10kV配电开关柜设计要点分析

2016-02-02吴秀霞

山东工业技术 2016年22期

关键词：控制电路开关柜互感器

吴秀霞

（莆田荔源电气设备有限公司,福建莆田 351144）

10kV配电开关柜设计要点分析

吴秀霞

（莆田荔源电气设备有限公司,福建莆田 351144）

电力作为现代社会的重要能源关系着人们生活、工作、学习的方方面面，配电系统的安全性在保障人们的生命财产安全方面发挥着重要的作用，而10kV配电开关柜又是整个配电系统中必不可少的电气设备，直接影响着配电系统的正常运转和供电服务质量。随着经济的发展和科技的进步，用电设备以及电力工艺的复杂程度随之增加，如何保证10kV配电开关柜设计的科学性和使用的安全性就显得尤为重要，因而本文就10kV配电开关柜的设计要点进行了分析。

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0 引言

10kV配电开关柜在我国城乡电网改造中有着十分广泛的应用，且国内的10kV配电开关柜设计和安装技术已经较为成熟，但是市场上缺乏统一的设计标准，因而不同厂家的生产的开关柜在细节上还是会存在些许的差异，这也给配电系统的安全运行带来了一些隐患。

1 10kV配电开关柜设计关键点

1.1 控制电路

10kV开关柜中有大量的元器件，控制电路承担着元器件之间的连接传递的作用，如果控制电路的设计不合理或者出现严重误差将直接导致配电开关柜无法正常使用。开关柜内部的元器件、按钮等体积较小且功能不同，设计者必须对各个元器件的作用功能进行明确，所有的控制电路中又以继电接触控制电路的设计最为重要。在确定控制电路之前首先需要对10kV配电开关柜的设计标准和流程以及国家电气设备的相关规定进行明确，清楚掌握开关柜内部各个部分的不同作用以及它们之间的关系，最后按照由上而下由左及右的顺序进行设计，一般设计图纸表现无电流状态下的电路。

1.2 爬电距离

我国目前已经出台了相关的文件对10kV配电开关柜内部各元器件的绝缘爬电距离进行规定，其中绝缘配件的爬电距离一般在18-20mm/kV，根据绝缘配件的材质不同爬电距离也会有一些差别，配件的爬电距离直接关系着整个机柜的安全性，这也是我国对其进行严格规定的原因所在。但是就我国的规定而言目前绝大多数厂家生产的电气原价难以达到这一标准，因而设计者需要向电气元件生产制造商进行定制，并将电气元件的各项标准转述给厂家，为了减少工作量相关供电部门可以与厂家之间建立长期的合作关系。在实际的电气元件生产过程中往往会采取裙边高度增加的方式代替直接增加绝缘子高度的方式，降低元器件生产的难度。

1.3 绝缘距离

对不同相的电流进行分配和分布式10kV配电开关柜的主要作用，为了保证其功能的顺利实现，开关柜必须具备良好的绝缘能力，尤其是对地面还需要达到一定的绝缘距离，从而避免短路问题的出现和发生，保证电力系统安全。具体可以通过以下三种方式实现对绝缘距离的把握：一是隔绝导体，也就是在带电导体的外部套封绝缘物质，一般绝缘的间距在10cm左右为宜；二是使用绝缘隔板，在地面与开关柜的导体之间嵌入绝缘隔板，提高隔远性能，绝缘隔板的位置必须在导体和地面之间，但是该方法容易受到环境的影响，绝缘隔板在长期的腐蚀下绝缘性会有所下降；三是带电导体的绝缘改造，这也是目前位置最先进的绝缘距离中职手段，热涂覆技术是目前最为常见的高压带电导体处理方式。

2 10kV配电开关柜内部元件的选择

2.1 电流互感器的选择

保障工作人员的人身安全是电流互感器选择的基本原则之一，其定位是设备的二次安全措施，即如果开关柜出现问题发生了故障，电流互感器在绕组后绝缘能力下降或者是在高压下绝缘组织发生破损，实际功能无法正常发挥时也可以将电压引入大地，因而必须要对高压电流互感器设置接地点，一般在二次绕组设置接地并且对于接地点的位置数量等也要进行严格的把控，必须保证电流互感器有且只有一个点接地，端点接地最为恰当。设计者在进行电流互感器的选择时要综合考虑配电开关柜的实际需求以及互感器的性能，选择最为恰当的电流互感器。

2.2 电压互感器的选择

10kV配电开关柜的电压互感器正常工作运转时两次绕组的电压状态存在显著的差别，二次绕组为低压状态，但一次却是高压状态，而实际上电压互感器的工作状态与绕组间的绝缘性能直接相关，在10kV配电开关柜的设计中必须要提高对于电压互感器选择的重视程度，在选择恰当设备的同时做好二次回路的接地处理，或者通过熔断器的安装尽可能避免二次回路的短路现象，保证设备的稳定运行和电力工作人员的人身安全。

2.3 主母线与分支母线的选择

母线类型选择的重要参考标准是额定电流是否达标，这是10kV配电开关柜内部元件选择的重要部分。目前母线需要达到的额定电流标准以及规格标准是由国家专业电力监管部门和设计机构来确定的，该标准也是电气设备设计中必须严格遵守的，但一般在具体的数值上会留有一定的变化空间来确保标准的可实行性。确定主母线的类型后，分支母线要符合主母线的要求，确保电路的正常运行，其他电器元件和设备也应与主母线相同，如果发生意外状况必须对主母线进行更改需要与技术人员商讨后进行，且更改的母线额定电流也要符合10kV开关柜的具体标准。

2.4 高压真空断路器的设置

高压真空断路器是10kV配电开关柜的重要安全元件，起到维护开关柜和配电系统运行稳定性和安全性的重要作用。高压真空断路器在不同的电力系统运行状态下采取不同的工作形式，当系统正常运行时主要负责高压线路负荷电流的切断或者是联通，我国的配电开关柜一般选用具有弹簧装内部构造的高压真空断路器，借助弹簧的弹力实现瞬时跳闸反应，此外还可以通过防跳继电器的安装控制二次回路的跳闸。