摘要：10kV开关柜在电力系统中属于较容易出现故障的部分，其故障的出现给这会经济带来了一定的负面影响。所以要对10kV开关柜进行一定的故障分析，了解其出现问题的根本原因，进而对相关故障的出现采取进行一定的预防措施，以保障电力的正常供应。本文通过对10kV开关柜故障案例进行分析，深入探讨了其出现问题的根本原因，并对其故障的处理提供了一定的意见与建议，以此来减少10kV开关柜故障出现的频率，并保证人们的用电安全。
关键词：10kV开关柜；故障；措施分析
随着社会经济的发展，电已成为人们生活中必不可少的一部分，对人们的生产生活等各方面都发挥了巨大的作用，而且人们的用电需求也在不断的增加，这就对电力系统提出了更高的要求。电力系统在不断进行技术改进的过程中，还是存在着一定的问题，下面将对电力系统中最基础的开关柜所出现的问题进行一定的分析，以此来保障电力的正常供应，减少事故的发生。
一、10kV开关柜电气故障案例
案例一：某一配电所的10kV开关柜在春天出现了短路，并引发跳闸，而且开关柜中的的母线被烧毁。案例二：10kV开关柜由于其电压互感器内绝缘体被击穿，定额电流0.5A 的RN2熔断器熔管爆裂，造成短路现象，而开关柜之内三相熔管中的两相被炸碎，母线被烧毁。
出现事故的根本原因是单相接地，产生间接事故，进而使得开关柜出现故障。当开关柜出现问题后，配电系统不会立刻停止工作，往往还可以运行1-2个小时。接下来将对事故的具体环节进行分析，在案例一发生的时候，当时气候处于春天，再加上阴雨天所导致的气候潮湿，使得开关柜中相关原件的绝缘性能变弱，进而导致击穿现象的出现。当击穿现象出现后，导致接地电阻发生剧烈变化，并产生巨大的电阻值，而随着电阻增大电压也跟着变大，如此便造成了短路。
案例二出现的原因是开关柜中的互感器存在一定的质量问题，使得其在正常工作时，铁芯温度过高，进而破坏了内绝缘体，而传感器感受到变化进而导致熔断器熔断；除此之外，由于在熔断器的配置过程中使用了一些不规范的建材，使得熔断器的使用存在一定安全问题，在这次事故中，如果熔断器配置正常，在其爆炸后，就会直接断电，就会避免一定的损失。而现实情况是由于熔断器配置不达标，在其爆炸后，仍存在一定的阻值，使得线路保持通电，进而造成了短路。而事后调查发现，其绝缘体的材料也不符合相关规定，使得在熔断器开始放电后，无法发挥绝缘的功效。
针对以上两个案例出现的问题，其预防办法有以下四种。第一，对于潮湿的气候所引发的事故，可以使用干燥剂来吸附水分，让开关柜处于一个干燥的环境中。第二，对其接地电阻的设计要有一定的改进，防止因单相接地或者拉弧现象而使得电压过大，进而出现短路。第三，重视绝缘器材的处理，可以对所有的电线安装一定的绝缘设备，比如通过在线上安装绝缘套等方式，以避免因电弧而产生短路事故。第四，要保证电压互感器的质量，在使用前对其进行一定的测试，确保其符合要求后再进行一定的使用。
二、10kV开关柜电气故障分析
（一）电压互感器
电压互感器高压熔断器熔断现象是10kV开关柜电气故障的主要表现之一[1]。通过熔断器的电流受电压和电阻的影响，在电压一定时，电阻越小电流越大，随之功率变大。而当电阻很大时，通过的电流就会变小，如果熔断器的容量小就容易出现熔断现象。除此之外，再进一步对其进行研究，就会发现究其根本还是单相接地所引起的，在单相接地时，互感器的温度会持续上升，而电流会激增，进而使得熔断器熔断。在这个过程中，消谐装置往往对较小的电流敏感度不高，所以消谐装置的安装没有什么意义。并且在单相接地的过程中，导致了铁磁谐振，传感器在其影响下其功能无法完全发挥，使得电路中的电流与磁力变大，进而导致其保险丝熔断。在电器的使用时，线性电路和电容电阻元件构成了串联，在电源频率接近回路值时，局部电压会变大，引发谐振[2]。谐振发生时，电阻为其起到限制作用，因为电阻会对电路中的电流以及局部电压进行一定的制约，决定论谐振发生的频率。
（二）相间短路
当传感器中铁芯温度值过高，就会使得线路中的电流变大，而熔断器进而会出现熔断。这种事故要及时的处理，否则如果环境潮湿，就会影响绝缘效果没劲儿会导致击穿现象的发生。处理不及时甚至会出现更严重的后果，比如击穿后电阻的增大会导致局部电压过大，进而导致两相短路，碰巧出现电弧，就会引起三相短路，当三相短路发生时，熔断器甚至会出现爆炸，开关柜柜门会有被炸破的风向，导致严重的后果。
三、10kV开关柜电气故障中的处理分析
（一）高压熔断器的故障处理方式
1、采用零序电压互感器
零序电压互感器能发挥较好的消谐作用，通过其可以对接线方式进行一定的改进，进而减弱了谐振的效果。
2、增加回路阻尼
适当的增加互感器的电阻可以减少谐振的出现。在传感器的两端增加一些电阻，那么随着电阻的变大，其局部电压也会随之增加。而在电流越大电阻越小的情况下，对谐振的控制效果会更加显著。但是对电阻的阻值往往无法做到精准的掌控，这就容易导致互感器超出额定负载，过大的电流导致其保险丝烧坏，进而使得互感器被破坏。
3、控制参数法
在进行控制参数时，往往是对XCO、XL进行改变，以此来减少谐振。XCO的数值可以通过增加出线来进行改变，而在改变XL时，要更换互感器，替换成性能更好地，这样在单相接地发生的时候，铁芯就不会超过实际的负荷能力，电流数值也会正常，谐振就可以有效的进行避免[3]。实际上，消弧线圈的使用更为普及，它最大的作用就是消除谐振，还能有效的避免单相接地引起的短路现象的发生。使用时可能在空母线合闸充电后，出现基波谐振，但只要在合闸之前合上空载线路在进行充电，就能够在一定程度上避免谐振。
4、侧安电阻
通过在互感器的一侧增加电阻，和增加回路阻尼的作用类似，使得流过的电流发生一定的变化，当电流变大后，电阻也变小，通过这种方式可以很好的起到到抑制电压、抑制电流、抑制谐振的作用。
（二）相间短路的故障处理方式
对于相间短路的故障处理，要确保其处于干燥的环境之中，这样可以有效的避免绝缘体无效果的现象发生，进而避免击穿现象。在对10kV开关柜进行安装时要严格遵守相关要求，尽量确保接地电阻的阻值处于合理的变化区间，以减少因电阻过大而导致的短路的现象的发生[4]。在设计时，要注意开关柜的接地设计，防止单相接地时电弧的出现，进而导致线路短路。而且还要注意互感器的选择，互感器作为开关柜中最容易出现问题的原件，在配置时要进行耐压测试，还要保证母线的绝缘效果。所以在设计开关柜的时候，要将容易出现故障的部件用其它零件包裹起来，通过确保母线的绝缘效果，也保护了母线。
总结：综上所述，为避免10kV开关柜出现故障，工作人员在设计时要充分考虑可能出现的问题并对其采取一定的避免措施，并且要提高自身专业技能，以保障开关柜的安全运行。在防范中，要重点关注绝缘体的绝缘功能是否能得到有效地发挥，避免因环境因素而导致的一些故障的发生。而在故障出现后，要对其进行及时的断电并予以全面的检查，对可能出现故障的部件进行逐一的检查，并做好修理工作。在这一系列的处理过程中，相关人员要总结经验，结合相关标准对开关柜进行一定的改进，从而保障10kV开关柜的正常运行。
参考文献：
[1]杨杰,梁盛乐,李晓洋. 基于超声波检测的10kV开关柜电缆局放故障分析研究[J]. 电力设备管理,2018(11):41-45.
[2]谢永海. 10kV开关柜内部电弧故障的危害与保护分析[J]. 山东工业技术,2019(06):209.
[3]黄少敏. 10kV开关柜局部放电测试技术[J]. 设备管理与维修,2019(07):128-129.
[4]赵锴,王伟,陈冠,沈小军. 面向变电运检培训的10kV开关柜三维实景模型构建[J]. 仪器仪表与分析监测,2019(03):9-13.