10kV 35V高壓開關(guān)柜；設(shè)計(jì)；探討
目前電力裝機(jī)的快速增長，推動(dòng)了高壓開關(guān)市場的快速擴(kuò)容，尤其是35KV，l0kV中壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是極其廣泛。所以本文作者重點(diǎn)針對(duì)中壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)方面寫出自己的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，寫出拙見,僅供同行參考,并請(qǐng)指正。
1幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)
①關(guān)于柜體的結(jié)構(gòu)要求。所有開關(guān)柜的殼體必須是金屬外殼，并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，柜體內(nèi)的斷路器室，母線室，電纜室的上方均設(shè)有壓力釋放通道，二次線的敷設(shè)美觀并便于檢查。開關(guān)柜內(nèi)所有一次電器元件的安裝梁必須是金屬的且應(yīng)可靠接地。
②關(guān)于防護(hù)等級(jí)的要求。10KV ,35KV高壓開關(guān)柜屬于高壓帶電設(shè)備，為了防止人體接近高壓開關(guān)柜的高壓帶電部分和觸及運(yùn)動(dòng)部分，在設(shè)計(jì)開關(guān)柜時(shí)，我們必須考慮柜體防護(hù)等級(jí)的要求，對(duì)于10KV固定式開關(guān)柜如GG-1A-10，XGN2-10,必須滿足防護(hù)等級(jí)IP3X的要求，移開式JYN和KYN系列如JYN2-10,KYN1-10,KYN11-10,KYN28-10等必須滿足防護(hù)等級(jí)IP4X的要求,對(duì)于35KV固定式開關(guān)柜如XGN17-40.5等必須滿足防護(hù)等級(jí)IP3X的要求，移開式柜如 GBC-40.5,JYN-40.5必須滿足防護(hù)等級(jí)IP3X的要求, 移開式KYN系列開關(guān)柜如KYN10-40.5,KYN61-40.5必須滿足防護(hù)等級(jí)IP4X的要求。
當(dāng)然開關(guān)柜設(shè)計(jì)時(shí)，我們可以追求更高的防護(hù)等級(jí)，但存在的問題是隨著防護(hù)等級(jí)的提高，生產(chǎn)成本相應(yīng)提高，散熱條件變差，所以不能一味追求高的防護(hù)等級(jí)，一般以IP3X和IP4X為宜即可。
③絕緣距離。由于10Kv ,35KV開關(guān)柜用于對(duì)三相交流電進(jìn)行分配，因此相間及相對(duì)地之間必須保證一定的絕緣距離，否則會(huì)引起短路，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成危害。故我們在設(shè)計(jì)開關(guān)柜必須滿足一下絕緣距離的要求：如單純以空氣作為絕緣介質(zhì)且海拔高度在1000m時(shí)，對(duì)于10kV相對(duì)地，及相與相之間滿足大于等于125MM,35kV相對(duì)地，及相與相之間滿足大于等于300MM，但若海拔高度超過1000m時(shí)，應(yīng)按GB3906的要求對(duì)絕緣距離給予修正。但有時(shí)受配電室地方的限制，我們所制作開關(guān)柜的外形尺寸往往不能滿足絕緣距離的要求，所以可以采取以下幾種方法來解決絕緣問題：
第一，在金屬封閉高壓開關(guān)柜中，采用非金屬的絕緣隔板，以此來加強(qiáng)相間或相對(duì)地絕緣，達(dá)到縮小對(duì)絕緣距離的要求。但必須注意10kv時(shí)帶電裸導(dǎo)體與該絕緣板間應(yīng)保持不小于30mm，在40.5kv時(shí)帶電裸導(dǎo)體與該絕緣板間應(yīng)保持不小于60mm。該方法的缺點(diǎn)是絕緣隔板受使用環(huán)境影響很大，存在絕緣老化的問題。
第二，使用熱縮套管把高壓帶電導(dǎo)體整個(gè)熱縮起來，實(shí)踐中10KV要確保絕緣距離不小于100mm,35kV要確保絕緣距離不小于200mm。缺點(diǎn)是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問題。隨時(shí)間推移絕緣強(qiáng)度會(huì)降低。
綜上所述，在設(shè)計(jì)許可的情況下，盡可能地使用空氣絕緣來滿足絕緣的要求。
④爬電距離.電力系統(tǒng)是供電部門的核心系統(tǒng)，不能有絲毫的馬虎，用戶往往追求高可靠性，在爬電距離方面對(duì)我們制造廠家提出了十分嚴(yán)格的要求，實(shí)踐中我們要符合以下條件：高壓開關(guān)柜中各組件及其支持絕緣件(純瓷及有機(jī)絕緣件)的外絕緣爬電比距 (高壓電器組件外絕緣的爬電距離與額定電壓之比) 在Ⅱ級(jí)污穢對(duì)于純瓷絕緣為18mm/kV，對(duì)于有機(jī)絕緣為20mm/kV。為了滿足以上要求我們所采取的措施是，要求配套廠家增大增加絕緣子的傘群，另外在開關(guān)柜使用環(huán)境較潮濕的場所，為了防止發(fā)生凝露，在開關(guān)柜中的電纜室，斷路器室加入帶溫控裝置的加熱器。
⑤五防聯(lián)鎖功能。開關(guān)柜能否可靠安全的運(yùn)行，五防聯(lián)鎖是十分重要的，國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)開關(guān)柜的五防聯(lián)鎖有明確的要求，所以我們在設(shè)計(jì)制造開關(guān)柜時(shí)必須遵守以下原則：高壓開關(guān)柜因具備防止誤拉合斷路器，防止帶負(fù)荷分合隔離開關(guān)，防止帶地刀閘（或接地線）送電，防止帶電合接地刀閘（或掛接地線），防止誤入帶點(diǎn)間隔等五種防誤措施。目前為了實(shí)現(xiàn)五防功能，各個(gè)廠家各種型號(hào)的開關(guān)柜，如GG—1A、XGN2、JYN、KYN柜機(jī)械聯(lián)鎖制作各有特色，且功能齊全。其目的都為了防止現(xiàn)場工作人員的誤操作，
⑥溫升。電力系統(tǒng)開關(guān)柜中，各電器元件在正常工作時(shí)均有不同程度的發(fā)熱，所以國標(biāo)GB3906中，對(duì)于開關(guān)柜各組件的溫升做出了明確的要求，即柜內(nèi)各組件的溫升不得超過該組件相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)于可觸及的外殼和蓋板的溫升不得超過20K.主回路的溫升在額定電流和頻率下應(yīng)遵守GB763《交流高壓電器在長期工作時(shí)的發(fā)熱>>的規(guī)定。
為了達(dá)到溫升的限制條件必須做好以下幾點(diǎn)：制造上加強(qiáng)開關(guān)柜制造工藝（如母線搭接面上鍍銀，燙錫）；設(shè)計(jì)上避免渦流現(xiàn)象的發(fā)生或采用不倒磁材料；大電流增加風(fēng)冷裝置。
⑦高壓開關(guān)柜的接地：開關(guān)柜中各電器元件均為帶電體，為了保證檢修時(shí)人身的安全，所以各電器元件必須安全可靠接地。在設(shè)計(jì)制造開關(guān)柜時(shí)必須做到以下幾點(diǎn)：沿所有開關(guān)柜的寬度方向設(shè)有專用貫通的接地母線，該接地母線因與接地網(wǎng)相連；開關(guān)柜中各電器元件的接地必須與專用接地母線相連。
4結(jié)語
隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，開關(guān)柜的設(shè)計(jì)永無止境，我們需要不斷學(xué)習(xí)國家標(biāo)準(zhǔn)，借鑒國外大公司先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，為我國電力事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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