开关柜的技术性能特点，严格按照有关国家标准和电力行业规程要求去从事本职工作，这样才能从根本上减少10kV高压开关柜事故的发生，保证电网的安全可靠运行。

参考文献:
[1]马云家,杨银迪.浅析10kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].科技创新与应用,2016(07):193.。