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配网10 kV环网柜故障探讨

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：钟成蛟崔勇沐欣欣

[导读] 摘要：随着经济的快速发展，用电需求量地持续增长，供电企业要确保电网的正常运行。

        云南电网公司玉溪供电局云南玉溪 653100
        摘要：随着经济的快速发展，用电需求量地持续增长，供电企业要确保电网的正常运行。在城市配网发展的过程中，环网柜成为主要的汇集和分配电能的设备。本文首先描述10kV环网柜在应用中遇到的问题，再提出相应的处理措施。
        关键词：配网10kv；环网柜故障
        10 kV 环网柜，由于其具有拼凑灵活、体积小、经济实惠、操作方便等优势，被广泛应用在各级配网工作中。环网柜对 2 路以上电源和负荷有所控制，所以一旦出现故障，将对电网正常使用产生巨大影响。为此，对 10 kV 环网柜运行进行维护可有效降低故障率，同时也可排除一些潜在危险因素，以确保电网正常使用。
        1 环网柜相关概述
        1.1 环网柜基本构成
        环网柜通常是由负荷开关、机构箱、母线、一次电缆室及二次电缆小室等构成。其中，负荷开关能够控制本单元通断，机构箱则负责对负荷开关相关操作进行熔丝安装工作，而母线用于与其他环网柜之间建立起电气连接，一次电缆室用于一次电缆、PT、CT 等设备的安装，二次电缆小室则用于加热器及一些控制电路的布线工作。环网柜的主要优势表现为：保证在正常通电的基础上，减小设备体积、质量，便于安装等；其缺陷主要表现为：不能对故障电流采取开断措施，仅靠熔丝来保护电路，且不能对其采取微机保护措施。
        1.2 环网柜分类
        1.2.1 根据绝缘性分类
        根据绝缘性分类，可将环网柜分为空气绝缘环网柜和气体绝缘环网柜 2 大类。空气绝缘环网柜只是将负荷开关密封在 SF6 当中，其余部分还是暴露于空气中；而气体绝缘环网柜又被称作“全绝缘柜”，其中，负荷开关、机构箱等全部处于封闭状态。
        1.2.2 根据生产厂家分类
        根据生产厂家分类，可将环网柜分为合资和国产 2 大类。其中，国产环网柜，比如深圳惠程所生产的 IA 柜，是完全按照我国 10 kV 标准制造生产的；合资环网柜，比如 ABB生产的 SAFE 柜、施耐德生产 FBX 柜等，其主体部分是按照德国、法国等合资一方规定的 20 kV 标准所制造生产的。
        1.3 应用场合
        环网柜具有电能分配、中转和联络作用，主要应用在以下场合： ① 室外开闭所，使用全绝缘环网柜； ② 室内开闭所，主要采用空气绝缘环网柜； ③ 用户配电房，主要使用空气绝缘环网柜； ④ 在欧式箱变应用中，空气绝缘环网柜和气体绝缘环网柜都可以正常使用。
        2 10kV环网柜的故障类型及处理措施
        10kV环网柜在日常应用中经常遇到各种各样的问题，归结起来主要有环网柜与电缆的连接故障、环网柜绝缘故障、环网柜运行环境引起的故障等，下面就分类进行讨论。
        2.1 电缆连接引起的故障
        2.1.1 问题
        在实际应用中，我们会经常遇到由于电缆连接而导致的许多问题：
        1） T型连接头的质量不符合要求，未严格按照不同型号材料的工艺要求制作电缆终端头。比如驳接尺寸严重错误或者伤及主绝缘，未经处理；半导电层、主绝缘未倒角或者倒角没有打磨光滑；应力管未能充分保护半导电层，使水分潮气进入；没有进行有效清洁；接地装置连接不牢固等等；
        2）环网柜端子与电缆终端头连接不可靠，附件安装不合规范。导致接头发热放电，损坏电缆终端头与环网柜绝缘子；
        3）环网柜的安装高度不合适，致使绝缘子受力，长时间之后导致端子烧坏；
        4）环网柜与电缆沟间的封堵有漏洞，潮湿空气极易进入环网柜，空气中的水分凝结，导致相关的操作设备生锈，操作时很容易卡死，并且潮湿空气会使柜体生锈，缩减了柜体的寿命；
        5）有关施工制作人员水平有限，安装施工过程粗糙，偷工减料，也是引起环网柜故障的一个重要因素。
        2.1.2 对策
        针对上述的问题，我们提出相应的处理措施。
        1）增加环网柜电缆小室整体高度。一些共箱环网柜的内部空间大小将会影响电缆的连接。

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提高设备配套的升高座来增高柜体的高度，改善安装环境。借助升高座把电缆附近的小室增加至800mm 左右，进一步确保在固定相关电缆套管的部位中心垂直距离至少750mm，有利于电缆芯和连接器容易安装。
        2）综合导电能力进行选型。如果电缆连接有问题，导电面积会减小。导电部件密封在绝缘套内，很难散热，还需要考虑降容。贴接处如果松散，通过高电流时容易发生高温问题。为此，准备电缆截面积最好为 240mm^2 或者是 300mm^2，在选择螺栓套管时最好限定电流是800A，铜管外径最好为32mm，减少热故障的发生。
        3）监测套管实际运行时的温度。采用相关的温度测试设备随时监测套管实际运行时温度。在实际工作中，温度还会受到空气湿度的影响，我们还需要做好环网柜的防潮工作。
        4）保证电缆T型连接头的质量，严格执行制作工艺。在进行电缆连接时，连接点应在绝缘套的内部。在制作电缆头以及连接电缆头的工作中，因对照图纸，安排专人负责监督并互相提醒，以确保施工制作质量。
        2.2 绝缘故障
        2.2.1 问题
        在环网柜的运行过程中，绝缘故障会使设备受到很大影响。引起绝缘故障的原因可以分为外部原因与内部原因。
        外部原因主要指受到外界雷电的影响，其形式分为两种，第一种是雷电直接击中一些电力设备，导致过电压。在地面上被击中的正在运行的接地导体的电位会增高，反过来进行放电。这种情况比较严重，极大的危害了电力系统；第二种是没有直接被击中的设备处于放电的电磁场感应电压。
        内部原因是设备自身存在的问题，首先我们需要考虑环网柜的质量，在安装时，很多部件不符合要求，安装工艺很有限，会使绝缘距离达不到设定值，达不到绝缘标准；其次，环网柜要确保空气流通，爬行距离保证达到规定值，不然会引起闪络或是击穿。开关柜有时需要缩放外形，不然会影响内部的电力设备，使空气间隙不足，时间过长会产生很多问题。很多开关在操作之后会松动或是振动冲击引起的间歇放电，也会出现很多绝缘故障。
        2.2.2 对策
        针对环网柜绝缘引起故障的内外因素，我们提出相应的处理措施：
        1）做好绝缘防护工作。选择绝缘性能好的设备，将会在一定程度提高绝缘水平。
        2）在设备安装时，母线室应该全使用绝缘材料，有机绝缘元件爬距必须达 230mm，柜子里的导电体与地及相间的空气距不少于125mm。明确绝缘的重点部分，给与适当地关注。
        3）检查与维护人员严格遵守相关条例，在检查过电压时严格按照操作规范执行，选择符合标准的元件，确保开关柜的质量，保证它的绝缘性能。一旦有不符合要求的元件及时更换。空气间隙与爬电距离必须达到规定，控制电磁场在安全范围之内，定期开展一系列的测试试验，确保设备在良好状态。
        2.3 运行环境引起的故障
        2.3.1 问题
        周围的环境对环网柜运行至关重要。如果周围的环境潮湿、温度忽高忽低、土壤酸碱度失衡，或是杂物很多时，很有可能引起绝缘事故。遇到大雨的天气或是多雨的地区，潮湿空气等都会严重影响环网柜的寿命。
        2.3.2 对策
        针对环网柜的运行环境，我们提出相应的应对措施：确保良好的适用环境。10kV环网柜的稳定、正常地运行需要良好的适用环境。环网柜不能设在污染严重且易发生爆炸的地区。
        3 结束语
        从我国目前电力发展形势来看，环网柜在配网中起着重要作用，并且通过维护环网柜正常运行状态，可以有效确保用电稳定性和安全性。因此，相关工作人员要对此做好运行维护工作，不断结合经验完善各项规章制度，使得环网柜发挥其重要作用。
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