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淺談10kV高壓開關柜設計的幾點體會

知識百科

1 概述
 
在電力系統中，l0kV 高壓開關柜的應用極其廣泛 。 由于電力系統用戶的需求五花八門， 作為制造廠家，我們不得不針對用戶的需求，為用戶量身定做 。 這就要求我們必須真正深刻 地理解相關的國家標準、部頒標準和標準柜型的設計要求 。 在十年的設計生涯中，對開關柜 的設計有了一些體會，現在寫出來與大家一探討，以求共同進步 。
 
2 幾點體會
 
2.1 絕緣距離
 
由于 10kV 開關柜用于對三相交流電進行分配，因此相間及相對地之間必須保證一定的 距離，否則會引起短路，對整個電力系統造成危害 。 但我們單純以空氣作為絕緣介質時，絕 緣距離要求如表 1 。
 

淺談10kV高壓開關柜設計的幾點體會

文章插圖

 
有時為了減少開關柜外形尺寸，可以有以下幾種方法：
 
1)在空氣間隙中插入一塊非金屬的絕緣隔板， 從而縮小對絕緣距離的要求 。 但要注意的是 空氣凈距離不小于 60 毫米，相間絕緣隔板應設置在中間位置 。 該方法的缺點是絕緣隔板受 使用環境影響很大，存在絕緣老化的問題 。
 
2)使用熱縮套管把高壓帶電導體整個套起來， 實踐中要確保絕緣距離不小于 100 毫米 。 缺 點是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問題 。
 
3)國外 ABB 公司有一種均勻電場的設計理論， 可以通過改善帶電導體的結構來縮小對絕緣 距離的要求 。 缺點是國內電力系統用戶很難接受這一理論，因為這不符合 DI/T 404—1997 標準的要求 。
 
4)國外三菱公司有一種熱涂敷工藝， 可以在高壓帶電導體表面均勻附上一層絕緣材料 。 缺 點是需要增添流化床設備 。
 
綜上所述，在設計許可的情況下，盡可能地使用空氣絕緣，滿足表 1 的要求 。
 
2.2 爬電距離 由于電力系統用戶往往追求高可靠性， 實踐中我們要符合以下條件： 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 。
 
2.3 五防聯鎖功能
 
為了防止現場操作人員無意識地實施錯誤的操作， 從而導致事故， 除了加強對操作人員 的培訓以及實施工作票制度， 我們還應在開關柜的設計中加入強制聯鎖裝置或采取提示性措 施 。 對于開關柜而言，需提供五種防止誤操作功能
 
1)防止誤分誤合斷路器
 
對于有人值守的變電站， 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 。