配电环网柜的故障分析及对策

配电环网柜的故障分析及对策（共6篇）

篇1：配电环网柜的故障分析及对策

现场故障处理方案

环网柜在配电全电缆网或架空电缆混合网中，由于其维护工作量小、安装方式灵活、尺寸小等优点得到了较广泛的应用。随着城市电网建设改造工程的不断深入，环网柜在城市电网改造工程中的使用量也不断增加。在环网柜的长期运行中，发生了多种多样的故障，因此我司对长期积累的环网柜故障有必要进行统计分析，分析其主要故障原因，提出相应的技术和管理对策措施。

1、配电环网开关结构特点

环网柜接线方式灵活，可满足不同配电网络结构的要求。负荷开关装置和硬母线全部和部分密闭在同一个不锈钢金属外壳内，通常采用SF6作为灭弧介质和绝缘介质，开关采用三相联动的三工位负荷开关。

环网柜按结构可分为共箱式和单元型两大类。

共箱式环网柜通常由2至6路负荷开关共箱组成接线方式灵活多样，可以满足不同配电网络节点的需求。由于负荷开关装置和硬母线密闭在同一个不锈钢金属外壳内，具有全绝缘、全密封结构，对环境的适应能力较强，在地下室、户外环网室等运行条件较差的场所得到了较多的应用；单元型环网柜母线、电缆搭接处通常为空气绝缘，因此通常用于地面土建站所等运行条件良好的场所。

环网柜的主要优点是：体积小、结构轻、结构紧凑，占地小；安装简单，操作方便，安全可靠、免维护；大多具有电动和手动操作机构，配FTU后即可实现配电自动化，扩展性较强。

2、故障分类及解决措施 1)PT、CT故障

带有配网自动化接口的环网柜往往配有PT、CT，以提供开关的操作电源和配网自动化所需的负荷电流等数据信息，配套厂商提供的PT、CT质量差是导致此类故障的主要原因。

解决方案：对供应商提供的元器件做严格的来料检验程序，不合格项都会及时做出调整，确保用于生产制作的PT、CT将不会出现质量问题。生产过程中严格审核互感器的二次接线，严禁出现互感器二次侧的短接、开路等现象。若质保期内由于质量问题出现的故障，24小时内无法修复，我司将免费进行更换。2)避雷器故障

环网柜中配套的一些避雷器击穿、爆炸，造成电缆室内相间短路或者电缆头对环网柜外壳放电。

解决方案：我司在避雷器的安装过程中将考虑到柜体内空间的合理利用。加强柜内设备的绝缘强度，加强柜体防护等级，严格控制柜内粉尘的堆积、潮湿或者凝露，防止其出现闪络现象。3)操作机构故障

潮湿地区的环网柜由于长期不进行操作，机构弹簧、控制回路开关的辅助触点等容易锈蚀，引起机构失灵。

解决方案：我司将对环网柜周边地区环境做仔细考量，及时对操作机构进行全面的试验及检修，并严格按照试验周期惊醒设备预防性试验。全面提高断路器及其相关配套设施的健康水平。4)电缆接头处故障

由于电缆头本身质量以及施工工艺不过关，以及大截面电缆在安装后逐渐释放应力，均是电缆搭接处故障的主要原因。

解决方案：针对以上问题，我司着主要对环网柜、电缆安装工艺、设计、和土建等方面的一些整改应措施进行解决：合理设计环网柜电缆室的高度；加强电缆的固定，确保不使电缆连接处的套管承受任何方向的作用力。电缆要在连接套管的正下方垂直进入并且牢固固定，不能让电缆下部处于斜扭状态；注意安装时的工艺要求，按照产品安装施工工艺规定的力矩值对螺栓进行紧固，避免工作人员使用普通扳手，凭感觉和经验对螺栓进行紧固。5)二次回路故障

二次回路（操作电源）由于触点接触不良或其他原因造成二次线路烧毁。解决方案：我司对二次回路接线的审核极为严格，严禁使用劣质或破损的导线接线，确保导线接头不会出现松动或者发生短接现象。6)电缆支持绝缘子处及母线桩头处放电故障

电缆室支持绝缘子处及母线桩头由于处在潮湿等恶劣环境下放电甚至击穿。解决方案：加强对运行中环网柜的温度的监测。或者采用美式环网柜，美式环网柜由于肘型电缆接头直接暴露在外，外部没有柜门进行封闭，运行人员可以使用测温仪器直接并相对准确的测量电缆接头处温度。7)气室故障

由于SF6气室泄露，造成气室内断口刀闸相间短路故障

解决方案：气室发生泄漏的主要位置电缆桩头处，原因为电缆桩头由于受力较大，当电缆安装中存在外加应力或电缆没有牢固固定后，电缆桩头处长时间承受外力的影响，造成气室与电缆桩头处发生裂纹，进而导致SF6气体泄漏。因此气室故障还是电缆安装施工不良的另一种表现形式，解决整改措施主要还是规范电缆施工，减少电缆对于电缆桩头处的额外应力。另外为了防止气室内SF6气体渗漏后不能正常灭弧，因此必须在环网开关面板上加装SF6气压仪和低气压闭锁功能，避免运行人员在操作时由于开关不能正常灭弧导致事故。8)熔断器+负荷开关故障

目前环网柜中主要采用熔断器+负荷开关的组合来对中小容量的配电变压器进行保护，熔断器在熔断时，顶针不能正常触发机构跳闸造成故障扩大。

解决方案：对熔断器．负荷开关的配置需加强选型管理。熔断器．负荷开关内的熔断器在选择上首先要按照环网柜生产厂家的使用说明书进行选型，关键的参数是负荷开关的转移电流；其次应合理选择撞击器：①应选择撞击行程大于联动机构动作行程的熔断器；②对于传动件为塑料等非刚性材料时，不能采用火药式撞击器的熔断器，应使用弹簧式撞击器的熔断器；最后要按照使用环境对熔断器的选择进行校验：①根据熔断器生产厂家的使用说明书来确定安装环境条件对熔断器的影响；②根据IEC标准，熔断器在环境温度为-25℃～0℃之间能正常工作，当环境温度低于25℃时熔断器的机械性能将受影响，当环境温度高于+40。C时，每升高1℃熔断器的额定电流应降低1％使用；③避免熔断器过载使用。

篇2：配电环网柜的故障分析及对策

天水长城开关厂有限公司 0引言

环网柜在配电全电缆网或架空电缆混合网中，由于其维护工作量小、安装方式灵活、尺寸小等优点得到了较广泛的应用，目前江苏省约有10100多台环网柜运行。随着城市电网建设改造工程的不断深入，环网柜在城市电网改造工程中的使用量也不断增加。在环网柜的长期运行中，发生了多种多样的故障，因此对长期积累的环网柜故障有必要进行统计分析，分析其主要故障原因，提出相应的技术和管理对策措施。

1、配电环网开关结构特点

环网柜接线方式灵活，可满足不同配电网络结构的要求。负荷开关装置和硬母线全部和部分密闭在同一个不锈钢金属外壳内，通常采用SF6作为灭弧介质和绝缘介质，开关采用三相联动的三工位负荷开关，其额定电流为630A，短时耐受电流可达20kA／3s。目前江苏省范围内使用的大部分产品为施耐德公司的RM6、SM6型、ABB公司的SafeRing或SafePlus型等国外品牌，以及国内生产的空气绝缘的环网柜和SF6环网供电单元。

环网柜按结构可分为共箱式和单元型两大类。

共箱式环网柜通常由3至6路负荷开关共箱组成接线方式灵活多样，可以满足不同配电网络节点的需求。由于负荷开关装置和硬母线密闭在同一个不锈钢金属外壳内，具有全绝缘、全密封结构，对环境的适应能力较强，在地下室、户外环网室等运行条件较差的场所得到了较多的应用；单元型环网柜母线、电缆搭接处通常为空气绝缘，因此通常用于地面土建站所等运行条件良好的场所。环网柜的主要优点是：体积小、结构轻、结构紧凑，占地小；安装简单，操作方便，安全可靠、免维护；大多具有电动和手动操作机构，配FIU后即可实现配电自动化，扩展性较强。

2故障分类及原因结构特点

江苏省电力公司统计了2006---2008年的环网柜故障，从统计数据来看，这段期间共发生66起环网柜故障，其中故障的主要位置有：电缆搭接处故障25次(37．88％)、支持绝缘子及母线桩头放电15次(22．73％)、气室故障10次(15．15％)等。具体故障位置分类和所占比例见如表1所示。

表1 配电环网柜故障原因统计(1)PT、CT故障

带有配网自动化接口的环网柜往往配有P1r、CT，以提供开关的操作电源和配网自动化所需的负荷电流等数据信息。配套厂商提供的PT、CT质量差是导致此类故障的主要原因。

(2)避雷器故障

环网柜中配套的一些避雷器击穿、爆炸，造成电缆室内相间短路或者电缆头对环网柜外壳放电。

(3)操作机构故障

潮湿地区的环网柜由于长期不进行操作，机构弹簧、控制回路开关的辅助触点等容易锈蚀，引起机构失灵。

(4)电缆搭接处故障

由于电缆头本身质量以及施工工艺不过关，以及大截面电缆在安装后逐渐释放应力，均是电缆搭接处故障的主要原因。

(5)二次回路故障

二次回路线(操作电源)由于触电接触不良或者其他原因造成二次回路线烧毁。

(6)电缆支持绝缘子处及母线桩头处放电故障

电缆室支持绝缘子或母线桩头由于处在潮湿等恶劣环境下发生沿面放电甚至击穿。

(7)气室故障

由于SF6气室泄漏，造成气室内断口刀闸相间短路故障。(8)熔断器．负荷开关故障

目前环网柜中主要采用熔断器．负荷开关的组合来对中小容量配电变压器进行保护。熔断器在熔断时顶针不能正常触发机构跳闸造成故障扩大。

3环网柜主要故障原因分析及对策措施

3．1电缆搭接及电缆支持瓷瓶处故障分析及对策措施(1)故障分析

目前环网柜的电缆终端头主要有两种：一种是用于单元型环网柜中，主要采用预制式、冷缩式、热缩式或绕包式电缆终端头；另一种则是用于共箱式环网柜的T型或肘型电缆终端头。电缆头的制作质量差是电缆头故障的主要故障，而电缆搭接处的故障则主要由于搭接不良最终导致发生故障。其主要存在的问题为：

1)电缆固定方式为固定外护套，电缆各相电 缆无法实现实质性固定。即使施工时搭接完好，但在过后的运行中，电缆自身重量、电动力或外力摆动，均会使各相传递至电缆搭接的套管处，严重时甚至造成套管处受损漏气，引发故障。

2)目前配网中主要采用三芯电缆，在电缆搭接时需要核对相位，然后分别固定。而在固定之前往往需要加以外力对单相电缆加以扭转，因此在安装之后因扭转所产生的内部应力会逐渐释放，产生力矩作用在电缆搭接的套管处。

3)共箱式环网柜用在户外环网室时，往往高度较低，对电缆各相线芯的长度限制更严格，对安装的精度要求也过高。

4)三芯电缆在接线端子压接完成后，长度就已经确定。由于制做电缆终端头时误差的必然存在，因此电缆单相长度短，造成不能轻易加以弯曲以配合安装到位，施工时必然会对电缆施以各种大力动作加以调整，这些动作可能会对套管受损、接触不良等后果。

(2)对策措施 1)技术措施

针对以上问题，应该从环网柜、电缆终端头、安装工艺、设计、和土建等方面采取一些整改应对措施进行解决：

a)适当提高共箱式环网柜电缆室的高度或提

高环网柜基础进行改善共箱式环网柜电缆室空间较小，尺寸一般为高度0．6---,0．7m，宽度0。35m，这样的空间单芯电缆安装比较方便，但对于三芯电缆，特别是大截面电缆，线芯很硬，再受到现场施工环境的限制，共箱式环网柜的T型或肘型电缆接头要安装到位和符合标准是比较困难的。提高共箱式环网柜电缆室的高度，一方面是从产品设计着手，从根本上来提高高度，另一方面可以靠提高环网柜整体基础，式电缆沟深度与电缆弯曲半径相匹配，从而使电缆单芯长度得到加长。加长线芯的作用是：①减小作用于电缆连接处的扭转力矩；②安装时可供的调整的范围增大，减小施加外力矩的需要，接线端子和应力锥容易安装到位。

b)加强电缆的固定

电缆的固定非常重要，不能使电缆连接处的套管承受任何方向的作用力，大截面电缆更应如此。电缆要在连接套管的正下方垂直进入并且牢固固定，不能让电缆下部处于斜扭状态。

c)注意安装时的工艺要求

安装时一方面要克服接线端子平面从倾斜到平行的扭转力：另一方面是一定要使用力矩扳手，特别是对于共箱式环网柜的T型或肘型电缆接头，按照产品安装旌工工艺规定的力矩值对螺栓进行紧固，避免工作人员使用普通扳手，凭感觉和经验对螺栓进行紧固。

2)管理措施

加强对运行中环网柜的温度的监测。由于环网柜是相对封闭的开关柜，在运行中不能打开，目前各类测温仪器不能直接测量电缆接头处的温度，因此在运行中使用红外成像测温仪可以注意测量环网柜电缆小室的前面板温度，观察和周围备用电缆仓位或轻载仓位是否存在明显的温度差，以便判断电缆连接处是的方法是随着技术的进步，在电缆连接处设置温度传感器，实时检测接头处的温度变化。或者采用美式环网柜，美式环网柜由于肘型电缆接头直接暴露在外，外部没有柜门进行封闭，运行人员可以使用测温仪器直接并相对准确的测量电缆接头处温度。

3．2电缆支持绝缘子处和母线桩头处故障分析及对策措施(1)故障分析

电缆室支持绝缘子和母线桩头处由于处在潮湿等恶劣环境下容易发生沿面放电甚至击穿，．这种情况在单元型环网柜中较为常见。

其主要存在的问题为：

1)设计时未充分考虑到环网柜今后的运行环境，例如单元型环网柜在地下室等较为潮湿、密闭的环境中时，由于电缆头和母线桩头暴露在潮湿且不通风的空气中，容易在支持绝缘子处发生沿面放电。

2)环网柜的除湿装置未能按照要求投入运行。单元型环网柜一般都附带加热器等除湿装置，但在实际运行中以下几种原因使加热器等除湿装置未能正常运行：①环网柜没有220V低压电源可供使用或不能正常保证供电：环网柜或一般开闭所内均没有主变，因此无法获得稳定可靠的220V电源；②加热器处于长时间连续运行时的故障损坏几率较高；③配电运行人员对于加热器的运行状态没有很好的监测手段。这些原因均是环网柜的除湿装置未能正常投入运行的原因。

(2)对策措施 1)技术措施

a)保证加热器等除湿装置220V电源的可靠供给。尽量从公用变压器处敷设专用电源线至环网柜，或者在环网柜设计时加入站用中，低压配电变压器柜，如施耐德SM6系列的TM柜，由此提供稳定可靠的低压电源。

b)加热器等除湿装置加装故障报警，其任一负载或传感器损坏或开路，相应报警灯应显示，并能带用于远传的报警接点输出。

c)由于户外环网柜长期运行在室外，环境相当恶劣。建议环网柜的外壳采用不锈钢材料制作。必须要有通风顺畅的通风口和卸压装置。

(2)管理措施

加强环网设备的定期维护，特别是处于潮湿等恶劣运行环境中的配电站所，发现问题，及时安排消缺。处于苏南地区，由于每年雨季时期环境更为潮湿，因此在此前应对加热器进行一次普查，主要检查其工作电源是否正常，启动是否可靠。同时，对于原处于恶劣运行条件下的配电所进行改造，改善通风，加强电缆沟及配电站所地面的防水措施，安装排湿器等，采取一切手段改善运行环境。

3．3气室故障分析及对策措施

气室故障的主要情况为密封SF6气室由于各种原因发生SF6气体泄漏，造成气室内SF6气体密度不够，导致开关在正常运行时或操作中气室内部动静触头间发生放电短路故障。气室发生泄漏的主要位置电缆桩头处，原因为电缆桩头由于受力较大，当电缆安装中存在外加应力或电缆没有牢固固定后，电缆桩头处长时间承受外力的影响，造成气室与电缆桩头处发生裂纹，进而导致SF6气体泄漏。因此气室故障还是电缆安装施工不良的另一种表现形式，解决整改措施主要还是规范电缆施工，减少电缆对于电缆桩头处的额外应力。另外为了防止气室内SF6气体渗漏后不能正常灭弧，因此必须在环网开关面板上加装SF6气压仪和低气压闭锁功能，避免运行人员在操作时由于开关不能正常灭弧导致事故。

3．4熔断器一负荷开关故障分析及对策措施(1)故障分析

环网柜中熔断器．负荷开关组合柜的动作原理为：当环网柜出线下级发生短路故障时，熔断器熔断后撞击器弹出，撞击通过连杆、连板等传动件来使负荷开关动作。2006--一2008年江苏省电力公司范围内发生了2次环网柜内熔断器熔断但环网柜未正确动作的故障。分析主要原因为：由于连杆、连板等传动件之间配合不精密，自由行程过大，存在传递不到位的情况，因此在熔断器保护动作后，撞击器不能使负荷开关正常分闸。这种故障严重时将造成熔断器内电弧燃弧时间过长，在熔断器内积聚大量能量，最终导致熔断器的爆炸。

(2)对策措施

对熔断器．负荷开关的配置需加强选型管理。熔断器．负荷开关内的熔断器在选择上首先要按照环网柜生产厂家的使用说明书进行选型，关键的参数是负荷开关的转移电流；其次应合理选择撞击器：①应选择撞击行程大于联动机构动作行程的熔断器；②对于传动件为塑料等非刚性材料时，不能采用火药式撞击器的熔断器，应使用弹簧式撞击器的熔断器；最后要按照使用环境对熔断器的选择进行校验：①根据熔断器生产厂家的使用说明书来确定安装环境条件对熔断器的影响；②根据IEC标准，熔断器在环境温度为一25℃～“0℃之间能正常工作，当环境温度低于．25℃时熔断器的机械性能将受影响，当环境温度高于+40。C时，每升高1℃熔断器的额定电流应降低1％使用；③避免熔断器过载使用。

4结论

篇3：配电环网柜的故障分析及对策

关键词：输电线路;运行;故障

引言

输电线路的稳定运行，对电力体系的正常工作有着较大影响，随着我国电力事业的不断发展，输电线路的数量越来越多，而且电网的覆盖率也越来越广，这对人们生活水平的提高有着积极影响，但是输电线路在运行的过程中，比较容易受到外界因素的影响，而出现较多故障，这会影响用户的用电质量，而且闪络或者断电问题也容易损坏用电设备，对人们的生命以及财产安全带来了不利影响。电力企业必须通过有效的防治措施，对输电线路运行故障进行预防与处理，这样才能更好的保证国家与人民的利益。

1.输配电线路运行中常见故障

1.1自然灾害故障

（1）雷击事故。输电线路遭受到雷电的损失更为巨大，遭遇雷电的次数更加频繁，雷击产生的故障率也格外的多。众所周知，雷电的破坏力是非常巨大的，输电线路一旦遭到雷电的打击之后，就会进一步对输电线路中的电子元件产生不可弥补的伤害，同时会对整个电网也产生不可估量的影响。在实际工作中，由于雷击而导致的故障极为常见，而且危害性较强，必须引起高度重视。

（2）覆冰故障。在冬季，一些降雪较多的地区，由于冰凌以及覆雪较难清理，而且

很难化掉，其附着在输电线路上，容易对线路造成较大的压力。随着冰层的加厚就会给线路带来故障隐患，一是覆冰后线路比覆冰前更易脆断，二是在风力作用下线路发生摆动时容易导致闪络事故，导致大范围的停电，而且寒冷的天气也给维修工作增加了难度。

（3）风灾故障。相对而言，我国西部地区的自然环境较为恶劣，由于处于黄土高坡，植被破坏较为严重，所以，输电线路暴露在这样的环境下，比较容易出现故障问题。大风还会导致电杆倾斜或者倒塌，如果不注意防治，会引起人员伤亡等重大事故。

1.2配电设备故障

在整个输电线路的运行和维护的过程中，输电设备自身存在的安全隐患问题也是不容忽视的，经常会引起设备出现一些诸如跳闸的情况。电力电缆线路长，中间线路和终端接头的电阻就会比较大，这样一旦通过过大的负荷电流，接头就很容易因为高温氧化发生断路，造成线路故障。架空线路上的绝缘子、避雷器和金具等设备本身就存在质量问题，在运行过程中极有可能因老化而造成内部损伤，这样在运行过程中如果没有及时检测出来，那么就很有可能被击穿，发生线路故障。自动化保护装置是输电线路系统的主要组成部分，需要工作人员及时更新更换，如果超出使用期限，那么就很有可能发生线路故障。

1.3外力故障

若线路在运行过程中受到强大外力的冲击，也会受到一定程度的破坏，这对输电性能造成影响。目前最为常见的外力破坏是车辆碰撞，高速运行的车辆碰撞到杆塔时，会给杆塔强大的冲击力，对线路中绝缘子的固定性造成破坏，可能造成绝缘子脱离，从而引发断线、漏电等电力故障，要有效避免受到外力的破坏，相关单位必须加以重视。

2.输配电线路运行中故障的对策

2.1预防自然灾害故障

（1）雷电故障防治措施。在搭设杆塔的过程中，必须充分考虑到防雷措施，尽可能地选择电阻性偏低的土壤，要确保杆塔自身具有较强的防雷水平，采取安装避雷设备的方式，尽可能地降低故障率，对拉线进行调整，使杆塔间所受的力比较均衡。

（2）覆冰故障防治措施。为防止覆冰导致的运行故障，可采取以下措施：第一，传统的做法是：应当做好线路巡检工作，当发现输配电线路局部有覆冰现象时应当及时局部停电，然后用绝缘物体进行破冰操作;第二，利用自耦变压器实现负荷融冰，既达到除覆冰的目的，又减少了对人力的耗费。

（3）风灾故障防治措施。第一，采用新型的合成绝缘子来替代传统的绝缘子，或者在绝缘子、线路表面涂覆防污闪专用涂料等方式可有效防止污秽闪络现象;第二，加固杆塔基础，并设置防风拉线，将风力带来的摇晃程度降为最低;第三，加强巡视，在大风天气检查线路的风偏和弛度，一旦发现偏离正常范围要及时局部停电维修。

2.2应用新技术和新设备

随着时代的进步和发展，如今城市用电负荷越来越大，配电网络也有着更大的规模，有着越来越多的接点和支路，长期下去，杆塔上编号就会不清晰，增加了检修和巡线的难度。针对这种情况，就可以将GPS系统给应用过来，对每一根杆塔和配变位置準确定位，这样就可以在较大程度上提升工作效率。进行配网自动化建设，这样就可以实时监测配电网，对网络中各个元件的运行工况随时掌握，以便将故障给及时消除掉。对于输电线路的新建或者改造，可以将真空断路器给应用过来，它有着较好的绝缘性能和灭弧性能，有着较长的检修周期，这样线路断路器的故障就可以得到有效减少。

2.3防外力破坏

（1）强化线路巡查。电力企业和相关管理部门应该充分重视，成立专门的线路巡查技术小组，依照相关规定，履行线路防外力破坏工作职责，切实做到日常巡查与专业处置互为补充，及时发现输电线路沿线存在的外力破坏因素，并对其进行相应的处理。对于一些重点的线路或者危险点，应该采用人防与技防相互结合的监控手段，对线路进行全天候不间断的监控，对于一些违章施工的行为，要予以制止，一旦发现安全隐患，要立即进行处理，避免安全事故的发生。

（2）加强日常管理。要加强对电力线路工程施工的管理，加强巡视力度，要求施工方严格按照安全规定要求施工，对吊车等大型工程设备，要进行严格监控，严防因为施工不当而破坏电力线路，从而造成线路故障。要加强制度建设与管理，科学分工，明确责任，确保电力线路运行有专人专管专抓，保证责任细化分解落实到每个具体工作人员的身上。

（3）做好检查，打击破坏线路的行为。一是要从严打击。要加大对电力线路的巡查力度，采取轮班巡查的方式，抓住重要线路段、重要时间段，对电力线路进行巡查，一旦发现问题，果断采取措施。对于发现的破坏线路、偷盗设备等行为，要联合公安部门，依法从严打击。二是要注重宣传。向群众宣传电力方面的法律法规，让更多的群众懂得依法依规安全用电，从而减少对线路的破坏，并主动配合做好线路及设备的保护工作。

2.4强化输电线路的运行管理

输电线路在运行过程中需要加强运行管理，定期对线路进行巡视，实时掌握输电线路的运行情况，一旦发现问题要及时解决。对于停电检修的计划，配电单位需要有专门的人负责停送电联系，对于停电时间及原因等问题需要详细记录。输电线路的检修人员需要定期检查线路，测试线路上的有关接地装置是否允许良好，接地的电阻是否满足供电要求，如果在检修过程中发现异常，要及时上报并处理。

3.结语

综上所述，输电线路的供电可靠性与电力企业的经济效益息息相关，与各用电客户的生产、生活密切相关，电力企业需要采取有效措施防止故障的发生和及时消除线路的各种隐患。因此在平时的运行过程中相关单位需要做好输电线路的维护工作，对于存在的缺陷要及时发现、及时解决，从而为电网营造一个良好的运行环境。

参考文献：

[1]刘艳光.输电线路故障原因分析及防范措施[J].黑龙江科技信息，2010（11）

[2]冯国栋，仇秀琴.浅谈输电线路运行故障分析与防治措施[J].内蒙古科技与经济，2012，（24）.

篇4：配电环网柜的故障分析及对策

摘要：在10kV配电系统中，发生单相接地故障的机率很大，接地故障的发生，严重影响了电网的安全、经济运行。因此，电力系统的技术人员在新时期必须努力加强对单相接地故障的研究，以采取有效策略对其加以防治。本文结合一起实际案例，详细分析消弧选线装置选线失效的原因，并提出了有效的改进措施。

关键词：小电流接地；消弧选线；选线失效

0 前言

某电站曾经多次发生10kV线路单相接地故障，而消弧选线装置无法准确选出接地线路的事件，调度只能采取轮切的方式查找故障线路，显然不利于故障的及时发现与隔离。根据《交流电气装置的过电压和绝缘配合》的要求，3～10 kV架空线路构成的系统，当单相接地故障电流大于10 A时，以及3～10 kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30 A时，中性点应装设消弧线圈[1]。对于中性点装设消弧线圈的10kV电网，当发生单相接地时，消弧线圈产生的感性电流补偿了故障点的电容电流，从而使故障点的残流变小以达到自然熄弧的目的。

目前，对于10 kV系统当发生单相接地时，保护通常是不动作于跳闸的，而是根据消弧装置的选线结果人工切除故障线路，当选线失效无法选出故障线路时，调度就只能采取逐条线路轮切的方式来确定故障线路，有时需要较长时间，而且对于非环网线路，直接切除正常运行的线路会造成负荷损失，降低了供电可靠性。此外，每一次开关的分合闸操作都会对电网造成冲击，也会缩减开关的使用寿命。因此有必要对消弧线圈的选线失效做出分析，并提出可行的措施。

1 消弧选线装置原理

以智光电气消弧选线装置为例，说明其选线原理，其选线判据有零序电流的大小和方向两个，具体如下。

（1）10大小判别。因为接地时候故障线路的故障零序电流为全系统的电容电流之和减去本线路电容电流，而非故障线路的零序电流为本线路之电容电流，故由零序电流的大小，选取全部线路中零序电流最大的几条线路作为接地线路选择的对象。

（2）Io方向判断。故障线路零序电流的相位滞后于零序电压约90°；非故障线路零序电流的相超前于零序电压约90°。选线装置以零序无功功率方向的方式判断：对接地线路（零序电流滞后于零序电压约90°）：Qo>0，选出该线路；未接地线路（零序电流领先于零序电压约90°）：Qo<0；如果所有（零序电流均领先于零序电压约90°）Qo<0，则判别为母线接地。

2 故障简述

某日06时49分，某110kV变电站10kV 713线路发生单相接地，后台监控机和调度只收到“#2接地故障”信号，但未收到具体接地线路信息，运行人员到站检查后发现选线装置报母线接地，并按从小到大的顺序列出5条线路的接地电流，其中713线路的接地电流最大，将情况告知调度后，调度将713线路切除，接地故障消失，当调度合上713线路之后过段时间在此发生线路接地，此时选线装置能正确选出713线路。

3 现场检查情况

3.1 消弧系统装置参数

消弧线圈接地系统为KD-XH型配电网智能化快速消弧系统，配套DDS-02型高性能小电流接地选线装置。

3.2 后台监控机的报文情况

06时49分，在首次接地故障的时候，所有连接在#2M母线上的线路都发接地报警信号，#2主变变低552A、552B发零序过电压报警信号。说明消弧装置没能正确识别出故障接地线路。07时58分，调度切除713，接地告警信号返回，7时59分，调度合上713开关，故障消失，8时53分，再次发生接地故障，此时消弧选线装置正确选出故障线路。

4 接地选线装置试验情况

利用继保测试仪对接地选线装置进行了加量试验，选取发生接地故障的10kV713线路间隔进行试验，模拟故障时刻的零序电流、电压，选线装置在故障量明显时能正确选出故障线路，说明选线装置本身是良好的。

5 原因分析

智光电气生产的DDS-01型接地选线装置与KD-XH型配电网智能化快速消弧系统配合使用。消弧系统在投入补偿后造出一个小扰动，并通知选线装置进行选线，选线装置根据小扰动前后零序电流的变化量的大小，即小扰动值，并综合功率方向等判据进行选线，小扰动门槛值为30mA，发生接地线路的扰动量是最大的。初次故障时消弧选线装置未能正确选出713线路，装置报母线接地，其数据如表2。

第二次故障时，消弧选线装置能正常选出713线路接地，装置报713接地。

根据接地选线装置的记录信息，发现初次故障时713线路的扰动量为10mA，小于消弧装置正确选线的门槛值30mA，同时零序电流超前零序电压，即Qo<0，所以接地选线装置无法选出713线路接地，故报母线接地。当第二次故障时，713扰动量为137mA，大于消弧装置正确选线的门槛值30mA，且零序电流滞后零序电压，即Qo>0，所以消弧装置能正确将713线路选出，第二次故障时能正確选线说明消弧装置不存在问题。第一次713线路接地时，消弧装置没有正确选出接地线路的原因在于此处故障特征量不明显，未达到消弧选线装置的门槛值。

6 改进措施及建议

中山局目前使用的消弧选线装置厂家多为广州智光电气和上海思源电气，两个厂家的设备都曾出现选线失效现象。智光电气采用的接地选线和消弧线圈一体化配合法――在消弧系统投入补偿时先造出一个小扰动，根据消弧线圈补偿先后各线路的零序电流变化进行判断，但是故障线路零序电流变化量的大小与接地点的过渡电阻大小有关。过渡电阻越大，则残流增量越小，因此它对于高阻接地的判别还是比较困难的。思源电气采用的五次谐波法，理论上认为消弧线圈所提供的零序五次谐波电流远小于线路电容电流的五次谐波，因此采用零序五次谐波的幅值和相位进行比较，将零序五次谐波电流幅值最大，相位与其它线路相位相反的判别为故障线路。但是在电力系统中，由于铁芯设备非线性的影响，必然包含一系列高次谐波分量，主要为五次谐波，此外零序五次谐波电流的幅值很小，易受干扰，因此存在选线失效的情况[3]。

建议采用消弧线圈并联中电阻的接地方式。并联中电阻选线法是采用接地时在消弧线圈两端瞬间投切并联电阻的方法，瞬时向接地点注入电流有功分量，使接地点的电流幅值和相位都有很明显的变化，采用独特的DK选线法，可以克服残流增量法接地后调整消弧线圈以及对高阻接地选线不准的缺点，能对金属接地、高阻接地和母线接地进行准确选线，选线准确性达到100%[4]。

7、结束语

单相接地故障是一个急待解决的问题。相关的负责人员应该在实践过程中总结经验，尽早的研究出有效的解决方法，并且在平常要认真做好相关的防护工作。本文分析消弧选线装置选线失效的原因，并提出了有效的改进措施。希望对电网的安全运行有一定的帮助意义。

参考文献：

[1]交流电气装置的过电压和绝缘配合 DL/T 620-1997[S].中华人民共和国电力行业标，1997：6-7.

[2]广州智光电气有限公司.DDS-02E型配电网接地故障智能检测装置技术说明书[M].2003：6-7.

[3]消弧线圈自动调谐及接地选线的原理与分析[J].水利水电工程，2014，36（04）：99-103.

篇5：配电环网柜的故障分析及对策

不过，北京双杰电气股份有限公司（简称“双杰电气”，股票代码430049）的展区前还是聚了不少人，他们主要是来观看这里摆放的一台大型配网产品——固体绝缘环网柜。这既是双杰电气自主研发的核心产品，也是国内产品超越SF6环网柜的一个重要标签。

看上去有些严肃的双杰电气董事长赵志宏谈到这个产品时，显得异常兴奋，这位对技术研发有着偏执热爱的企业家对《新财经》记者表示：“这个产品对老产品是一个颠覆性的替代，现在出来的同类产品和我们的没法比。”

尽管如此，如何尽快让市场接受这个新产品，如何避免同行的模仿跟风，以及如何大规模地进行生产，仍是摆在双杰电气和赵志宏面前的巨大挑战。

研发与超越

成立于2002年的双杰电气主要从事输配电领域35kV及以下电压等级的配电设备与配网自动化硬件设备的研发、制造、销售和对外贸易，是国内第一批自主研制环网配电设备的企业。产品主要应用于国家电网公司、中国南方电网公司及下属省市电力公司、电厂、风电、铁路航空系统等领域。2009年2月在深交所挂牌，是一家三板公司。

此次展出的固体绝缘环网柜之所以成为展会上的一大亮点，不仅因为该产品是为超越“SF6环网柜”而来，而且因为其身兼国内自主知识产权的使命。因此，业内有人对其质疑，也有人欢呼。

众所周知，配网要实现自动化控制，环网柜是各种自动开关、熔断器的拼装、智能单元安全可靠运行的关键设备之一。

但过去几年，由于SF6环网柜性能的优越性，使得国内外众多生产厂商蜂拥扑向该生产线，导致部分企业因过分追求利润而影响产品质量，环网柜产品质量参差不齐，加剧了设备运行的不稳定，这给正在进行“坚强智能”建设的国内配网埋下了隐患。

双杰电气正是在这种情形下发现了研发替代产品的市场空间。赵志宏表示，2005年2月生效的《京都协议书》让有空调压缩机开发失败经验的自己看准了六氟化硫环网柜替代产品的巨大发展空间。于是，刚成立4年的双杰电气决定投巨资进行固体绝缘环网柜的开发。

在高端设备制造领域，中国企业强于复制与模仿，缺少技术的自主研发思维，因此许多企业就算看到了市场空间，也不愿冒着巨大的风险花重金去做研发。董事长赵志宏也对记者表示，“许多企业做产品不做研发，做销售不做工艺。”

但赵志宏决定冒这个险。中国之前研发的新型产品败给“臭氧”的教训给了他重要启示：“一是要不惜成本追求质量，二是设计必须符合人类最根本的利益。再好的产品要是违背这两条，必将被淘汰。”赵志宏说。

用固体绝缘环网柜替代原有的六氟化硫环网柜是一种原创性创新，没有可参照的产品，对于少有原创经验，一直在模仿的中国配电企业来说更是难上加难。双杰电气几乎将全部精力都放在这个新产品上，而这个产品的成败，也几乎决定着这家三板上市公司未来的命运。

2007年，双杰电气采用环氧树脂进行绝缘的环网柜终于在国内率先研发成功，并取得国内、国际发明专利。赵志宏介绍，该产品在环保减排、安全性能、智能化实施优势、现场单元可更换及抗恶劣环境能力上堪称完美，公司将其命名为SVI—固体绝缘环网柜。该产品也是公司2009年在三板上市的一个重要支撑点。

优势与挑战

据业内介绍，固体绝缘环网柜与SF6充气环网柜的结构不同，固体绝缘环网柜在满足全绝缘、全密闭的前提下，采用单元拼接式结构。这会带来两方面好处，一个好处是固体绝缘环网柜在运行过程中如果任一回路发生问题，可及时更换故障回路，在安装现场即可进行回路更换。

另一个好处是，与传统的SF6环网柜制作完成后不能再更改接线方案不同，固体绝缘环网柜可以根据客户的要求现场更改方案，设备运行的灵活性将有很大提高。运行的灵活性也极大地降低了固体绝缘环网柜的运行成本。

2010年7月，国家电网公司生计部、科技部、物资部、配电部门，还有中国电科院、北京供电公司、宁夏电力公司联合到双杰电气进行现场调研。调研有两个目的，一个是固体绝缘环网柜是否是今后的发展方向，另一个是固体绝缘环网柜是否有推广使用的可能性。

令双杰电气高兴的是，今年4月，双杰电气这款新产品顺利通过国际IEC标准的KEMA全套型式试验，再一次为该产品的优良性能和可靠性提供了坚实的支撑。赵志宏表示，固体绝缘环网柜通过KEMA试验意义重大，“它意味着在国内市场应用已取得重大进展的环保产品固体绝缘环网柜将进入国际市场”。

但新产品出来后，双杰电气也面临着压力与挑战。

一方面，谨慎的市场和用户对公司固体绝缘环网柜并没有马上认可，质疑接踵而至。在漫长的5年过程里，双杰电气一直在不断投入，在各种场合进行广告宣传，召开产品推荐会、展览会等，不断进行环保方面的宣传，直到目前仍在做这些工作。

另一方面是担心同行跟风。赵志宏对记者表示，现在已有同行在模仿这一产品，他认为过两年就会有同类产品出来，但他希望以创业制胜。

最大的压力还是资金。公司计划在创业板上市，拟发行不超过2200万股的股票，募集资金1.95亿元，正是为了投入年产3万回路智能型固体绝缘环网柜项目和企业研发中心项目。公司2010年5月收到证监会有关公司创业板IPO（首次公开募股）申请的受理通知书，但苦等一年多后又撤回IPO申请。

之后公司改用定增方式募资，融资不超过7200万元，建设年产3万回路的智能型固体绝缘环网柜产业化项目一期工程。赵志宏表示，这些资金到位后，公司又自筹几千万元，合计投入一个多亿。

新产品从推出到规模化生产是一个艰难的过程，不仅需要市场的认知，还需要大量资金投入。不过，从今年6月1日证监会发布的首次公开发行股票申报企业基本信息情况表看，双杰电气已再次递交创业板首发申请材料并获受理，如顺利登上创业板，双杰电气将迎来新的征程。

把产品做精是一种责任—专访双杰电气董事长赵志宏

《新财经》：您认为固体绝缘环网柜对双杰电气意味着什么？目前是否申请了相关专利？

赵志宏：它是国内外高压开关行业领域典型的低碳环保产品，各项技术指标全面优于传统气体绝缘环网柜，属国际发明、国内首创，已被列为国家重点新产品、北京市自主创新产品和《北京市火炬计划》重点推广新产品目录，并于2011年9月正式入围《国家电网公司第一批重点推广新技术目录》，市场前景广阔。它为公司产品走向世界打下了坚实的基础，也为固体绝缘环网柜产业开创了新局面。目前，公司已为该产品申请专利60多项，其中29项已获得授权，拥有完全自主知识产权。

《新财经》：与国外电气设备巨头ABB、施耐德相比，如何证明双杰电气的生产线更先进？

赵志宏：其实，ABB、施耐德目前做这种产品多半都是流水线作业，但我们的生产线智能化更高，主要由智能机器人来装。目前，我们产品的70%由机器人装，人工装的只占30%。而且机器人都带有3D功能，识别能力非常强，对产品要求的精度也非常高，高于0.5毫米的误差就装不上。我们生产效率高，平均每7分钟做一台，但现在很多企业一般是一天做3～4台。

《新财经》：新的生产线什么时候投产？什么时候产生收益？

赵志宏：今年12月或者明年1月，我们公司将有一个最先进的生产线投产。整个生产线本来是要上市募投的，但是等不及了，就通过增发募集7000多万元资金，然后自筹了几千万元，合计投入一个多亿。这是一条水平非常高的生产线，明年就可以产生收益，并且是很好的收益。与现在收益比，将成倍数增长，而且对老产品是一个颠覆性的替代。

《新财经》：很多设备制造行业一有市场机会，就有大批企业蜂拥而入，然后出现产能过剩，环网柜也会这样吗？您是否担心同行模仿您的产品？

赵志宏：前阵子我在南方电网的一次大会上发言，就呼吁整个厂家把产品做精。估计明年可能出现20～30家同行企业，大多做产品并不做研发，所以产品上得很快。但他们做销售不做工艺，所以退得也快。要想做这个市场，就要把产品做精，这是责任，不能只是为了挣钱，否则就会留下一堆废品。

我不怕模仿，没有创新才怕模仿。我们明年要卖第二代产品了，目前第三代产品方案已经评审了，只有让模仿者跟不上你的步伐，你才能走在前面。如果只是模仿，我们现在做10个亿也不难，但最重要的是要有自创的产品。何况自创的产品利润也不错，会有很好的回报。

《新财经》：现在有资金压力吗？如果创业板IPO成功，计划投多少钱在这个生产线上？

篇6：配电环网柜的故障分析及对策

[关键词]固体绝缘环网柜；高原电网

[中图分类号]V242.3+1 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0383-02

随着电网的迅速发展，固体绝缘环网柜的应用范围大大拓宽。在高原电网中，固体绝缘环网柜得到了有效地应用。本文将根据近期高原电网中固体绝缘环网柜的应用情况，首先介绍固体绝缘环网柜的相关概念，其次着重分析固体绝缘环网柜的技术特点，最后阐释固体绝缘环网柜在高原电网中的有效应用，以便为同行提供参考。

一、固体绝缘环网柜

固体绝缘环网柜是一种新型配电设备，它集外固封、绝缘母线和组合单元小型化三种技术于一体，开关和高压带电部件都采用环氧树脂进行整体浇注，以环氧树脂固封作为带电体，对地和相间进行绝缘。如（图1）：

二、固体绝缘环网柜的技术特点

1、体积结构更紧凑

固体绝缘方式的采用，使得其电气强度达到为22-28kV/mm，这种技术的采用意义重大。采用这种绝缘介质来制作10kV的开关，压缩了相间和对地的安全绝缘距离，从空气绝缘的12.5 mm缩短到几毫米，这是其他充气柜不能比拟的。与此同时，取消了压力气箱部件、压力表、防爆装置、充气阀门和气体压力报警等有关气体压力的零部件，使得体积更为简化。除此之外，固体绝缘环网柜通常采用固体迷宫式的绝缘结构，在带有高压电的各相导电体中，相互套装结构多层的绝缘套筒。利用绝缘套筒之间的迷宫式路径所形成的爬电距离，把高压电封闭在相对较小的空间中，大大减小设备的尺寸。

2、固体绝缘技术的应用。

固体绝缘环网柜使用的主绝缘体一般是环氧树脂材，以真空介质作为灭弧介质，采用固封极柱的技术，将主导电回路、真空灭弧室和绝缘支撑等有机结合成一个整体，通过对操动机构进行运动，实现分、合负荷电流或短路电流以及隔离负荷等功能，以便控制供配电系统，保护设备、人身的安全。

（图2）为国内某厂家生产的固体绝缘单相开关，从图中可以看出，开关的进出线导线、负荷开关、隔离开关和熔断器等部分全部处在固体绝缘材料内，可以有效地增加设备的电气安全性能。

3、更环保、安全性能更高

固体绝缘环网柜中没有应用SF6，杜绝了SF6的排放，更加绿色环保。所谓SF6是一种对大气污染较为严重的气体。根据《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》，导致全球变暖的六种温室气体中，SF6的温室效应值最高，是二氧化碳对大气影响的23900倍。对此，世界各国加强立法，减少或禁止SF6在电力设备中的应用。

由于固体绝缘环网柜自身结构的特点，它有着更高的安全性能，具体包括以下几个方面。第一，固体绝缘环网柜采用的是分相结构相间隔离设计，不会扩大故障的范围，不会引起内部相间的故障。同时，固体绝缘环网柜的开关部分采用真空作为内绝缘和灭弧的介质，分相绝缘设置，并采用厚度不小于12mm的进口环氧树脂对外部进行防护，它的结构特性、灭弧原理决定了它具有极高的安全性能，可以避免拉弧时开关爆炸的危害。因固体绝缘环网柜没有裸露的带电体，所以不会有“污闪”、“凝露”的事故发生。第二，固体绝缘环网柜采用了环氧树脂套筒以及绝缘筒进行外绝缘，不仅从根本上解决了在严寒地区SF6气体在液化冷缩和高温地区膨胀所造成的影响，还避免在不同的海拔高度气压下对开关气箱的影响。第三，使用环氧树脂对开关内部所有连接部分进行浇注，连接部位的强度比气体绝缘的开关增大了许多，避免由于运输或者使用中的震动，造成开关连接部位松动进而导致发热的情况出现。采用单元组装的方式，在设备运行现场可以及时更换故障单元，降低现场工作的风险，大大缩短维修的时间。

4、模块化，扩展性强

固体绝缘环网柜集合充气式环网柜模块化设计的特点，结合自身的优势，将不同柜型的相间距离、柜体高度和母排高度进行统—设计，实现了相互联结和快速组装。

充气柜内的负荷开关或者断路器单元的联结排布和数目在产品下线以后是相对固定的，导致开关单元之间组合的灵活性较差。此外，充气柜受到电流互感器、电压互感器维护的限制，电压互感器、电流互感器无法安装在封闭气箱内，因此也没有关于双电源间的计量设计方案。与充气柜相比，固体绝缘环网柜组合更加灵活。固体绝缘环网柜采用的是单元组装结构，各单元间能够实现现场调换。当其中一个回路出现故障，马上在现场更换另一个回路，还可以在现场进行设计回路方案的更改，例如临时置换断路器单元与负荷开关单元等。

三、固体绝缘环网柜在高原电网中的有效应用

固体绝缘环网柜在高原电网中达到了有效应用。在2010年30台北京双杰电气（双杰）制造的固体绝缘环网柜应用在西藏各供电局的老城区电网改造项目中。经过两年多的运行，双杰的固体绝缘环网柜能够完全适应高原地区的气候环境使用，相比SF6环网柜，它抗高寒恶劣环境的优势更加明显。

以西藏地区为例，西藏地区的平均海拔在4000米以上，平均气温较低而且温差较大，素有“世界屋脊”的称号，被人们称为除南极和北极以外的“地球第三极”。在2010年以前，西藏地区使用的是SF6环网柜，特殊的气候环境，造成SF6环网柜的使用存在两大困扰。第一是海拔较高，箱体会由于大气压力的减小自动膨胀，产生漏气，以致造成短路的现象。第二是在长期低温的环境下，SF6环网柜的SF6气体液化，气箱内的气压也逐步降低，导致绝缘和灭弧性能的下降。要解决上述问题，工作人员必须定期对SF6环网柜进行检查，及时发现从而解除隐患。在每年冬季到来之前，为防止SF6气体液化，要对SF6环网柜进行补气，以此来保持气箱内的压力稳定。SF6环网柜在恶劣的气候条件下运行不稳定，增加了技术维护人员的工作量，与此同时，安全性能也没有任何保证。

使用固体绝缘环网柜将会大大的改善这种情况。固体绝缘环网柜采用的是真空灭弧，它的灭弧原理是利用电弧电流的自然过零，真空介质能够使弧隙绝缘，电弧不会再重燃，进而熄灭电弧，真空灭弧能够大幅度提升其运行的稳定性。在高原地区，因为不再以SF6作为绝缘介质、灭弧介质，不会发生由于气压低箱体膨胀和冷天气体液化等的顾虑，以往的两大难题得以解决。固体绝缘环网柜的优势不仅限于这些，它采用相间隔离设计、分相绝缘，避免相间放电的可能性。带电的部件全部被密封在环氧树脂开关套筒、硅橡胶封闭母线中，实现全绝缘和全密封。此外，它的固封极柱技术，不害怕风沙的侵袭，免除维护，尤其适应室外的运行。与传统环网柜相比，固体绝缘环网柜的安全性能大大提升。

四、结束语

结合上述所说内容，笔者认为基于目前的条件，固体绝缘环网柜对气体绝缘环网柜来说是一个有益的补充，可以用于海拔较高的地方。在短期内，固体绝缘环网柜可能无法彻底取代气体绝缘环网柜。然而，从长期的发展来看，基于固体绝缘环网柜的优势，它必将有新的发展领域。

参考文献

[1]钟恒强，固体绝缘环网柜在配网中压领域的技术现状及市场前景分析[J]电气应用，2011（9）

[2]栗清振，固体绝缘环网柜将迎来应用新格局[J]，中国电力报，2012（9）