10kV環(huán)網(wǎng)柜常見故障和檢修措施分析

1、10kV 環(huán)網(wǎng)柜常見故障和檢修措施分析摘要：環(huán)網(wǎng)柜又稱充氣柜、固定式負荷開關柜,是一種中壓二次配電開關設備。 目前,國內(nèi)城市配電網(wǎng)使用的環(huán)網(wǎng)柜主要以負荷開關或斷路器+隔離開關作為進線 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) 柜故障率的技術措施和管理層措施,希望為 10kV 環(huán)網(wǎng)柜常見故障的處理提供一定 的參考。關鍵詞：10kV ；環(huán)網(wǎng)柜；故障；檢修導言在電力系統(tǒng)中，環(huán)網(wǎng)柜作為內(nèi)部的電力負荷分配點，起著電網(wǎng)分支、分段和 聯(lián)絡的作用，能夠提高供電可靠性，在縣域配網(wǎng)的改造中應用越來越廣。在電網(wǎng) 中，10kV環(huán)網(wǎng)柜作為小區(qū)域電網(wǎng)配電變電的核心設備部分，其安全運行對于電

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電源系統(tǒng)，繼而 供電網(wǎng)絡需要設計成為環(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、地鐵站、機場等大型公共建筑設施等交流配電系 統(tǒng)中，一般都采用環(huán)網(wǎng)供電。這些配電系統(tǒng)中負載容量小，一般使用配有高壓熔 斷保護或斷路保護的負荷開關來控制高壓回路，系統(tǒng)中使用的高壓開關柜也稱為 環(huán)網(wǎng)柜。環(huán)網(wǎng)柜因其接線方式相對較為靈活，能匹配不同配電網(wǎng)絡結(jié)構的使用要 求，在電力建設系統(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，替代原有的分段開關、柱上開關 等方案，環(huán)網(wǎng)柜方案在實際場景中得以應用，它能更好的發(fā)揮環(huán)網(wǎng)柜的分支、分 段和聯(lián)絡作用，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、聚集，環(huán)網(wǎng)柜集中應用方案勢必能夠最 大化彰顯優(yōu)勢，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)柜運維狀況目前，縣域配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜大多采取常規(guī)性運維模式，同其他桿（塔）上設備周 期性維護一樣，結(jié)合設備缺陷及定檢周期，模式固化，具有一定的盲目性；此外 考慮到有些設備尚未實

4、現(xiàn)配網(wǎng)自動化，無法實時監(jiān)控運行狀態(tài)，影響缺陷及時發(fā) 現(xiàn)及處理，具有一定的滯后性。410kV 環(huán)網(wǎng)柜常見故障及原因在實際的監(jiān)測運行過程中10kV環(huán)網(wǎng)柜常出現(xiàn)的故障有機構卡死、單一套管燒 毀、環(huán)網(wǎng)柜整體燒毀、開關損壞等。下面就具體調(diào)研中出現(xiàn)的問題進行探討。4.1 機構卡死日常巡視中發(fā)現(xiàn)10kV某環(huán)網(wǎng)柜4間隔開關均嚴重卡澀，不能進行正常分斷操 作。環(huán)網(wǎng)柜處于電纜通道上，與地下污水通道相連，運行環(huán)境惡劣，存在環(huán)網(wǎng)柜 凝露現(xiàn)象及機構銹蝕情況，致使環(huán)網(wǎng)柜4個間隔機構均已卡死。4.2 單一套管燒毀情況1：某線路電流I段動作，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9年，根

5、據(jù)現(xiàn)場查看分析，該環(huán)網(wǎng)柜備用間隔302開 關虛位，負荷開關實際未斷開（負荷開關處于分位），加之持續(xù)的降雨天氣以及 通道與地下污水通道相連，運行環(huán)境惡劣造成環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)凝露現(xiàn)象嚴重，絕緣老化 發(fā)熱（此類型環(huán)網(wǎng)柜不具備紅外測溫條件），最終造成了302間隔三相短路接地 故障。情況2：對設備進行日常巡視、檢測的過程中發(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頭及套管均燒損嚴重，需及時更 換環(huán)網(wǎng)柜。該環(huán)網(wǎng)柜已投運10年根據(jù)現(xiàn)場情況分析，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)柜故障維護措施防止開關柜帶電合閘接地開關誤操作的措施堅持驗電,及時發(fā)現(xiàn)帶電回路。正確判斷正常帶電與感應電的區(qū)別，防止 誤把帶電當靜電。認真吸取事故教訓，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,有電時不允許接地刀閘合入。對于空氣絕緣開關柜,同時或部分采取以上5 種措施,可有效地防止開關柜帶電 合閘接地開關這種嚴重的誤操作。由于充氣式環(huán)網(wǎng)柜是全密封開關柜,故無法實現(xiàn) 高壓驗電，只能通過帶電顯示器判斷高壓是否帶電，電力行業(yè)標準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條針對充氣式環(huán)網(wǎng)柜應該是最有效、可靠的防誤措施。建議運維模式本文結(jié)合現(xiàn)行實際，從人、制、物三方面出發(fā)，構建了一種閉環(huán)運維模式來 規(guī)避現(xiàn)行模式的弊端。人：由于缺乏環(huán)網(wǎng)柜運維相關經(jīng)驗，運維人員難以準確把握設備狀態(tài)，需要 開展相關能力培訓；此外，應結(jié)合相關運維制度、設備備品備件來豐富運維人員 經(jīng)驗。制：由于缺乏環(huán)網(wǎng)柜運維相關制度，現(xiàn)行模式難以充分發(fā)揮制度實效，需要 開展相關制度匯編；此外，應結(jié)合運維人員隊伍、設備技術特點來詳盡運維制度 標準。物：由于缺乏環(huán)網(wǎng)柜重要備品備件，事故處理難以及時消除設備缺陷，需要 開展相關物件儲備；此外，應結(jié)合運維人員能力、設備相關制度來指

8、導設備物件 采購。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)柜進行更有效地運 行維護。過零檢測電路過零檢測的作用可以理解為給MCU控制芯片提供一個檢測信號,D5、D6電壓 取自抽壓電容端，經(jīng)過D5、D6全波整流形成脈動的直流波形，電阻分壓后，經(jīng)過電 容濾波，濾除高頻成分，形成C點電壓波形，當C點電壓大于0.7V時,三極管Q2導通, 在三極管的集電極形成低電平，當C點電壓低于0.7V時，三極管截止，三極管集電極 通過上拉電阻R4,形成高電平,這樣通過三極管的反復導通、截止，在芯片過零檢測 端口 D點形成100Hz脈沖波形，芯片通過判斷脈沖數(shù)量及時間確定高壓母線是否帶 電。這個過零脈沖檢測

9、法相比電壓采樣AD判斷法更為準確,不會誤動作。5.4 環(huán)網(wǎng)柜故障防范措施及建議1）加強電纜通道治理力度，積極申請相關項目進行電纜通道的治理，對積水 嚴重、存在中間接頭的檢修井以及設備井做防水、清淤處理，改善電纜運行環(huán)境， 防止潮氣或進水等情況造成絕緣老化。逐步開展設備防凝露工作，并整改設備基 礎無通風的情況。2）針對現(xiàn)行環(huán)網(wǎng)柜無法進行紅外測溫的情況，積極進行技術改造。針對新增 設備聯(lián)系相關廠家改造電纜柜門，實現(xiàn)開展對環(huán)網(wǎng)柜間隔內(nèi)電纜T頭及電纜的紅 外測溫工作，并計劃逐步推廣（在業(yè)擴工程項目將通過技術協(xié)議規(guī)范相關具體要 求）。針對現(xiàn)有設備，計劃結(jié)合停電工作現(xiàn)場對電纜柜門進行開觀察孔改造。3）建議

10、配網(wǎng)系統(tǒng)中性點接地系統(tǒng)根據(jù)線路情況變化，當變電站母線出線中電 纜化率很高時應采用中性點直接接地或經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)（如110kV中區(qū)變電 站），電纜有特殊性，當電纜發(fā)生故障時基本為永久性故障，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大。4）建議物資口招標及標準制定時配網(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（價 格比YJV22型電纜高10%左右），耐火溫度達到1000度，可以有效阻燃，防止電 纜起火造成事故擴大。建議變電站內(nèi)出線電纜采用阻燃性電纜，電纜設備（環(huán)網(wǎng) 柜、分支箱、箱變）采用阻燃型電纜附件。結(jié)束語 綜上所述，經(jīng)過初步調(diào)試運行，本文設計的環(huán)網(wǎng)柜在線監(jiān)測裝置監(jiān)測可靠， 測溫數(shù)據(jù)傳輸、誤差值滿足使用要求，達到了所需功能。探索集中檢修試驗工作 方式，結(jié)合現(xiàn)有停電機會或安排集中檢修試驗對投運時間久，狀態(tài)