电气工程中开关柜故障分析探讨

何国跃

摘 要：目前在我国，输电的主要方式是电气输电。电网的输电在生产生活中必须与电气开关柜相连，甚至电气开关柜的运行状态都与区域电网的输电质量有关。由于开关柜在电网的输电过程中非常重要，因此需要注意开关柜的运行质量，避免开关柜在运行中出现故障。本文根据笔者工作经验，分析了开关柜的运行及故障原因，发现电气开关柜设备的主要故障是机械故障和绝缘故障。下文对这些故障，提出了相应的解决方案，以提高电气开关柜的运行可靠性。

关键词：开关柜 ；故障 ；分析

1 电气开关柜故障的相关情况

根据调查分析2017年相关的电气开关柜设备故障情况，大部分的故障问题当中，有90%左右的故障是开关柜出现故障导致的，其中5%左右是由于电缆本身出现故障导致，而其他故障问题所占几率只有5%左右。而在电气开关柜的故障单子，机械故障占到的比率达到了45%左右，而绝缘故障的机率有30%左右，其他的故障类型大概是15%左右，而电气故障的机率十分小只有10%。通过相关数据我们可以看出，绝缘故障与机械故障在开关柜故障当中占主要成分。而进一步调查这些故障出现的原因我们能够看出，这些机械故障和绝缘故障会发生的主要原因包括以下几个方面 ：第一方面，缺少对员工的实际技能操作培训，进而导致工作人员对于设备的操作水平不够熟练，同时无法根据相关标准和要求进行设备维护 ；第二，选择的设备型号存在错误，柜体进行安装时没有遵守要求 ；第三，开关柜内部的动、静触头因为接触行程达不到要求，进而导致动、静触头被烧坏；分、合闸线圈与控制回路也不满足相关要求，导致分合闸线圈被烧坏 ；第四，外界的环境因素，比如空气内湿度过大、工作温度比较高以及雷击现象等，这些也容易导致开关柜出现故障。

2 电气开关柜故障的相关方案

2.1 处理开关柜的机械故障

开关柜出现的机械故障主要包括以下几种 ：母线室出现故障、电缆室出现故障、仪表室出现故障以及手车室发生故障。开关柜结构如图1。针对操作人员误动造成的故障，我们可以对其进行严格的技术培训，让其能够严格的遵守相关操作指导进行施工与操作，同时在每次施工时能够完成技术交底工作，且需要在一定的时间内做好考核，保证控制柜的安装位置准确和合适。做好对柜体的出厂证明的严格检查，对于其手车盘底的开关与轨道情况进行查看和确认。安装垫块能够解决开关柜的母排与静触头之间的行程不够问题，进而增加动静触头的行程，垫块的材料要求不高可以是废料加工。实验过程中发现，选用的垫块材料如果是铜，在遇到降温和加热情况时垫块的膨胀系数要比其他材料高，胀缩的程度也比较小，能够满足电气要求，同时其操作性与经济性也比较高。

图1

2.2 开关柜绝缘故障的处理措施

针对开关柜绝缘故障进行统计我们发现，故障总数当中有5% 左右是10kV 的绝缘故障，其中27%左右是35kV 的绝缘故障，由此可见故障主要是集中发生在35kV 的开关柜设备上。调查并研究了部分电压等级较高、运行负荷大的电气设备，并对现场数据进行记录，如果开关柜内部的环境比较潮湿就会降低其绝缘性，进而导致绝缘性能劣化、套管和母线之间发生绝缘闪络现象等，绝缘设备出现损坏的主要原因是对缺乏对设备的管理、人员装配不足 ；而绝缘标准无法达标是因为制造工艺和质量水平存在差距 ；而绝缘件出现老化的相关因素主要是因为开关柜本身的散热较差，而且工作环境温度比较高，但是又缺少相关的降温措施。而针对设备疏于管理这一点我们需要提高员工的责任心并加强对其的技术培训，提高工作人员对现场的检修与维护力度。无规矩不成方圆，此外还需要构建相关的标准制度和管理规程，采取监督考核机制。采取防尘和防潮措施避免开关柜与电气室进灰和潮湿，或者是在开关柜的后边安装通风风扇，使开关柜内部自上而下形成一种气流通道，同时使用防火泥把开关柜的底部与出线孔堵住，在柜子风扇的外部安装防尘网。

2.3 案例分析

2.3.1 基本情况

某110kV 的变电站内出现10kV 开关柜爆炸故障并引发了火灾，并无人员伤亡情况和其他财产损失，但是因为设备损坏供电中断，这给当地的生产生活带来了很大的麻烦。

2.3.2 分析故障出现的原因

在專业人员进行详细的研究和分析之后，我们发现出现爆炸故障的原因主要是 ：短路出现电弧同时引起接地，在热效应的影响下电弧诱发了开关柜内空气发生急剧膨胀，最后导致开关柜出现爆炸导致火灾的发生。

2.3.3 开关柜故障的预防方法

（1）在开关柜的前期，应注意开关柜的制造和设计，以保证设计方案的科学性和实用性。在新型开关柜制造中应保证其散热能力、改善开关柜的绝缘、严格检查开关柜的质量，严再格测试开关柜各方面的参数，并考虑其他方面需求。同时，开关柜在制造过程中，应选用绝缘能力强的材料，保证开关柜的绝缘性能设计要求。

（2）开关柜安装过程中应选择专业人员进行操作。安装时应注意开关柜内部，不要划伤绝缘部分，以免影响其绝缘性能。同时，还应注意开关柜的安装环境，避免阳光直射和潮湿环境，保证开关柜的工作环境干燥。在安装完成后，进行试验，确保各项工作指标正常，满足电网要求。

3 结束语

电气开关柜的质量对人、电力和设备的安全可靠供电起着至关重要的作用。随着电气设备的逐渐增加，我们要对电气开关柜的质量监督工作进行深入分析，保障电气开关柜的安全，促进电气开关柜质量监督和质量控制，提高了电气开关柜的整体控制水平，保证电气开关柜的在一定的安全环境下可靠运行。

参考文献：

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