关于10kV与35kV开关柜设计的要点分析论文_林则蓝

关于10kV与35kV开关柜设计的要点分析论文_林则蓝

林则蓝

(广东正超电气有限公司 515041)

摘要:开关柜是一种电气设备,现已被广泛应用到电力系统中。其中,10kV与35kV开关柜在电力系统的应用最为广泛。基于此,本文旨在探讨10kV与35kV开关柜设计的要点,以此来为业内人士提供相关的参考。

关键词:10kV与35kV;开关柜;设计要点

前言

随着社会经济的快速发展以及电力体制改革的不断深化,我国电力事业获得了极大的发展。随之而来的是,人们对供电质量的要求越来越高。10kV与35kV开关柜是电力系统中应用最为广泛的电气设备,其在很大程度上直接影响了供电的质量。因此,对10kV与35kV开关柜合计的要点进行分析已成为当前亟需解决的问题之一。

一、开关柜设计中温升分析

电力系统在正常的运行过程中,开关柜中各电器元件均会出现发热的情况。据相关文献研究资料可知,开关柜中各电器元件的温升均必须满足相应的标准。例如,能够被触及的盖板和外壳的温升应≤20K。同时,在额定电流与频率下,主回路的温升必须严格遵守相关的规定。此外,设计人员在对10kV与35kV开关柜进行设计时,还应采取行之有效的策略来满足温升的要求。例如,非导磁材料的合理应用、自然风冷条件下烟囱效应结构的应用以及导电联接面镀锡或镀银工艺的应用等。

二、开关柜设计中爬电距离分析

设计人员在对10kV与35kV开关柜进行设计时,必须满足爬电距离的要求。据相关文献研究资料表明,户外设备最小公称爬电比距分级数值主要由外绝缘污秽等级或材质所决定的。一般而言,所选择的外绝缘污秽等级为Ⅱ级。在此情况下,若材质为有机材料,则最小公称爬电比距为20mm/kV;若材质为瓷质材料时,则最小公称爬电比距为18mm/kV。同时,对于潮湿或者盐雾大的地区,则外绝缘污秽等级应选择Ⅲ级。在此情况下,最小公称爬电比距均为25 mm/kV。此外,为了满足爬电距离的要求,电力企业或单位可以增加或增大绝缘子伞群,并增设带温控装置的加热器于10kV与35kV开关柜中的断路器室和电缆室。

由于篇幅有限,本文仅以外绝缘污秽Ⅱ级为例来对爬电距离进行分析。据相关文献研究资料可知,若是瓷质材料时,则10kV开关柜的爬电距离应≥216毫米,35kV开关柜的爬电距离应≥729毫米;若是有机材料时,则10kV开关柜的爬电距离应≥240毫米,35kV开关柜的爬电距离应≥810毫米。

三、开关柜设计中安全净距分析

在满足了爬电距离要求的同时,还必须满足安全净距。因此,在对10kV与35kV开关柜进行设计时,设计人员必须确保带电元器件之间的安全净距,以此来避免出现短路问题。一般而言,在理想状态下,若海拔≤1000米时,10kV开关柜之间或者相对地的距离应≥125毫米,而35kV开关柜则应≥300毫米;若海拔>1000米时,则应修正绝缘距离。同时,当开关柜不能满足绝缘距离要求时,则应采取行之有效的策略来对绝缘问题进行解决。例如,设计人员在对绝缘材料进行选择时,可以选用高压绝缘热缩材料。特别对于35kV开关柜除了安全净距外,柜内各处电场的均匀性对绝缘影响极大,必须给以更大的关注。

四、开关柜设计中五防联锁分析

经过多年的研究,对于开关柜设计中的五防联锁已有非常明确的要求。一般而言,设计人员在对10kV与35kV开关柜进行设计时,必须严格遵守“五防”要求。同时,为了满足“五防”要求,可以在开关柜的前、后门以及接地刀等处设置电气闭锁和机械闭锁。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,在对非标准柜进行设计时,不仅要充分对防误要求进行考虑,而且还必须做到简单可靠。例如,在对35kV开关柜的后门进行设计时,可以将其做成封板,且所做成的封板应采用特殊螺栓进行紧固。这不仅能满足“五防”要求,而且还不用加电磁锁或较为复杂的电气闭锁与机械闭锁。

五、开关柜设计中防护等级分析

为了确保人们的生命安全,设计人员在对10kV与35kV开关柜进行设计时,必须充分考虑到开关柜应达到的防护等级。当前,对于外壳防护等级的要求与试验方法,已有了明确的规定。同时,防护等级代码中的特征数字表示了不同的含义。例如,第一位特征数字一般表示为对固体防护。值得注意的是,随着防护等级的越来越高,其散热条件会越来越差,生产成本也会越来越高。故而,设计人员不能单纯地仅仅只追求防护等级。据相关文献研究资料表明,10kV与35kV开关柜的防护等级应选择IP3X或IP4X。

六、开关柜设计中开关柜接地分析

由于开关柜中的所有电器元件均为带电体;因此,开关柜的外壳必须接地,以此来确保检修人员的生命安全。在此基础上,设计人员在对10kV与35kV开关柜进行设计时必须做到以下几点:一是,将接地母线设置在沿着所有开关柜的宽度方向,且接地母线必须是专用贯通的;二是,所有电器元件的接地必须与专用接地母线连接起来;三是,必须将工作接地与保护接地进行分开;等等。

七、开关柜设计中动稳定分析

在电力系统正常运行的过程之中,开关柜不可避免地会承受不同额定的短路开断电流。在这种情况下,同相或相间的母线会出现较大的电动力。为了避免母线出现明显的位移情况,应借助支撑绝缘子来进行支撑。一般而言,两个绝缘子之间的距离必须在1000或1000毫米以下。同时,针对薄弱环节,还应采取有效策略进行加强。

八、开关柜设计中柜内元器件安装分析

元器件的安装是否合理,在很大程度上直接影响了开关柜的性能指标与现场使用。一般而言,开关柜内元器件的安装主要包括二次元件、电流互感器以及避雷器。其具体内容如下:

(一)二次元件安全间距

设计人员在对二次元件进行安装时,必须对二次导线的安全距离进行充分考虑。在10kV与35kV开关柜的内部,若使用定位片的方式来对二次电缆进行固定,则会在定位片失去粘性脱落后导致部分二次元件的安全距离出现不足的情况,从而严重危及到一、二次系统的安全。要解决这个问题,设计人员可以在开关柜的内部设置专用走线槽布线。

(二)电流互感器安装设计

在10kV与35kV开关柜的生产过程中,必须满足高压电流互感器对地的安全距离。基于此,在对电流互感器进行安装设计时,应将其铜导线固定孔设计在穿芯高压电流互感器所在相别的铜铝排出口处。值得注意的是,若是对电流互感器进行垂直安装,则应在上出口处设计固定孔,并使用扎带将多余的导线束于电流互感器的内部。

(三)避雷器安装

在对避雷器进行安装时,不仅要充分考虑到绝缘距离,而且还要对施工结束后用户的安全用电与开关柜绝缘间距进行充分考虑。一般而言,避雷器主要安装在高压导流体的A、B以及C相。同时,避雷器安装的位置必须高于开关柜底部。

结束语

综上所述,在电力系统运行过程之中,开关柜发挥着极其重要的作用,且其质量的优劣直接影响了供电的稳定性和可靠性。同时,10kV与35kV开关柜是目前应用最为广泛的开关柜。因此,电力企业或单位必须重视10kV与35kV开关柜设计方面的工作,并采取有效策略来确保设计的质量和水平。又由于本文篇幅有限,必然存在不足之处。故而,这还需要我们进一步对10kV与35kV开关柜设计的要点进行探讨和分析。

参考文献:

[1]任海波,单晖,李迎春等.10kV及35kV开关柜设计[J].电工技术,2011(12).

[2]陈刚.10kV、35kV开关柜的探讨与研究[J].科学与财富,2015(7).

[3]李念乔,刘稳坚,王瑛等.35kV变电站升压改造选用10kV双层开关柜的研究[J].供用电,2012(6).

[4]余绪和.10kV配电开关柜设计要点分析[J].建筑工程技术与设计,2014(18).

[5]杨成.浅谈10KV开关柜特点及设计问题[J].商品与质量?学术观察,2014(9).

论文作者:林则蓝

论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿

论文发表时间:2015/12/23

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