10kv配电系统高压开关柜结构设计改进

田栋年

摘要：目前国内市场10kv配电系统高压开关柜，其结构形式逐步从落手车式 发展 为中置手车式。这一行业技术人员来说，较多关注开关柜结构、电气性能、开关使用可靠性等。长期技术实践发现，生产厂家对中置手车式开关柜一个重要辅件――运转车设计重视不够，运转车结构设计不合理，操作性能不好，有些会导致断路器手车底盘车变形，使开关柜无法正常工作。

关键词：10KV配电系统 高压开关柜 结构设计

中图分类号：TM358 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0217-01

随着社会经济的快速发展和现代化建设水平的不断提高，我国生产和生活的各个方面对电力的需求量大幅度增加，并且依赖性也逐渐增强，对电网供电的质量提出了更高的要求，相应的对电力设备的质量也提出了更高的要求。在电力系统当中，10kV配电系统高压开关柜应用的范围非常广泛，在整个电力系统当中发挥着重要的作用。目前，在我国市场上出现的10kV配电系统高压开关柜，其结构主要为中置手车式，在实际的运用中，发现10kV配电系统高压开关柜存在一些缺陷，对电网供电的安全性、稳定性都造成不利的影响，因此，加强对10kV配电系统高压开关柜的结构设计至关重要。

1 目前主流运转车结构特点及性能比较

1.1 主要结构型式

经了解，中置手车式高压柜运转车，主要基本类型有两种：螺杆式结构和挂钩式结构。螺杆式结构，主要体现：（1）螺杆实现运转车与柜体连接；（2）螺杆传动，实现断路器手车从柜体内进出；（3）断路器手车运转车上升降由螺杆装置驱动。这种结构代表是西门子公司中置柜运转车。挂钩式结构，主要体现：（1）挂钩和导向杆实现运转车与柜体连接；（2）调节手轮，实现运转车导轨面与柜体内导轨面一致性调整；（3）挂钩式运转车没有提升机构，需靠人力将断路器手车放置运转车或柜内，再运转车实现断路器手车进出。这种结构代表是abb公司中置柜运转车。

1.2 优缺点对比

相挂钩式运转车，螺杆式运转车提供了比较完善使用功能。但国内生产厂家选用螺杆式运转车并不普遍，主要原因是螺杆式运转车结构比较复杂，机加工零件较多，生产成本高，同时，与开关柜配套运转车所需数量较少，许多厂家并没有运转车上投入更多设计，重视不够。挂钩式运转车功能上不及螺杆式，但因其结构简单，易于加工制造，成本低廉，到了生产厂家广泛选用。，现场实践及对挂钩式运转车设计分析，发现目前常规挂钩式运转车均存一定缺陷，这种缺陷会对断路器手车造成潜损害，增加维护工作量，会引起非正常停电时间延长。

2 常规挂钩式运转车结构分析

2.1 挂钩式运转车两种常规结构

第一种结构常见于由敷铝锌板加工组合而成中置柜，柜内生产厂家大多与abb公司生产zs系列中置柜结构相类似，可安装vd4系列或vs1系列真空断路器手车。这类运转车存下列缺点：（1）运转车上两个导向杆只起导向作用，不受力。也就是说，运转车与开关柜体间仅靠挂钩一个点连接一起。（2）使挂钩顺利插入柜体内，设计上，必须留有一定间隙，以方便操作。推拉断路器手车时，间隙反映运转车导轨与柜体导轨之间。

第2种结构常见于柜体由型钢与金属板件组装而成中置柜。这类柜体也可安装vd4系列或vs1系列真空断路器手车。这种结构可以消除两导轨间水平间隙，设计上却存一个垂直高度差，它导致了更大撞击力。同时，使用时如不仔细调整，会使垂直高度差变更大。从使用效果来看，这种结构同前者比，操作性及安全性更差。

2.2 运转车结构对实际使用影响

（1）对操作性和使用安全性影响：这种影响产品交付前期影响并不显著，时间推移，影响越来越明显，运转车操作性和使用安全性大大降低。

（2）对断路器手车影响：这种影响主撞击力造成，撞击力导致断路器手车车轮变形。安装及现场调试阶段，对断路器手车推拉操作次数最多，车轮变形往往是这一阶段出现。车轮变形导致手车推拉困难，会将断路器手车卡死运转车或柜体导轨内。是例行停电维修时出现此种故障，必然会延长停电时间，形成不能按时供电事故。

3 对10kV配电系统高压开关柜结构设计改进的对策

3.1 消除10kV配电系统高压开关柜柜体导轨和运转车导轨之间的间隙

在对10kV配电系统高压开关柜结构设计进行改进时，相关的设计人员一定注意消除10kV配电系统高压开关柜柜体导轨和运转车导轨之间的间隙，这样做主要是为了减轻设备之间的撞击力，从而减少对设备的损伤。另外，在结构设计上，一定要保证运转车和10kV配电系统高压开关柜之间无间隙，当运转车靠近10kV配电系统高压开关柜时，保证两者之间可靠接触。

3.2 重视对锁定装置的设计

设置锁定装置可以提高设备运行的可靠性，提高设备的使用性能。对锁定装置的设计主要是根据磨损自锁原理来设计的，为了实现运转车的锁定，设计了一个特别的凸轮装置。它的工作原理如下：在凸轮没有锁定之前，利用弹簧的作用保证运转车和柜体之间存在一定的操作间隙，这样一来，运转车的挂钩就可以顺利的插入操作缝隙之间，并牢牢的勾住10kV配电系统高压开关柜柜体。如果以逆时针的方式转动凸轮，那么运转车和柜体之间的操作间隙就可以消除，从而将两者紧紧锁定，这样一来，在推拉断路器手车时，就不需要在利用人力将运转车拉住，节约了人力资源，并且操作的可靠性也大大提高。另外，为了延长挂钩的使用寿命，防止挂钩出现变形的情况，需要对运转车的挂钩进行改进，将挂钩转轴处位置改造为腰形孔。在凸轮锁定之前，弹簧装置会向前拉扯运转车的挂钩，这样就可以保证运转车和10kV配电系统高压开关柜柜体之间留有一定的操作间隙，保证所有的操作程序都可以有序进行。

3.3 对操作间隙进行调整

在10kV配电系统高压开关柜轨道和运转车轨道使用一段时间之后，运转车的挂钩和凸轮会出现磨损的情况，而这必然就会导致设备之间的间隙扩大，从而降低设备的锁紧力，在这种情况下，如果不采取有效的措施进行解决，必然会影响设备工作的效率和质量，因此需要进行改进。本文设计在运转车和凸轮之间设置一个调整垫，以减少设备的磨损程度。但是，要注意将调整垫作为一个配件，由客户在需要的情况下自行进行添加，这样可以提高便利性，方便维修更换。

4 结语

总而言之，10kV配电系统高压开关柜的结构设计还存在一些问题，对电网供电的质量产生了不利的影響，有关设计人员一定要注意对10kV配电系统高压开关柜结构设计进行改进，积极采取有效的措施从各个方面对10kV配电系统高压开关柜结构进行优化设计，以提高10kV配电系统高压开关柜的使用性能，减少电网运行过程中出现故障的频率，保证电力系统运行的质量，提高供电的可靠性和安全性，只有这样才能提高电网建设的水平，促进我国电力事业更快更好的发展，确保满足国民经济发展对电力的需求，为社会经济的发展做出更大的贡献。

参考文献

[1]赵关.10kV配电系统高压开关柜结构设计改进[J].商品与质量：学术观察，2011，（9）：334.

[2]葛藤.当今10kV配电系统高压开关柜结构设计改进[J].中国电子商务，2011，（1）：332.