摘要：10kV配电开关柜在电网中发挥着重要作用，但是由于其结构的特性导致设计上存在一定的难度。相对于发达国家的先进技术，我国在此方面的设计研究还处于初期阶段，设计理论和实际的工作环境还不能很好地融合。在高速的电网建设进程中，相关技术人员经过对以往经验的总结和分析，已经积累大量的数据，为10kV高压开关柜的研究设计提供了丰富详实的数据参考和技术资料。鉴于此，本文主要分析10kV配电开关柜的设计应用问题及对策。
关键词：10kV配电系统；高压开关柜；设计
1、概述
10kV 高压开关柜是一种成套配电装置，在配电系统中处于承上启下的位置，在电路中起到通断、控制或保护等作用，其组成部件包括：接地开关、隔离开关、负荷开关、占用变压器、高压熔断器、高压断路器、互感器与接触器，和一些调整、保护、控制、测量的装置，支持件、连接件内部辅件。一般来说，空气、绝缘气体或复合绝缘材料为开关柜内的绝缘介质。应当重点注意的是：为防止在运行中的高压开关柜发生事故，设计者应严格依据我国有关标准、客户需要设计 10kV 高压开关柜。
2、10kV配电开关柜的设计应用问题
2.1防爆性能较差
在开关柜运行过程中，在出现人为操作失误、短路、绝缘老化等问题时会造成一次回路的短路故障发生，短路电流会瞬间产生高温、高压气体，若这些气体在开关柜柜体内不能进行有效释放，会导致开关柜的炸裂，损坏相邻开关柜并极有可能造成人身伤害事故。应注重有效泄压措施，泄压方向可优先选择顶部泄压，顶部泄压难以实现时可考虑柜后泄压，注意在断路器室、母线室及电缆室等一次回路隔室设置泄压通道，并保持泄压通道相对独立。
2.2绝缘性能较差
（1）爬距空气间隙过小会出现绝缘损坏情况，在柜体体积较小的手车柜中，断路器与隔离插头之间的间距和距离的减少，难以保证开关柜的绝缘性；（2）由于在接电时产生接触不良，或是由于容量不足导致柜体内产生发热情况导致起火；（3）开关柜生产质量问题，在开关柜装配过程中其整体耐压水平不能得到保证，一些单体原件在测试时并无异常，当装配完成一个整体时却不能通过耐压测试；（4）受周围环境影响，开关柜的套管、母线及绝缘子的绝缘等级会下降，一种可能是由于绝缘子表面有污秽并出现潮湿情况，导致污闪，另一种可能是绝缘子串的泄露距离太短，对污秽及潮湿的环境难以适应；（5）雷击等自然现象也会引发开关柜的放电事故。
3、10kV配电开关柜的设计要点及对策
3.1保证安全净距
在设计时，所有的元器件特别是无绝缘材料保护的元器件都能够保持相应的安全净距，保证这些带电元器件能够有安全合理的间隔，元器件的距离要保持合理化，以免因相互影响而造成电路短路。对电力系统起到保护的作用，避免引起电力系统发生故障。根据相关的要求，高压配电在利用空气作为绝缘介质时，在海拔1000m以上，就要保持开关柜相与相之间的距离在125mm之上，这样的情况在开关柜的空间中很难保证安全净距。在此情况下就要使用其它的材料，如绝缘热缩材料或者DMC、SMC之类的绝缘板，但是要警惕的问题是：热缩材料要保证绝缘距离在80mm以上。绝缘板要保持导体与板材之间在15mm以上的间隙，同时需要加强维护和检查。如果柜壳与导流体的距离过近时，应使用穿墙套管，如果是非标柜体，则不能使用此方法。
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3.2五防连锁
避免断路器在工作中被误分或者误合，严禁隔离开关在带电负荷状态下被分合与推拉，在10kV高压开关柜中使用五防连锁，也为了避免接地开关在带电状态下操合，以保证10kV高压开关柜在工作中的安全性与可靠性。在设计中也要遵循这些原则。当前生产商提供的产品中，很多的开关柜都达到了相关的生产标准，功能上和作用方面表现良好，高压开关柜工作的可靠性和安全性得到增强。
3.3爬电距离控制
根据不同绝缘污秽等级以及实验技术条件的规定和要求，对开关柜的爬电距离做出明确的规定。一般情况下，组价和绝缘件之间的绝缘比距应大于18mm/kV，如果采用有机绝缘的方式，就要保证绝缘比距高于20mm。绝缘要求的增加为厂家和设计带来一定难度，因此在元件制造中需要定做，为满足相关的要求往往采用加高或加大裙边的做法，在一定程度上保证生产元器件符合相关要求。此外，还应当尝试设计利用加热器等部件。
3.4注意开关柜运行环境
10kV开关柜的绝缘放电故障、导体锈蚀以及污闪等问题在很大程度上是由恶劣的运行环境所造成的。因此，运行单位也要注意采取相应措施对10kV开关柜的运行环境进行改善，如雨水较多的季节，要加强排水工作；在夏季负荷高峰期，要加强10kV开关房的通风散热，避免温度过高而引起电气元件的老化和失效；在10kV开关房安装空调和除湿设备，降低开关柜内部的潮气,相对湿度过大时，随着昼夜温差变化会有凝露现象产生，凝露现象的存在，对一次二次回路的正常运行都带来安全隐患；运行中要加强对开关柜的清扫，做到“逢停即扫”，限制污闪发生。
3.5加强对开关柜的运行巡检工作
运行单位在变电站无人值守的情况下要定期对10kV开关柜开展运行巡检工作，以及时掌握开关柜的运行情况。在巡检过程中，要做到高度认真和细致分析，有时一个小小的放电现象在下一次巡检时都有可能已发展成绝缘故障。此外，还要利用红外测温仪等设备对开关柜的导电回路进行带电测温，一旦发现有异常温升就可以通知调度部门适当转移该台开关柜的负荷，以避免温度进一步升高。
总之，在现代社会经济的发展过程中，工业化水平和居民生活水平大幅度提高，对于电力的运用和依赖性也越来越高，对电力设备的质量和工作效率的要求也更高。在现阶段，10kV配网系统的应用非常广泛，同样的高压开关柜的应用也很普遍。高压开关柜作为电力系统中的重要部分，其性能对10kV配网的运行具有重要意义。在实际的应用中，高压开关柜普遍可以达到现阶段的基本工作，但是也存在一些问题。这些问题对电网的安全性、稳定性都造成了不良影响，分析其问题并出具相关的对策，对于10kV配电高压开关的设计改进具有重要意义。
参考文献
[1]谢建鹏.10kV配电开关柜设计应用问题及对策[J].中国战略新兴产业,2017(40):219+221.
[2]李祥永,张越,李倩.10kV配电开关柜设计要点及防范措施[J].智能建筑电气技术,2017,11(02):75-76+87.
[3]吴秀霞.10kV配电开关柜设计要点分析[J].山东工业技术,2016(22):177.
[4]于建武.10kV配电开关柜设计要点及防范措施[J].科技展望,2016,26(29):81.
论文作者:王跃
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
标签：开关柜论文; 高压论文; 距离论文; 断路器论文; 回路论文; 元器件论文; 运行环境论文; 《基层建设》2019年第5期论文;