10kv開關(guān)柜結(jié)構(gòu)

礦井采用的 10kv 開關(guān)柜總體上是由斷路器以及柜體等兩大部分組成，其中柜體從物理結(jié)構(gòu)上劃分,，由母線室,、控制室,、出線室以及斷路器室等部分組成。由于礦井環(huán)境較為惡劣,，負(fù)載較重,，對(duì)設(shè)備運(yùn)行可靠性有更高的要求。具有的顯著特點(diǎn)是空間狹小,，結(jié)構(gòu)緊湊,。

 

10kv開關(guān)柜常見故障

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，10kv 開關(guān)柜的質(zhì)量以及可靠性都得到顯著提升,，設(shè)備的故障率大幅降低,。但由于礦井載荷較大，且環(huán)境惡劣,，同時(shí) 10kv 開關(guān)柜在高壓,，大電流環(huán)境中工作，設(shè)備難以避免出現(xiàn)故障,。

10kv 開關(guān)柜常見故障中,，發(fā)熱、絕緣以及元器件故障占據(jù)到前三位,，占比分別為 48.15%,，27.78%，11.11%,，總計(jì)達(dá)到 87.04%,。這些故障的發(fā)生給礦井的供電安全造成的嚴(yán)重的不利影響，必須采用有效的技術(shù)措施進(jìn)行預(yù)防治理,。雖然機(jī)械故障及其他故障雖然占比不大,，但出現(xiàn)故障對(duì)礦井的正常生產(chǎn)卻帶來十分不利的影響。

10kv 開關(guān)柜故障原因分析

10kv開關(guān)柜發(fā)熱故障

開關(guān)柜運(yùn)行過程,，出現(xiàn)發(fā)熱的主要地點(diǎn)來源于導(dǎo)電回路,，具體有接頭位置發(fā)熱，導(dǎo)體發(fā)熱,、渦流發(fā)熱等部分,。若設(shè)備的發(fā)熱量高于開關(guān)柜的排熱量，就會(huì)引起開關(guān)柜溫度增高,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起故障,。接頭發(fā)熱主要是發(fā)生在刀閘接頭以及接頭位置、互感器連線板等可能存在接觸不良的位置,，或者由于受到電化學(xué)腐蝕,，造成設(shè)備的接觸不良,，出現(xiàn)火花或者發(fā)熱。導(dǎo)體發(fā)熱主要原因是母線室內(nèi)的母排發(fā)熱,，母排長期通過較高電流值,，當(dāng)開關(guān)柜負(fù)荷較大時(shí)，母排的發(fā)熱更為明顯,。同時(shí)受到生產(chǎn)制造技術(shù)以及生產(chǎn)條件的限制,，制造出來的母排之內(nèi)難以避免的存在雜質(zhì)，使得電阻率值增高,，也會(huì)增加母排的發(fā)熱量,。渦流發(fā)熱主要是由于負(fù)荷電流由于受到開關(guān)柜內(nèi)的鋼板隔斷作用出現(xiàn)環(huán)流，引起發(fā)熱,，負(fù)荷電流越大,，渦流發(fā)熱現(xiàn)象越為嚴(yán)重。

10kv開關(guān)柜絕緣故障

絕緣放電是導(dǎo)致開關(guān)柜出現(xiàn)絕緣故障的主要因素,，例如對(duì)地閃絡(luò),、導(dǎo)體相間以及支柱瓷瓶閃絡(luò)等。當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)的絕緣體或者絕緣體間隙的絕緣強(qiáng)度不足以滿足絕緣要求時(shí),，在高壓環(huán)境運(yùn)行過程中出現(xiàn)放電現(xiàn)象,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)直接穿透絕緣體的情況，出現(xiàn)絕緣故障,。礦井 10kv 開關(guān)柜的運(yùn)行環(huán)境較為惡劣是出現(xiàn)絕緣故障的一個(gè)重要原因,，最典型的就是出現(xiàn)污閃現(xiàn)象。礦井環(huán)境中存在有大量的粉塵,，由于日積月累造成開關(guān)柜內(nèi)部的絕緣子,、套管等部件存在較多污穢，當(dāng)空氣濕度較大時(shí)且絕緣子支護(hù)與泄漏點(diǎn)位置較近,，極其容易出現(xiàn)污閃,。

10kv開關(guān)柜元器件故障

開關(guān)柜內(nèi)的有許多精密元器件，這些設(shè)備在長時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下容易出現(xiàn)故障,。其中,，帶電顯示器出現(xiàn)故障的概率較高，很多礦井 10kv 開關(guān)柜帶電顯示器處于故障狀態(tài),，形同虛設(shè),，現(xiàn)場無法進(jìn)行使用 ；導(dǎo)致電壓互感器出現(xiàn)故障主要是因?yàn)橛性O(shè)備的安裝調(diào)試,、設(shè)備本身品質(zhì),、設(shè)備過壓以及二次側(cè)出現(xiàn)短路等 ；避雷器故障主要原因是密封失效,、瓷套污染,、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長閥片出現(xiàn)老化,。當(dāng)密封失效時(shí)就會(huì)引起外界環(huán)境中的水分、粉塵進(jìn)入到避雷器內(nèi)部,，造成絕緣劣化,，加速閥片的老化進(jìn)程，同時(shí)當(dāng)瓷套被污染之后引起電阻片內(nèi)部電壓分布不均衡,，電阻片老化加劇。

10kv開關(guān)柜機(jī)械故障

開關(guān)柜出現(xiàn)機(jī)械故障最為常見的有拉桿斷裂,、操作部件彎曲變形（或者局部斷裂）,、傳動(dòng)插銷破斷、拉桿斷裂等,，這些機(jī)械故障會(huì)引起連接桿出現(xiàn)脫落,，造成開關(guān)柜內(nèi)部線路短路，單相接地事故,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)開關(guān)柜操作不靈敏,，甚至出現(xiàn)開關(guān)不能閉合或者斷開情況。除了以上故障,，開關(guān)柜出現(xiàn)其他故障的主要有操作,、維護(hù)人員誤操作或者蛇、老鼠等進(jìn)入到開關(guān)柜,，造成設(shè)備出現(xiàn)短路,。

10kv開關(guān)柜常見故障的處理措施

做好設(shè)備安裝以及調(diào)試工作

在 10kv 開關(guān)柜運(yùn)送到礦井地面變電所時(shí)就強(qiáng)化安裝以及調(diào)試工作，以便為設(shè)備后續(xù)持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行奠定基礎(chǔ),。開關(guān)柜完整的調(diào)試是對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行初步排除的重要手段,。在對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行調(diào)試時(shí)需要對(duì)設(shè)備內(nèi)部的絕緣間隙是否符合要求、傳動(dòng)是否出現(xiàn)卡澀,，以及其他不符合要求的情況進(jìn)行排除,，為日后設(shè)備運(yùn)行創(chuàng)造良好條件。當(dāng)設(shè)備安裝調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障時(shí),，安裝調(diào)試人員應(yīng)立刻向礦井管理人員進(jìn)行報(bào)告,，并與設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行溝通處理。

提高開關(guān)柜絕緣性能

由于礦井所處的環(huán)境較為惡劣,，設(shè)備工作負(fù)荷高,，同時(shí)需要長時(shí)間的在高壓環(huán)境下工作，給開關(guān)柜絕緣性能提出了更高的要求,。礦用10kv開關(guān)柜應(yīng)在制作材料在選定的初期就應(yīng)重視設(shè)備的絕緣性能,，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量材料才能使得開關(guān)柜更好的工作,，并降低設(shè)備出現(xiàn)絕緣故障的概率,。在選擇開關(guān)柜時(shí)首先應(yīng)選擇絕緣性能更佳的有機(jī)絕緣材料制作的開關(guān)柜,，同時(shí)開關(guān)柜內(nèi)部使用的元器件最好是絕緣性能佳，且中間有阻燃隔板,，電壓互感器應(yīng)特別注意伏安特性,。對(duì)于服役時(shí)間較長的開關(guān)柜，應(yīng)注意設(shè)備的清理工作,，盡量降低由于灰塵引起開關(guān)柜出現(xiàn)故障的可能性,。

做好開關(guān)柜密封

開關(guān)柜密封性能與開關(guān)柜能否安全運(yùn)行有較大關(guān)聯(lián)，密封良好是保證開關(guān)柜安全高效運(yùn)行的一個(gè)重要條件,。首先應(yīng)加強(qiáng)開關(guān)柜內(nèi)部分隔的保護(hù)程度,。開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有斷路器、母線以及電纜等,，這些部件采用阻燃絕緣隔板分割成一個(gè)個(gè)小室,，若一個(gè)小室出現(xiàn)故障不會(huì)連帶引起臨近的小室出現(xiàn)故障，防止故障擴(kuò)大,。設(shè)備內(nèi)部采用的插頭應(yīng)加絕緣罩,，以便保護(hù)設(shè)備的操作維護(hù)人員的神人安全。

在開關(guān)柜機(jī)械動(dòng)作方面,，需要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行觀察,，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行更換。

強(qiáng)化開關(guān)柜的定期維護(hù)管理根據(jù)礦井實(shí)際情況,，加強(qiáng)對(duì)開關(guān)柜的維護(hù)管理,。根據(jù)設(shè)備的具體型號(hào)以及使用年限，制定合理的設(shè)備檢修,、維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃,，在具體的執(zhí)行過程中應(yīng)在遵循規(guī)章制度的前提下，根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行有針對(duì)性的維護(hù)保養(yǎng),。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)注重觀察開關(guān)柜是否出現(xiàn)異味,、顏色、聲音,、震動(dòng)等情況是否出現(xiàn)異常,。當(dāng)發(fā)現(xiàn)上述問題后，就需要對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行全面的排查,。

加強(qiáng)對(duì)開關(guān)柜的巡查,，及時(shí)掌握開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)。在對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行巡查過程中,，做到認(rèn)真,、細(xì)致，有時(shí)開關(guān)柜內(nèi)一個(gè)微小的放電就可能到下一次巡查時(shí)變成絕緣事故。同時(shí)采用紅外設(shè)備對(duì)開關(guān)柜內(nèi)部導(dǎo)電線路,、連接處等容易出現(xiàn)溫度異常的不問進(jìn)行檢測,，一旦檢測出異常就應(yīng)適當(dāng)降低該開關(guān)柜的工作負(fù)荷，避免溫度進(jìn)一步的提高,，造成故障,。

制定防范措施

對(duì)于誤操作導(dǎo)致10kv 開關(guān)柜出現(xiàn)故障，礦井一方面應(yīng)制定可靠完善的規(guī)章制度,，并嚴(yán)格執(zhí)行,，另一方面加強(qiáng)對(duì)開關(guān)柜檢修、維護(hù)等人員的培訓(xùn),，提高業(yè)務(wù)水平,，以及防范誤操作的能力。在對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行日常的巡查中,，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)上報(bào)進(jìn)行處理。

10kv開關(guān)柜在礦井中的應(yīng)用較為廣泛,，同時(shí)由于礦井環(huán)境惡劣,，開關(guān)柜長期處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題以及故障的類型也是多種多樣,。因此,，筆者對(duì)礦井近些年來常見的開關(guān)柜故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，總結(jié)出常見的故障類型,，并有針對(duì)性從開關(guān)柜安裝以及調(diào)試,、提高開關(guān)柜絕緣性能、做好開關(guān)柜密封,、強(qiáng)化開關(guān)柜的定期維護(hù)管理,、制定防范措施等方面提出處理措施，以減少10kv開關(guān)柜出現(xiàn)故障的可能,，提高礦井供電安全,。