kV高压开关柜设计体会

10kV高压开关柜设计体会概述在电力系统中，l0kV高压开关柜的应用极其广泛。由于电力系统用户的需求五花八门，作为制造厂家，我们不得不针对用户的需求，为用户量身定做。这就要求我们必须真正深刻地理解相关的国家标准、部颁标准和标准柜型的设计要求。在十年的设计生涯中，对开关柜的设计有了一些体会，现在写出来与大家一探讨，以求共同进步。2几点体会2.1绝缘距离由于10kV开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相间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，绝缘距离要求如表1。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。表1述序号哭位置谈绝缘距离予(至mm)漏1跪导体至接地间社净距彼125忽2权不同相的导体掠之间的净距掘125俊3帝导体至无孔遮寨拦间净距压155眉4脸导体至网状遮端拦间净距序225释5惯无遮拦裸导体斯至地板间净距蒸2425休6来需要不同时停呈电检修无遮拦税裸导体之间的本水平净距幼1295辅7李出线套管至屋慕外通道地面间欲净距荡400迈海拔超过浆100峡0雾米狱时妈1昏、善2亭项值应按每升苹高滤100脑0汪米公增泥大采1鞠0鞋％修正笋，洁3谨～缴6抚项值分别增肿加膛1猜或诚2亭的修正值。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/T404—1997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，满足表1的要求。2.2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18mm/kV，对于有机绝缘为20mm/kV。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。2.3五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。雅2鸟)田防止带负荷分房合上下隔离开撕关或带负荷推艺入拉出断路器锡手车。这一功逃能一般都采用炒机械联锁进行羡强制性联锁。短这一要求的原克因是隔离开关滩和手车动静触帖头之间不具备鸟分断和关合正庸常负荷电流的臂能力。万一误文操作，会烧毁钻隔离开关和手扣车动静触头，第事故还可能进触一步扩大。权3月)凉防止带电操合认接地开关或挂闲接临时接地线滥。这一功能要纳求用机械联锁早，因为它关系鞠到人为短路接慕地。法4忽)叨防止带有临时恩接地线或接地拐开关合闸时送法电。这一功能梅要求用机械联践锁，目的也是帐为了防止人为侧短路接地。棚5花)寄防止人误入带鱼电间隔。这一剩功能一般也采屋用机械联锁，蔑目的是为了防圆止人员触电。杯综上所述，为咬了实现五防功缎能，机械联锁寿必不可少。各愿种型号的开关撇柜，如经G狮G懂—盆1A男、揪XGN庙2缩、猴GGX芝2匙、赔JY歌N房、婚KY被N呼、研KG驳N宗、团GZS答l货均在机械联锁革方面各具特色允。多数采用机稠械零部件传动罗方式，一环扣寨一环，除非操壤作人员用外力蓬将零部件损坏鹊，否则只能按妥预定程序酱操作，可靠性梯高，但零部件师结构复杂，对舞加工工艺要求在较高。有时，顷我们也可采用冒机械程序锁方犹式，结构非常户简单，但由于吃存在万能钥匙愿，很难完全避杯免操作人员误贯操作。而且，霸这一方式无法州适应无人值守梢变电站的要求萄。在万不得已茂的情况下，如雨不带断路器的野进线开关柜中星，我们只能采税用电磁锁方式贼，由于电磁锁热、分压瓷瓶和经导线均有损坏饥的可能，还需摆外部电源供电得，可靠性差。币至于高压带电茶显示装置，只们能算是提示性渠措施，毫无可厚靠性可言，一死般不推荐使用赌。当然，运行立人员要想通过尼高压带电显示荐装置来了解哪嚼段主回路在带雀电运行，又另舟当别论。英2.4宿关于防护等级行为了防止人体殃接近高压开关繁柜的高压带电么部分和触及运躺动部分，在设站计开关柜时，干我们应考虑要穴达到几级防护黎等级，防护等瞧级分类如表漏2张。表2条防护等级揉能防止物体接浅近带电部件和霜触及运动部件岔IP2X坑能阻挡手指或睛直径大于寒1节2事毫米劈、长度不超过腊8笼0丈毫米钟的物体进入园IP3X节能阻挡直径或湿厚度大于论2.湖5驾毫米叨的工具或金属运丝等物体进入装IP4X抓能阻挡直径或贡厚度大于芒1舱毫米做的金属丝等物档体进入句IP5X坛能防止影响设祖备安全运行的胶大量尘埃进入谢，但不能完全恐防止一般灰尘滩的进入医设计时我们要径注意随着防护碎等级的提高，骂生产成本相应姨提高，散热条座件变差，所以逐不能追求高的语防护等级，一勾般以中IP3猫X素和付IP4落X彩为宜。汁2.5贷动稳定现在电力系统中络，开关柜通常缎要能承受把20k自A资，件31.5k匠A尼，盲40k蓄A吐甚替至领50k丛A须的额定短路开肤断电流，当开袖关柜中通过如粘此大的电流时进，相间及同相闲母线之间会产某生很大的电动丝力。这时，我站们需借助支撑尊绝缘子的支撑再，使母线不会患产生明显位移厕。一般而言，侵两个绝缘子之疫间的距离不应束超过短80谜0凳毫米您，对于某些薄合弱环节还应给袋予加强。由于酬动稳定的理论笑计算极其复杂叼，一般设计时上需依靠设计者苗的经验，最终遣需通过型式试秘验加以检验。暂2.6永温升平电力系统中开找关柜通常要能虽承受横4000A欧及以下的正常跑工作电流，由月于一次元器件始通常处于密封便的柜内运行，砖他们产生的热祥量很难散发到写柜外，所以导展致柜内温度升闻高。若温度超辩过以下极限值中，便会烧毁元券器件，酿成事棕故。表3多部件笼空气中直SF法6塑中厚油中验温度伶(绑℃宾)鞋周围不超过帽4计0森℃张时的温踪升兆(嘱K)许温度莲(模℃政)科周围不超过项4盟0贼℃俗时的温嗓升槐(险K)少温度难(坚℃耀)谷周围不超过注4和0蓄℃妹时的温洗升侍(冈K)顶触头课裸铜或裸铜合升金镇75但35榴105武65隔80斯40粮镀银或镀镍宅105脑65逢105擦65仿90少50首镀锡渴90鹊50确90动50超90排50种螺栓或等效联做接希裸铜或裸铜合蜘金波90阁50货115付75可100逃60纹镀银或镀镍督115急75尽115需75步100萝60结镀锡烈105您65市105匀65父100炒60乌可触及的部件支温度滔(俗℃戒)松周围不超过牵4槽0昂℃姻时的温因升健(贸K)谨正常操作中可烛触及拘70放30丝正常操作中不锁需触及扫80拐40誉为了达到温升废的限制条件，蚁我们必须加强悟制造工艺。虽斗然我们可以采埋取在电气联接送面上涂凡士林叔、导电膏、镀佛锡、镀银等种瞎种措施，但最话终的保证在于旨制造。可以说有，运行中发生怠事故的绝大多晴数开关柜都是贼由于制造工艺毅不过