10kV環(huán)網(wǎng)柜常見(jiàn)故障和檢修措施分析

1、10kV 環(huán)網(wǎng)柜常見(jiàn)故障和檢修措施分析摘要：環(huán)網(wǎng)柜又稱充氣柜、固定式負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜,是一種中壓二次配電開(kāi)關(guān)設(shè)備。 目前,國(guó)內(nèi)城市配電網(wǎng)使用的環(huán)網(wǎng)柜主要以負(fù)荷開(kāi)關(guān)或斷路器+隔離開(kāi)關(guān)作為進(jìn)線 或環(huán)網(wǎng)出線。文章分析了幾例環(huán)網(wǎng)柜典型故障現(xiàn)象及其形成原因,探討了減少環(huán)網(wǎng) 柜故障率的技術(shù)措施和管理層措施,希望為 10kV 環(huán)網(wǎng)柜常見(jiàn)故障的處理提供一定 的參考。關(guān)鍵詞：10kV ；環(huán)網(wǎng)柜；故障；檢修導(dǎo)言在電力系統(tǒng)中，環(huán)網(wǎng)柜作為內(nèi)部的電力負(fù)荷分配點(diǎn)，起著電網(wǎng)分支、分段和 聯(lián)絡(luò)的作用，能夠提高供電可靠性，在縣域配網(wǎng)的改造中應(yīng)用越來(lái)越廣。在電網(wǎng) 中，10kV環(huán)網(wǎng)柜作為小區(qū)域電網(wǎng)配電變電的核心設(shè)備部分，其安全運(yùn)行對(duì)于電

2、網(wǎng) 有較大的意義，尤其在環(huán)網(wǎng)柜電纜接頭位置，易由于高溫出現(xiàn)問(wèn)題。環(huán)網(wǎng)柜概述為使得用戶用電的可靠性得以提升，一般用戶可以接入多個(gè)電源系統(tǒng)，繼而 供電網(wǎng)絡(luò)需要設(shè)計(jì)成為環(huán)形。這種供電的方式被稱為環(huán)網(wǎng)供電。在住宅小區(qū)，工 礦石油、化工企業(yè)工廠、商場(chǎng)、地鐵站、機(jī)場(chǎng)等大型公共建筑設(shè)施等交流配電系 統(tǒng)中，一般都采用環(huán)網(wǎng)供電。這些配電系統(tǒng)中負(fù)載容量小，一般使用配有高壓熔 斷保護(hù)或斷路保護(hù)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)來(lái)控制高壓回路，系統(tǒng)中使用的高壓開(kāi)關(guān)柜也稱為 環(huán)網(wǎng)柜。環(huán)網(wǎng)柜因其接線方式相對(duì)較為靈活，能匹配不同配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的使用要 求，在電力建設(shè)系統(tǒng)中系統(tǒng)是非常必要的部件。配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜現(xiàn)狀環(huán)網(wǎng)柜分布狀況其分布狀況大概有 2 種：零

3、散分布型。通常為了解決某種受限因素，替代原有的分段開(kāi)關(guān)、柱上開(kāi)關(guān) 等方案，環(huán)網(wǎng)柜方案在實(shí)際場(chǎng)景中得以應(yīng)用，它能更好的發(fā)揮環(huán)網(wǎng)柜的分支、分 段和聯(lián)絡(luò)作用，在縣域配網(wǎng)各局部零散存在，呈零散分布型。集中分布型。隨著縣域城鎮(zhèn)化推進(jìn)、聚集，環(huán)網(wǎng)柜集中應(yīng)用方案勢(shì)必能夠最 大化彰顯優(yōu)勢(shì)，它能夠更好節(jié)約空間資源、優(yōu)化網(wǎng)架布局、提升電網(wǎng)互聯(lián)，是縣 域城鎮(zhèn)化集中化的最優(yōu)選擇。目前，環(huán)網(wǎng)柜集中分布型在縣域配網(wǎng)中已陸續(xù)出現(xiàn) 是零散分布型的集中化。環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)維狀況目前，縣域配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜大多采取常規(guī)性運(yùn)維模式，同其他桿（塔）上設(shè)備周 期性維護(hù)一樣，結(jié)合設(shè)備缺陷及定檢周期，模式固化，具有一定的盲目性；此外 考慮到有些設(shè)備尚未實(shí)

4、現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)，影響缺陷及時(shí)發(fā) 現(xiàn)及處理，具有一定的滯后性。410kV 環(huán)網(wǎng)柜常見(jiàn)故障及原因在實(shí)際的監(jiān)測(cè)運(yùn)行過(guò)程中10kV環(huán)網(wǎng)柜常出現(xiàn)的故障有機(jī)構(gòu)卡死、單一套管燒 毀、環(huán)網(wǎng)柜整體燒毀、開(kāi)關(guān)損壞等。下面就具體調(diào)研中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探討。4.1 機(jī)構(gòu)卡死日常巡視中發(fā)現(xiàn)10kV某環(huán)網(wǎng)柜4間隔開(kāi)關(guān)均嚴(yán)重卡澀，不能進(jìn)行正常分?jǐn)嗖?作。環(huán)網(wǎng)柜處于電纜通道上，與地下污水通道相連，運(yùn)行環(huán)境惡劣，存在環(huán)網(wǎng)柜 凝露現(xiàn)象及機(jī)構(gòu)銹蝕情況，致使環(huán)網(wǎng)柜4個(gè)間隔機(jī)構(gòu)均已卡死。4.2 單一套管燒毀情況1：某線路電流I段動(dòng)作，查線發(fā)現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)柜302間隔短路，環(huán)網(wǎng)柜其余3 間隔正常。據(jù)了解該環(huán)網(wǎng)柜已投運(yùn)9年，根

5、據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查看分析，該環(huán)網(wǎng)柜備用間隔302開(kāi) 關(guān)虛位，負(fù)荷開(kāi)關(guān)實(shí)際未斷開(kāi)（負(fù)荷開(kāi)關(guān)處于分位），加之持續(xù)的降雨天氣以及 通道與地下污水通道相連，運(yùn)行環(huán)境惡劣造成環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)凝露現(xiàn)象嚴(yán)重，絕緣老化 發(fā)熱（此類型環(huán)網(wǎng)柜不具備紅外測(cè)溫條件），最終造成了302間隔三相短路接地 故障。情況2：對(duì)設(shè)備進(jìn)行日常巡視、檢測(cè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該環(huán)網(wǎng)柜304間隔C相 套管發(fā)熱， T 頭附件與環(huán)網(wǎng)柜套管連接處存在碳化痕跡，隨即安排停電檢查（不 影響用戶），發(fā)現(xiàn)該環(huán)網(wǎng)柜304間隔C相電纜T頭及套管均燒損嚴(yán)重，需及時(shí)更 換環(huán)網(wǎng)柜。該環(huán)網(wǎng)柜已投運(yùn)10年根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分析，環(huán)網(wǎng)柜T頭老化發(fā)熱，高溫下T頭 附件發(fā)生碳化，并造成環(huán)網(wǎng)柜套管破裂

6、損壞。510kV 環(huán)網(wǎng)柜故障維護(hù)措施防止開(kāi)關(guān)柜帶電合閘接地開(kāi)關(guān)誤操作的措施堅(jiān)持驗(yàn)電,及時(shí)發(fā)現(xiàn)帶電回路。正確判斷正常帶電與感應(yīng)電的區(qū)別，防止 誤把帶電當(dāng)靜電。認(rèn)真吸取事故教訓(xùn)，防止類似事故再發(fā)生。制定完善的操 作規(guī)程,并在接地操作位置設(shè)警示牌和安裝掛鎖。 安裝帶電防誤接地閉鎖裝置 閉鎖接地刀閘,有電時(shí)不允許接地刀閘合入。對(duì)于空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜,同時(shí)或部分采取以上5 種措施,可有效地防止開(kāi)關(guān)柜帶電 合閘接地開(kāi)關(guān)這種嚴(yán)重的誤操作。由于充氣式環(huán)網(wǎng)柜是全密封開(kāi)關(guān)柜,故無(wú)法實(shí)現(xiàn) 高壓驗(yàn)電，只能通過(guò)帶電顯示器判斷高壓是否帶電，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T538明確規(guī) 定“僅憑帶電顯示裝置的顯示還不足以證明系統(tǒng)已經(jīng)不帶電

7、”。比較以上5種措施, 其中第5條針對(duì)充氣式環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)該是最有效、可靠的防誤措施。建議運(yùn)維模式本文結(jié)合現(xiàn)行實(shí)際，從人、制、物三方面出發(fā)，構(gòu)建了一種閉環(huán)運(yùn)維模式來(lái) 規(guī)避現(xiàn)行模式的弊端。人：由于缺乏環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)維相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)維人員難以準(zhǔn)確把握設(shè)備狀態(tài)，需要 開(kāi)展相關(guān)能力培訓(xùn)；此外，應(yīng)結(jié)合相關(guān)運(yùn)維制度、設(shè)備備品備件來(lái)豐富運(yùn)維人員 經(jīng)驗(yàn)。制：由于缺乏環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)維相關(guān)制度，現(xiàn)行模式難以充分發(fā)揮制度實(shí)效，需要 開(kāi)展相關(guān)制度匯編；此外，應(yīng)結(jié)合運(yùn)維人員隊(duì)伍、設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)來(lái)詳盡運(yùn)維制度 標(biāo)準(zhǔn)。物：由于缺乏環(huán)網(wǎng)柜重要備品備件，事故處理難以及時(shí)消除設(shè)備缺陷，需要 開(kāi)展相關(guān)物件儲(chǔ)備；此外，應(yīng)結(jié)合運(yùn)維人員能力、設(shè)備相關(guān)制度來(lái)指

8、導(dǎo)設(shè)備物件 采購(gòu)。該模式能夠有效規(guī)避現(xiàn)行模式的弊端，利于縣域配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行更有效地運(yùn) 行維護(hù)。過(guò)零檢測(cè)電路過(guò)零檢測(cè)的作用可以理解為給MCU控制芯片提供一個(gè)檢測(cè)信號(hào),D5、D6電壓 取自抽壓電容端，經(jīng)過(guò)D5、D6全波整流形成脈動(dòng)的直流波形，電阻分壓后，經(jīng)過(guò)電 容濾波，濾除高頻成分，形成C點(diǎn)電壓波形，當(dāng)C點(diǎn)電壓大于0.7V時(shí),三極管Q2導(dǎo)通, 在三極管的集電極形成低電平，當(dāng)C點(diǎn)電壓低于0.7V時(shí)，三極管截止，三極管集電極 通過(guò)上拉電阻R4,形成高電平,這樣通過(guò)三極管的反復(fù)導(dǎo)通、截止，在芯片過(guò)零檢測(cè) 端口 D點(diǎn)形成100Hz脈沖波形，芯片通過(guò)判斷脈沖數(shù)量及時(shí)間確定高壓母線是否帶 電。這個(gè)過(guò)零脈沖檢測(cè)

9、法相比電壓采樣AD判斷法更為準(zhǔn)確,不會(huì)誤動(dòng)作。5.4 環(huán)網(wǎng)柜故障防范措施及建議1）加強(qiáng)電纜通道治理力度，積極申請(qǐng)相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行電纜通道的治理，對(duì)積水 嚴(yán)重、存在中間接頭的檢修井以及設(shè)備井做防水、清淤處理，改善電纜運(yùn)行環(huán)境， 防止潮氣或進(jìn)水等情況造成絕緣老化。逐步開(kāi)展設(shè)備防凝露工作，并整改設(shè)備基 礎(chǔ)無(wú)通風(fēng)的情況。2）針對(duì)現(xiàn)行環(huán)網(wǎng)柜無(wú)法進(jìn)行紅外測(cè)溫的情況，積極進(jìn)行技術(shù)改造。針對(duì)新增 設(shè)備聯(lián)系相關(guān)廠家改造電纜柜門，實(shí)現(xiàn)開(kāi)展對(duì)環(huán)網(wǎng)柜間隔內(nèi)電纜T頭及電纜的紅 外測(cè)溫工作，并計(jì)劃逐步推廣（在業(yè)擴(kuò)工程項(xiàng)目將通過(guò)技術(shù)協(xié)議規(guī)范相關(guān)具體要 求）。針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備，計(jì)劃結(jié)合停電工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電纜柜門進(jìn)行開(kāi)觀察孔改造。3）建議

10、配網(wǎng)系統(tǒng)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)根據(jù)線路情況變化，當(dāng)變電站母線出線中電 纜化率很高時(shí)應(yīng)采用中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)（如110kV中區(qū)變電 站），電纜有特殊性，當(dāng)電纜發(fā)生故障時(shí)基本為永久性故障，且電纜單相接地容 易在環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、中間接頭處造成故障擴(kuò)大。4）建議物資口招標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)配網(wǎng)采用A類阻燃材料制作的電纜終端、T 頭、肘頭、中間接頭等電纜附件以及電纜，如GWLYJE或GZRYJV等電纜型號(hào)（價(jià) 格比YJV22型電纜高10%左右），耐火溫度達(dá)到1000度，可以有效阻燃，防止電 纜起火造成事故擴(kuò)大。建議變電站內(nèi)出線電纜采用阻燃性電纜，電纜設(shè)備（環(huán)網(wǎng) 柜、分支箱、箱變）采用阻燃型電纜附件。結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，經(jīng)過(guò)初步調(diào)試運(yùn)行，本文設(shè)計(jì)的環(huán)網(wǎng)柜在線監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)可靠， 測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)傳輸、誤差值滿足使用要求，達(dá)到了所需功能。探索集中檢修試驗(yàn)工作 方式，結(jié)合現(xiàn)有停電機(jī)會(huì)或安排集中檢修試驗(yàn)對(duì)投運(yùn)時(shí)間久，狀態(tài)