浅谈配电工程中有关高压开关柜的若干问题刘志彬

浅谈配电工程中有关高压开关柜的若干问题刘志彬

刘志彬

（西电宝鸡电气有限公司陕西宝鸡721306）

摘要：电力工程的建设在近些年不断发展，促进了高压开关柜需求的提升，但分析高压开关柜在实际中的运用情况，其依旧存在着一定的局限性，极易引发电力工程事故的发生。本文主要阐述了配电工程中的高压开关柜的特点、分类，并就高压开关柜出现故障的原因进行了分析，也提出了一些解决措施。

关键词：配电工程；高压开关柜；问题

引言

在配电工程中，高压开关柜是一个至关重要的电气设备，其一旦被损毁会给电力系统的运行造成巨大的影响，也会在经济层面带来很大的损失[1][2]。高压开关柜又可以被称为成套的配电装置，这一电气设备的主要部件是断路器，一般来说生产厂家会以一次电气的主接线图中的要求为依据，然后将与控制、保护和测量电器等有关的部件以及绝缘子、载流导体以及母线等装配于一个敞开的又或者是一个封闭的柜体之内，最后组装成为一个在供电系统可以分配、接受电能的装置。高压开关柜主要由断路器、柜体这两个部分构成，发挥着母线联络、电缆的进出线以及架空进出线等等功能[3]。

一、配电工程中高压开关柜的特点与分类

配电工程中的高压开关柜有以下特点：第一，高压开关柜有一次、二次两种方案。分析电能的汇集、计量、分配以及具有保护功能的电气线路，高压开关柜一般会有一个主回路的方案和一个辅助回路的方案，也就是一次回路以及二次回路这两种方案，一旦高压开关柜中的主回路的方案没有办法实现时，也可以采用组合几个单元这一种方案。第二，高压开关柜是有电气、机械的连锁机构及相应的操作程序的，而高压开关柜不具备“五防”功能又或者是不具备全部的“五防”功能往往是电力事故之所以发生的主要原因。第三，高压开关柜有一个金属外壳，可以接地，这个外壳具有防护以及支撑的作用，为此需要有比较高的刚度与机械强度，确保装置更加稳固，即使是高压开关柜柜体内出现故障时，也不会有折断以及变形等外部效应出现，与此同时这个金属外壳可以一定程度上防止人体的接近，避免由于外界因素而影响到内部的设备，使设备承受到意外的冲击。第四，高压开关柜有可以阻碍内部故障这一作用，如果在高压开关柜的内部出现电弧短路从而导致内部故障，就可以将电弧故障控制于隔室之内。

高压断路器是配电工程中高压开关柜的主要设备，以高压断路器安装方式的不同有移开式以及固定式两种高压开关柜。固定式的高压开关柜其柜体内包括负荷开关和高压断路器等在内所有电器元件全部都安装一个固定的架构上，这种高压开关柜其造价低，结构简单，而且也不会有隔离的触头，也就不会出现由于接触不良而导致温度过高、对地击穿事故发生，但这一种高压开关柜也存在柜体的宽度、高度过大从而对断路器进行检修时比较困难、检修所需的时间长等等不利之处。移开式的高压开关柜其柜体内的如高压断路器之类的主要电器元件都安装于一个可以被抽出的小车之上，这样就可以很方便的进行维修。这种高压开关柜的手车柜具有着良好的互换性能，各个功能的小室之间互相是隔开的，防误操作的功能十分合理、完善，大大的对供电的可靠性进行了提高，而且这种高压开关柜可以靠墙或者是相互之间背靠背安装，很大程度上节省了空间。

二、高压开关柜的故障分析

（1）绝缘结构的设计不合理

在配电电网的运行过程中，高压开关柜的绝缘结构设计得不合理是导致高压开关柜发生故障的主要原因之一，而且这一因素也比较常见。结合配电工程中高压开关柜的运用情况以及结构设计来看，绝缘结构的设计不合理之处主要体现在高压开关柜的绝缘件中缺乏屏蔽结构又或者是绝缘设计中高压开关柜的矩形母排尖端场太过于强且集中、局部对地的距离不够等。以上的这些因素都会对高压开关柜的控制运行中的绝缘性能有不利的影响，从而导致相应的故障的出现[4]。

针对这一问题，为了使得高压开关柜的绝缘结构的设计更加合理，防止发生故障，那么在进行实际设计时就需要增加高压开关柜的绝缘裕度又或者是合理设计、调整高压开关柜的绝缘结构等，保证高压开关柜在运行时其内电场分布更加均匀，对由于绝缘性能而导致的故障进行有效的避免。而对于高压开关柜中的绝缘结构进行合理的调整、设计，可以在柜体内部采用屏蔽结构的绝缘件或者是将矩形尖端的母排设置为倒圆的形式从而保证电场可以均匀分布等，提高高压开关柜的绝缘性能。另外可以通过将电场附近的钢板换成弱磁的不锈钢钢板来对高压开关柜的绝缘结构进行改进，从而提高高压开关柜的绝缘性能。

（2）自身的绝缘性能存在问题

高压开关柜其自身的绝缘性能不强也是导致配电工程中高压开关柜的运行出现故障的原因之一。根据实际情况下的配电工程中高压开关柜的运行状况，自身的绝缘性能之所以能产生影响的原因有以下几个方面。

首先，由于生产厂家往往不严格按照有关标准和要求生产高压开关柜，使得高压开关柜柜体内部的带电体相之间以及地之间的绝缘间隙比规定的125毫米要小，在高压开关柜运行时就容易导致绝缘问题的发生。其次，高压开关柜内一些配套的附件其绝缘性能太差，严重影响高压开关柜的绝缘性能。最后，某些生产的厂商为了减少生产的成本，用绝缘性能比较差的配套附件制造高压开关柜，导致严重影响其绝缘性能，从而引发故障。

（3）柜体发热故障

高压开关柜内柜体发热也是造成配电工程中的高压开关柜发生故障的原因之一，这类型的故障在10至35千伏的大电流高压开关柜的运行中比较常见。一般来说，高压开关柜的柜体发热与高压开关柜的设计不合理之间有很大的联系。如果在对高压开关柜进行设计时，将高压开关柜的载流密度设计得过大，或者是将柜体的温度变化的裕度设计得过小，这都可能使得高压开关柜在运行时没有良好的通风、散热条件，一旦高压开关柜的柜体触头的接触情况略微改变，就可能会导致柜体过热，更大的高压开关柜的运行故障也可能就因此发生，从而引起设备的短路现象。

针对这一情况，在对高压开关柜进行设计中首先注意对温度变化的裕度进行合理的提高，并注意对柜体的通风、散热性能进行完善，从结构设计上避免由于触头的不合理接触而引导致过热问题的出现，避免发生故障。

本文主要对配电工程中的高压开关柜的特点、分类以及故障进行了阐述、分析，这可以从一定程度上使高压开关柜的设计水平能够稳步提升，推动了高压开关柜的推广以及应用，有很强的现实意义。

参考文献：

[1]俎洋辉，俎丽鸽，刘岩.高压开关柜绝缘故障分析与处理[J].河南电力，2015，43（02）：35-39.

[2]谢建鹏.浅谈配电工程中有关高压开关柜的若干问题[J].科技与创新，2017（23）：55-56.

[3]张艳萍.高压开关柜维护中的常见问题探讨[J].科技传播，2010（13）：70+67.

[4]黄新波，方寿贤，王霄宽，王红亮，李小博，李文静.基于物联网的智能高压开关柜设计[J].电力自动化设备，2013，33（02）：147-151.