变电站10kV出线开关柜烧毁故障分析宋睿瑶

变电站10kV出线开关柜烧毁故障分析宋睿瑶

宋睿瑶

（国网山东省电力公司广饶县供电公司山东东营257300）

摘要：变电站10kV出线开关柜烧毁可以引起各种严重后果，为在今后工作中避免烧毁故障发生，需要对故障进行分析并改进。基于此，本文对能够导致10kV出线开关柜烧毁的可能原因进行分析，并针对这些原因提出烧毁故障的监测流程和改进措施，降低10kV出线开关柜烧毁故障发生几率。

关键词：10kV出线开关柜；烧毁故障；尖端放电

10kV出线开关柜是将经过变压器降压的电流传送到电线电缆的一种装置，并且该装置能够同时起到保护线路的作用，通过开关柜内的各种保护开关和线路将各种损失降到最低。并且10kV出线开关柜能够将电流进行分流，从而完成整片供电区域内的供电工作，要避免10kV出线开关柜发生故障，需要从能诱发这种故障发生的各种原因进行分析。

1.能够引发变电站10kV出线开关柜烧毁故障的原因

1.1温度湿度因素。10kV.出线开关柜中会接入各种电力设备，主要设备种类如表1所示。

其中断路器断路装置种类繁多，为保证精度和稳定性，多采用继电器为其核心部件，这为断路器使用环境提出了条件。断路器使用过程中，为防止核心部件发生冻结等情况，需要保证使用环境干燥和正确的温度范围。由于出线开关柜中还有各类线缆和智能操控装置，所以需要对温度湿度条件进行严格控制，严禁水蒸气凝结和结霜现象的发生。

1.2.尖端放电。尖端放电是电荷在导体尖端大量聚集，聚集到一定程度后电流击穿空气产生电弧的一种现象，在各类开关柜中，尖端放电能够击毁开关，使出线开关柜起火。避免尖端放电需要从两个方面进行考虑：（1）各种元部件的尖端处理。在进行开关柜线路架设和固定过程中，需要对常见带尖端的固定器材进行处理，采用尖端部分打磨措施，减少尖端电荷聚集。（2）进行各种器材间距的合理规划。电荷击穿空气电压随导体间距的增加而增加，所以对两个导体间距进行合理规划可有效避免尖端放电现象的发生。

1.3防止雷击。闪电在击中导线时，可以瞬间产生极大的电流，这些电流可以导致整个开关柜中的线路产生大量热量，破坏断路保护装置，导致整条线路不能及时断开，线缆热量会引起绝缘皮起火，烧毁整个开关柜。同时，在雷雨天气，外部导线会产生感应过电压，在由于雷击造成的各类供电设备事故中，线路中的感应过电压约占.85%，直击雷过电压约占.15%，需要对感应过电压进行充分防范。所以在进行开关柜进行设计时，通过以上计算过程再进行断路器和线缆选取，防止雷击对开关柜造成损坏。

1.4动物闯入。变电站10kV出线变电柜在使用过程中，需要保证各类小型动物不会进入到柜体中。因为老鼠等动物会破坏柜体中的各类线缆的绝缘层，或者在柜体中进行其余种类的供电设备破坏，引发开关柜中的线路短路和断路器损坏，引发火灾。同时，各类生物都属于良导体，当这些生物在开关柜中同时接触不同的线路时，也会造成短路。所以在进行开关柜中设备接线以及柜体安装时，需要对柜体设置各类加固措施，并在进行线路连接时，保证线缆的金属部分完全不外露，防止动物与金属部分接触造成短路。

1.5.粉尘。由于粉尘会让空气电阻变小，并且粉尘在密闭空间浓度过高会在接触电火花瞬间发生爆炸，所以开关柜工作环境要保证清洁，避免粉尘因素对开关柜的安全运行造成影响。同时，粉尘会落入开关箱中的各类仪器中，对开关柜中的各类电子元件造成影响，尤其在涉及电路板的装置中，粉尘会导致电路板短路，影响设备的正常使用并导致设备损坏和烧毁。所以开关柜在工作过程中，要注意防尘设施建设，并需要对开关柜每隔一段时间进行一次粉尘检查。

2.变电站10kV出线开关柜烧毁故障分析

2.1调查故障时天气情况

变电站10kV出线开关柜最容易引发起火故障的因素就是雷击，而且引发故障的各种因素中，故障发生时的天气状况最容易查明，所以故障分析的第一步就是对天气情况进行调查，以确定起火故障是否由雷击引发。确定起火故障由雷击引发后，需要对雷击过程的感应过电压和直击过电压进行计算，并与开关柜内的相关设备和电路的整体防雷性能进行评估。线路感应过电压计算时，需要考虑雷击点与线路的距离.S，当雷击点与线路距离大于.65m.时，计算公式如下：

Ug≈25（Ihd/S）

其中公式左边为感应过电压，I.代表雷电流的副值，hd为线缆架设高度。若整条线路有避雷针，需要针对有避雷针这种现象采用另一种方式进行计算。

2.2调查动物闯入痕迹

经过上一步调查后，若发现整个供电系统未遭到雷击，需要对柜体外观以及柜体内部仪器进行检查，调查目的是确定起火故障是否由动物引起。通常来说，鼠类对开关柜构成威胁最大，所以在进行外观检查时，需要确定开关柜是否被鼠类啃咬和损坏，在进行内部设备检查时，需要观察是否有鼠类动物毛发以及尸体、排泄物等，从而确定起火故障是否由鼠类动物引起。除此之外，还要对已经损坏的各类供电和电路保护设备进行检查，检查项目涉及动物啃咬和昆虫阻碍，从根本上确定事故的动物因素。

2.3调查出线开关柜内清洁情况

开关柜经过火灾后，往往现场有较多粉尘遗留，这为粉尘调查带来了困难，但是又由于粉尘是引发火灾的一个重要因素，所以需要对事故前的粉尘含量进行调查。调查方式可以通过查询开关柜维护记录，并对相关维护人员进行询问方式进行，结合各类仪器的监测结果得出结论。对于未产生明火的事故，通常事故对开关柜内的粉尘影响不大，对于产生了明火的事故，需要对未损坏的设备进行检查，根据其脏污程度确定事故发生前开关柜内粉尘环境，若环境粉尘含量过高，需要在今后的工作中加强清洁工作。

2.4调查故障时温度湿度条件

温度湿度条件对开关柜安全影响很大，尤其是在空气常年潮湿的地区，更需要保证环境温度一直处于开关柜所需的温度范围中。在进行10kV出线开关柜事故调查时，在经过以上事故调查流程后，需要对开关柜周围的环境维持系统进行各项检查。同时，在进行检查时，也要对开关柜中的各类设备本身进行调查，通过对各类仪器进行拆卸，检查其内部是否有水渍，若有水渍，则说明开关柜发生事故前，除湿系统未能正常工作。对温度的调查相对来说较为复杂，温度检查主要是对温度控制系统进行各种线路和设计进行检查，温度控制系统涉及多种电线连接和多种供暖设备的使用，在对温度控制系统进行检查时，首先需要对供暖系统进行检查，然后对温度控制器进行检查，确定温控仪器能否正常投入使用，最后进行线路检查。除此之外，可通过温控系统重新使用来测定是否发生故障，但为防止发生二次事故，这种方式较少采用。

2.5.对各部件尖端进行测量

尖端放电过程中，电荷会在尖端产生高温，从而产生各种独特的尖端放电痕迹，所以尖端放电检测只需对发生故障后的所有含有尖端的器件进行相关检测即可。检测方式可以采用肉眼观察模式，将各种可能造成事故发生的元器件按照相关标准进行观察。通常情况下，由于尖端放电过程中会产生电弧，电弧在各种原件表面会留下碳颗粒并在同时使原件发生氧化，使原件尖端颜色变黑，从而确定事故是否由尖端放电现象产生。

3.结论

综上所述，变电站10kV出线开关柜的起火烧毁事故检测需要参考各种可能引发事故的因素进行，这些因素主要涉及雷击、清洁以及相关设备维护，这也为事故检测分析提供了思路。整个事故检测分析流程也要遵循对事故现场破坏最小原则进行，通过对各种可能导致事故的原因进行检测，从而确定事故发生原因。

参考文献

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