10kv高壓開關(guān)柜的設計

10kv高壓開關(guān)柜的設計

10kv高壓開關(guān)箱是一種集成電源。其組成部分相對復雜，主要由三部分組成：一是負荷開關(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、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)系到整個電力系統(tǒng)的正常運行,因此其內(nèi)部絕緣介質(zhì)的構(gòu)成材料一定要具有強大的絕緣性能,這樣才能保證該套設備的正常工作。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施不同,使用的開關(guān)柜的種類也不同,所以該種設備的設計也不一,但所有開關(guān)柜的設計都必須符合國家的相關(guān)標準,以保證該設備在運行中的安全、可靠。下面就從該種設備設計中出現(xiàn)的相關(guān)問題為視角點,進而深入的討論和研究其設計的安全性與可靠性。1關(guān)于10kg開關(guān)箱的設計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)柜正常運行的有效保證,合理的安全凈距能有效的避免該設備在運行的過程出現(xiàn)短路,防止因為短路的原因而導致電力系統(tǒng)受到破壞。依據(jù)我國相關(guān)設計規(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),該套設備相對地以及相與相之間的距離至少在125mm,而且這個距離還要根據(jù)海拔高度的改變而進行相關(guān)修整和設計改造。然而,一般的配電室都會因為空間的狹窄而縮小開關(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,此時就需要使用相關(guān)的絕緣材料來增強絕緣強度,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)定標準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,往往都不會采取增加絕緣子高度的方式來達到標準,而是采取增多裙邊的方式來達到相關(guān)的要求標準。同時,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,為預防發(fā)生凝露問題,一般都在其內(nèi)部加入自動控制的加熱器。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),不會因為帶負荷而出現(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)鎖方式主要是機械聯(lián)鎖方式,該種聯(lián)鎖方式主是通過機械零部件之間的相關(guān)傳動,逐步實現(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)預定好的程度進行操作,保證聯(lián)鎖的正常運行,該種聯(lián)鎖方式非?？煽?但是組成和構(gòu)建的零部件相對較為復雜,對生產(chǎn)該部件的工藝技術(shù)要求很高。2設備性能分析在10kV高壓開關(guān)柜的設計中,選擇元器件的好壞將決定整個設備的質(zhì)量好壞,下面就從該套設備的主母線、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)基礎中的應用情況在進行10kV開關(guān)柜的設計時,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)的設計要求。從設計的角度來看,主母線選擇的規(guī)格、標準以及必須滿足的額定電流值都會在相關(guān)的接線設計圖紙中標示出來。同時,在設計人員和用戶簽訂相關(guān)的技術(shù)設計協(xié)議時,也會將主母線的選取規(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,在設計該套設備時往往需要反復的核查選取的主母線標準是否能承受相關(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保留一定的裕度。2.2主導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,進線柜、分段柜以及聯(lián)絡柜的母線選擇標準也就是隨之確定,它們選擇的標準一般都和主母線的選擇標準相同。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。分支母線的選擇標準除了與母線的選擇標準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)設備能夠隨時測量電流,保證電流值不會超過母線的額定電流值,有繼電保護的作用。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備的正常運行,同時當一、二次繞組間的絕緣材料遭到破壞而使得其被高壓擊穿時,電流互感器能通過接地點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定在一個相對封閉的空間之中,而在工作電流流經(jīng)相關(guān)器件時,會產(chǎn)生并釋放出大量的熱量,而這些熱量會持續(xù)存在器件所在的封閉空間中,難以散發(fā)出去,這會使到柜內(nèi)的溫度急劇增長,一旦操作元器件所能承受的極限溫度,就會導致相關(guān)器件出現(xiàn)損壞,影響整個供電系統(tǒng)的正常運行。因此,為了保證相關(guān)元器件能正常的運行,保證整個開關(guān)柜的可靠性和安全性,就必須設計一定的防溫措施,可以采取在相關(guān)連接層面涂上導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,同時其他器件的生產(chǎn)以及組裝一定采取嚴密的監(jiān)控措施,保證質(zhì)量可靠,避免因為器件不合格而對電力系統(tǒng)造成一定的破壞。3高壓開關(guān)柜技