浅谈10kV高压开关柜设计的几点体会 _知识百科

1 概述

在电力系统中，l0kV 高压开关柜的应用极其广泛。由于电力系统用户的需求五花八门，作为制造厂家，我们不得不针对用户的需求，为用户量身定做。这就要求我们必须真正深刻地理解相关的国家标准、部颁标准和标准柜型的设计要求。在十年的设计生涯中，对开关柜的设计有了一些体会，现在写出来与大家一探讨，以求共同进步。

2 几点体会

2.1 绝缘距离

由于 10kV 开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相间及相对地之间必须保证一定的距离，否则会引起短路，对整个电力系统造成危害。但我们单纯以空气作为绝缘介质时，绝缘距离要求如表 1 。

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有时为了减少开关柜外形尺寸，可以有以下几种方法：

1)在空气间隙中插入一块非金属的绝缘隔板，从而缩小对绝缘距离的要求。但要注意的是空气净距离不小于 60 毫米，相间绝缘隔板应设置在中间位置。该方法的缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。

2)使用热缩套管把高压带电导体整个套起来，实践中要确保绝缘距离不小于 100 毫米。缺点是热缩套管同样存在绝缘老化的问题。

3)国外 ABB 公司有一种均匀电场的设计理论，可以通过改善带电导体的结构来缩小对绝缘距离的要求。缺点是国内电力系统用户很难接受这一理论，因为这不符合 DI/T 404—1997 标准的要求。

4)国外三菱公司有一种热涂敷工艺，可以在高压带电导体表面均匀附上一层绝缘材料。缺点是需要增添流化床设备。

综上所述，在设计许可的情况下，尽可能地使用空气绝缘，满足表 1 的要求。

2.2 爬电距离由于电力系统用户往往追求高可靠性，实践中我们要符合以下条件：高压开关柜中各组件及其支持绝缘件(纯瓷及有机绝缘件)的外绝缘爬电比距(高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比)对于纯瓷绝缘为 18mm/kV，对于有机绝缘为 20mm/kV 。由于这一要求比较高，很多常规的元器件往往满足不了要求，这就要求我们告知元器件生产厂家加以定制。元器件生产厂家往往会采用不增加绝缘子高度而增多或增高裙边的方法。我们在选型时要注意裙边的高度与裙距比例不能太悬殊，另外，我们还应注意开关柜使用场所的环境条件，为了防止发生凝露，我们可以在开关柜中加入带自动控制的加热器。

2.3 五防联锁功能

为了防止现场操作人员无意识地实施错误的操作，从而导致事故，除了加强对操作人员的培训以及实施工作票制度，我们还应在开关柜的设计中加入强制联锁装置或采取提示性措施。对于开关柜而言，需提供五种防止误操作功能

1)防止误分误合断路器

对于有人值守的变电站，可采用不同编号的红绿翻牌来实现。即每台断路器均对应唯一编号的红绿翻牌，平时红绿翻牌置于控制屏上。对于无人值守的变电站，由于断路器的分合均从远方操作，无法应用红绿翻牌方法，只能加入电气联锁。

2)防止带负荷分合上下隔离开关或带负荷推入拉出断路器手车。这一功能一般都采用机械联锁进行强制性联锁。这一要求的原因是隔离开关和手车动静触头之间不具备分断和关合正常负荷电流的能力。万一误操作，会烧毁隔离开关和手车动静触头，事故还可能进一步扩大。