10kV开关柜避雷器故障处理研究

廖传敏

摘 要：开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中进行开合控制和保护用电设备。本文主要介绍10kV开关柜避雷器的故障原因，并从加强设备养护、健全管理体系、推动设备升级、优化负荷线路四个方面探究10kV开关柜避雷能力的提升路径，旨在进一步优化电力系统安全环境。

关键词：10kV开关柜;避雷器;设备养护;故障处理

引言：随着我国电力系统建设进程的不断推进，10kV开关柜避雷器故障处理已成技术热点，直接影响着用电安全。目前，10kV开关柜可分为交流开关柜和直流开关柜，主要由断路器、隔离开关、负荷开关等部件构成，考虑到雷击对电力系统的不良影响，加强10kV开关柜避雷器故障处理至关重要。

1.10kV开关柜避雷器故障原因

通过对10kV开关柜避雷器的故障问题进行深入分析，发现原因主要包括避雷器阀片侧面高阻层裂纹、避雷器内部受潮、雷电冲击电流、互感器选型问题和接地网等，其中避雷器阀片侧面高阻层裂纹的主要故障表现为接地故障且绝缘电阻为0，故障原因一般为阀片与侧面高阻层的热膨胀系数出现较大差异;避雷器内部受潮的故障表现为避雷器底部瓷套温度明显上升且内部金属部件锈蚀严重，主要原因为设备安装前受潮或开关柜密封不当;雷电冲击电流的故障表现主要为阀片破裂及相关外套管爆开，故障原因一般为雷击电流超过设备负荷导致线路故障;互感器选型原因所导致的10kV开关柜避雷器故障主要体现在C相接地现象明显，高压室受到影响，烟感报警系统被触发等，在这种情况下，管理人员或检修人员无法深入检查站对设备进行维护，同时，该原因所导致的10kV开关柜变电器故障还具有频发性特征，不利于维护电力系统的稳定运行状态，一般来说，10kV开关柜避雷器系统需根据实际受压情况选择电压互感器，半绝缘电压互感器将直接影响设备使用寿命。就接地网原因所导致的10kV开关柜避雷器故障而言，故障发生后，相关主设备的电阻值将快速上升，继而导致电压无法通过接地网泄压，避雷器长期处于过压状态，并最终被击穿损坏，无法发挥原有避雷效应。

2.10kV开关柜避雷器故障预防处理措施

2.1加强设备养护

10kV开关柜避雷器故障的预防处理是有效延长相关电气设备使用寿命，提高系统运行稳定性的关键环节，以下对加强设备养护提出相关建议：

首先，相关技术人员应从全局出发，制定较为完善的设备管理流程，针对不同的负荷环境，提高设备管理的针对性和有效性，例如，针对雷击电流所导致的避雷器故障，技术人员在设备养护中应精细化分析过往雷击事件中阀片上冲击电流分布的均匀性，以有效调整设备的电流承载能力;其次，在10kV开关柜避雷器设备养护过程中，应有效融合现代化信息技术，如在线监测技术等，技术人员可基于10kV开关柜避雷器检修工作的具体情况，完成相关设备、线圈电流、振动信号的在线检测，同时在在线监测过程中，还应致力于开展设备常见故障预防分析，并利用客观设备相对值比较法，对具体设备进行运行效果评价，导出运行注意点和养护要点，延长设备使用寿命。最后，在10kV开关柜避雷器故障预防处理中应制定较为完善的管理规划，使设备管理人员能够按照具体设备管理规程对设备运行状态进行监管，以提高设备养护的及时性和有效性。例如，可在10kV开关柜避雷器设备养护过程中充分明确设备维护标准，并制定设备的运行指标，包括开关柜密封指标、防潮标准及空间内部的湿度系数等，以提高养护工作的实效性，督促设备管理人员全面提升对10kV开关柜避雷器故障预防处理的重视程度，并积极开拓技术视野，积累工作经验，提高故障处理水平。

2.2健全管理体系

中国电器工业协会电控配电设备分会信息显示，2017年～2020年，我国开关柜产量分别为48.54万面、45.85万面、44.49万面和44.02万面，由此可知，我国仍旧具有较大的开关柜应用需求。可通过深入健全管理体系，提高10kV开关柜避雷器故障处理水平，以下对其提出相关建议：

首先，电力系统管理人员可从实际情况出发，深入挖掘10kV开关柜变压器的故障来源和故障表现，并构建现代化的信息体系，实现故障信息的全面录入，以支持后续管理工作的合理开展。其次，在健全管理体系的过程中，应有效融合相关现代化信息技术，如数据挖掘技术、物联网技术等，其中，数据挖掘技术可用于构建10kV开关柜避雷器信息数据库，全面整合避雷器设备运行环境以及雷击影响，动态掌握避雷器接地电阻数值，以数字化的信息传递方式支持管理人员完成设备的常态化管理和精细化管理，而物联网技术在10kV开关柜避雷器故障处理中的应用可有效支持相关技术人员实现设备的远程维护和管理，能够有效避免避雷器故障后，高压室冒烟严重，烟感报警系统被触发，无法进入检查站抢修设备的问题，通过有效布设传感器，技术人员能够实现设备的远程管理和操控，以便在发现运行风险后及时关闭运行系统，降低事故危害。最后，在健全管理体系的过程中应从全局角度出发，全面更新管理意识，满足实际管理需求。

2.3推动设备升级

面对日益提升的电能需求量，我国在电力系统建设中投入了大量的人力、物力和有力政策，使得电力环境日益完善，但同时复杂原因所导致的电力风险也与日俱增。10kV开关柜避雷器的合理应用有助于降低雷电天气中开关柜的运行风险，提升整个电力系统的安全运行系数，可通过推动设备升级，完成10kV开关柜避雷器的故障处理，以下对其进行介绍：

首先，在设备升级过程中，相关技术人员应基于电力系统的安全运行需求，完成10kV开关柜避雷器设备状态分析，通过布设传感器全面整合设备的运行信息，并与正常运行信息进行比对，有效导出实际需求，并制定合理的设备升级方案。其次，在推动设备升级的过程中应从长远角度出发，致力于搭建现代化、自动化的设备运行体系，以支持10kV开关柜避雷器运行系统具备智能化的故障报警和故障定位功能，有效辅助设备管理人员完成故障的针对性修复和设备养护。最后，在推动设备升级的过程中，相关技术人员应全面加强对互感器选型的重视程度，并对开关柜内避雷器的接地引下线进行改造，采取适当消谐措施进一步增加电压互感器的抗谐能力[1]。

2.4优化负荷线路

中电联信息显示，2014年～2020年，我国全社会用电量增速分别为5.56%、0.96%、4.88%、6.58%、8.69%、5.33%和3.10%，由此可知，未来一段时间内，电力系统的总体负荷还将持续增长。在这种情况下，10kV开关柜避雷器的过压风险将明显提升，可通过优化负荷线路，提高10kV开关柜避雷器设备的运行稳定性，以下对其提出相关建议：

首先，考虑到不同负荷环境下互感器的應用稳定性具有明显差异，在优化负荷线路时，可提升互感器选型的针对性，根据不同类型电压互感器所导致的避雷器频繁故障问题，技术人员可通过开展接线实验，对不同互感器的运行状态进行模拟，并结合实际的互感器运行环境对负荷线路的具体负荷情况进行调节，降低10kV开关柜避雷器故障发生风险。其次，在优化负荷线路的过程中应考虑到电压互感器的并联运行情况，避免系统不对称产生高幅值铁磁谐振过电压，通过合理控制并联数量，实现10kV开关柜避雷器故障的有效预防。再次，负荷线路的优化是延长避雷器设备使用寿命的有效措施，技术人员可根据实际情况设置防谐方案。最后，可通过对低负荷线路进行停运处理，完成谐振过电压的全面消除，避免容抗增加所导致的避雷器故障问题，进一步满足保护接地需求[2]。

结论：总而言之，当前我国正处于电力环境建设的关键时期，基于10kV开关柜避雷器对电力系统稳定性的影响，相关技术人员应根据10kV开关柜避雷器的故障原因，合理加强设备维护，健全管理体系，推动设备升级，优化负荷线路，延长10kV开关柜避雷器的使用寿命。

参考文献：

[1]王雅.开关柜、环网柜设备运行问题分析及对策[J].现代制造技术与装备，2019（09）：141-142.

[2]陈博栋，包艳艳，等.10kV开关柜金属氧化物避雷器局部放电精确定位及缺陷分析[J].电瓷避雷器，2019（03）：118-122.