（神华准格尔能源有限公司选煤厂内蒙古鄂尔多斯010300）
摘要：高压开关柜是输煤系统中的重要设备之一，屡屡由于故障原因大大降低了输煤系统的效率。目前我们主要分析了6千伏高压开关柜故障的原因，并提出了6千伏高压开关柜的具体应对措施，以防止故障的发生。并通过分析了造成该问题的原因，改进了电气开关的控制电路，取得了明显的效果，保证了煤输送线的稳定运行。
关键词：6KV开关柜；故障；分析；处理措施
1前言
这些年以来6KV高压开关柜的使用也变得越来越普及，这主要是因为开关柜不仅能够维持电力系统的正常稳定工作，而且能够在各种故障状态下及时断开设备的连接，从而对设备以及操作人员的安全提供很好的保证。从长远来看，企业应加强对6KV高压开关柜的保护，并采取相应的处理措施，使其在系统中发挥更全面的安全作用。
2输煤系统简介
商品煤是通过皮带机把其运输到产品仓，煤在运输过程中同时在各种中转站进行破碎、分选、采样等操作。胶带机采用6KV高压电机及其配套减速机，还有驱动滚筒、改向滚筒、托辊和钢丝皮带等。6千伏电机的高压开关是柜式手动摇小车开关，由美国通用电气公司生产，并且装配有电气的保护装置。该开关柜采用110伏直流控制回路设计。
36KV高压开关柜控制回路故障现象
从2014年5月到2015年8月，M1008胶带机6千伏高压开关柜出现了同样的故障，多达8次。开关关闭后，开关的综合保护装置同时失去电源，无法检查故障信息，更换了故障卡才恢复了正常。经过一段时间的使用，故障再次发生。由于没有报警信息保护装置，不能明确故障定位点和故障原因，造成一定的故障排除困难，开关柜故障跳闸导致商品煤运输反复中断，严重影响了正常的输煤线路生产。检查发现电源开关机构无明显异常，但黑色开关闭合线圈,有很多的焦糊味,阻值减少到约1Ω，正常值应该是59Ω左右,判断为线圈烧坏;同时保护装置操作板印刷电路有熔断现象，具有较大的糊味。
通过对M1008胶带机6千伏高压开关柜电气控制图的检查，控制电路保护装置操作板和6千伏配电板控制线圈连接在了一起。集成保护装置只涉及控制回路，是开关设备控制回路失效的主要原因，由此得出M1008胶带机6千伏高压开关柜故障是由控制回路引起的。
其他6KV电源开关的闭合线圈和保护装置的操作板同M1008电动机使用相同的设备,生产运行情况稳定,通过比较检查发现控制电源开关110V直流控制电路和皮带纵向撕裂电源220V交流电控制电路混合在一起,而不是分开设计,直流和交流电路电压,后者对前者干扰直接导致了直流线路故障。
皮带电动机启动指令时,6KV高压开关柜不能切投开关,如果没有能量储存,干扰电压就会存在。切投开关，会导致带电线圈被烧毁和综合保护装置损坏。为此,我们连接的6KV负荷开关闭合回路,和6KV开关关闭指令是无效的,因为开关没有存储相关指令。自将两条控制线路进行彻底改造分开后,电源电路没有出现损坏的综合保护装置,带式输送机运行稳定。
4导致6KV高压开关柜主回路故障的具体因素
4.1环境因素
从长期的经验来看，外部条件对高压开关柜的影响很大，环境因素可以影响开关柜的稳定性。污染事故的例子有很多，因为环境污染因素而造成开关柜故障，开始是正常开关柜不会出现在污染事故的情况下，其基本保持正常运行状态。但是，如果外部环境处于潮湿状态，则会增加绝缘子和母线表面的堆积，而连续的湿环境容易导致闪光事故。其次，绝缘子的泄漏距离较小，难以满足污垢和潮湿环境的要求。经过一段时间的运行，闪络事故的概率会增加。
4.2老化因素
随着电力消耗的增加，原有的电力设备处于老化阶段，各种器件和部件的性能都在下降。例如，真空断路器在使用过程中会有不同的故障，特别是当电流值值异常变化的时候发生故障的机率较高。在真空度降低的时候，以及真空度运行的时候，真空泡会在真空中降低或在操作中被破坏，真空断路器的整体性能将会降低，当故障发生时就会发生爆炸事故。同时，高压机柜在系统负载增加后，会增加系统短路电流和容量。如果真空断路器的电流值难以达到系统运行的标准，往往会受到短路故障的影响，降低了性能。
4.3绝缘因素
绝缘能力是高压开关柜的另一个主要影响因素，在电力工程设备绝缘性能的建设中使用低质量的产品，会对市场上的产品质量产生不同层次的影响。如:避雷器手车的外观、PT手车的大小和部件都没有统一的配置规格，造成避雷器手推车和PT手推车在实际操作中受到外界环境的变化使其功能变弱。此外，一般不超过6KV电压等级的设备用于主回路或接触桥路的铜的规格是不一样的，有的还增加了热缩管、冷管绝缘层等。电力系统的高负荷运行会对铜排造成破坏，保温层的性能趋于老化，容易发生直接的放电事故。此外，距离和气隙过小也会导致高压开关柜出现绝缘问题。如果手车柜使用时,往往会降低槽内断路器,隔离和插头或距离地面的距离,如果不加强绝缘的结构措施,会导致开关柜正常使用的故障发生率增加。
4.4质量因素
质量因素包括电力设备和电力材料。电气工程的改造需要使用许多不同的设备和材料，其质量显然影响到系统变电和供电。在高压故障的情况下，手车柜的绝缘接触与隔里头的接触不良，最终导致电弧失效。绝缘子头因内部绝缘能力较弱，而苯酚醛环氧玻璃绝缘子的质量差，造成材料质量和性能及标准规格功率要求远远达不到标准的要求。当电力系统处于正常运行状态时，会造成不同程度的粉尘堆积和湿度，导致部件的绝缘会老化。
4.5操作因素
在6KV高压开关柜中，断路器是一个一次性的主体设备，在工作运行时会面临较大的电流和较高的电压的情况,这些将影响设备的运行状态。主要表现在一是开关柜的结构主体机械强度是不够的,当短路电流通过开关的时候，由于电动力的作用造成了高压开关柜的主体和开关之间形成了位移，从而使接触头的接触电阻急剧增加,并产生电弧,甚至有爆炸发生。二是静态接触头和动态接触头在长期使用的过程中,因为它们是由机械之间互相磨损造成的接触点或面减少,导致接触不良。三是设备的安装由于操作不当破坏结构的完整性,如:动态和静态接触插入不标准,接触电阻太大容易导致不同的故障问题。
5应对措施
5.1材料选型
电力系统的设计阶段应注意开关机柜的故障预防，并对潜在的安全隐患进行必要的处理。开关设备设计的主要内容包括:柜体的位置,断路器,如组件选择,各个组件的性能的综合分析,从稳定、可靠的优化设计,如:科学分布柜体内部的电子元件的位置,使设备在一个更有利的环境来完成操作。考虑到用户的实际需要，可以选择高能量的材料装配系统，如:变电站、变配电室等，选择进口材料，提高安全系数。
5.2爬电比距
爬电比距是高压开关设备的重点设计参数，指标控制的可靠性影响系统正常运行的性能。按照国家标准,高压开关设备组件和支持绝缘件的绝缘部分为纯瓷绝缘爬电比距不小于18mm/KV,机绝缘不小于20mm/千伏。为了实现这一功能,企业应严格的情况下配件的规格控制,尽量寻找专业厂家订单,以确保电力系统的优越性能。
5.3安全方面
如何安全用电是电力行业长期研究的重点。柜中各相导体之间的净距离必须达到电力行业的标准:两相之间的间隔和空气间隙超过125mm。如果采用复合保温结构，就有必要加强绝缘材料介电常数的协调，不仅可以防止人身伤害事故的发生，还可以避免烟雾和闪络对母线的腐蚀。
5.4环境方面
受外部影响高压开关柜上发生事故的几率较大,环境监测控制应注意防止故障的发生。如:通风窗口可以通过添加网格或过滤方法,减少灰尘进入开关室，对于较湿的房间,可以配备红外线灯加热或除湿设备,以减少水分。
5.5性能方面
继电保护是电力系统的保护结构。它设计和安装时应该严格按照标准操作。通常是需要不断提高继电保护的适应性变化的操作模式,以更好地服务的操作系统。此外,当断路器、继电器容量不足应及时更换。
6结束语
鉴于输煤系统主设备均采用6KV电压等级电力设备，当设备出现故障跳闸时，一方面跳闸皮带机需尽快恢复运行，另一方面要确保6KV开关设备检修工作的安全。在对输煤系统进行改造的同时应严格把关设计环节，避免控制和动力回路混合交叉这种不应出现的设计缺陷；要严格按图施工改造，交流、直流装置电缆需有效隔离，以免导致设备故障不易查找，维护成本提高，造成重复缺陷等问题。我们应以此次开关缺陷问题为鉴，对输煤系统各主要设备的电气控制进行梳理，并在技术改造工作中避免出现类似的设计缺陷。在日常工作及以后的设备维护工作中，要认真查看图纸，消除设计缺陷，并着重检查输煤系统具有就地控制回路的设备，消除交直流共用电缆引起干扰电压的问题，确保重要设备安全稳定运行，保证输煤线路稳定和经济运行。
总之，高压开关柜事故对电力系统性能的影响甚大，不仅增加了电力工程的建设成本，对操作人员的生命安全也会构成较大的威胁。操作人员应结合具体的标准要求，对高压开关柜采取安全防护措施，降低故障的发生率以保证其性能。
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