開(kāi)關(guān)柜的分類(lèi)及常見(jiàn)故障分析

開(kāi)關(guān)柜由一個(gè)或多個(gè)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和與之相關(guān)的控制、測(cè)量、信號(hào)、保護(hù)、調(diào)節(jié)等設(shè)備，由制造廠家負(fù)責(zé)完成所有內(nèi)部的電氣和機(jī)械的連接，用結(jié)構(gòu)部件完整地組裝在一起的一種組合體。

開(kāi)關(guān)柜的主要作用是在電力系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，進(jìn)行開(kāi)合、控制和保護(hù)用電設(shè)備。

開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)大體類(lèi)似，主要分為母線室、斷路器室、二次控制室(儀表室)、饋線室，各室之間一般有鋼板隔離。

內(nèi)部元器件包括：母線(匯流排)、斷路器、常規(guī)繼電器、綜合繼電保護(hù)裝置、計(jì)量?jī)x表、隔離刀、指示燈、接地刀等。

開(kāi)關(guān)柜有哪些分類(lèi)？

從應(yīng)用角度來(lái)看，可對(duì)開(kāi)關(guān)柜做如下劃分：

(1)進(jìn)線柜：又叫受電柜，是用來(lái)從電網(wǎng)上接受電能的設(shè)備(從進(jìn)線到母線)，一般安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。

(2)出線柜：也叫饋電柜或配電柜，是用來(lái)分配電能的設(shè)備(從母線到各個(gè)出線)，一般也安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。

(3)母線聯(lián)絡(luò)柜：也叫母線分?jǐn)喙瘢怯脕?lái)連接兩段母線的設(shè)備(從母線到母線)，在單母線分段、雙母線系統(tǒng)中常常要用到母線聯(lián)絡(luò)，以滿足用戶選擇不同運(yùn)行方式的要求或保證故障情況下有選擇的切除負(fù)荷。

(4)PT柜：電壓互感器柜，一般是直接裝設(shè)到母線上，以檢測(cè)母線電壓和實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。內(nèi)部主要安裝電壓互感器PT、隔離刀、熔斷器和避雷器等。

(5)隔離柜：是用來(lái)隔離兩端母線用的或者是隔離受電設(shè)備與供電設(shè)備用的，它可以給運(yùn)行人員提供一個(gè)可見(jiàn)的端點(diǎn)，以方便維護(hù)和檢修作業(yè)。由于隔離柜不具有分?jǐn)?、接通?fù)荷電流的能力，所以在與其配合的斷路器閉合的情況下，不能夠推拉隔離柜的手車(chē)。在一般的應(yīng)用中，都需要設(shè)置斷路器輔助接點(diǎn)與隔離手車(chē)的聯(lián)鎖，防止運(yùn)行人員的誤操作。

(6)電容器柜：也叫補(bǔ)償柜，是用來(lái)作改善電網(wǎng)的功率因數(shù)用的，或者說(shuō)作無(wú)功補(bǔ)償，主要的器件就是并聯(lián)在一起的成組的電容器組、投切控制回路和熔斷器等保護(hù)用電器。一般與進(jìn)線柜并列安裝，可以一臺(tái)或多臺(tái)電容器柜并列運(yùn)行。

電容器柜從電網(wǎng)上斷開(kāi)后，由于電容器組需要一段時(shí)間來(lái)完成放電的過(guò)程，所以不能直接用手觸摸柜內(nèi)的元器件，尤其是電容器組;在斷電后的一定時(shí)間內(nèi)(根據(jù)電容器組的容量大小而定，如：1分鐘)，不允許重新合閘，以免產(chǎn)生過(guò)電壓損壞電容器。作自動(dòng)控制功能時(shí)，也要注意合理分配各組電容器組的投切次數(shù)，以免出現(xiàn)一組電容器損壞，而其他組卻很少投切的情況。

(7)計(jì)量柜：主要用來(lái)作計(jì)量電能用的(千瓦時(shí))，又有高壓、低壓之分，一般安裝有隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、CT、PT、有功電度表(傳統(tǒng)儀表或數(shù)字電表)、無(wú)功電度表、繼電器、以及一些其他的輔助二次設(shè)備(如負(fù)荷監(jiān)控儀等)。

(8)GIS柜：又叫封閉式組合電器柜，它是將斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、CT、PT、避雷器、母線等封閉組合在金屬殼體內(nèi)，然后以絕緣性能和滅弧性能良好的氣體(一般用六氟化硫SF6)作為相間和對(duì)地的絕緣措施，適用于高電壓等級(jí)和高容量等級(jí)的電網(wǎng)中，用作受配電及控制。

開(kāi)關(guān)柜的故障分析：

一、接線方式隱患

1、 TV柜內(nèi)避雷器直接連接母線

根據(jù)典型設(shè)計(jì)規(guī)范要求，TV柜內(nèi)避雷器須經(jīng)隔離手車(chē)連接母線，而TV柜內(nèi)倉(cāng)位布置、接線方式多樣，部分TV柜內(nèi)避雷器未通過(guò)隔離手車(chē)連接至母線上，當(dāng)對(duì)TV進(jìn)行檢修時(shí)，拉開(kāi)隔離手車(chē)，避雷器仍帶電，給進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)作業(yè)的工作人員帶來(lái)觸電風(fēng)險(xiǎn)。

2、 開(kāi)關(guān)柜下柜與后柜未完全隔離

部分KYN系列主變進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜、母聯(lián)開(kāi)關(guān)柜、饋線開(kāi)關(guān)柜等開(kāi)關(guān)柜的下柜與后柜未完全隔離，工作人員進(jìn)入下柜可能誤碰母線或電纜頭帶電部位，造成觸電。

二、內(nèi)部電弧釋放能力不足

在實(shí)際運(yùn)行中，金屬封閉開(kāi)關(guān)柜本身有缺陷，加之運(yùn)行條件惡劣導(dǎo)致的絕緣性能劣化或誤操作等原因，都會(huì)造成內(nèi)部發(fā)生電弧故障。短路產(chǎn)生的電弧溫度高、能量大，電弧本身是質(zhì)量極輕的等離子氣體，在電動(dòng)力和熱氣的作用下電弧會(huì)在柜內(nèi)高速移動(dòng)并造成故障范圍迅速擴(kuò)大。在此情況下，絕緣材料氣化，金屬融化，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部溫度及壓力驟升，如果未設(shè)計(jì)或安裝合格的壓力釋放通道，巨大的壓力會(huì)造成柜體隔板、門(mén)板、鉸鏈、觀察窗嚴(yán)重變形甚至斷裂，電弧產(chǎn)生的高溫氣流噴出柜體，造成設(shè)備附近的運(yùn)行維護(hù)人員嚴(yán)重灼傷，甚至危及生命安全。當(dāng)前在運(yùn)設(shè)備存在未設(shè)置泄壓通道、泄壓通道設(shè)置不合理、內(nèi)部電弧釋放能力未經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證以及試驗(yàn)時(shí)的考核不嚴(yán)格等問(wèn)題。

三、內(nèi)部絕緣問(wèn)題

近年來(lái)，開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品體積不斷縮小，柜內(nèi)絕緣性能發(fā)生缺陷、故障增多。主要表現(xiàn)在：爬距和空氣間隙不夠，特別是手車(chē)柜，現(xiàn)在很多廠家為了縮短柜體尺寸，大幅度地減小裝于柜內(nèi)的斷路器、隔離插頭的相間和對(duì)地距離，卻未采取有效保證絕緣強(qiáng)度的措施；裝配工藝不良，由于裝配質(zhì)量差，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的單一元件可以通過(guò)耐壓試驗(yàn)，但組裝后開(kāi)關(guān)柜整體卻無(wú)法通過(guò)；接點(diǎn)容量不足或接觸不良，當(dāng)接點(diǎn)容量不足或接觸不良時(shí)，局部溫度升高，絕緣性能下降，引起對(duì)地或相間閃絡(luò)；凝露現(xiàn)象，自帶加熱器易損壞，無(wú)法正常工作，在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)發(fā)生凝露現(xiàn)象，降低絕緣性能；配套附件絕緣性能差。部分制造廠為了降低成本，采用絕緣水平較低的配套附件，降低了開(kāi)關(guān)柜的整體絕緣性能。

四、發(fā)熱缺陷

回路連接點(diǎn)接觸不良，接觸電阻增大，發(fā)熱問(wèn)題突出，如隔離觸頭接觸不良；金屬鎧裝式柜體通風(fēng)口設(shè)計(jì)不合理，空氣不對(duì)流，散熱能力差，柜內(nèi)發(fā)熱問(wèn)題較多；穿墻套管、電流互感器等安裝結(jié)構(gòu)形成電磁閉合回路從而產(chǎn)生渦流，造成部分隔離擋板材質(zhì)發(fā)熱現(xiàn)象嚴(yán)重；部分封閉開(kāi)關(guān)柜內(nèi)干式設(shè)備（澆注式電流互感器、澆注式電壓互感器、干式變壓器）選用的繞組線徑不足、澆注工藝控制不嚴(yán)，極易發(fā)生過(guò)熱損壞。

五、防誤閉鎖不完善

大部分開(kāi)關(guān)柜都裝配了防誤閉鎖裝置，但其防誤閉鎖全面性、強(qiáng)制性并未達(dá)到要求。部分鎧裝式開(kāi)關(guān)柜的后部上柜門(mén)為可開(kāi)啟方式，無(wú)防誤閉鎖，無(wú)雙隔離擋板，打開(kāi)后就可直接觸及帶電部位，且螺絲為普通內(nèi)六角螺絲，易發(fā)生開(kāi)啟柜門(mén)誤入帶電柜內(nèi)的觸電事故；部分主變、母聯(lián)、TV、所用變等無(wú)接地開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)柜，后部下柜門(mén)未與接地開(kāi)關(guān)形成機(jī)械閉鎖，可拆除螺絲直接打開(kāi)后柜門(mén)，未關(guān)柜門(mén)的情況下也能合閘送電，易造成檢修人員誤開(kāi)、誤入帶電間隔，發(fā)生人員觸電事故；部分開(kāi)關(guān)柜后柜門(mén)上、下兩部分不能獨(dú)立閉鎖，上柜門(mén)依靠下柜門(mén)閉鎖。當(dāng)合上出線接地開(kāi)關(guān)，下柜門(mén)閉鎖解除，后上柜門(mén)也可打開(kāi)，易造成觸電事故。如KYN28型開(kāi)關(guān)柜；部分開(kāi)關(guān)柜手車(chē)拖出后，可以輕易的將絕緣隔離擋扳推上，沒(méi)有防誤閉鎖，帶電體暴露，工作人員易誤開(kāi)啟開(kāi)關(guān)靜觸頭活門(mén)檔板，造成觸電事故。