10kv開(kāi)關(guān)柜結構

礦井采用的 10kv 開(kāi)關(guān)柜總體上是由斷路器以及柜體等兩大部分組成，其中柜體從物理結構上劃分，由母線(xiàn)室、控制室、出線(xiàn)室以及斷路器室等部分組成。由于礦井環(huán)境較為惡劣，負載較重，對設備運行可靠性有更高的要求。具有的顯著(zhù)特點(diǎn)是空間狹小，結構緊湊。

 

10kv開(kāi)關(guān)柜常見(jiàn)故障

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，10kv 開(kāi)關(guān)柜的質(zhì)量以及可靠性都得到顯著(zhù)提升，設備的故障率大幅降低。但由于礦井載荷較大，且環(huán)境惡劣，同時(shí) 10kv 開(kāi)關(guān)柜在高壓，大電流環(huán)境中工作，設備難以避免出現故障。

10kv 開(kāi)關(guān)柜常見(jiàn)故障中，發(fā)熱、絕緣以及元器件故障占據到前三位，占比分別為 48.15%，27.78%，11.11%，總計達到 87.04%。這些故障的發(fā)生給礦井的供電安全造成的嚴重的不利影響，必須采用有效的技術(shù)措施進(jìn)行預防治理。雖然機械故障及其他故障雖然占比不大，但出現故障對礦井的正常生產(chǎn)卻帶來(lái)十分不利的影響。

10kv 開(kāi)關(guān)柜故障原因分析

10kv開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱故障

開(kāi)關(guān)柜運行過(guò)程，出現發(fā)熱的主要地點(diǎn)來(lái)源于導電回路，具體有接頭位置發(fā)熱，導體發(fā)熱、渦流發(fā)熱等部分。若設備的發(fā)熱量高于開(kāi)關(guān)柜的排熱量，就會(huì )引起開(kāi)關(guān)柜溫度增高，嚴重時(shí)會(huì )引起故障。接頭發(fā)熱主要是發(fā)生在刀閘接頭以及接頭位置、互感器連線(xiàn)板等可能存在接觸不良的位置，或者由于受到電化學(xué)腐蝕，造成設備的接觸不良，出現火花或者發(fā)熱。導體發(fā)熱主要原因是母線(xiàn)室內的母排發(fā)熱，母排長(cháng)期通過(guò)較高電流值，當開(kāi)關(guān)柜負荷較大時(shí)，母排的發(fā)熱更為明顯。同時(shí)受到生產(chǎn)制造技術(shù)以及生產(chǎn)條件的限制，制造出來(lái)的母排之內難以避免的存在雜質(zhì)，使得電阻率值增高，也會(huì )增加母排的發(fā)熱量。渦流發(fā)熱主要是由于負荷電流由于受到開(kāi)關(guān)柜內的鋼板隔斷作用出現環(huán)流，引起發(fā)熱，負荷電流越大，渦流發(fā)熱現象越為嚴重。

10kv開(kāi)關(guān)柜絕緣故障

絕緣放電是導致開(kāi)關(guān)柜出現絕緣故障的主要因素，例如對地閃絡(luò )、導體相間以及支柱瓷瓶閃絡(luò )等。當開(kāi)關(guān)柜內的絕緣體或者絕緣體間隙的絕緣強度不足以滿(mǎn)足絕緣要求時(shí)，在高壓環(huán)境運行過(guò)程中出現放電現象，嚴重時(shí)會(huì )出現直接穿透絕緣體的情況，出現絕緣故障。礦井 10kv 開(kāi)關(guān)柜的運行環(huán)境較為惡劣是出現絕緣故障的一個(gè)重要原因，最典型的就是出現污閃現象。礦井環(huán)境中存在有大量的粉塵，由于日積月累造成開(kāi)關(guān)柜內部的絕緣子、套管等部件存在較多污穢，當空氣濕度較大時(shí)且絕緣子支護與泄漏點(diǎn)位置較近，極其容易出現污閃。

10kv開(kāi)關(guān)柜元器件故障

開(kāi)關(guān)柜內的有許多精密元器件，這些設備在長(cháng)時(shí)間的高負荷運轉下容易出現故障。其中，帶電顯示器出現故障的概率較高，很多礦井 10kv 開(kāi)關(guān)柜帶電顯示器處于故障狀態(tài)，形同虛設，現場(chǎng)無(wú)法進(jìn)行使用 ；導致電壓互感器出現故障主要是因為有設備的安裝調試、設備本身品質(zhì)、設備過(guò)壓以及二次側出現短路等 ；避雷器故障主要原因是密封失效、瓷套污染、設備運行時(shí)間長(cháng)閥片出現老化。當密封失效時(shí)就會(huì )引起外界環(huán)境中的水分、粉塵進(jìn)入到避雷器內部，造成絕緣劣化，加速閥片的老化進(jìn)程，同時(shí)當瓷套被污染之后引起電阻片內部電壓分布不均衡，電阻片老化加劇。

10kv開(kāi)關(guān)柜機械故障

開(kāi)關(guān)柜出現機械故障最為常見(jiàn)的有拉桿斷裂、操作部件彎曲變形（或者局部斷裂）、傳動(dòng)插銷(xiāo)破斷、拉桿斷裂等，這些機械故障會(huì )引起連接桿出現脫落，造成開(kāi)關(guān)柜內部線(xiàn)路短路，單相接地事故，嚴重時(shí)會(huì )導致整個(gè)開(kāi)關(guān)柜操作不靈敏，甚至出現開(kāi)關(guān)不能閉合或者斷開(kāi)情況。除了以上故障，開(kāi)關(guān)柜出現其他故障的主要有操作、維護人員誤操作或者蛇、老鼠等進(jìn)入到開(kāi)關(guān)柜，造成設備出現短路。

10kv開(kāi)關(guān)柜常見(jiàn)故障的處理措施

做好設備安裝以及調試工作

在 10kv 開(kāi)關(guān)柜運送到礦井地面變電所時(shí)就強化安裝以及調試工作，以便為設備后續持續穩定的運行奠定基礎。開(kāi)關(guān)柜完整的調試是對設備故障進(jìn)行初步排除的重要手段。在對開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行調試時(shí)需要對設備內部的絕緣間隙是否符合要求、傳動(dòng)是否出現卡澀，以及其他不符合要求的情況進(jìn)行排除，為日后設備運行創(chuàng )造良好條件。當設備安裝調試過(guò)程中發(fā)現設備故障時(shí)，安裝調試人員應立刻向礦井管理人員進(jìn)行報告，并與設備生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行溝通處理。

提高開(kāi)關(guān)柜絕緣性能

由于礦井所處的環(huán)境較為惡劣，設備工作負荷高，同時(shí)需要長(cháng)時(shí)間的在高壓環(huán)境下工作，給開(kāi)關(guān)柜絕緣性能提出了更高的要求。礦用10kv開(kāi)關(guān)柜應在制作材料在選定的初期就應重視設備的絕緣性能，高標準、高質(zhì)量材料才能使得開(kāi)關(guān)柜更好的工作，并降低設備出現絕緣故障的概率。在選擇開(kāi)關(guān)柜時(shí)首先應選擇絕緣性能更佳的有機絕緣材料制作的開(kāi)關(guān)柜，同時(shí)開(kāi)關(guān)柜內部使用的元器件最好是絕緣性能佳，且中間有阻燃隔板，電壓互感器應特別注意伏安特性。對于服役時(shí)間較長(cháng)的開(kāi)關(guān)柜，應注意設備的清理工作，盡量降低由于灰塵引起開(kāi)關(guān)柜出現故障的可能性。

做好開(kāi)關(guān)柜密封

開(kāi)關(guān)柜密封性能與開(kāi)關(guān)柜能否安全運行有較大關(guān)聯(lián)，密封良好是保證開(kāi)關(guān)柜安全高效運行的一個(gè)重要條件。首先應加強開(kāi)關(guān)柜內部分隔的保護程度。開(kāi)關(guān)柜內部結構主要有斷路器、母線(xiàn)以及電纜等，這些部件采用阻燃絕緣隔板分割成一個(gè)個(gè)小室，若一個(gè)小室出現故障不會(huì )連帶引起臨近的小室出現故障，防止故障擴大。設備內部采用的插頭應加絕緣罩，以便保護設備的操作維護人員的神人安全。

在開(kāi)關(guān)柜機械動(dòng)作方面，需要嚴格按照規定進(jìn)行觀(guān)察，發(fā)現問(wèn)題時(shí)及時(shí)進(jìn)行更換。

強化開(kāi)關(guān)柜的定期維護管理根據礦井實(shí)際情況，加強對開(kāi)關(guān)柜的維護管理。根據設備的具體型號以及使用年限，制定合理的設備檢修、維護保養計劃，在具體的執行過(guò)程中應在遵循規章制度的前提下，根據設備的實(shí)際情況進(jìn)行有針對性的維護保養。在對設備進(jìn)行維護保養時(shí)注重觀(guān)察開(kāi)關(guān)柜是否出現異味、顏色、聲音、震動(dòng)等情況是否出現異常。當發(fā)現上述問(wèn)題后，就需要對開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行全面的排查。

加強對開(kāi)關(guān)柜的巡查，及時(shí)掌握開(kāi)關(guān)柜的運行狀態(tài)。在對開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行巡查過(guò)程中，做到認真、細致，有時(shí)開(kāi)關(guān)柜內一個(gè)微小的放電就可能到下一次巡查時(shí)變成絕緣事故。同時(shí)采用紅外設備對開(kāi)關(guān)柜內部導電線(xiàn)路、連接處等容易出現溫度異常的不問(wèn)進(jìn)行檢測，一旦檢測出異常就應適當降低該開(kāi)關(guān)柜的工作負荷，避免溫度進(jìn)一步的提高，造成故障。

制定防范措施

對于誤操作導致10kv 開(kāi)關(guān)柜出現故障，礦井一方面應制定可靠完善的規章制度，并嚴格執行，另一方面加強對開(kāi)關(guān)柜檢修、維護等人員的培訓，提高業(yè)務(wù)水平，以及防范誤操作的能力。在對開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行日常的巡查中，發(fā)現問(wèn)題應及時(shí)上報進(jìn)行處理。

10kv開(kāi)關(guān)柜在礦井中的應用較為廣泛，同時(shí)由于礦井環(huán)境惡劣，開(kāi)關(guān)柜長(cháng)期處于高負荷運轉，在運行過(guò)程中出現的問(wèn)題以及故障的類(lèi)型也是多種多樣。因此，筆者對礦井近些年來(lái)常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)柜故障進(jìn)行統計，總結出常見(jiàn)的故障類(lèi)型，并有針對性從開(kāi)關(guān)柜安裝以及調試、提高開(kāi)關(guān)柜絕緣性能、做好開(kāi)關(guān)柜密封、強化開(kāi)關(guān)柜的定期維護管理、制定防范措施等方面提出處理措施，以減少10kv開(kāi)關(guān)柜出現故障的可能，提高礦井供電安全。