浅谈配电工程中有关高压开关柜的若干问题

2017-11-30谢建鹏

科技与创新 2017年23期

关键词：绝缘性柜体开关柜

谢建鹏

（福州亿力电器设备有限公司，福建福州 350000）

浅谈配电工程中有关高压开关柜的若干问题

谢建鹏

（福州亿力电器设备有限公司，福建福州 350000）

随着电力工程建设对开关设备需求的不断提升，结合电力工程中高压开关设备运行使用的实际情况，仍然存在着一定的问题和局限性，导致电力工程事故仍有发生，存在着较为突出的影响。以10 kV高压开关设备为例，对其在配电工程应用中常见的故障问题进行了研究分析，并提出了相关建议对策，以促进高压开关柜在配电工程中的设计应用，确保电力运行的安全性和稳定性。

配电工程；高压开关柜；电网；电力工程

1 10 kV高压开关柜运行故障问题分析

1.1 开关柜绝缘结构设计不合理

在配电电网运行中，高压开关柜的绝缘结构设计不合理，是引起开关柜故障发生的主要因素之一，且在高压开关柜运行使用中相对常见。其中，结合配电工程高压开关柜结构设计与运用情况，其绝缘结构设计不合理主要表现在高压开关柜绝缘件中缺少相应的屏蔽结构，或结缘设计中存在局部对地距离不足、开关柜矩形母排尖端场强过于集中等。在开关控制运行中，都会对其绝缘性能造成影响，引发相应的故障问题发生。

针对上述问题，为了确保高压开关柜绝缘结构设计合理，避免故障问题发生，在实际设计应用中可以通过增加开关柜设备的绝缘裕度或通过对开关柜绝缘结构的合理调整设计等，确保开关柜控制运行中电场呈现均匀分布的结构形态，从而有效避免和减少因结构绝缘性能引发的故障问题发生。其中，对于高压开关柜绝缘结构的合理设计与调整，可以通过在中置柜内部采用屏蔽结构绝缘件或对开关柜的矩形尖端母排设置成倒圆形式，以确保电场分布均匀等，从而提升高压开关柜的结构绝缘性。此外，在开关柜设计中，还可以通过将电场附近钢板更换成弱磁不锈钢钢板，来改进开关柜的绝缘结构，提高其绝缘性能。

1.2 开关柜柜体发热故障及改进

开关柜柜体发热也是引起配电工程高压开关柜故障发生的主要原因，此类故障以10～35 kV的大电流开关柜运行应用中最为常见。通常情况下，导致开关柜柜体发热的主要原因与开关柜设计不合理有很大的关系。一般情况下，开关柜设计中，如果对柜体温度变化的裕度设计较小，或对开关柜的载流密度选取设计比较高，都会导致开关柜运行过程中的通风散热条件不满足运行需求，发生相应的柜体发热故障，且这种故障情况下一旦开关柜的柜体触头接触状况稍微变化，都会导致柜体过热情况发生，引起更大的开关柜运行故障问题发生，造成设备短路。

针对开关柜运行柜体发热故障情况，在设计中首先应注意合理提升温度的变化裕度，同时，注意加强柜体通风散热性能改善和设计，从设计结构上改进和避免触头接触不合理引发的过热问题，从而有效避免故障的发生。

1.3 开关柜自身绝缘性能问题

开关柜自身绝缘性能不足是引起配电工程高压开关柜运行中故障问题发生的主要原因之一。根据配电工程高压开关柜运行的实际情况，对开关柜自身绝缘性能造成影响的因素主要表现为以下几个方面。

在高压开关柜的设计生产中，如果生产厂家对开关柜的设计制造不严格按照有关要求或标准执行，导致开关柜设备的内部带电体相相之间或相地之间空气绝缘间隙小于规定的125 mm时，就会在运行使用过程中引发相关绝缘故障或问题发生，进而对开关柜设备运行使用的安全性与稳定性造成影响。高压开关柜中相应的配套附件的绝缘性能比较差，也会对开关柜的绝缘性能造成影响。一些开关柜生产厂商为了降低生产成本等，选择一些绝缘性能相对较差的配套附件进行设备制造，导致整个开关柜的绝缘性能受到了影响，不符合相关标准，导致故障问题发生。高压开关柜中复合绝缘的空气间隙设计不合理，这也是影响开关柜绝缘性能的重要因素。此外，配电工程中高压开关柜的运行维护管理也是引发开关柜绝缘故障发生的主导因素。一般情况下，由于配电工程中高压开关柜的运行环境恶劣，易受到粉尘、烟雾、蒸汽、温度等各种环境因素的影响，对开关柜绝缘构件的表面造成腐蚀影响，严重情况下，还会引起绝缘构件腐蚀加剧，绝缘性能受到影响，发生故障，因此，做好配电工程高压开关柜运行维护，降低环境因素对绝缘构件的腐蚀影响，是避免故障发生的有效措施。

1.4 雷击引起的开关柜故障

配电工程中，变电站架空线路雷击作用引起的绝缘串子被击穿问题也会对高压开关柜的运行造成影响，导致故障发生。针对这种情况，为了避免配电工程中雷击危害导致的高压开关柜故障发生，需要在配电线路的变电设备安装位置设置相应的避雷防护，减小雷击作用造成的放电电流的电压影响，减少对高压开关柜的运行影响。此外，还可以在高压开关柜设计中有效提升开关柜的绝缘裕度，设置架空线路避雷保护等，避免开关柜故障发生。

2 配电工程中高压开关柜故障控制建议

针对上述配电工程高压开关柜故障及有关改进分析，为了避免故障发生，应提高配电电网运行的安全性和稳定性，还需要从以下几点做好改进与控制：①在开关柜设计制造中，应严格按照有关设计制造标准，合理设计和控制开关柜设备绝缘间隙与配件质量，减少因开关柜绝缘间隙不合理或配件质量较差等问题引发的开关柜绝缘性能或其他运行使用性能的降低，导致运行使用中故障问题的发生。②在配电工程安装使用前，应注意针对配电工程的电网运行环境以及开关柜设备性能做好相应的试验检测。对于性能不符合配电工程运行使用标准的开关柜设备坚决不能使用，使用过程中还要注意及时进行维护检修，以避免故障问题发生。③在高压开关柜的设计制造中，尽量减少对不符合要求标准的产品进行设计制造，避免因与设计或运行使用标准不符而导致故障发生，进而对整个电网的运行安全与稳定造成不利影响。