10kV高压开关设备典型故障分析

10kV高压开关设备典型故障分析

孙梦狄

华电湖北发电有限公司电力工程分公司 湖北黄石 邮编435000

摘要：近年来，我国的电力行业在社会发展下不断进步。现阶段，高压开关设备广泛应用于电力系统中，其作用是接收和分配电能，在电力系统发电、输电、配电和电力转换过程中，发挥着开关、控制和保护的作用。因此，保证高压开关设备的安全可靠运行至关重要。高压开关设备的缺陷多出现配套附件绝缘性能差和机械结构运转异常等方面。电力设备物资抽检工作开展以来，发生多起由于上述原因导致产品质量不达标的情况。

关键词：10kV；高压开关；设备

引言

10kV高压开关柜广泛运用于供电系统线路中，在电线线路上具有推送和分派的功效，是供电系统的主要设备之一。在高压开关柜的特殊运用中，因为客户和设计生产商的标准和规范不一样，目前市场中的高压开关柜类型各种各样，运用时供电系统运作不稳定，实际操作艰难。因而，10kV高压开关柜必须以统一的设计规范来规范高压开关柜设计标准。本文从多个层面探讨了10kV高压开关柜设计中的注意事项，为规范设计给予案例参考。

1电气高压开关设备

在电力系统中，泛指额定电压3.6kV及以上开关设备统称为高压开关设备，其在系统运行过程中起着通断、控制和保护系统的作用。高压开关设备不仅可在电网运行过程中按实际需要对部分线路及设备进行投入或退出控制，同时，还可在线路及设备发生故障时将该故障区段迅速从电网中切除，以确保其他无故障区段能够正常运行。在整个电网中，高压开关设备占据着举足轻重的地位，作为最重要的输配电设备，其运行的安全性和可靠性直接影响着整个电力系统的运行。以3.6～40.5kV高压开关设备为例，高压断路器作为心脏元件，虽然种类繁多，但目前主要采用SF6或真空作为主要灭弧绝缘介质。SF6是一种较常用的绝缘介质，由于其电弧溶解性强、介质电阻大、物理形态稳定等优点，得到了广泛的应用。而真空灭弧常用于空气和复合绝缘断路器。高压开关的维护通常是在规定的时间内按照规定的计划进行，包括设备检查、备件更换等。虽然定期维护可以减少事故发生，但这种维护方法也有可能存在问题。比如，在维修过程中需要停电；维修前后的工作状态可能会发生变化，导致停电数据无法定义和分析。

2 10kV高压开关设备

2.1变压器运行管理

针对变压器运行问题，采用听方式掌握故障问题。变压器出现轻微故障时，运行声音会发生变化，检修人员采取有效措施予以维护。通过日常经验可知，变压器发出深沉声音时，则表明变压器承载超重，处于超负荷运行状态。变压器发出尖锐声音时，表示变压器电源电压超出正常限制，电力工作人员需要做好调节与维护处理。当前，大容量变压器均为油浸式，所以电力人员必须密切监控和检测变压器油温，确保温度控制在标准范围内，严禁超出100℃。当变压器油层温度超标，则表明变压器超负荷运行、内部产生损坏问题，电力人员必须及时抢修，维护变压器运行正常，确保电力供应稳定性。

2.2 10kV高压柜设计方案有关组件的选择

主母线。在10kV的高压开关柜设计工作中，主母线的选择务必确保其能承担的电流达到有关规定，主母线选择标准、规格和额定值电流等务必在设计图纸上标出。此外，设计师在与客户开展设计合同范本的探讨，应确立表明主母线的规格型号、额定值电流等，防止出现意见不统一状况。因而，在设计方案中，设计高压开关柜时，应细心不断查验主母线是不是满足相对应标准，以保证其正常工作，选择的主母线应留有合适的宽裕量度。分支母线。假如明确了主母线的规格型号，则选择联络柜和分段柜的标准也将一并明确，通常，选择标准与选择主母线的标准相吻合。可是，在一些特殊状况下，在可承载的额定值电流的条件下，分支母线和主母线间的规格型号很有可能略有不同，但为了更好地维持总体一致性，插口尺寸的这一部分务必同样。分支母线的选择标准不但与母线选择标准、额定值电流变量相关，还与10kV高压柜的电流互感器相关。

2.3物料编码取码逻辑

明确了高压开关产品用电器件的物料编码码段构成和图纸中参数族物料包含的相当品表现形式后，需要建立电器件物料编码的取码逻辑。大、中、小类顺序码的关联关系和逻辑关系是逐层确定的，参数族顺序码则需要在取码系统中预先配置相应的标准参数名称和参数族数据，取码人员选择所有参数后，形成一套参数族，系统根据该参数族是否已经生成码段值从而决定从后台调用或新生成参数族顺序码。相当品顺序码的系统生成原理与参数族顺序码类似，差别在于参数族顺序码生成时，识别的是一套参数族数据，相当品顺序码生成时，识别的仅仅是型号和厂家信息。高压开关产品用电器件物料编码可按图2所示规则进行系统部署。编码由五个码段构成，码段之间上下级关联，即物料大类代码选定外购电器件后，物料中类代码只有配电类、控制类、主令类、信号指示类、连接类、电源类、电阻类等从属的几类电器件可供选择，依次类推。同时也可根据应用电器件种类的扩展进行统一补增，总之取码时取码人只能根据备选项进行选择，需要补增下拉选项时，必须提交归口管理部门进行申请增加，从而提高取码人的取码效率，同时保障码段名称创建的一致性，避免因不同取码人自行创建带来的码段名称不规范问题。

2.4避免10kV高压开关

柜的绝缘安全事故；10kV高压开关柜非常容易产生各种各样绝缘安全事故。缘故是开关柜内部结构的气体绝缘和绝缘体绝缘间距不符技术标准，或是高压开关柜器设备处在较为极端的使用自然环境中进行。巡查工作人员应按时认证高压开关柜内部结构各部件的绝缘间距在规定的范畴内，保证有良好的绝缘间距。此外，要依据高压开关柜的具体运行自然环境，设置合理的污秽级别，运行高压开关柜后搞好检修维护工作，制订科学合理的维修规章制度，从源头控制安全事故。要设定高压开关柜的预防实验，确保高压开关柜自始至终处在安全稳定的环境中运行工作。

结语

本文简要描述了高压开关设备的一些不足之处，并提出了改进意见。对高压开关设备的质量提高有一定的作用。而高压开关设备的正常使用，为电力系统的稳定运行提供了重要保证。只有保证高压开关设备的质量，才能使我国的电力发展满足自身的需要。因此，将高压开关事故发生的可能性降到最低就显得尤为重要。产品应严格按照标准设计、生产，不断改进提高产品质量，为我国电网建设创造稳定的运行环境。高压开关设备作为电网的重要组成部分之一，对电网的可靠性和安全性起着重要的作用。随着科学技术的不断发展和完善，高压开关设备生产技术也在不断地提高。一二次融合技术的成熟，将开关技术推到了一个新的起点。环保气体取代SF6气体，使我国的碳达峰、碳中和又向前迈进了一步。高压开关设备质量的提高是一个长期的课题，依然是电力人当前和今后不断努力的方向。

参考文献

[1]朱德亮，章家其，洪卫华.高压开关柜实时监测系统研究［J］．通讯世界，2019，26(8):325－326.

[2]秘立鹏，胡全义，万润楠.多种手段联合判断GIS闪络故障原因及分析［J］．电工电气，2018(3):50－53.

[3]石维东.10kV高压开关柜设计注意要点［J］．现代商贸工业，2016，37(1):219－220.

[4]田洋,高英豪.关于高压电气试验设备现状分析以及技术改进[J].百科论坛电子杂志, 2020, 000(004):838-839.

[5]崔金奇.10kV高压开关柜无线测温技术分析[J]. 通信电源技术,2020, 037(005):45-46.