高压电器的设计要点

高压电器的设计要点绝缘DL/T593-20234.6条。绝缘方式空断气缘40.5kV以下高压开关设备的-平板和棒-50%放电电压为根底进展，从电极绝缘考虑，相间放电电压可按棒-棒考虑，相对地的放电电压可按棒-平板考虑。实际考虑到绝缘协作，相间绝缘强度的裕度应大些，10-20%的平安系数，另外再考虑到电场散布和四周环境的不同，应10-30%的裕度，因此整体设计时应考虑有20-50%的裕度。需要特地留意20-30%。的形式要紧有以下几种：在导体间或是导体对地的空气间隙中插入一块非金属的绝缘隔板，从小对绝缘距离的要求绝缘材料必需具有优良的介电性憎水性和阻燃性等，应尽可能选用受温差转变不大和防老化程度高的绝缘材料如 DMC〔DoughmoldingcompounSM〔Sheetmoldingcompound〕不饱和聚酯层压板ABS〔Acrylonitrile-butadine-styrenecopolymer〕等。在保证高强度的同时，变形量和1要求(DL/T404-20235.106)。在绝缘老化的问题。海拔高度/m1海拔高度/m额定电压/kV100020232500300035004000～1230333536383924455052545659606669727578带电导体外承受热缩套管来增加绝缘性能，热缩套管的应用特地适用〔SUMITUBE〕为代表，国产品牌的厂家较多。从产品性能看瑞侃产品性能最25～40BBIT10kV100mm，160mm。流化处置工艺。目前国内外还有一些开关制造厂家承受一种热涂敷工42kV/1min，导50mm404-2023〕2以空气作为绝缘介质的各相导体间及对地净距〔mm〕额定电压/kV序号工程12241导体至接地间净距751001251803002不同相的导体间净距751001251803003导体至无孔遮拦间净距1051301552103304导体至网状遮拦间净距1752002252804005无遮拦裸导体至地板间净距2402482606无遮拦裸导体之间的水平净距1901982107出线套管至屋外通道地面间净距4004004004004001.1.2气体绝缘66 SFSF的绝缘性能是空气的3倍，另外由于SF6分子的负电性，具有很强的吸附自由电子而形成负离子的力量，因此具有很强的耐电强度。SF以其优良的绝缘和灭弧性能被大量利用在66 和高压开关设备里，特地是近几年兴起的柜式气体绝缘开关柜〔C-GIS。可是由和于666SF属温室气体，为削减SF于666

或是SF

N的混合气体所代替。2621.1.3固体绝缘262固体绝缘高压开关设备占有面积只为空断气缘柜的10-20%，是超小型产成，柔性缺乏；高电压时，高压开关设备重量过大，当前只能生产24kV以下电压品级产品。1.2高海拔时绝缘校正增大空气间隙海拔超过1000m后，空气间隙应进展修正，修正系数见表3使用地点的海拔/m010002023使用地点的海拔/m010002023300040005000相应气压/kPa以零海拔为基准电气间隙1000m海拔为基准修正系数2023m海拔为基准〔10001000米电气10%修正〕加大爬电距离长期试验说明，绝缘介质的湿闪或污闪电压与其爬电距离有接近线性的关系，GB3906-2023DL/T404-2023对纯瓷及有机绝缘件的外绝缘爬电比距和相应值的应用范围均有规定〔污秽为0级时，纯瓷爬电比距14mm/kV，有机绝缘16mm/kV；污秽为Ⅰ级时，纯瓷爬电比距16mm/kV，有机绝缘爬电比18mm/kV18mm/kV20mm/kV。通常情形下，开关柜内的一次元件可依照Ⅱ级污秽条件来设计其外绝缘爬电比距(DL/T593-2023条)，关于个别污染较重的地域可按有机绝缘25mm/kV〔Ⅲ级〕考虑。外绝缘试验电压校正3所示。柜体及开关设备柜体及开关设备柜中变压器绝缘的工频耐压值绝缘的冲击耐压峰值主绝缘的耐压柜体及开关设备柜体及开关设备柜中变压器绝缘的工频耐压值绝缘的冲击耐压峰值主绝缘的耐压额定电压主绝缘对主绝缘对/kV断口间及隔离断口间的绝缘断口间及隔离断口间的绝缘工频耐压冲击耐压峰值相间绝缘相间绝缘252740461840303460702560124248758535752465791251455512595118185215651851000m4000m，在海拔不高3中规定的耐受电压乘以海拔校正系a，aH×10-。H—海拔高度，m。GB/T11022-1999DL/T593-20231000m。式中：H—设备安装地址的海拔高度，m。m—为了简洁起见，取下述确信值：m=1，关于纵绝缘操作冲击电压m=0.9，关于相对地操作冲击电压m=0.75。承受两种标准的计算结果比较接近，综合考虑，建议按GB11022-1999进展修正。接触电阻由电接触而产生的电阻称接触电阻〔Rc，接触电阻由集中电阻〔收缩电触头材料的熔化温度而使触头熔焊。利用电压和电流等因素阻碍。〔1〕接触件材料：组成电接触的金属材料的性质直接阻碍接触电阻的大小，这些性质包括金属材料的电阻率ρ、布氏硬度 HB、化学性能和金属化合物的机械强度和电阻率等。材料的电阻率或硬度越大，那么接触电阻也越大。〔2〕接触压力：接触件的接触压力是指施加于彼此接触的外表并垂直于接触外表的力。随着接触压力增加，接触微点数量及面积也渐渐增加，同时接触微点从弹性变形过渡到塑性变形。由于集中电阻渐渐减小，而使接触电阻降低。但当接触压力超过必定值〔150N左右〕后，接触电阻就大体维持不变。试验说明，在接触压力较小时，接触电阻上下限的不同高达10倍之多。而当压力增大后，接触电阻的分散度渐渐变小，接触电阻上下限的不同削减到1.5倍。〔4〕接触形式：接触形式不同也会阻碍接触电阻的大小。接触形式要紧分为三种：点接触、线接触和面接触，接触压力较小时；点接触的接触电阻较低；接触压力较大时，面接触的接触电阻较低；在更大接压力时，三种接触形式的接触电阻是差不多大小的。油污等在接触外表机械附着沉积形成的较松散的表膜。这层表膜由于带有6就足够了。面接触时为保证更多的接触点，则应提高接触面的平坦度。电阻率的转变，电阻率随温度上升而增加；二是材料硬度的转变，当材料温度上升到接近软化点是，硬度将急剧下降。使接触电阻快速下降。但由于热效应加速了膜层四周区域的化学反映，对膜层有必定的修复作用，于是阻值呈现非线性。在阈值电压四周，电压降的微小波动会引发电流可能二十倍或几十倍范围内转变，使接触电阻发生特地大转变。焦耳热作用使金属软化或熔化，会对集中电阻产生阻碍，随之降低接触电阻。用体会公式进展估算。一样的体会公式如下：Rc=Kc÷(0.102F)m[μΩ]F：接触压力，N；0.0.70.750.8；接触材料Kc60接触材料银接触材料Kc60接触材料银-银-黄铜Kc670铜-铜〔无氧化物〕80-140铝-铜980枯燥枯燥100铜镀锡-铜镀锡铝-黄铜1900涂油 70需要指出的是，阻碍接触电阻的因素极为简单，上述体会公式只用Kc、mmKc值往往不同特地大。短时耐受电流和峰值耐受电流的校核短时耐受电流〔IK〕知足短时耐受电流通过时的热稳固性。GB3906-2023[附录E]规定了依照短时持续电流的热效应计算裸导体横截面s～5sS=(I÷a)×(t÷∆θ)。〔即短时耐受电流值〕，A；as；θ温升〔1802s5s215K。另外，依照DL404-1997《户内沟通高压开关柜定货技术条件》规定，接地87%。峰值耐受电流〔IP〕电动力计算应依照系统特性所打算的直流时刻常数来确信，大多数系统的直流时刻常数为45ms50Hz额定频率为60Hz时为倍额定短时耐受电流。在某些利用条件下，系统特性打算的45ms60ms,75ms120ms这时〔DL/T593-20234.6条之间就有电动力的作用。电动力的大小与导体间的彼此位置和通过电流大小有动力很小，对电器设备可不能产生特地大的阻碍，可是当电路发生短路故障时，炸等事故。电动力的方向能够由左手定那么确信，即：手心向着〔磁感应强度方向伸直的四指与I〔电流〕同向，那么大拇指的指向确实是电动力的方向〔也可用1与2右手螺旋定那么。当两相邻导体中的电流I I方向一样时，两导体间作用劲1与2为吸力，反之当电流方向相反时那么为斥力。12计算电动力的公式为：F=1×10-7IIC12式中：F-导体间的电动力，N；、1 I I-相邻两导体别离流过的电流大小，A、1 C-回路系数。C是一个无量纲系数，它只与所争论的导电系统的几何尺寸、外形有关。计1与2算出回路系数C的值，再明白I I就能够够得出电动力的数值，因此上式是1与2C不同罢了。常常使用C值，可在手册中查出〔参考清华大学出版的《高压断路器原理》一书。面外形〔如矩形截面〕的导体，当导体之间的距离比导体截面的尺寸大的多时，面的公式就会带来特地大的误差。12数λ以计及截面对电动力的阻碍，公式为：F=1×10-7CIIλ。由于λ计算比较12简单，人们把常遇到的矩形导体平行布置的截面系数绘成曲线，如以以下图所示。假设导体之间的距离比导体截面的尺寸大的多或导体是很薄的矩形截面〔b»a(c-a)/(b+a)≥2，也确实是c/b≥2，λ1，全能够不考虑截面对电动力的阻碍。沟通电流的瞬时值代入。而在三相电路中，由于相位相差120°，同一刹时三相〔A、C〕其电动力的最大值一样〔斥力FA=FC=×10-7Cp2BFC=×10-7CIp2；当三相导体做等边三角形排列时，三相所受的电动力大小一样，为：F=×10-7CIp2Ip为峰值耐受电流。要求。通常在产品电动力核算进程中为保证产品的平安运行，会留有20%的设计裕度。触头电动稳固性触头弹簧的压力产生，另一部份则是动触刀弹性变形施加的压力。判定触头电动稳固性是不是知足要求能够用以会公式估算：IP≤Kd(0.102F)N式中：IP-峰值耐受电流，kA；F-

Kd-系数，取决于触头材料和接触形式。关于“铜-铜”对接式点接触，Kd=3.2～；关于“铜-铜”瓣形或指性的线接算。一种比较简洁的体会估算公式。温升以致显现主绝缘击穿，造成设备损坏和用户停电的重大事故。电力系统中开关柜通常要能经受4000A及以下的正常工作电流，由于一次4000A及以上的开关柜可考虑承受风机强制风冷。导体载流量的计算高压开关在通过额定电流时，通流导体的温升不能超过标准规定〔DL/T593-2023条和GB/T11022-19994.4.2条60mm0.9560mm0.92倍，这是由于立放时散热成效要比平放时好的原因。〔沟通〕的简易计算公式如下。40℃时单层矩形铜导体的载流量：I1=k×(b+8.5)×h；式中：I1-单层铜导体的载流量，A；k-系数(1)，A/mm；b-导体厚度，mm；h-导体宽度，mm。40I26)×I1；式中：I2-双层6～1.58100×101.58，80×10、80×81.57，1.56。40I3=2×I1；式中：I3-三层铜导体的载流量，A。40I4×I1；式中：I4-三层铜导体的载流量，A。时的换算关系为：I40×I25。一样规格的铜导体和铝导体在一样环境温度下载流量的换算关系为：I =I ÷1.3。AL Cu120×10型导体的载流量建议承受经济电流密度进展计算。留意事项载流量校核时应留意以下几点：依照规定，金属封锁开关设备倍的额定电流进展试验，因此开关柜中110%额定电流的裕度。柜内电器元件，除电流互感器因测量、疼惜之需要外，其他如断路器、隔离开关(或隔离插头)、630800Ａ的、8001000Ａ，以此类推。择一样大一些，现在应严格依照图纸制造，不行随便减小导体规格。TMY80×6TMY60×8，主假设是有利于散热。当开关设备的运行环境温度比规定温度高时，要充分考虑导体的载流电流时温升值大小或是温升值时电流大小。当四周环境温度为40℃、许诺温升τ、额定电流IN

一按时，当柜内温度上升△τg

时，载流量I大小τg适当降低，计算公式如下：I=I[(τ-△)/τ]N τg按上式计算时，电气设备的温升原有裕度不变。上式也可改写成：τ=τ(I/II=I(τ/τ0 0 0 0式中：I-温升为τ时的电流，A；Iτ0 0

时的电流，A；一样情形下，环境温度每增加1℃，额定电流应削减1.8%。视为主导体的一部份。分支导体规格的选择应与其相连接的一次元件匹配。如依照额定电流80，安装孔距为TMY80×6，确保能够和隔离开关相连接。80×660×8。〔8〕2TMY100×10，在触头盒内部体厚度。其实这是一个瓶颈，此处分支导体的额定电流应大致计算为TMY100×202TMY100×104000A求。这时应考虑承受异型导体如U和与分支导体的连接。1500A5、短路关合高压开关在进展短路关合时，会产生两个问题。在动静触头接近时，空气间隙被击穿产生电弧，电弧能量会烧蚀动静触头，电弧能量越高，那么触头烧蚀越厉害，对动静触头的接触阻碍越严峻。电WI2T。式中，I为短路电流有效值；T为间隙击穿后至动触刀合TT越小。假设是动触刀的合闸功小于关合阻力功，会引发触头合闸时烧毁或起弧Fxjh2cb+(+Fj)fc。m-动触刀运动件归化质量，kg；Vh-动触刀刚合速度；cF作用在动触刀上的电动斥力，N；lb-动触刀力臂，m；cD F、F-触头电动吸力和接触压力，ND f-0.20.17；lc-动触刀超程，m。设其弹跳频率恰好与机构的固有频率一样时，最简洁产生熔焊。内部故障电弧弧产生的原因包括污染、潮气、尘埃或偶然的外物侵入，违反操作规程，防误闭锁功能不健全，断路器开断力量缺乏、保护不良，误操作，过电压，在电场作用触头装配不妥等因素〔GB3906-20238.32。据统计，因过电压使绝和操作运行人员受到严峻损害。大小、释压途径长短和电弧形成和伸展的长度有关。IEC62271-200IAC级金属封锁开关设备和操纵设备必需评估内部障电弧时，为正常运行条件的设备四周的人员供给的疼惜水平。IAC路电流、短路电流持续时刻等参数可划分为假设干品级。可触及的类型：A类可触及性：仅限于授权的人员；B类可触及性：不受限制的可触及性，包括一样公众。外壳可触及的侧面：F：前面；L：侧面；R：后面。标准命名例如：IAC级：AFLR；内部电弧：31.5kA/1s。此命名说明：金属31.5k〔有效值安装在仅限于操作人员可触及的场所，试验考核柜体的前面、侧面和后面。内