摘要：高压成套开关设备是影响配电网运行安全和终端用户用电安全可靠、节能经济的重要设备，是低压配电网系统中的核心设备，应用非常广泛且价值巨大。本文就其电路、元件排布、设备性能的优化进行讨论，并以开关柜为例，对其进行具体的优化分析。
关键词：电路优化；设备性能；高低压；开关柜；元件排布
一、高低压成套开关设备的电路优化
1.确定负荷。在主电路的优化设计中，需要确定负荷的特性，以便满足系统的使用要求，在负荷的确定因素中，需要考虑容量、供电距离、分布以及设备等因素，设计合理的电压供给方案，以此来提升设备的功率因数。其主要优化措施如下：①需要满足设备长期和短期运用的系数以及季节性的运用系数，最大程度的保障系统的使用性能；②需要充分的考虑环境因素，需要保证系统的短路电流和接地不会对设备的运行状态产生影响；③在设计中要注重电路的排布问题，满足建筑的设计需求，保障电路的适用性；④需要优化一系列的相关参数参数；⑤需要通过元件以及柜体来满足用户的需求。
2.辅料的优化。在高低压成套开关设备的运行中，母排、电缆以及壳体均对设备的运行具有较大的影响。如母排弧导线具有铜和铝两种常见的形式和规格，在优化设计过程中，需要根据工程和用户的使用需求进行合理的配置，在设计的过程中，要保障用户的过载裕度，使其在保证使用性能的基础上，可以最大程度的节约成本。如在高低压成套开关设备的设计中，母排的设计可以采用铜排；对于电流较大的线路，可以采用多跟铜排并联的方式进行设计，这样可以提升设备的整体载流能力，同时可以节约开支，提升系统的整体性能。
3.环境因素的优化。综合的考虑环境因素可以最大程度的保障高低压成套开关设备的使用性能。如：①对于粉尘或者带电粒子相对较多的环境，可采用密封性好以及体积相对较小的元件，以提升设备的整体运用性能；②对于海拔较高或者震动性较强的环境，可采用具有抗震性能的元件；③对于高层建筑的设计，可尽量采用电缆桥架的方式连接线路，以降低下层的线路数量。
二、高低压成套开关设备的元件排布优化
1.元件结构形式。此点要保证安装高度与柜底之间的间距在20cm以上，以便可以保证设备的维修效率；对于操作手柄的设计，需要距离柜底1.5m左右；在仪表的设计中，需要控制在视线可及的范围内；对于具有热量散发的元件，需要添加散热装置；例如在大电流及负荷的元件设计优化中，其线路相对较多，在设计过程中，需要将柜体设计在位置较低处，以便可以提升布线的效率。另外，在设计的过程中，要考虑建筑的整体结构形式，从而对线路的排布以及柜体的安装进行合理的结构优化，保障最佳的性能。
2.符合柜体的排布设计。此点可根据柜体的形式来进行优化设计，如在抽屉类的柜体设计中，可以选择插拔式开关，其可以提升设备的操作性。同时，在元件的排布过程中，要考虑整体的空间结构，对于结构较为紧密的排布，需要选择结构较小以及防护性能高的元件，其可以提升系统的整体使用性能。另外，在元件的设计中，对于操作性较高的元件，需要保障拆卸位置的合理性。总之，只有保证符合柜体的排布方式，才可最大程度的保障其性能。
三、设备性能优化方案
在系统的优化方案中，对低压成套开关设备的优化，需要根据用户的使用量，设置合理的载流容量，以便最大程度的保证设备的使用性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，在空气污染较为严重或者湿度相对较大的地区，需要设置抵抗电离以及密封措施，降低元件的损坏。此外，优化高压成套开关设备时，需要保证柜体的结构强度，使其在承担错误操作时，可以避免元件受到损伤；在设计过程中，需要保证程序锁以及闭锁电磁铁可以进入条件限制。另外，在设计过程中，对于非标准柜体的设计，需要在满足使用条件的基础上，提升整体的承受能力，这样可以避免安全事故的发生率。
以开关柜为例，其常见的故障如下：①绝缘事故。其主要是柜内放电、CT闪络和相间闪络。断路器与开关柜不匹配，绝缘尺寸不够，柜内隔板吸潮，爬距不足，老旧开关改造不彻底，未进行加强绝缘措施等原因造成；②载流故障。主要集中在12kV -- 40.5kV中压开关设备上，触头过热，引线过热，常扩大为绝缘事故。主要是由于插头接触不良、插头偏心等原因导致过热，以致起弧烧坏设备。出现上述情况的原因固然是多方面的，笔者根据实践提出几点参考意见：①在630A~4000A范围内体积不应大于现有的各种柜型，否则小型化的趋势没有体现；②各项指标不低于现有的各种柜型甚至更高，这是没有任何折扣的要求；③操作要方便、省力，这是一个共性的要求；④必要时检修要方便，否则就不具备代替手车柜的条件；⑤外观的美观程度不能低于现有的各种柜型；⑥以空气做相间、和相对地绝缘，这是消除绝缘事故的最实用的方法；⑦断口可视、可测（温升），方便维护，这是预防事故发生的有效措施。
四、确保高低压成套开关设备可靠运行的策略
1.应用在线监测技术。随着计算机网络技术的发展，在线监测技术得到了较快的发展与应用，比如超声波监测技术的研究和拓展，可以迅速的发现开关柜在运行期间发生的任何异常状况，并自动的发出告警，给操作人员以提示，以便操作人员能够迅速的提出应对措施，尽快予以解决。
2.改善运行环境。运行环境的复杂性常常引发安全事故，因此，相关部门应不断改善高压开关柜的运行环境，在每年的雨季到来前要做好防洪准备；在气温较高时，要确保高压开关柜的通风效果良好，以及时的进行散热；在条件允许的情况下，应在高压开关柜机房内装设空调，以及除湿器，将室内的温、湿度控制在合理的范围内，以确保高压开关柜的正常运行；还应安排专门人员定期对柜体进行清扫，避免污闪情况的发生等。
3.完善防误闭锁功能。严格遵循高压开关柜的设计标准，对防误功能进行不断的完善，同时，将微机五防在高压开关柜的防误闭锁功能中合理的运用，以不断提高其防误闭锁性能。工作人员在对高压开关柜进行日程操作时，要严格遵照变电运行倒闸作业等规章规范，依照制定的操作顺序来进行操作，以尽可能的避免由于工作人员的失误而导致安全事故的发生。
4.提升配件质量。相关单位应加强对高压开关柜的出厂检验、功能调试、最终验收等过程的监督、控制，确保严格依照技术标准以及设计要求进行设备的安装和操作。在施工作业时，安排专人监督，确保施工质量。交接验收过程，严格遵照给出的设计标准进行，确保验收无隐患。在投入使用后，加强日常检修作业，注意对开关装置、电气线路、连接螺栓、机械辅助系统的检查、测试；重点关注柜内易损器件的检查，避免机械部件出现松动；对柜内母线等部位进行定期清扫。
五、小结
总之，高低压开关柜对电力系统的运行有着重要的影响，本文主要就高低压成套开关设备的电路、元件排布、设备性能的优化和可靠运行方面进行讨论，并以开关柜为例，对其进行了具体的优化分析。
参考文献：
[1]顾齐红.从报告评定角度探讨低压成套开关设备工厂一致性检查[J].认证技术，2011（3).
[2]郑丽，杨杰.铝合金型材骨架在成套开关设备中的设计应用[J].电气制造，2011（1).
论文作者:杜建波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
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