（安徽省阜阳供电公司安徽阜阳236000）
摘要：10kV高压开关柜是电力系统非常重要的电气设备。由于种种原因引起的10kV高压柜运行状态恶化，常导致电力系统出现故障。因此对高压运行状态进行现场监测，及时发现故障隐患，对积累性故障作出预测，对于保证10kV高压柜的正常运行、减少维修次数、提高电力系统的运行可靠性和自动化程度都有重要意义。
关键词：10kV高压柜；故障；分析
高压柜是电力系统的重要装置，若发生事故会影响系统的运行效率，事故严重会危机操作人员的生命安全，还会增加电力工程的建设成本。本文主要针对了10kV高压柜的故障及其原因，指出了现场监测的对象和方法，分析了10kV高压柜的特性及其与故障的关系，并介绍了几种故障诊断方法。
110kV高压开关柜的类型
(1)根据安装方式的不同可以将高压开关柜分为移开式与固定式两种。移开式又可以称为手车式，主要是指高压柜内的主要电器元件是安装在手车上的，由于手车可以抽出，互换性较好，供电的可靠性能够在很大程度上得到提高；固定式正好与移开式相反，高压开关柜内的主要电器元件是固定的，虽然不如移开式灵活，但却比较简单经济。
(2)根据安装地点的不同主要可以将高压开关柜分为户内与户外两种。由于户内外环境、空间等因素，导致有些高压开关柜只能在户内安装使用，有些则只能在户外安装使用。
(3)根据柜体结构上的不同可以将高压开关柜分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜﹑金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类。
210kV高压开关柜常见故障分析
2.1拒动、误动故障
这种故障是高压开关柜最常见的故障之一，其原因可分为两类。一类是因操作机构及传动系统的机械故障造成，具体表现为机构卡涩，部件变形、位移或损坏，分合闸铁芯松动、卡涩，轴销松断，脱扣失灵等；另一类是因电气控制和辅助回路造成，表现为二次接线接触不良，端子松动，接线错误，分合闸线圈因机构卡涩或转换开关不良而烧损，辅助开关切换不灵，以及操作电源、合闸接触器、微动开关等故障。
2.2开关柜绝缘故障
10kV开关柜绝缘故障一般是绝缘放电现象，例如导体相间或对地闪络以及支柱瓷瓶闪络等。绝缘放电是由于绝缘体或绝缘间隙的绝缘强度不满足要求，在高压条件下发生放电，严重时甚至会发生绝缘击穿事故。10kV开关柜的运行环境较差是造成绝缘故障的主要原因，污闪就是这种绝缘故障的主要表现形式。
2.3防爆以及防护等级不够
10kV开关柜内设有防爆泄压通道，一般有母线室泄压通道、开关室泄压通道以及电缆室泄压通道。泄压通道上方柜顶盖板一边使用镀锌螺丝另一边使用塑料螺丝，用在柜体发生故障时冲破盖板释放压力，避免柜门和操作人员受到冲击。如果厂家在生产过程中没有严格把关工人偷懒致使全部使用了镀锌螺丝，则可能导致事故扩大或人员伤亡。10kV开关柜的面板通常设有电缆小室观察孔、开关分和指示孔、散热孔、柜面板照明孔以及紧急解锁孔等，这些小孔在为使用提供方便的同时也带来了风险隐患。当事故造成开关柜内压力较大或泄压通道盖板没有及时冲破的情况下，容易给操作维护人员带来危险。
310kV高压柜的监测方法
10kV高压柜监测方法的主要内容在于各种传感器的合理选择。与上述监测项目有关的传感器主要有以下几种：
3.1温度传感器
温度传感器用于母线连接处的温升测量，包括石英传感器、光微硅温度传感器和吸收型光纤温度传感器，它们分别以石英晶体、硅片及玻璃构成的Fabry-perot槽和GaAs晶体作为感温元件，以光纤作为传输介质，这就有效地解决了电磁干扰问题。
3.2感应式位置传感器
感应式位置传感器用于监测断路器分合位置。这种传感器只能安装于操作机构的可动部分，通过判断操作机构的位置间接推断断路器动触头的位置。这种推断是不可靠的，并且只能测平均速度，无法测得包含大量信息的断路器触头行程曲线，但它可以作为断路器开断次数统计的依据。
3.3位移传感器
测量直线位移的传感器有很多，如差动变压器式、差动电容器式、霍尔效应式等。如果直接测量断路器动触头的行程曲线，首先要考虑的问题是安装，以上所述的位移传感器都需要将传感器在位移方向上与动触头导杆相连，安装上比较困难。解决方案是寻求间接的方法，一种设想是在可动部分贴上或加上对光线敏感的条码状线条或图案，通过光电的发射和接收来感知位置，以此来测得行程曲线。据此可得到断路器动触头的速度特性，包括瞬时速度、最大速度、平均速度等。
3.4压力传感器
压力传感器用于测量合闸弹簧压力值大小，判断弹簧压缩状态。但这种方法需要在机构上安装压力传感器，很不方便。另一种方案是测量储能电动机的工作电流波形，据此来间接判断合闸弹簧的状态。
3.5振动传感器
振动传感器用于监测振动。由于需监测的振动强弱范围很广，从局部放电引起的微弱振动到故障引起的强大振动都在其中，故需根据振动频率来选择监测参数和相应的传感器。以压电晶体作敏感元件的加速度传感器，带宽可达200kHz，紧贴被测设备表面，可用于监测局部放电。对于其它振动的监测，选择低频(10Hz~1kHz)振动加速度传感器即可。
410kV高压柜的特性及其与故障的关系
由于10kV高压柜是多个电气设备的组合，其内涉及电、磁、温度等多种物理现象，故障的表现形式和产生机理千差万别，因此要对10kV高压柜进行现场监测并作出较准确的故障判断乃至故障预测，必须了解10kV高压柜的工作特性和故障特点。
4.1结构的多样性
结构的多样性导致了故障形式的多样性。10kV高压柜内存在多种电气元件，不同的元件有不同故障表现。例如对于母线，其故障表现为连接处的接触电阻过大从而引起异常升温；对于绝缘拉杆，其故障表现为绝缘性能下降。故障形式的多样性给传感器的选择带来了困难，所选传感器的类型、性能、数量和安装部位将直接关系到诊断的可信度。
4.2工作状态的多样性
在不同的应用场合，10kV高压柜的工作状态有很大差别。例如对于其中的断路器而言，有些断路器需要频繁接通与分断，而有些断路器则在投入运行后，几乎不动作，有些在寿命期限内要多开断短路电流，而有的则一次都不用开断。这种工作状态上的差异给断路器的现场监测和故障诊断带来了困难。因为通过断路器动触头的行程曲线，可以获知断路器操作机构的运行情况，但如果断路器投入运行后，长期不执行分断关合动作，则无法获取行程曲线。
4.3故障的随机性和模糊性
电气设备的故障不仅取决于设备的当前状态，还跟它的历史状态有关系。同一种故障可能是由不相关的多种原因造成的，而同一种原因又可能造成不同的故障。对于同样的状态参数，故障可能发生也可能不发生，故障的严重程度也可能有差别。所有这些都表明，10kV高压柜的状态变量与故障特征变量之间存在复杂的时变非线性映射关系，这种映射关系也反映了故障发生的随机性和模糊性。
5结语
高压开关柜事故对电力系统性能具有较大的影响力，操作人员应结合具体的标准要求，对高压开关柜采取安全防护措施，降低故障的发生率以保证其性能。要对各级设备严格管理，要严格落实各个环节的责任制度，严格执行相关的操作规范和技术要求，定期进行预防试验、预防性检修，加强日常巡视和维护保养。及时排除隐患，及时记录运行的相关情况。
参考文献：
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［2］韦科迪．浅析10kV高压开关柜故障原因及防范措施［J］．机电信息，2012(5)：22－24．
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