高压开关柜常见故障和检修维护

摘要：在电气系统的提供中，需要各种电气设备来连续且准确地将电能输送到用户的终端。高压开关柜是能量传输和转换系统的重要组成部分。它的主要作用是收集和分配电力、监视、测量、控制、保护和自动控制电力线，并解决过去在电网运行中发生的所有问题。因此，在与高压开关柜的生产，安装和操作单位进行通信时，分析和研究高压开关柜的频繁故障对于确保电源的稳定性很重要。

关键词；高压开关柜；故障；检修维护

1高压开关柜常见故障分析 1.1断路器的故障

如果出现绝缘老化或者通风性能较差时，都会导致断路器出现故障。在长时间的分、合闸带电的情况下，绝缘圈可能出现断路现象，电动闸失效，手动闸仍可使用；在电路储能不足的情况下，整体高压开关柜会出现损坏，电动机会运转失灵，机器无法运作；在垫片变形、齿轮脱扣、线圈间隙过大等情况下，由于零件的变形故障导致高压开关柜的运作停滞，同样会损伤机器。在以上的器械物理故障的基础上，还可能出现升温过高的情况，如果高压开关柜内部散热性能较差，那么，无论其中哪一环节出现问题，都有可能导致整体结构升温、损坏，相反，如果利用弹簧或磁性结构，可避免结构过于紧密引起的温度过高的问题。 1.2隔离开关的故障隔

如果隔离开关的负荷过大，会让局部升温增快，有发热故障趋势。如果在追踪时保持负荷正常，发热情况会降低，但仍有可能在氧化方面出现故障。因此，相关管理人员需要保护隔离开关的触头不被外力破坏，清洁时，也不能用砂纸或其他坚硬物品打磨。保证了触头的完整，会避免大部分的隔离开关出现故障，小部分会出现齿轮咬合不好、弹簧性能问题出现接触压力过大的情况，这时要及时调整，避免更大的损坏。 1.3异常放电的故障

高压开关柜放电的情况可以主要分为表面放电、沿面放电、内部放电。表面放电是因为在高压开关柜的电极表面缺少绝缘材料，空气和电极接触后会使电场分布不均，电极击穿空气产生电晕放电。因为高压电极暴露空气会导致电场强度增大，周围环境会存在安全隐患，所以对电极的要求很高，电极之间的距离、电极的自身导电性、电极的曲率半径都需要匹配高压开关柜。沿面放电主要体现在绝缘材料的表面，因为高压条件下电场强度超过了最大值而引发的放电故障，可以击穿空气，连通两端电极。绝缘材料表面污染以及空气温湿度失衡都会引发沿面放电。内部放电是高压开关柜运行状态下的放电情况。因为各部分的材料导电性能不同，在整体运作时就会产生摩擦、导电的情况，所以在安装部件时，需要反复测验各部件的磨合程度，在出厂前做好产品测试。 2高压开关柜检修维护办法 2.1绝缘性能在线监测

考虑到由于不良的接触和隔离问题而导致故障的可能性很高，应使用适当的控制技术。如果发生绝缘的事故，则在行开始期间会发生泄漏现象，因此可以监控泄漏以获取损坏信息。

在中国，最常用的监测方法是介质损耗角正切在线监测和交流泄漏电流在线监测。另外，使用射频方法的互联网监视的研究也取得了进展。 2.2短路性能试验

此种试验是对开关柜设备的额定短路接通开关能力和额定短时耐受电流能力进行检验的试验项目，也就是检验在电力系统出现短路或过载较大等异常现象时，能够保证高压开关柜接通且在规定时间内承载和断开故障电流的能力。由于在上述操作中主要是利用开关柜中的断路器等内部执行元件来完成，但是在实际的试验中也只能对高压开关柜整体性能的额定短时耐受电流能力指标的影响因素进行分析，也就是检验开关柜运行中在短路电流处于规定范围内时出现的焦耳热和相应的热应力、电动应力等数值。而代表开关柜设备的额定短时耐受电流能力的指标主要是峰值耐受电流和短时耐受电流，并且按照国家标准规定，对于低压开关柜来说，需要保证在短路电路超过50kA时，保证上述两个指标的数值比例为2.2，试验电流持续时间为1s。如果是高压开关柜，则要求上述数值比例更高，且持续时间为4s。在上述试验过程中需要对电力系统出现短路故障时的状态进行模拟，而且条件要更加苛刻，这也足以证明此项指标对于开关柜设备安全运行的重要作用。这主要由于在出现短路故障时会在瞬间产生高达几十kA的短路电流且持续时间比较长，这也会产生非常大的焦耳热而加速绝缘材料的老化并降低绝缘性能。而且所用的铜材在温度超过90℃的环境中就会表现出机械性能大幅下降的现象，同时此类发热问题还会增加导体连接接触面变形问题而引起的接触电阻，而上述非常大的短路电路也会产生非常大的电动力，在此电动力的影响下会导致其内部绝缘件的断裂和柜体、母排的变形问题，甚至会改变电气见习和爬电距离，降低绝缘水平。如果是采用抽屉柜，在上述电动力的影响下还会造成接插头变形以及弹跳问题，这会对抽屉式元器件造成拉弧烧损。如果是配电开关柜，也由于其存在实现上下级选择性短路保护的功能要求而需要开展此试验。这主要是通过此试验项目对开关设备的动、热稳定性进行检测，对此类设备在短路延时过程中的I2t所产生焦耳热的承受能力进行检测，还可以对上述焦耳热所产生热应力和峰值电流产生的电动力的承受能力进行检测，也就是要保证在短时耐受电流能力的检验之后还能保证产品可以正常使用。但是由于此类试验可能会对产品的性能和可靠性造成损坏，而且在试验开展中对其所用试验设备和供电条件等要求也较高，因此也仅仅将其作为型式试验开展。 2.3导电回路检测

在操作设备上发生的故障或事故，说明导电电路接触不良后，之后问题将继续恶化。绝缘插头通常配备有闭合弹簧，该闭合弹簧在加热时可提高其弹性，从而进一步增加接触电阻，直到发生事故。为此，工厂还必须严格将高温物品运送到此类测试中。对于批量生产的型号，还应将当前速率下的温升用于定期或不定期测试。特别是对于高压开关流量，必须对每种产品执行温度控制。根据规定，通过大电流压降法测量电路电阻是防止导电电路事故的方法。由于用于环路电阻测量的电流是有限的，因此测量结果合格，但是在运行期间会多次发生载有电流的事故。这种实践表明，这不是一种非常可靠的技术，不应完全依赖于此。对于用户而言，安装产品后，他们必须了解其当前的交付情况和稳定性，并确保设备的可靠和安全操作。在产品运行的初始阶段，需要加强监视，特别是在夏季排名和环境温度较高时监视设备的运行状态尤为重要。例如，诸如红外温度之类的技术用于监视设备，并且随着时间的流逝可能会出现潜在的异常加热现象。 2.4温升检验

此检验项目主要是对开关柜设备在长时间处于额定电流工作状态下相关规定部件的温升情况进行试验检测，检测其是否在规定的温升极限范围之内，同时还对铁磁与载流部件出现损耗而发热时是否会对载流部件和相邻部件造成损坏以及降低产品的绝缘水平、影响产品性能等进行检验。这主要由于在开关柜在额定电流下经过长时间运行之后不可避免会产生缓慢的温升现象，如果上述现象出现异常而出现了温升超过规定范围的情况也会加速绝缘件的老化速度并降低绝缘性能。上述问题主要是在开关柜的结构、载流部件连接和主电路界面等影

响下产生，这也需要通过型式试验来检验开关柜整机的温升情况，保证其在标准范围之内。此外，由于试验设备、多种标准连接电缆或铜排等因素会温升试验，因此也只能在型式试验中开展。 3结语

总而言之，由于环境和内部组件而导致的高压开关柜的使用可能导致故障，从而影响电网的运行。但是，如果我们严格遵守设计、制造、批准、操作和维护的标准，并采取措施改善操作条件和其他方法，则必须采取措施减少高压开关柜故障的可能性，从而确保安全稳定的运行，为国民经济的持续快速发展提供了能源安全。 参考文献

［1］李宁钢．高压开关柜常见故障和检修维护［J］．价值工程，2020，39(05):244-245． ［2］方胜兵．高压开关柜监测与故障诊断分析［J］．铝加工，2019(03):55-57