10kV高压开关柜柜体设计与注意事项.docx

IOkV高压柜结构设计问题与注意事项探讨我国经济呈飞速发展的趋势，各行各业得到了快速的发展，并且人们的生活质量得到了提高，因此对电能的需求逐渐增多，电力行业目前最重要的问题是如何保证电力系统安全稳定的运行，为企业和人们提供充足的电能。IOkV高压柜是电力系统中重要的设备之一，这是因为IOkV高压柜的质量对电力系统运行有着非常重要的影响，所以在进行IOkV高压柜设计时需要谨慎对待，本文对IOkV高压柜结构设计过程中存在的问题进行了研究和分析。IOkV高压柜在电力系统中得到了广泛的应用，但是随着社会的不断发展，原有的IOkV高压柜已经不能满足社会各界对电力的需求，因此需要对其结构进行不断的改进和完善，使其能够最大程度的发挥其作用和价值，为人们提供更多的电能。一、IOkV高压柜结构介绍现阶段，我国电力系统中使用的IOkV高压柜的结构主要是组装式的结构，此结构得到广泛应用的原因是其具有安装过程较为简单、方便操作以及灵活性较强的特点，在安装过程中可以根据实际安装情况对高压柜中的小部件进行调整，使其能够满足安装的要求。IOkV高压柜由电缆室、仪表室、断路器室、母线室以及小母线室构成，互相之间相互独立,但也有一定的联系，每一部分在电力系统中都起到不同的作用。电缆室是连接电缆的重要场所，同样也是安装电气元件的场所，需要安装的电气元件主要有互感器、接地开关和一些防雷装置等;仪表室是安装二次元件的重要场所，二次元件的安装是否正确对IOkV高压柜的功能有着重要的影响;断路器室是断路器运行的重要场所，经常使用的断路器包括固定式和手车式两种，这两种断路器各有优缺点，使用人员需要根据实际情况选择合适的断路器进行选用，从而使IOkV高压柜能够正常进行工作;母线室是安装母线的重要场所，母线室内安装的母线需要有较高的动能及热能，而小母电室安装的母线没有明确的要求，只是安装一些较为简单的母线。二、IOKV高压柜结构设计过程中存在的问题第一，电元件之间的距离存在问题。电元件之间必须保持一定的安全距离，如果电元件之间的距离比较近，会频繁出现线路短路的情况，甚至会导致电力系统不能正常运行。为了减少此类问题的发生，IOkV高压柜结构设计人员需要严格按照相关规定进行设计，我国电力法规规定，在一千米之内的电元件之间的距离必须超过125毫米，在一千米之上的电元件之间的距离需要以实际情况为依据做进一步的调整。现实中有的配电室面积比较小，不能实现电元件之间距离的要求，针对此种情况可以将IOkV高压柜的尺寸进行缩小，因此需要使用团装模塑料或超级镀膜绝缘板来增加相间和相对地的绝缘距离。如果采用绝缘板来增大带电体的电气间隙，绝缘板会因为长时间使用出现绝缘性能降低的现象，为了有效的控制此种现象，需要定期对绝缘板进行检查，及时发现问题并进行解决。第二，两相邻导体之间的距离存在问题。沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间距离称为爬电距离，我国电力规定中对单位电压下绝缘子表面的爬电距离有明确的要求，要求纯瓷绝缘材质的爬电比距为20mmkV,有机绝缘材质的爬电比距为18mmkV,但是在IOkV高压柜结构设计中很难满足规定的要求，为了解决这个问题，电元件的厂家会采取增高和增多裙边的方法，从而使绝缘件的爬电距离符合要求。第三，五防连锁过程存在问题。五防连锁主要由防止断路器误分误合、防止人进入带电的间隔室、防止带电进行接地开关的操作、防止带符合进行隔离开关的分离操作和防止设有临时接地线构成。现阶段，在IOkV高压柜结构设计主要涉及了机械连锁和机械程序锁等，机械连锁实现了IOkV高压柜中的所有部件的联系，根据操作程序的要求进行实际操作。机械连锁的可靠性非常高，在相关设备工作中，如果不是人为进行破坏将会一直处于正常工作的状态。五防连锁的结构有一定的复杂性，并且涉及到的技术较多对工艺的要求也比较高，机械程序锁操作起来会非常简单，但是因为其存在万能钥匙会出现很多问题，因此设计人员在设计过程中需要根据实际情况选择合适的方法。第四，防护等级。防护等级是IOkV高压柜设计过程中较为重要的内容，只有防护等级达到相关规定的要求，才能发挥其保护作用，防护等级不宜过低或者过高，过高会加大投入的成本，并且IokV高压柜的散热性能也会降低，在设置防护等级时应该根据具体情况而定。上述文章对IokV高压柜结构设计过程中存在的问题进行了详细的分析和研究，并且给出了一些有效的解决措施。我公司将严格规范高压柜结构设计流程，保证产品运行的稳定性、可靠性，为电力系统提供更可靠、安全的设备而奋斗。什么是IOkV高压开关柜？估计大部分电气人缘好都不陌生了。随着我国的经济的不断发展，我国对电力系统的要求越来越大，这就要求电力系统要不断提升自己的水平。作为重要的系统装置之一，高压开关柜对整个电力系统的运行起着至关重要的作用。如果高压开关柜出现了问题，就会给电力系统的运行带来非常大的麻烦，正因为如此，完善高压开关柜的设计是非常有必要的。那么我们在设计IokV高压开关柜柜体时需要注意哪些事项呢？绝缘距离由于IOkV开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相问及相对地之间必须保证一定的距离，否则会引起短路，对整个电力系统造成危害。但我们单纯以空气作为绝缘介质时，绝缘距离要求如下表所示。序号位费绝缘距离Qn）1导体至接地间净距1252不同相的导体之间的净距1253导体至无孔遮拦间净距1554导体至网状遮拦间净距2255无遮拦裸导体至地板间净距24256需要不同时停电检修无遮拦裸导体之间的水平净距12957出线套管至屋外通道地面间净距400海拔超过IOoO米时1、2项值应按每升高Iooo米增大10%修正，36项值分别增加1成2的修正值。有时为了减少开关柜外形尺寸，可以有以下几种方法：1）在空气间隙中插入一块非金属的绝缘隔板，从而缩小对绝缘距离的要求。但要注意的是空气净距离不小于60毫米，相间绝缘隔板应设置在中间位置。该方法的缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。2）使用热缩套管把高压带电导体整个套起来，实践中要确保绝缘距离不小于100毫米。缺点是热缩套管同样存在绝缘老化的问题。3）国外ABB公司有一种均匀电场的设计理论，可以通过改善带电导体的结构来缩小对绝缘距离的要求。缺点是国内电力系统用户很难接受这一理论，因为这不符合DI/T4041997标准的要求。4）国外三菱公司有一种热涂敷工艺，可以在高压带电导体表面均匀附上一层绝缘材料。缺点是需要增添流化床设备。综上所述，在设计许可的情况下，尽可能地使用空气绝缘，满足上表的要求。爬电距离由于电力系统用户往往追求高可靠性，实践中我们要符合以下条件：高压开关柜中各组件及其支持绝缘件（纯瓷及有机绝缘件）的外绝缘爬电比距（高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比）对于纯瓷绝缘为18mmkV,对于有机绝缘为20mmkVo由于这一要求比较高，很多常规的元器件往往满足不了要求，这就要求我们告知元器件生产厂家加以定制。元器件生产厂家往往会采用不增加绝缘子高度而增多或增高裙边的方法。我们在选型时要注意裙边的高度与裙距比例不能太悬殊，另外，我们还应注意开关柜使用场所的环境条件，为了防止发生凝露，我们可以在开关柜中加入带自动控制的加热器。五防联锁功能为了防止现场操作人员无意识地实施错误的操作，从而导致事故，除了加强对操作人员的培训以及实施工作票制度，我们还应在开关柜的设计中加入强制联锁装置或采取提示性措施。对于开关柜而言，需提供五种防止误操作功能：1）防止误分误合断路器对于有人值守的变电站，可采用不同编号的红绿翻牌来实现。即每台断路器均对应唯一编号的红绿翻牌，平时红绿翻牌置于控制屏上。对于无人值守的变电站，由于断路器的分合均从远方操作，无法应用红绿翻牌方法，只能加入电气联锁。2）防止带负荷分合上下隔离开关或带负荷推入拉出断路器手车。这一功能一般都采用机械联锁进行强制性联锁。这一要求的原因是隔离开关和手车动静触头之间不具备分断和关合正常负荷电流的能力。万一误操作，会烧毁隔离开关和手车动静触头，事故还可能进一步扩大。3）防止带电操合接地开关或挂接临时接地线。这一功能要求用机械联锁，因为它关系到人为短路接地。4）防止带有临时接地线或接地开关合闸时送电。这一功能要求用机械联锁，目的也是为了防止人为短路接地。5）防止人误入带电间隔。这一功能一般也采用机械联锁，目的是为了防止人员触电。综上所述，为了实现五防功能，机械联锁必不可少。各种型号的开关柜，如GG-1A.XGN2、GGX2、JYN、KYN.KGNGZSl均在机械联锁方面各具特色。多数采用机械零部件传动方式，一环扣一环，除非操作人员用外力将零部件损坏，否则只能按预定程序操作，可靠性高，但零部件结构复杂，对加工工艺要求较高。有时，我们也可采用机械程序锁方式，结构非常简单，但由于存在万能钥匙，很难完全避免操作人员误操作。而且，这一方式无法适应无人值守变电站的要求。在万不得已的情况下，如不带断路器的进线开关柜中，我们只能采用电磁锁方式，由于电磁锁、分压瓷瓶和导线均有损坏的可能，还需外部电源供电，可靠性差。至于高压带电显示装置,只能算是提示性措施，毫无可靠性可言，一般不推荐使用。当然，运行人员要想通过高压带电显示装置来了解哪段主回路在带电运行，又另当别论。关于防护等级为了防止人体接近高压开关柜的高压带电部分和触及运动部分，在设计开关柜时，我们应考虑要达到几级防护等级。设计时我们要注意随着防护等级的提高,生产成本相应提高,散热条件变差,所以不能追求高的防护等级，一般以IP3X和IP4X为宜。动稳定在电力系统中，开关柜通常要能承受20kA,31.5kA,40kA甚至5OkA的额定短路开断电流，当开关柜中通过如此大的电流时，相间及同相母线之间会产生很大的电动力。这时，我们需借助支撑绝缘子的支撑，使母线不会产生明显位移。一般而言，两个绝缘子之间的距离不应超过800毫米，对于某些薄弱环节还应给予加强。由于动稳定的理论计算极其复杂，一般设计时需依靠设计者的经验，最终需通过型式试验加以检验。温升电力系统中开关柜通常要能承受4000A及以下的正常工作电流，由于一次元器件通常处于密封的柜内运行，他们产生的热量很难散发到柜外，所以导致柜内温度升高。若温度超过以下极限值，便会烧毁元器件，酿成事故。部件空气中SF6中油中温度(七)周围不超过4。七时的温升(K)温度(七)周围不超过4。七时的温升(K)温度(匕)周围不超过40七时的温升(K)触头裸铜或裸铜合金7535105658040镀银或镀银10565105659050镀锡905090509050螺栓或裸铜或裸铜合金90501157510060等效联镀银或镀银115751157510060接镀锡105651056510060可触及的部件温度(七)周围不超过40七时的温升(K)正常操作中可触及7030正常操作中不需触及8040为了达到温升的限制条件，我们必须加强制造工艺。虽然我们可以采取在电气联接面上涂凡士林、导电膏、镀锡、镀银等种种措施，但最终的保证在于制造。可以说，运行中发生事故的绝大多数开关柜都是由于制造工艺不过关，从而导致温升过高引发的。当然，在结构设计中，我们要极力避免涡流现象的发生，实在无法避免时，可采用磁阻率高的材料。实际工作中，深深感到开关柜的设计深度永无止境，有时，我们根本无法从理论上加以论证分析，只能求助于经验，求助于型式试验，这也许是每门学科发展的现状，也是它得以发展的根本原因。参考文献：川黄晓波.浅谈IOkV高压开关柜结构设计问题探讨J.科技创新导报,2013(20):52-53.韦科迪浅析IOkV高压开关柜故障原因及防范措施J.机电信息,2012(15):92-93.3于群,曹娜,王业平等.基于现场总线的IOkV高压开关柜在线检测及故障诊断系统J.仪器仪表学报,2002,23(z2):684686.