开关柜设备可靠性分析研究
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开关柜设备可靠性分析研究
发布时间：2021-05-10T06:57:22.667Z 来源：《中国科技人才》2021年第7期 作者： 孟祥忠[导读] 在社会快速发展的背景下，电力装机容量也实现了快速增长，推动了我国开关设备制造业的发展。开关柜的主要功能是保护电气设备在发电、输电、配电和能量转换过程中的安全。因此，开关设备的质量直接影响到电力系统的正常运行。
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摘要：随着社会的不断发展和科技水平的提高，开关设备也有了更广阔的发展空间和应用场景。在此基础上，开关设备的产品种类和生产厂家也越来越多。随着人们生活水平的逐步提高，对开关柜的要求也越来越高。为了使35kV开关柜得到更好的应用，有必要对35kV开关柜进行改进，因此，本文着重分析了35kV开关柜的特点，并在分析其特点的基础上，提出了改进35kV开关柜的措施，综合分析了影响开关设备可靠性的特征量，最后提出了开关设备可靠性的评价方法。
关键词：开关柜；产品类别；35kV开关柜；设备可靠性；特征量
在社会快速发展的背景下，电力装机容量也实现了快速增长，推动了我国开关设备制造业的发展。开关柜的主要功能是保护电气设备在发电、输电、配电和能量转换过程中的安全。因此，开关设备的质量直接影响到电力系统的正常运行。开关柜设备中有许多部件。为了提高35kv开关柜设备的运行安全性，有必要结合设备的使用环境，对设备的可靠性进行合理的分析。
1、开关设备特性
随着社会的发展，人们对开关设备的研究越来越多。35kV开关设备的种类越来越多，规格也越来越复杂。一般的35kV开关设备具有以下特点：
1.1不同的设备有不同类型的抽屉单元，可根据用户的实际需要进行选择。
1.2不同类型的35kv开关设备具有一定的互换性。当35kv开关设备出现问题和故障时，只能更换同规格的35kv开关设备，以保证电力系统运行的连续性。
1.3 35kV开关柜内导线采用冷压端子连接，端子处安装热缩塑料管和塑料管，有效提高了35kV开关柜的运行效率。
1.4该设备采用压平压花新技术，使35kV开关柜内母线更好地直接接触[1]。
1.5设备内部金属结构之间有良好的接地和布线，保证设备的安全。
1.6设备的空气开关是安全的。只有在空气开关关闭的情况下，才能打开设备，这也保证了工作人员的安全。
1.7设备外部有钝边，保证安装人员和工作人员的安全。
2、开关设备可靠性特征量
通过以上分析，可以看出开关设备的特点。下面重点分析与开关设备可靠性直接相关的特征量，主要包括开关设备的平均故障率、平均无故障时间、有效性和有效性。
2.1 开关柜平均故障率
在判断35kv开关柜的可靠性时，首先要考虑开关柜的平均故障率。平均故障率是指设备发生故障的频率。如果设备的平均故障率相对较高，则意味着设备在运行过程中的可靠性相对较低。相反，如果设备的平均故障率相对较低，则意味着设备在运行过程中不会出现太多的故障，因此可靠性相对较高[2]。由于仅凭一台开关柜难以对该型号、品牌的35kV开关柜的整体质量进行评价，一般按调查规定时间内35kV开关柜故障总数与机组总数的比值计算平均故障率。比率越大，故障率越高。
2.2开关柜平均无故障时间
开关设备的平均无故障时间（MTBF）是指35kV开关设备的正常工作时间。在检查期间，工作人员不仅能更好地了解35kV开关设备的功能和工作特点，还能准确地评价设备的运行能力。该特征量的主要内容是35kV开关设备的耐久性，主要是指设备在相应条件下正常运行的持续时间。在调查这个特征量时，首先要对不同的开关设备设置相同的运行条件，以保证设备可靠性评估的准确性，然后记录35kV开关设备的无故障时间，该时间记录为从设备运行开始到设备故障的正常工作时间。最后，对记录的结果进行统计。无故障运行时间最长的设备是耐久性最好的35kv开关设备。 2.3开关设备的有效性
35kV开关设备的有效性是指某一35kV开关设备在规定时间内保持规定功能的概率。有效性测量包括设备检查期间35kV开关柜的设备数量、工作时间和维护时间。
由于有效期数据直接显示了设备的工作时间和维护时间，因此工作时间与无故障运行时间相同，维护时间是设备发生故障后进行检查和调整的时间，以便设备能够正常运行[3]。
2.4开关柜平均检修时间
35kv开关柜的平均检修时间主要是指所有故障设备的平均检修时间。该特征量的主要内容是35kv开关柜单机系统的检修水平。
用特征量检验时，不仅要考察单个35kV开关设备的检修时间，还要考察故障时需要检修的设备总量。经计算，开关柜平均检修时间越长，35kV开关柜设备的可靠性越低。反之，维修时间越短，设备的可靠性越高。
2.5开关设备可靠性评定方法
虽然设备可靠性检验的准确性较高，但需要投入更多的人力、财力和时间。设备可靠性评估除了采用特征量外，还可以采用故障树分析法。该方法是评价35kv开关设备安全可靠性的一种重要方法，其主要优点是具有灵活性强、直观性强、为设备开发提供数据支持等特点。
2.6评价方法的主要内容有：1。选择顶部事件，即35kv开关设备的故障状态。建立相应的故障树，这是评价方法的主要内容。通过对故障树的综合分析，不仅了解了设备运行中存在的问题，而且提高了设备的质量，可以较好地解决35kv开关设备的运行问题。通过以上分析可以看出，该分析方法在35kv开关设备可靠性分析中具有重要的作用。
3开关设备可靠性特征量
通过以上分析，可以看出开关设备的特点。下面重点分析与开关设备可靠性直接相关的特征量，主要包括开关设备的平均故障率、平均无故障时间、有效性和有效性。
3.1开关柜平均故障率
在判断开关设备的可靠性时，首先要考虑开关设备的平均故障率。平均故障率是指设备发生故障的频率。如果设备的平均故障率相对较高，则意味着设备在运行过程中的可靠性相对较低。相反，如果设备的平均故障率相对较低，则意味着设备在运行过程中不会出现太多的故障，因此可靠性相对较高[2]。由于仅用一台开关设备很难评估这种类型和品牌的开关设备的整体质量，因此平均故障率通常计算为在规定的调查时间内开关设备故障总数与机组总数的比率。比率越大，故障率越高。
3.2开关柜平均无故障时间
开关设备的平均无故障工作时间是指开关设备的正常工作时间。在检查期间，工作人员不仅可以更好地了解开关设备的功能和工作特点，而且可以准确地评价设备的运行能力。
该特征量的主要内容是开关设备的耐久性，主要是指设备在相应条件下正常运行的持续时间。在研究这一特征量时，首先要对不同的开关设备设置相同的运行条件，以保证设备可靠性评估的准确性。其次，应记录开关设备的无故障时间，它被记录为从设备运行开始到设备故障的正常工作时间。最后，对记录的结果进行统计。无故障运行时间最长的设备是耐久性最好的开关设备。
3.3开关柜的有效性
开关设备的有效性是指开关设备在规定时间内保持规定功能的可能性。有效性测量包括设备检查时开关柜的设备数量、工作时间和维护时间。
3.4 开关柜平均检修时间
开关柜平均检修时间主要是指所有故障设备的平均检修时间。该特征量的主要内容是开关设备单机系统的维护水平。用特征量检查时，不仅要检查单台开关柜设备的检修时间，还要掌握故障时维修设备的总量。经计算，开关柜平均检修时间越长，开关柜设备的可靠性越低。反之，维修时间越短，设备的可靠性越高。
4结论：
总之，开关设备的可靠性对电力系统的正常运行至关重要。通过以上分析及相应的35kV开关设备可靠性特征量计算。希望本文能为相关人员提供更多的理论知识，并将其应用到35 kV开关设备可靠性的实际研究中，以促进35 kV开关设备的生产和发展，为电力系统的正常运行奠定基础。
参考文献： [1] 徐书雨,王景芹,王蒙,田思,张冬梅.低压成套开关设备先验信息的可信性检验研究[J]. 河北工业大学学报. 2019(03) .
[2] 张显聪,苏海博,李徽胜,王睿,谢建煊.一种高性能智能开关柜在线监测装置的探讨[J]. 中国电业(技术版). 2019(09) .
