【摘 要】本文在簡單介紹電力系統(tǒng)結(jié)線方式和開關(guān)柜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上了，探討了l0kV高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)中的一些問題，例如絕緣間距、爬電間距、防護(hù)等，希望對開關(guān)柜的設(shè)計(jì)工作有所借鑒，對電力行業(yè)的進(jìn)步發(fā)展有所推動。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng); 高壓開關(guān)柜; 設(shè)計(jì);

10k V高壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中有的應(yīng)用非常廣泛，為了滿足各個客戶對高壓開關(guān)柜的不同的需求，我們會按照客戶的需求來訂做，在這個行業(yè)工作多年，也真正理解了相關(guān)的國家法律法規(guī)以及國家出臺的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求。以下是設(shè)計(jì)生涯中的一些體會，希望能夠和大家一起進(jìn)步。

1 絕緣間距

由于10Kv開關(guān)柜用于對三相交流電進(jìn)行分配，因此相間及相對地之間必須保證一定的絕緣距離，否則會引起短路，對整個電力系統(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，對于10k V相對地，及相與相之間滿足大于等于125MM，為得到一個合適的開關(guān)柜的外形尺寸，可用以下幾種方法來調(diào)節(jié)：

1） 插入一塊絕緣隔板在二者的空氣間隔中，從而可以縮小絕緣間距。在運(yùn)用這種方法時，二者直接按的空氣間距不小于60mm，所設(shè)置的絕緣間距應(yīng)該放在正中間的位置，但是由于絕緣板易于老化，所使用的條件也受到一定的限制，使得這種方法的使用受到限制。

2） 用熱縮套把高壓帶電導(dǎo)體套起來，在套的時候，應(yīng)該保證絕緣間距大于100mm。這種方法與1） 中所說的方法的缺點(diǎn)類似，熱縮套存在老化現(xiàn)象。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)相間或相對地絕緣，達(dá)到縮小對絕緣距離的要求。當(dāng)然這些方法都有缺點(diǎn)，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。

3） 可以效仿國外的一種設(shè)計(jì)理念，即對帶電導(dǎo)體進(jìn)行改良以縮小絕緣間距，但是這種方法不符合我國現(xiàn)行的國標(biāo)要求，因此還不被國內(nèi)的一些用戶接受。但這些方法的投入較大，需要添加硫化床設(shè)備。

因此，在設(shè)計(jì)過程中許可時，為滿足更多用戶以及各方面的要求，應(yīng)盡可能地選用空氣絕緣的方法。

2 爬電間距

電力系統(tǒng)用戶對系統(tǒng)的可靠性要求比較高，因此在實(shí)際的操作中應(yīng)該滿足：開關(guān)柜中的各個組件及支撐絕緣件 （一般為純的瓷器或是有機(jī)絕緣元件） 的外絕緣爬電比距，對純瓷器絕緣元件為18mm/kv，對有機(jī)絕緣元件為20mm/kv。常規(guī)的元件對大都滿足不了這一要求，往往都是不合格，因此我們應(yīng)該將我們所需要達(dá)到的要求告知生產(chǎn)廠家，讓其根據(jù)我們所想要達(dá)到的要求量身定制。但是元器件生產(chǎn)廠家一般不會去選取增加絕緣子的高度，大多采用的是增多了或是增高了裙邊的方法，因此我們在選取元器件的時候應(yīng)該檢查裙邊高度以及增多裙邊后裙邊的間距是否符合要求，其比例不能過于懸殊。。

3 五防連鎖裝置

人的失誤是最有可能發(fā)生的，為防止操作人員因疏忽大意而造成錯誤引起事故，我們在平常的工作中應(yīng)該對工人們開展定期與不定期的培訓(xùn)，以及在施工時實(shí)施工作票制度。同時我們也應(yīng)該采取一些實(shí)際的行動來預(yù)防事故，我們可以在設(shè)計(jì)開關(guān)柜時加入一些強(qiáng)制性的連鎖裝置或在醒目的地方采取提示措施。前文以提過的，我們需要設(shè)置五種防止誤操作的措施。

1） 防止誤分/合斷路器。變電站分為有人值守和無人值守的兩種。有人值守的變電站，我們可以采用帶有不同的編號和不同顏色的指示牌來實(shí)現(xiàn)，例如紅綠翻牌，每個斷路器都有與之相應(yīng)的唯一的一個紅綠翻牌。對于無人值守的變電站，由于短路器的操縱都是通過遠(yuǎn)程操作的，而無法向有人值守的變電站那樣使用紅綠翻牌的方法，因此可以加入電器連鎖裝置，以防止可能引起的誤操作。

2） 防止帶電負(fù)荷的失控引起的事故。主要有帶電負(fù)荷對上下的隔離開關(guān)的影響和帶電負(fù)荷對斷路器手車的影響。解決這一事故常用到的方法是用機(jī)械連鎖進(jìn)行強(qiáng)制性的連鎖，因?yàn)楦綦x開關(guān)和手動車斷路器之間不能夠分?jǐn)嗪完P(guān)合正常負(fù)荷電流。一旦操作失誤，隔離開關(guān)和斷路器手車都會被燒毀，如果控制不好，事故可能擴(kuò)大。

3） 防止帶電操作時和上了接地開關(guān)或是將臨時地線接通。解決這一問題需要采取機(jī)械連鎖的方法，因?yàn)檫@些地方極易因人的誤操作而引起事故。

4） 防止臨時接地線或接地開關(guān)的接通，使得在合閘時送電。解決這一問題需要采取機(jī)械連鎖的方法，因?yàn)檫@些地方極易因人的誤操作而引起事故。

5） 防止工人誤闖帶電間隔。解決這一問題需要采取機(jī)械連鎖的方法，這主要是為了防止工人的觸電。

綜上，五防連鎖在防止事故發(fā)生重是必不可少的。不同型號的開關(guān)柜也的連鎖裝置不相同，大多數(shù)所采用的是機(jī)械傳動方式，都是相互制約相互連接的，只能按照預(yù)定的程序來進(jìn)行操作，除非是人為的損壞。這種連鎖裝置可靠性高，但是其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以對生產(chǎn)加工的工藝標(biāo)準(zhǔn)也較高。也可以采用機(jī)械程序鎖的方式來實(shí)現(xiàn)五防功能，這種方法的結(jié)構(gòu)較為簡單，但是使用這種方法工人更容易引起誤操作，且不適用于無人操作的變電站。如果開關(guān)柜中不帶有斷路器，我們可以采用電磁鎖的方式來實(shí)現(xiàn)五防功能。

4防護(hù)等級

設(shè)計(jì)中我們應(yīng)該設(shè)計(jì)幾級的防護(hù)等級，這樣可以防止人體接近或接觸高壓帶電部分，同時在設(shè)計(jì)過程中，我們也要注意，并不是防護(hù)等級越高越好，因?yàn)榉雷o(hù)等級越高，生產(chǎn)的成本也越高，整體的散熱性能也變差，所以一般地我們將防護(hù)等級設(shè)置在IP3X和IP4X。由于這些開關(guān)柜都是常用的設(shè)備，所以對其的安全防護(hù)必須做到滴水不漏，因?yàn)橐坏┌l(fā)生事故，電是無情的。10KV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)動部分，在設(shè)計(jì)開關(guān)柜時，對于10KV固定式開關(guān)柜必須滿足防護(hù)等級IP3X的要求，移開式開關(guān)柜必須滿足防護(hù)等級IP4X的要求。

5 溫度的變化

10KV高壓開關(guān)柜所承受的電流強(qiáng)度比較大，一般最高所能承受的為4000A的工作電流，前面已經(jīng)介紹到的，開關(guān)柜中的一次元件一般都處于一個封閉的柜中，通過電流時會產(chǎn)生大量的熱，很難散發(fā)到柜外，所以柜內(nèi)的溫度一般地都很高，若是達(dá)到了元件所能承受的最高溫度時，就又可能損壞各個一次元件，造成不可想象的事故。為解決裝一次元件的柜中的溫度的過高，我們必須改進(jìn)工藝，可以在電氣連接面上涂上導(dǎo)電膏、鍍錫等降溫材料，同時加強(qiáng)制造過程的質(zhì)量把關(guān)，避免因?yàn)橹圃斓牟贿^關(guān)而引起事故。每一種防護(hù)材料對于溫度的要求不同，要通過環(huán)境的精秘測量和對開關(guān)柜的設(shè)計(jì)上的配合使得防護(hù)材料的選擇不出問題。

6 結(jié)束語

綜合所述，在實(shí)際的工作中，我們可以體會到開關(guān)柜在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有很多我們料想不到的問題，都需要我們?nèi)ャ@研，某些問題我們也無法真正地用純理論去分析，只能靠我們在實(shí)際的工作中積累經(jīng)驗(yàn)，以探索更加高效經(jīng)濟(jì)的方法。社會發(fā)展的正是如此，需要我們在不斷的實(shí)際工作中積累經(jīng)驗(yàn)。

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[3]胡桂豐.當(dāng)前電器制造行業(yè)所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].機(jī)械開發(fā).2007.

作者簡介：

李佩麗（1979.08.22）女;籍貫：上海;民族：漢;學(xué)歷：本科;職稱：工程師;單位：西安西電電氣研究院有限責(zé)任公司;郵編：710075。

（作者單位：西安西電電氣研究院有限責(zé)任公司）