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高压开关柜结构设计研究

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【摘要】

本文首先对当前开关柜结构设计中存在的问题进行介绍,并在此基础上探讨解决问题的有效措施。实现对10kV高压开关柜的有效改进。

【关键词】

10kV;高压开关柜;结构设计

10kV高压开关柜是当前使用十分普遍的一种柜型,为了进一步提高产品的经济效益和社会效益,对高压开关柜的结构设计进行不断改进与完善是非常重要的。结构设计是否科学合理,直接关系着产品的使用性能和效果。所以,提高对开关柜结构设计的重视程度,分析问题产生的原因,并制定相应的解决措施是非常重要的,应该引起相关部门的高度重视。

110kV高压开关柜的结构

就目前电力系统中所涉及的高压开关柜来看,其结构主要以组装式为主,原因是组装式结构的开关柜具有安装简便、灵活性强等优点,安装过程中可以根据实际情况改变几个小部件来实现不同的安装需求。就当前10kV高压开关柜的结构来看,主要包括5个部分,即电缆室、仪表室、断路器室、母线室和小母线室。这几个部分既彼此联系,又相互独立。每一个构成部分都有其各自的功能,其中,电缆室主要是敷设电缆的地方,也是安装电气元件的地方,这些电气元件包括接地开关和避雷装置等。仪表室主要安装的是二次元件,通过二次元件的正确安装实现对开关柜各项功能的有效控制。断路器室主要安装的是断路器,通常情况下,对于断路器的安装主要有固定式和手车式两种安装方式,固定式安装方式的优点在于操作简单,而且安装成本较低,但是灵活性较低;而手车式安装方式的优点则是可靠性高,能够大幅度提高供电的安全性和稳定性,但相应的成本也比较高。安装人员需要根据实际需求,选择最佳的安装方式。母线室中所安装的母线大小和强度需要满足一定的动、热稳定值的要求。而小母线室则主要安装一些简单的小母线。只有做好上述5个部分的安装工作,才能够10kV高压开关柜结构设计的科学性和合理性,进而提高设备的使用性能。

210kV高压开关柜结构设计中的关键性问题

高压开关柜结构设计是否科学、合理,直接关系着设备性能的有效发挥。就目前10kV高压开关柜结构设计的实际情况来看,其过程中所涉及的关键性问题主要包括以下5个方面,只有将这些问题有效解决,才能够从根本上提高开关柜的整体质量,进而将其作用充分发挥出来。

2.1安全净距安全净距是当前10kV高压开关柜设计中必须考虑的一个问题,其针对的对象主要是设备结构设计中所涉及的全部裸露带电的电元件,如果没有使这些电元件之间存在安全净距,那么必然会导致短路现象发生,严重的还会直接导致电力系统崩溃。对于安全净距问题的解决,设计人员需要根据相关的电力标准规定,以海拔1000米的高度为分界点,在1000米以下的时候,确保电元件之间的安全净距大于125mm,而在1000米以上的时候,则应该根据实际情况进行适当的调整。如果配电室的空间较小,无法满足电元件之间较大安全净距的需求,那么可以采取缩小高压开关柜尺寸的方式,将绝缘问题有效解决。除此之外,采取DMC、SMC绝缘板也能够在一定程度上将绝缘问题解决,但需要注意的是,在对这类材料进行使用的时候,必须确保开关柜的带电裸导体和该绝缘板之间的空隙大于15mm。此外,随着时间的不断增长,绝缘隔板的绝缘性能也会随之下降,所以必须对其进行定期检查,一旦发现问题,应及时采取措施将其解决。

2.2爬电距离为了进一步确保10kV高压开关柜的结构设计满足需求,设计人员需要对爬电距离的相关规定进行了解与掌握。目前,对于开关柜各组件和外绝缘爬电的比距,相关标准中有明确规定,要求为纯瓷绝缘18mm/kV和有机绝缘20mm/kV。但就实际情况而言,这一标准要求较高,很多常规的元件都无法满足这种需求,从而导致要求很难实现。在这种情况下,厂家往往会采用增高或增多裙边的方式来对元件进行定制,以此来确保元件能够满足规定的根本要求。此外,对于爬电距离的设计,还需要结合设备运行的具体环境,在原有结构的基础上加设自动控制的加热器,以此来有效避免凝露现象的发生。

2.3五防连锁所谓五防连锁,其内容主要包括5个方面,即防止断路器误分误合、防止人误入带电间隔室、防止带电操合接地开关、防止带负荷分合上下隔离开关以及防止带有临时接地线。就目前10kV高压开关柜五防连锁的实施方法来看,主要以机械连锁和机械程序锁两种方式为主,其中,机械连锁这种模式下的系统中的各个部件相互联系,按照相应的操作程序实施各项操作。五防连锁的优点在于具有较高的可靠性,在设备运行过程中如果不是人为损坏,便会始终处于正常运行的状态,但是由于五防连锁涉及的内容较多,所以在内部结构上比较复杂,而且对加工工艺也有较高要求。机械程序锁的结构则相对来说比较简单,但是由于结构中存在外万能钥匙,所以不可避免会出现由于人为操作失误而造成的各类问题。所以,结构设计人员应该根据10kV高压开关柜运行的实际需求采取最佳的五防连锁方式。

2.4防护等级防护等级也是10kV高压开关柜结构设计时需要着重考虑的一项问题,防护等级只有满足一定需求,才能够起到一定的保护作用。在具体设计过程中,随着防护等级的提高,相应的费用也会增加,散热条件也会随之变差。所以,为了确保开关柜整体结构设计满足需求,在对防护等级进行设计的时候,必须综合考虑上述几个方面的因素。

2.5动稳定一般来说,10kV高压开关柜能够承受的额定电路开断电流为20kA-50kA,如果电路开断电流超过这一范围,那么就会导致母线之间产生较大的电动力。在这种情况下,为了有效避免母线偏移的现象发生,设计人员需要借助支撑绝缘子的支撑进行保护,而不会使母线发生弯曲和变形或损坏母线支撑件、盖板等,在某些薄弱环节,还应该有所加强。

3结语

综上所述,随着社会发展对电力系统要求的不断提高,10kV高压开关柜作为系统中最重要的控制和保护设备,对其结构设计进行不断完善也引起了相关部门的高度重视。从本文的分析我们能够看出,当前10kV高压开关柜结构设计中仍然存在一些有待解决的问题,这就要求相关部门要从问题产生的根本原因出发,采取针对性的措施将问题解决,进而确保开关柜的结构设计满足需求,提高产品性能,更好的将产品的作用发挥出来,最终实现对电力系统的优化与完善。

参考文献:

[1]黄晓波.浅谈10kV高压开关柜结构设计问题探讨[J].科技创新导报,2013(20).

[2]宋传山,杨晓青.浅谈10kV高压开关柜设计的几点体会[J].科技风,2010(14).

[3]余旺.关于10kV高压开关柜结构设计问题的探讨[J].科技致富向导,2012(13).

作者:游婉娜 单位:广东省新会电器厂有限公司

高压开关柜结构设计研究责任编辑:杨雪    阅读:人次