环网柜故障浅析及防范措施

环网柜故障浅析及防范措施

石海鹏孟杰祖向东王博

(国网内蒙古东部电力公司电力科学研究院呼和浩特010020)

通过对国网蒙东电力环网柜使用情况的调研，发现近几年现场存在环网柜烧损故障，通过对故障资料收集和详细的分析，总结了环网柜出现故障的主要原因，并提出了相应的预防措施。

一、国网蒙东电力环网柜使用情况

目前我国的配电系统中，配网10kV环网柜的应用十分广泛，经常使用在城市大型公共建筑、居民的高层建筑、住宅小区甚至工厂中，在负荷中心的配电站或者箱式变电站中。截至到2015年12月31日,国网蒙东电力在运环网柜共计2333面。分布情况见表1，表2。

表1国网蒙东电力城市配网环网柜使用情况单位：面

二、环网柜故障原因分析

随着环网柜的大规模推广和应用，其存在的问题也日益凸显，近几年屡屡出现环网柜内部爆炸、环网柜烧损等事故，此问题亟待解决。

通过对蒙东电力辖内四盟市供电公司及检修公司的调研和相关资料搜集，发现出现上述故障的原因主要有以下几方面：

1、熔断器与负荷开关的脱扣联动功能可靠性低

负荷开关在熔断器熔断、熔断器撞击器动作后不分闸,造成熔断器内电弧燃弧时间过长,熔断器内部积聚大量的能量,最终导致熔断器的爆炸。

2、电缆连接问题严重

电缆的连接问题是运行过程中产生问题的主要原因。其中主要包括：

a.电缆终端制作工艺不良

电缆终端制作工艺不良易引起局部放电、电场畸变等问题，进而导致电缆终端发热，长期运行加速绝缘老化，最终导致电缆发生燃烧故障或绝缘击穿故障。

b.电缆本体或电缆终端受力严重

国内三芯电缆安装复杂，由于环网柜内空间狭小，安装后电缆通常受自身扭力和重力作用，使得电缆本体或电缆终端发生形变，进而导致局部放电、电场畸变以及发热等一系列问题。

3、电缆接地问题

a.单芯电缆接地方式不正确

对于单芯电缆，其屏蔽层与钢铠应只在电缆一端接地，另一端接过电压保护器，禁止电缆的屏蔽层与钢铠在电缆两端同时接地。当电缆的屏蔽层与钢铠在电缆两端同时接地时，由于感应电压的存在，使得在屏蔽层与钢铠中存在环流，引起绝缘发热、老化，进而导致电缆燃烧或击穿故障。

b.电缆接地不良

当电缆接地不良时，屏蔽层与钢铠中由于感应电压的存在，导致发热，由于电缆终端处的电场相对电缆本体更加不均匀，所以此问题集中体现在电缆终端处，电缆接地不良会导致电缆终端发热直至烧损。

4、电缆质量问题

由于电缆质量而引发故障的问题主要集中在三相电缆偏心度不合格，导致感应电压较高，电缆发热，长期运行后引起发热较严重的电缆终端烧损故障。

5、电缆连接处套管损坏

电缆连接处套管长期受电缆扭力和重力作用，严重时可导致套管破裂，使得绝缘受损，发生绝缘击穿故障。

三、环网柜故障预防措施

通过上述对环网柜故障原因的分析，发现其问题主要集中在电缆终端、电缆接头处，脱扣装置、绝缘套管问题次之，因此可通过以下几方面预防环网柜问题的发生：

1）适当增加环网柜的高度或内部空间

造成环网柜电缆连接问题频发的一个重要原因就是环网柜的空间设置不合理，导致安装后电缆形变较大，受力较大。因此，在设计阶段可对安装工作环境进行改善，适当调整环网柜外部结构的高度，或使用升高座将电缆周围的小室的高度增加，使三芯电缆在与连接器安装调整时有足够的空间调整长度，可以有效减少因长度不当造成的电缆连接故障。

2）加强入网物资抽检，严控入网物资质量

入网物资检测是电力设备进入电网的第一关，相对于设备安装后的交接试验，其对设备性能的检查更为全面和严格，因此应加强对电缆本体、电缆附件及熔断器与负荷开关脱扣联动装置的入网物资检测，提早发现入网物资的质量问题。

3）加强电缆终端制作工艺质量控制

电缆终端的制作工艺很大程度上决定了电缆的使用寿命，良好的制作工艺能够极大地减少电缆终端故障的发生，提高设备运行的可靠性。目前市场上制作电缆终端的企业和个人水平参差不齐，因此，应对进行电缆终端制作和安装的企业和个人的资质水平严格把关，企业必须具备承装类五级资质，现场制作电缆终端的个人必须是具备“高压进网作业证”的高压电工。

另外，电缆终端制作工作对环境要求也比较高，应避免在雨、雪、风沙等天气下作业，同时应具备防尘和外来污物的措施。

4）加强在运环网柜红外测温、局部放电检测

终端、电缆接头的问题均以发热、放电的形式体现，在运维阶段应定期开展在运环网柜的红外测温及局部放电检测。上述环网柜故障均在温度和局部放电上有不同程度的体现，局部放电检测对于电缆本体、尤其是电缆中间接头和电缆终端故障的预判准确率极高，因此，有效的开展环网柜带电检测工作能够极大程度的预防环网柜事故。

5）开展环网柜在线监测

目前国内已经有环网柜温度在线检测系统，可同时测量包括母线、电缆终端等主要发热点温度，在一定程度上能够提前发现发热故障。