10kv高压开关柜的设计

10kv高压开关柜的设计

10kv高压开关箱是一种集成电源。其组成部分相对复杂，主要由三部分组成：一是负荷开关、隔离开关和接地开关，另一部分由高压装置、装置、传感器、站用压力器和高压熔断器组成。最后一部分是由测量、控制和保护、内部连接、辅助部件和支持部件组成的。10kV高压开关柜关系到整个电力系统的正常运行,因此其内部绝缘介质的构成材料一定要具有强大的绝缘性能,这样才能保证该套设备的正常工作。一般来说,其内部的绝缘材料主要有两种:一种是空气,另外一种是复合绝缘材料;它们起到的作用就是接受和分配电网的电能。不同的厂家其配电设施不同,使用的开关柜的种类也不同,所以该种设备的设计也不一,但所有开关柜的设计都必须符合国家的相关标准,以保证该设备在运行中的安全、可靠。下面就从该种设备设计中出现的相关问题为视角点,进而深入的讨论和研究其设计的安全性与可靠性。1关于10kg开关箱的设计1.1距离问题1.1.1海拔高度的影响安全净距是指10kV开关柜内部裸露的元器件之间以及对地空气间隙的相隔距离。安全净距是保证10kV高压开关柜正常运行的有效保证,合理的安全净距能有效的避免该设备在运行的过程出现短路,防止因为短路的原因而导致电力系统受到破坏。依据我国相关设计规范文件的要求,若是海拔高度位于1000m且只以空气为绝缘介质,该套设备相对地以及相与相之间的距离至少在125mm,而且这个距离还要根据海拔高度的改变而进行相关修整和设计改造。然而,一般的配电室都会因为空间的狭窄而缩小开关柜的大小,使得相关绝缘距离不能满足安全净距的要求,此时就需要使用相关的绝缘材料来增强绝缘强度,常常使用的绝缘材料有以下几种:DMC、SMC绝缘板以及其他高压绝缘热缩材料。1.1.2组件构成为有机内边缘高压电器组件本身具有一定的外绝缘性,该种外绝缘的爬电距离与额定电压之比就是外绝缘爬电比距。在我国的相关规定标准对上述爬电比距做出了明确的规定,若是10kV开关柜内部所使用组件为纯瓷绝缘,其爬电比距一般为18mm/kV;若是组件构成为有机绝缘,那么其爬电比距为20mm/kV。上述要求对于常规厂家来说是相对较高的,这使得很多厂家生产的常规器件都不能满足上述要求,所以很多元器件都是定制生产的,而厂家为满足器件的相关要求,往往都不会采取增加绝缘子高度的方式来达到标准,而是采取增多裙边的方式来达到相关的要求标准。同时,为了保证10kV高压开关柜能在各种环境下都稳定的工作,为预防发生凝露问题,一般都在其内部加入自动控制的加热器。1.2防止交流误分误合10kV高压开关柜中的构造成分五防连锁是较为重要的一部分,它能提前预防多种问题的发生,保证电力系统供电的稳定性、可靠性以及安全性。五防连锁主要有以下功能:(1)防止断路器发生误分误合;(2)保证隔离开关处于正常状态,不会因为带负荷而出现上下开合的问题;(3)保证操合接地开关处于正常状态,保证与接地线之间的距离。目前五防连锁采取的联锁方式主要是机械联锁方式,该种联锁方式主是通过机械零部件之间的相关传动,逐步实现的控制,除非相关部件没有出现损耗或者破坏,否者操作人员必须要根据预定好的程度进行操作,保证联锁的正常运行,该种联锁方式非常可靠,但是组成和构建的零部件相对较为复杂,对生产该部件的工艺技术要求很高。2设备性能分析在10kV高压开关柜的设计中,选择元器件的好坏将决定整个设备的质量好坏,下面就从该套设备的主母线、分支母线、电流互感器以及温度的变化来作分析和说明。2.1在相关基础中的应用情况在进行10kV开关柜的设计时,选择的主母线必须要满足相关要求:母线所能承受的额定电流一定符合相关的设计要求。从设计的角度来看,主母线选择的规格、标准以及必须满足的额定电流值都会在相关的接线设计图纸中标示出来。同时,在设计人员和用户签订相关的技术设计协议时,也会将主母线的选取规格和额定电流值明确的表现出来,避免发生分歧。因此,在设计该套设备时往往需要反复的核查选取的主母线标准是否能承受相关的额定电流值,而为了保证开关柜的正常工作,选取的主母线常常会保留一定的裕度。2.2主导电流接口的尺寸大多数情况下,一旦主母线的规格被确定,进线柜、分段柜以及联络柜的母线选择标准也就是随之确定,它们选择的标准一般都和主母线的选择标准相同。然而,在很多特殊情况下,在能承受额定电流的前提下,其他母线的规格可以和主母线的规格不相同,但是为了保证整体的连贯性,接口尺寸上一定相同。分支母线的选择标准除了与母线的选择标准以及额定电流有一定的联系外,还本柜中电流互感器的变化程度有关。2.3需要测量电流电流互感器一般存在于大电流交流回路中,它的主要作用就是将电路中大电流分流或者将其转换为相对较小的电流,以便相关设备能够随时测量电流,保证电流值不会超过母线的额定电流值,有继电保护的作用。电流互感器的作用能有效的保证操作人员的人身安全以及二次设备的正常运行,同时当一、二次绕组间的绝缘材料遭到破坏而使得其被高压击穿时,电流互感器能通过接地点将高压引入大地之中,使得相关器件的电位保持在低电位状态,以免发生安全事故。2.4相关器件的故障由于10kV开关柜所控制和承载的电流强度极高,最高能承载的工作电流一般在4000A左右,而由于构成开关柜的许多器件都是设定在一个相对封闭的空间之中,而在工作电流流经相关器件时,会产生并释放出大量的热量,而这些热量会持续存在器件所在的封闭空间中,难以散发出去,这会使到柜内的温度急剧增长,一旦操作元器件所能承受的极限温度,就会导致相关器件出现损坏,影响整个供电系统的正常运行。因此,为了保证相关元器件能正常的运行,保证整个开关柜的可靠性和安全性,就必须设计一定的防温措施,可以采取在相关连接层面涂上导电膏或者镀锡等降温材料的方式来防止相关事故的发生,同时其他器件的生产以及组装一定采取严密的监控措施,保证质量可靠,避免因为器件不合格而对电力系统造成一定的破坏。3高压开关柜技