Ｉ问曩探讨 ｌ 秘 Ｎ 关于１０ｋＶ开关柜设计的若干思考 许国照 东莞市梅兰电器有限公司广东东莞５２３４１ ３ 摘要：本文笔者详细阐述了１０ＫＶ开关柜设计中关于绝缘距离、爬电距离、五防联锁功能、防护等级、动稳定和温升问题的一些看法，现在写 出来与大家一探讨。以求共同进步。 关键词：开关柜绝缘距离爬电距离设计 １．概述 开关柜是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着频繁送电、 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 断电和电能重新分配的繁重任务，对电网和负荷的安全和经济运行起 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 着举足轻重的作用。但由于电力系统用户的需求五＿化八门，作为制造 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 厂家，我们不得不针对用户的需求，为用户城身定做。这就要求我们 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。 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。本文笔者详细阐述了１０ＫＶ开关柜设计中关于绝缘距离、爬电距 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 离、五防联锁功能、防护等级、动稳定和温升问题的一些看法，现在 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 写出来与大家一探讨，以求共同进步。 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 ２．关于１０ＫＶ开关柜设计的一些思考 ２．１绝缘距离 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 人值守的变电站，可采用不同编号的红绿翻牌来实现。 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 地之问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 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 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。 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 有时为了减少开关柜外形尺寸，可以 以下几种方法： 法应用红绿翻牌方法，只能加入电气联锁。 １）在空气问隙中插入一块非金属的绝缘隔板，从而缩小对绝缘 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。 距离的要求。但要注意的是空气净距离不小于６Ｏ毫米，相间绝缘隔板 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 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。 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。 存在绝缘老化的问题。 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 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 扩大。 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）防止带电操合接地开关或挂接临时接地线。这一功能要求用机 ３）国￣ｂＡＢＢ公司订一种均匀电场的设计理论，可以通过改善带 械联锁。因为它关系到人为短路接地。 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 ４）防止带有临时接地线或接地开关合闸时送电。这一功能要求用 难接受这一理论，因为这不符合ＤＬ／Ｔ ４０４—１９９７标准的要求。 机械联锁，目的也是为了防止人为短路接地。 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 ５）防止人误入带电间隔。这一功能一般也采用机械联锁，目的 匀附上一层绝缘材料。缺点是需要增添流化床设备。 是为了防止人员触电。 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。 衷１ 综上所述，为了实现五防功能，机械联锁必不可少。各种型号 的开关柜，ＪｌＩＧＧ一１Ａ、ＸＧＮ ２、ＧＧＸ２、ＪＹＮ、ＫＹＮ、ＫＧＮ、ＧＺＳ１ 均在机械联锁方面各具特色。多数采用机械零部件传动方式，一环扣 绝缘 凄 ”） 序 数 麓 环，除非操作人员用外力将零部件损坏，否则只能按预定程序操‘ 作，可靠性高，但零部件结构复杂，对加工工艺要求较高。有时， 一ｌ 姆 援地褥净巍 ２ 誉弼襁的譬体之瓣熊净 ３ 等婊鬻笼兹遮移麓黪 ４ 警体 嘲拭港 褥强 ５ 笼逡 张导体 鹣缀霹净 ６ 端夔幂翊８ 箨嗽黢修：鹣罐麓撩霉馋之ｉ 鹄－墩警净垮 ７ 国绫瓷管慧 纷缝邈缒 窝净露 ｌ２Ｓ １２５ １５５ ：芝， ２４２５ ｌ２９５ ４ＯＯ 我们也可采用机械程序锁方式，结构非常简单，但由于存在万能钥 匙，很难完全避免操作人员误操作。而且，这一方式无法适应无人 值守变电站的要求。在万不得已的情况下，如不带断路器的进线开关 柜中，我们只能采用电磁锁方式，由于电磁锁、分压瓷瓶和导线均 ３＾，６磺绒分影镶麟ｊ或２鹩络疆俑 瓣援翘避ｔｏｏｏ沫箨寸ｔ、２缓馕墩羧每舞凌ｌ ※ 走ｌ钟§黪 甜护等霉 携游斑铭侮泼近辩电部分黎ｌ簸艇遥动释分 链 Ｆ辩岐叁 太 １２毫米 娅疫不趟避ｓＯ壤米 耪 臻避入 ３Ｘ 链戳携矗｛零蝮簿ｊ笺火 Ｆ ２ ５毫米∞：￡墨 金簇煞等褥体进 入 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（纯瓷及订机绝缘件）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，对于订机绝缘为２０ｍｍ／ｋＶ。由于这一要求比 《Ｘ 能淑 矗 歧 篷天 Ｉ ※豹蠢鼹煞等钧体避入 双 镌辨盘蟛瓮 秘安令遮彳了黪夫嫩母壤进入 织不能宠 辫 滂， 莰 进入 问题探讨ｌ ＣＯＮＳＴａＯＣ￣ＯＮ Ｉ 至５０ｋＡ的额定短路开断电流，当开关柜中通过如此大的电流时，相 表３ 间及同相母线之问会产生很大的电动力。这时，我们需借助支撑绝缘 生气中 Ｓｈ啦 油中 子的支撑，使母线不会产生明显位移。一般而言，两个绝缘子之间 茸 棒 弼擞 越过 蚓．鬻幂翅进 捌辫 挣斑 藏敷 ：ｊ ４０Ｃ辩辑整 藏襞ｆ ｝ 柚 跗 掰 强震（ ∞ 吁弛瀣 的距离不应超过８００毫米，对于某些薄弱环节还应给予加强。由于动 ● 丹＜Ｋ） 舞（哪 拜ｆＫ） 稳定的理论计算极其复杂，一般设计时需依靠设计者的经验，最终需 蒜锕鳆耀瓣☆盘 ７５ ３５ １０５ ６５ ８０ ４０ 蛀头 镀壤域鹱镶 Ｉ ｔＯ５ ９０ 通过型式试验加以检验。 镀嚣 ９０ Ｓ０ ∞ 钟 蛐 ５０ ２．６温升 蜒犍或 擞锌Ｉ蛾豢锯台金 ９０ ５０ ｌＩＳ ７５ ｔｏ。 曲 电力系统中开关柜通常要能承受４０００Ａ及以下的正常工作电流。 莓壤联 接 镀锻娥镀铸 ｌＩＳ Ｉ】５ ７Ｓ １∞ 曲 由于一次元器件通常处于密封的柜内运行，他们产生的热 很难散发 镀镛 １０５ ６５ １０５ Ｇ５ ｌｏｏ 舶 到柜外，所以导致柜内温度升高。若温度超过以下极限值，便会烧 毁元器件，酿成事故。 可敬ｌ鹱辨 §舛 辩疑《ｔ：） 阁豳 蜒囊圭柏℃聪鳇翟丹（Ｋ】 燕Ｊ；譬撩桴巾碍娃篮 ７０ ３Ｏ 为了达到温升的限制条件，我们必须加强制造工艺。虽然我们 攥 撮捧巾幂 鞲±监 胁 －ｔＯ 可以采取在电气联接面上涂凡士林、导电膏、镀锡、镀银等种种措 施，但最终的保证在于制造。可以说，运行中发生事故的绝大多 有损坏的可能，还需外部电源供电，可靠性差。至于高压带电显示 数开关柜都是由于制造上艺不过关，从丽导致温升过高引发的。当 装置，只能算是提示性措施，毫无可靠性可言，一般不推荐使用。 然，住结构设计中，我们要极力避免涡流现象的发生，实在无法避 当然，运行人员要想通过高压带电显示装跫来了解哪段主回路在带电 免时，可采用磁阻率高的材料。 运行，又另当别论。 ３结束语 ２．４关于防护等级 实际工作中，我深深感到开关柜的设计深度永无止境，订时， 为了防止人体接近高压开关柜的高压带电部分和触及运动部分， 我们根本无法从理论上加以论证分析，只能求助于经验，求助于型 在设计开关柜时，我们应考虑要达到几级防护等级，防护等级分类 式试验，这也许是每门学科发展的现状，也是它得以发展的根本原 如表２。 因。 设计时我们要注意随着防护等级的提高，生产成本相应提高， 散热条件变差，所以不能追求高的防护等级，一般以ＩＰ３Ｘ和ＩＰ４Ｘ为 参考文献： 宜。 ［１】输变电常用标准汇编．高压开关卷【Ｍ】．中国标准出版社． ２．５动稳定 ［２】电力工程电气设计手册［Ｍ】．水利电力部西北电力设计院 在电力系统中，开关柜通常要能承受２０ｋＡ，３１．５ｋＡ，４０ｋＡ甚 （上接第４２９页） 在延时阶段，应能自动关闭防火门、通风机和空气调节系 最好通过排烟管道引至裙房顶。 统： 五、施工 １２）气体灭火系统在报警或释放灭火剂时，应在建筑物的消防控 设计时应考虑发电机的搬运。正常沿车道搬运，必要时设吊装 制室（中心） 显示信号： 孔。发电机房门不要急于安装。待发电机组进去后再装也不迟。发电 １３）当被保护对象的房间无直接对外窗户时，气体释放灭火后， 机房应设接地块，将发电机的基础及发电机的中性点（通常被忽略） 应有排除有害气体的设施，且该设施在气体释放时应是关闭的。 和接地块采用－４０ ４的镀锌扁钢焊接成网。发电机油箱采用软铜编织 三、油箱间应注意的问题 带（不能直接焊接）和接地块接地。发电机出线采用母线时应采用防 机房内设置储油问，储油间灯具及开关采用防暴型。油箱应在室 火密闭型，和发电机出线开关的接头应采用软母排连结，不能直接硬 外设有透气阀。其柴油总储存 ｝不应超过８．０ｈ的燃油 、不大于１立 母线连接。 方，并应在油箱间地面放置５ＣＭ厚的干沙。油箱间加油管宜引至室内 外合适的位置（比如室内外车道边）。方便加油。 参考文献： 四、发电机房环保 ［１】《民用建筑电气设计规范》ＪＧＪ１６．２００８ 发电机房通常 噪声和烟气的处理。如果发电机房设在地下室， ［２】《二氧化碳灭火系统设计规范》ＧＢ ５０１９３—９３。 其噪声处理一般相对简单。一般仅处理两个门就能满足规范要求。如 ［３】《工业与民用配电设计手册》第三版。 果设在地上那就要对发电机房四周及天花进行隔音处理，才能达到规 作者简介：李文君（１９６９．９）广东深圳人，工程师，主要研究方 范的要求。烟气的处理参见《工业与民用配电设计手册》９９页。或者 向：建筑电气。 采用小型水泵向烟处理水箱喷水处理。需要提供给水点和排水点。烟