摘要：本文说明了6～10kV高压开关柜压力释放通道的重要性。详细论述了KYN、XGN、DXG、HXGN等柜型，压力释放通道、释放口尺寸的选择，压力释放板的安装。解决高压开关柜的压力释放困难问题，有效地引导电弧喷射的方向，释放高压气体的能量，保证值班人员的安全。
关键字：高压开关柜；压力释放装置
1、引言
高压开关柜是电网重要的一次变电设备，为保证其运行稳定，应从设计、材料、工艺、试验、选型、运维等各个环节加强管控。严格按照典型设计要求，结合国家、行业标准，提出设计技术要求，从根本上杜绝接线隐患；依据国家和行业标准、以及反事故措施，制定严要求的设备招标文件，防止不合格产品入网运行；加强驻厂监造力度，对生产关键点、出厂试验严格见证，对于不合格产品坚决不允许其出厂；积极开展开关柜缺陷治理，强化反事故措施执行；完善开关柜防误功能，加强防误闭锁装置的管理，装设带电显示装置，并与“五防”系统配合，保证防误闭锁的全面性和强制性。
2、高压开关柜压力释放的重要性
日常生活中，一般高压开关柜均为封闭式，存在着很大的安全隐患，当断路器或母线室发生内部故障电弧时，伴随着电弧的出现，高压开关柜内部气压升高，温度升高，如果没有做好高压开关柜安全泄压工作，或者高压开关柜的安全泄压通道存在缺陷，安全泄压装置不通畅，高温气流便会由高压柜正面释放，甚至发生爆炸事故，对操作人员或周边人员造成伤害。因此，高压开关柜故障时压力的及时释放是避免造成安全事故的重要举措。
开关柜在运行过程中，因为种种原因（如绝缘老化、人为操作失误、有异物进入等）造成一次回路发生短路故障，数千安培的短路电流，产生强大的弧光，弧光巨大的热量瞬间将柜内气体温度迅速升高，使柜内气体体积快速膨胀，柜内气体由常温、常压，变为高温、高压。
高温、高压气体若没有效释放通道，会造成本柜炸裂，影响相邻开关柜的完好性，同时可能对人员造成伤害。因此，开关柜必须考虑有效压力释放措施。
3、压力释放通道设置及释放方向
3.1通道设置
一次回路母线室、断路器室、电缆室必须考虑压力释放通道，且各室压力释放通道必须独立设置。若共用压力释放通道，当电缆室发生短路故障时，弧光会对断路器室、母线室造成损害。
3.2释放方向
开关柜的压力释放方向必须优先考虑顶部泄压，在顶部难以实现时，可考虑柜后泄压。
3.3 开关柜的泄压装置要求
柜体强度：开关柜的柜体强度要能满足内部燃弧试验要求，特别是正面大门、铰链等必须加强设计；泄压装置既要保证可靠，同时也能满足机械强度的要求；安装：泄压装置的安装施工时必须严格按照设计图纸工艺要求，未经设计许可，不得擅自更改。
4、各型开关柜的泄压措施
4.1金属铠装移开式开关柜的泄压措施：KYN系列
此系列开关柜的断路器、母线室保、电缆室，设置独立的压力释放通道，泄压方向为柜顶方向。泄压窗设置在柜顶扣除仪表室柜顶面积后，剩余面积的中部。泄压窗口为长680mm、宽250mm的长方形，泄压窗口长度方向与柜门平行。泄压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗口覆盖金属板，绞链侧与柜子正面平行，并用铁螺钉固定，另一侧用尼龙螺钉固定。
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4.2箱式开关柜的泄压措施XGN系列
此系列在断器室、母室设置泄压通道，泄压方向为柜顶方向。电缆室的下部设置泄压通道，泄压方向为柜后方向。
柜顶泄压通道：泄压窗设置在柜顶扣除仪表室柜顶面积后，剩余面积的中部。泄压窗口为长935mm、宽350mm的长方形，泄压窗口长度方向与柜子正面平行。泄压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗口覆盖金属板，绞链侧与柜子正面平行，并用铁螺钉固定，另一侧用尼龙螺钉固定。
柜后方向泄压通道：泄压窗设置在电缆室门中部，泄压窗口为长300mm、宽125mm的长方形，泄压窗口长度方向与电缆室下底边平行。泄压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗口覆盖金属板，绞链侧与电缆室上边沿与柜子正面平行，并用铁螺钉固定，另一侧用尼龙螺钉固定。
4.3箱式开关柜的泄压措施DXG、HXGN
箱式开天柜的母室顶部设置泄压通道，泄压方向为柜顶方向。电缆室后下部、关室后部设置泄压通道，泄压方向为柜后方向。
柜顶泄压通道：泄压窗设置在柜顶扣除仪表室柜顶面积后，剩余面积的中部。泄压窗口为长350mm、宽125mm的长方形，泄压窗口长度方向与柜子正面平行。泄压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗口覆盖金属板，绞链侧与柜子正面平行，并用铁螺钉固定，另一侧用尼龙螺钉固定。
柜后方向泄压通道：泄压窗设置在电缆室（开关室）门中部，泄压窗口为长120mm、宽50mm的长方形，泄压窗口长度方向与电缆室（开关室）上边沿平行。泄压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗口覆盖金属板，绞链侧与电缆室（开关室）上边沿平行，并用铁螺钉固定，另一侧用尼龙螺钉固定。
4.4措施总结
在实际运行中，金属封闭开关柜本身有缺陷，加之运行条件恶劣导致的绝缘性能劣化或误操作等原因，都会造成内部发生电弧故障。短路产生的电弧温度高、能量大，电弧本身是质量极轻的等离子气体，在电动力和热气的作用下电弧会在柜内高速移动并造成故障范围迅速扩大。在此情况下，绝缘材料气化，金属融化，开关柜内部温度及压力骤升，如果未设计或安装合格的压力释放通道，巨大的压力会造成柜体隔板、门板、铰链、观察窗严重变形甚至断裂，电弧产生的高温气流喷出柜体，造成设备附近的运行维护人员严重灼伤，甚至危及生命安全。因此，必须采取措施，解决设备存在未设置泄压通道、泄压通道设置不合理、内部电弧释放能力未经试验验证以及试验时的考核不严格等问题。
5、压力释放在柜体设计方面的要求
固体绝缘开关柜的设计与传统的开关柜设计有很大不同，小型固体绝缘开关柜减小了高压室和电缆室的可用空间，使开关柜内的电弧障碍和长期发热问题有所改善。同时，由于三相之间的距离减小，使得固体绝缘柜的强度增加。利用环氧树脂作为绝缘材料，在一定程度上增加了固体绝缘柜的重量，柜体强度也有所增加。柜体的设计上需要在柜体小型化的同时，利用双折边技术可以加大柜体立柱和横梁的强度，使通风口和压力释放口的有效面积增大。
6、结语
实践证明，通过对柜子压力释放，可以有效防止由于压力释放不畅造成操作人员严重烧伤的恶性事故，同时，泄压通道大，速度快，不会破坏顶板，很好的降低了故障的发生率以保证其安全性能。
在电力系统中,高压开关柜得到了广泛应用,担负着控制和保护双重功能。随着电网日益扩大,综合自动化的普及以及变电站无人值班的管理模式的推广,高压开关柜的安全显得越来越重要。必须对柜子加装或更改泄压通道，严格按照型式试验标准要求进行内部电弧试验验证。在保护方面，适当压缩主变压器各段保护级差，减少故障电弧的持续破坏时间。另外，在高压开关柜的选型及设计方面，随着我国电力事业的发展，开关柜的设计永无止境，我们需要不断学习国家标准，借鉴国外大公司先进经验，为我国电力事业的发展做出贡献。
参考文献：
[1]《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》GB/T11022－2011
[2]《交流金属封闭开关设备和控制设备》GB3906－2006
论文作者:赵声飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：开关柜论文; 通道论文; 高压论文; 压力论文; 电弧论文; 方向论文; 窗口论文; 《电力设备》2018年第19期论文;