10kv高壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)

10kv高壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)

10kv高壓開關(guān)箱是一種集成電源。其組成部分相對復(fù)雜，主要由三部分組成：一是負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)和接地開關(guān)，另一部分由高壓裝置、裝置、傳感器、站用壓力器和高壓熔斷器組成。最后一部分是由測量、控制和保護(hù)、內(nèi)部連接、輔助部件和支持部件組成的。10kV高壓開關(guān)柜關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,因此其內(nèi)部絕緣介質(zhì)的構(gòu)成材料一定要具有強(qiáng)大的絕緣性能,這樣才能保證該套設(shè)備的正常工作。一般來說,其內(nèi)部的絕緣材料主要有兩種:一種是空氣,另外一種是復(fù)合絕緣材料;它們起到的作用就是接受和分配電網(wǎng)的電能。不同的廠家其配電設(shè)施不同,使用的開關(guān)柜的種類也不同,所以該種設(shè)備的設(shè)計(jì)也不一,但所有開關(guān)柜的設(shè)計(jì)都必須符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以保證該設(shè)備在運(yùn)行中的安全、可靠。下面就從該種設(shè)備設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的相關(guān)問題為視角點(diǎn),進(jìn)而深入的討論和研究其設(shè)計(jì)的安全性與可靠性。1關(guān)于10kg開關(guān)箱的設(shè)計(jì)1.1距離問題1.1.1海拔高度的影響安全凈距是指10kV開關(guān)柜內(nèi)部裸露的元器件之間以及對地空氣間隙的相隔距離。安全凈距是保證10kV高壓開關(guān)柜正常運(yùn)行的有效保證,合理的安全凈距能有效的避免該設(shè)備在運(yùn)行的過程出現(xiàn)短路,防止因?yàn)槎搪返脑蚨鴮?dǎo)致電力系統(tǒng)受到破壞。依據(jù)我國相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范文件的要求,若是海拔高度位于1000m且只以空氣為絕緣介質(zhì),該套設(shè)備相對地以及相與相之間的距離至少在125mm,而且這個(gè)距離還要根據(jù)海拔高度的改變而進(jìn)行相關(guān)修整和設(shè)計(jì)改造。然而,一般的配電室都會(huì)因?yàn)榭臻g的狹窄而縮小開關(guān)柜的大小,使得相關(guān)絕緣距離不能滿足安全凈距的要求,此時(shí)就需要使用相關(guān)的絕緣材料來增強(qiáng)絕緣強(qiáng)度,常常使用的絕緣材料有以下幾種:DMC、SMC絕緣板以及其他高壓絕緣熱縮材料。1.1.2組件構(gòu)成為有機(jī)內(nèi)邊緣高壓電器組件本身具有一定的外絕緣性,該種外絕緣的爬電距離與額定電壓之比就是外絕緣爬電比距。在我國的相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對上述爬電比距做出了明確的規(guī)定,若是10kV開關(guān)柜內(nèi)部所使用組件為純瓷絕緣,其爬電比距一般為18mm/kV;若是組件構(gòu)成為有機(jī)絕緣,那么其爬電比距為20mm/kV。上述要求對于常規(guī)廠家來說是相對較高的,這使得很多廠家生產(chǎn)的常規(guī)器件都不能滿足上述要求,所以很多元器件都是定制生產(chǎn)的,而廠家為滿足器件的相關(guān)要求,往往都不會(huì)采取增加絕緣子高度的方式來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),而是采取增多裙邊的方式來達(dá)到相關(guān)的要求標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),為了保證10kV高壓開關(guān)柜能在各種環(huán)境下都穩(wěn)定的工作,為預(yù)防發(fā)生凝露問題,一般都在其內(nèi)部加入自動(dòng)控制的加熱器。1.2防止交流誤分誤合10kV高壓開關(guān)柜中的構(gòu)造成分五防連鎖是較為重要的一部分,它能提前預(yù)防多種問題的發(fā)生,保證電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性、可靠性以及安全性。五防連鎖主要有以下功能:(1)防止斷路器發(fā)生誤分誤合;(2)保證隔離開關(guān)處于正常狀態(tài),不會(huì)因?yàn)閹ж?fù)荷而出現(xiàn)上下開合的問題;(3)保證操合接地開關(guān)處于正常狀態(tài),保證與接地線之間的距離。目前五防連鎖采取的聯(lián)鎖方式主要是機(jī)械聯(lián)鎖方式,該種聯(lián)鎖方式主是通過機(jī)械零部件之間的相關(guān)傳動(dòng),逐步實(shí)現(xiàn)的控制,除非相關(guān)部件沒有出現(xiàn)損耗或者破壞,否者操作人員必須要根據(jù)預(yù)定好的程度進(jìn)行操作,保證聯(lián)鎖的正常運(yùn)行,該種聯(lián)鎖方式非常可靠,但是組成和構(gòu)建的零部件相對較為復(fù)雜,對生產(chǎn)該部件的工藝技術(shù)要求很高。2設(shè)備性能分析在10kV高壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)中,選擇元器件的好壞將決定整個(gè)設(shè)備的質(zhì)量好壞,下面就從該套設(shè)備的主母線、分支母線、電流互感器以及溫度的變化來作分析和說明。2.1在相關(guān)基礎(chǔ)中的應(yīng)用情況在進(jìn)行10kV開關(guān)柜的設(shè)計(jì)時(shí),選擇的主母線必須要滿足相關(guān)要求:母線所能承受的額定電流一定符合相關(guān)的設(shè)計(jì)要求。從設(shè)計(jì)的角度來看,主母線選擇的規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)以及必須滿足的額定電流值都會(huì)在相關(guān)的接線設(shè)計(jì)圖紙中標(biāo)示出來。同時(shí),在設(shè)計(jì)人員和用戶簽訂相關(guān)的技術(shù)設(shè)計(jì)協(xié)議時(shí),也會(huì)將主母線的選取規(guī)格和額定電流值明確的表現(xiàn)出來,避免發(fā)生分歧。因此,在設(shè)計(jì)該套設(shè)備時(shí)往往需要反復(fù)的核查選取的主母線標(biāo)準(zhǔn)是否能承受相關(guān)的額定電流值,而為了保證開關(guān)柜的正常工作,選取的主母線常常會(huì)保留一定的裕度。2.2主導(dǎo)電流接口的尺寸大多數(shù)情況下,一旦主母線的規(guī)格被確定,進(jìn)線柜、分段柜以及聯(lián)絡(luò)柜的母線選擇標(biāo)準(zhǔn)也就是隨之確定,它們選擇的標(biāo)準(zhǔn)一般都和主母線的選擇標(biāo)準(zhǔn)相同。然而,在很多特殊情況下,在能承受額定電流的前提下,其他母線的規(guī)格可以和主母線的規(guī)格不相同,但是為了保證整體的連貫性,接口尺寸上一定相同。分支母線的選擇標(biāo)準(zhǔn)除了與母線的選擇標(biāo)準(zhǔn)以及額定電流有一定的聯(lián)系外,還本柜中電流互感器的變化程度有關(guān)。2.3需要測量電流電流互感器一般存在于大電流交流回路中,它的主要作用就是將電路中大電流分流或者將其轉(zhuǎn)換為相對較小的電流,以便相關(guān)設(shè)備能夠隨時(shí)測量電流,保證電流值不會(huì)超過母線的額定電流值,有繼電保護(hù)的作用。電流互感器的作用能有效的保證操作人員的人身安全以及二次設(shè)備的正常運(yùn)行,同時(shí)當(dāng)一、二次繞組間的絕緣材料遭到破壞而使得其被高壓擊穿時(shí),電流互感器能通過接地點(diǎn)將高壓引入大地之中,使得相關(guān)器件的電位保持在低電位狀態(tài),以免發(fā)生安全事故。2.4相關(guān)器件的故障由于10kV開關(guān)柜所控制和承載的電流強(qiáng)度極高,最高能承載的工作電流一般在4000A左右,而由于構(gòu)成開關(guān)柜的許多器件都是設(shè)定在一個(gè)相對封閉的空間之中,而在工作電流流經(jīng)相關(guān)器件時(shí),會(huì)產(chǎn)生并釋放出大量的熱量,而這些熱量會(huì)持續(xù)存在器件所在的封閉空間中,難以散發(fā)出去,這會(huì)使到柜內(nèi)的溫度急劇增長,一旦操作元器件所能承受的極限溫度,就會(huì)導(dǎo)致相關(guān)器件出現(xiàn)損壞,影響整個(gè)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此,為了保證相關(guān)元器件能正常的運(yùn)行,保證整個(gè)開關(guān)柜的可靠性和安全性,就必須設(shè)計(jì)一定的防溫措施,可以采取在相關(guān)連接層面涂上導(dǎo)電膏或者鍍錫等降溫材料的方式來防止相關(guān)事故的發(fā)生,同時(shí)其他器件的生產(chǎn)以及組裝一定采取嚴(yán)密的監(jiān)控措施,保證質(zhì)量可靠,避免因?yàn)槠骷缓细穸鴮﹄娏ο到y(tǒng)造成一定的破壞。3高壓開關(guān)柜技