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10kV开关柜运行过程中的

常见故障及处理措施研究

□王敬大同煤矿集团机电装备同中电气有限责任公司

矿井地面变电所10kV开关柜是矿井供电的重要组成设备，不仅起到连接供电电网、井下供电

系统、地面供电设备作用，而且还起到对供电进行保护及控制的作用，其能否正常运行不仅关系到

矿井地面及井下设备的运转，更关系到矿井的生产[1~3]。对10kV开关柜常见的故障类型进行归纳总

结，并提出有针对性的处理措施，不仅可以保证矿井机电设备的正常运转，而且对提升矿井生产的

安全性也具有十分重要意义。

110kV开关柜结构分析回路，具体有接头位置发热，导体发热、涡流发热等部

矿井采用的10kV开关柜总体上是由断路器以及柜体分。若设备的发热量高于开关柜的排热量，就会引起开

等两大部分组成，其中柜体从物理结构上划分，由母线室、关柜温度增高，严重时会引起故障。接头发热主要是发

控制室、出线室以及断路器室等部分组成。由于矿井环境生在刀闸接头以及接头位置、互感器连线板等可能存在

较为恶劣，负载较重，对设备运行可靠性有更高的要求。接触不良的位置，或者由于受到电化学腐蚀，造成设备

具有的显著特点是空间狭小，结构紧凑。的接触不良，出现火花或者发热。导体发热主要原因是

母线室内的母排发热，母排长期通过较高电流值，当开

210kV开关柜常见故障关柜负荷较大时，母排的发热更为明显。同时受到生产

随着科学技术的快速发展，10kV开关柜的质量以及制造技术以及生产条件的限制，制造出来的母排之内难

可靠性都得到显著提升，设备的故障率大幅降低。但由以避免的存在杂质，使得电阻率值增高，也会增加母排

于矿井载荷较大，且环境恶劣，同时10kV开关柜在高压，的发热量。涡流发热主要是由于负荷电流由于受到开关

大电流环境中工作，设备难以避免出现故障。表1为山西柜内的钢板隔断作用出现环流，引起发热，负荷电流越大，

某煤炭集团下属10对矿井的10kV开关柜2011年~2015涡流发热现象越为严重。

年故障统计数据。3.2绝缘故障

从表1中可以看出，10kV开关柜常见故障中，发热、绝缘放电是导致开关柜出现绝缘故障的主要因素，例

绝缘以及元器件故障占据到前三位，占比分别为48.15%，如对地闪络、导体相间以及支柱瓷瓶闪络等。当开关柜内

27.78%，11.11%，总计达到87.04%。这些故障的发生给矿的绝缘体或者绝缘体间隙的绝缘强度不足以满足绝缘要求

井的供电安全造成的严重的不利影响，必须采用有效的技时，在高压环境运行过程中出现放电现象，严重时会出现

术措施进行预防治理。虽然机械故障及其他故障虽然占比直接穿透绝缘体的情况，出现绝缘故障。

不大，但出现故障对矿井的正常生产却带来十分不利的影响。矿井10kV开关柜的运行环境较为恶劣是出现绝缘故

障的一个重要原因，最典型的就是出现污闪现象。矿井环

310kV开关柜故障原因分析境中存在有大量的粉尘，由于日积月累造成开关柜内部的

3.1发热故障绝缘子、套管等部件存在较多污秽，当空气湿度较大时且

开关柜运行过程，出现发热的主要地点来源于导电绝缘子支护与泄漏点位置较近，极其容易出现污闪。