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    10kV高壓開關柜柜體設計六個注意事項,你都會了嗎?


    | 絕緣距離

    由于10kV開關柜用于分配三相交流電,因此必須在相線和相對地之間確保一定的距離,否則會引起短路,并對整個電力系統造成傷害。但是當我們僅使用空氣作為絕緣介質時,絕緣距離要求如下表所示。


    有時為了減小開關柜的整體尺寸,可以有以下幾種方法:

    1)在空氣間隙中插入非金屬絕緣隔板,以減少對絕緣距離的要求。但應注意,凈空氣距離不少于60 mm,相間絕緣隔板應設置在中間位置。該方法的缺點是,該方法的缺點是絕緣隔板受使用環境影響很大,并且存在絕緣老化的問題。

    2)使用熱縮管覆蓋整個高壓帶電導體。在實踐中確保絕緣距離不小于100 mm。缺點是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問題。

    綜上所述,在設計允許的情況下,請盡可能采用空氣絕緣措施,以滿足上表的要求。

    | 爬電距離

    由于電力系統用戶經常追求高可靠性,因此在實踐中,我們必須滿足以下條件:高壓開關柜中各組件及其支持絕緣件(純瓷及有機絕緣件)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)對于純瓷絕緣為18mm/kV,對于有機絕緣為20mm/kV。由于這一要求比較高,很多常規的元器件往往滿足不了要求,這就要求我們告知元器件生產廠家加以定制。元器件生產廠家往往會采用不增加絕緣子高度而增多或增高裙邊的方法。我們在選型時要注意裙邊的高度與裙距比例不能太懸殊,另外,我們還應注意開關柜使用場所的環境條件,為了防止發生凝露,我們可以在開關柜中加入帶自動控制的加熱器。

    | 五防聯鎖功能

    為了防止現場操作人員無意識地執行錯誤的操作并引起事故,除了加強對操作人員的培訓和實施工作票制度外,還應在開關柜的設計中增加強制性的聯鎖裝置或采取提示性措施。對于開關柜,應提供五種防止誤操作的功能:

    1)防止意外斷開和閉合斷路器

    對于有人值班的變電站,可采用不同編號的紅綠翻牌來實現。即每臺斷路器均對應唯一編號的紅綠翻牌,平時紅綠翻牌置于控制屏上。對于無人值守的變電站,由于斷路器的分合均從遠方操作,無法應用紅綠翻牌方法,只能加入電氣聯鎖。

    2)防止帶負荷分合上下隔離開關或帶負荷推入拉出斷路器手車。這一功能一般都采用機械聯鎖進行強制性聯鎖。這一要求的原因是隔離開關和手車動靜觸頭之間不具備分斷和關合正常負荷電流的能力。萬一誤操作,會燒毀隔離開關和手車動靜觸頭,事故還可能進一步擴大。

    3)防止帶電操作接地開關或掛接臨時接地線。此功能需要機械互鎖,因為它與人為的短路接地有關。

    4)防止帶有臨時接地線或接地開關合閘時送電。這一功能要求用機械聯鎖,目的也是為了防止人為短路接地。

    5)防止人誤入帶電間隔。此功能通常使用機械互鎖來防止觸電。

    綜上所述,為了實現五防功能,機械聯鎖是必不可少的。各種類型的開關柜,都在機械聯鎖方面各有特點。多數采用機械零部件傳動方式,一環扣一環,除非操作人員用外力將零部件損壞,否則只能按預定程序操作,可靠性很高,但是其結構零件復雜,加工工藝要求高。有時,我們也可以使用機械程序鎖定方法,其結構非常簡單,但是由于存在萬能鑰匙,很難完全避免操作者的誤操作。而且,這種方法不能滿足無人值守變電站的要求。在萬不得已的情況下,如不帶斷路器的進線開關柜中,我們只能采用電磁鎖方式,由于電磁鎖、分壓瓷瓶和導線均有損壞的可能,還需外部電源供電,可靠性差。至于高壓帶電顯示裝置,只能算是提示性措施,毫無可靠性可言,一般不推薦使用。當然,運行人員要想通過高壓帶電顯示裝置來了解哪段主回路在帶電運行,又另當別論。

    | 關于防護等級

    為了防止人體接近高壓開關設備的高壓帶電部件并觸摸其活動部件,在設計開關設備時,我們應考慮要達到幾級防護等級。

    設計時我們要注意隨著防護等級的提高,生產成本相應提高,散熱條件變差,所以不能追求高的防護等級,通常,IP3X和IP4X是合適的。

    | 動態穩定性

    在電力系統中,開關柜通常要能承受20kA,31.5kA,40kA甚至50kA的額定短路開斷電流,當開關柜中通過如此大的電流時,相間及同相母線之間會產生很大的電動力。這時,我們需借助支撐絕緣子的支撐,使母線不會產生明顯位移。一般而言,兩個絕緣子之間的距離不應超過800毫米,對于某些薄弱環節還應給予加強。由于動態穩定性的理論計算極其復雜,一般設計時需依靠設計者的經驗,最終需通過型式試驗加以檢驗。

    | 溫升

    電力系統中的開關柜通??梢猿惺?000A及以下的正常工作電流。由于主要部件通常在密閉的機柜中運行,因此它們產生的熱量很難散發到機柜外部,這會導致機柜內部的溫度升高。如果溫度超過以下極限值,則組件將被燃燒,從而引起事故。


    為了滿足溫升的極限條件,我們必須加強制造工藝。盡管我們可以采取各種措施,例如將凡士林,導電膠,鍍錫和鍍銀應用于電氣連接表面,但最終的保證在于制造??梢哉f,在操作過程中發生事故的大多數開關設備是由于制造過程的失敗而引起的,從而導致溫度過度升高。當然,在結構設計中,我們必須盡力避免渦流的發生。在不可避免的情況下,可以使用具有高磁阻的材料。

    在實際工作中,我深深感到開關柜設計的深度是無止境的。有時,我們無法從理論上證明和分析。我們只能轉向經驗和類型測試。這可能是每個學科發展的現狀,也是其發展的根本原因。



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