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摘要：高压开关柜是6～10kV配电系统的关键构件之一，对其结构进行优化设计与改进，可以显著提高6～10kV配电系统的运行安全性。基于此，本文主要分析了6～10kV配电系统高压开关柜的结构特点，探讨其系统构造在设计上存在的一些问题，最后分析优化改进对策。
关键词：6～10kV配电系统；高压开关柜；结构设计方案
引言
在传统的6～10kV配电系统当中，高压开关柜起到运行安全保护、优化系统控制的作用，主要分为负荷开关、断路器、接地开关等几种不同的设计结构。进入到新时代以来，人们在生产生活过程当中，对6～10kV配电系统的运行安全性要求与运行效率要求越来越高，这也意味着，为了适应我国智能电网的发展，为人民的生产生活提供更加便捷的电力服务，改进高压开关柜结构设计是当务之急。
一、6～10kV配电系统高压开关柜的结构特点
目前，我国的配电网络当中，6～10kV配电系统高压开关柜主要有螺旋式结构和挂钩式结构两种形式，如图1所示。
图1 6～10kV配电系统高压开关柜的结构示意图
（A为仪表室，B为断路器室，C是母线室，D是电缆室，E是小母线室。1是泄压板，二是吊环，3是活门，4是断路器，5是触头盒，6是二次插头，7加热装置，8电流互感器，9电缆，10绝缘隔板，11接地开关，12主母线，13支母线，14母线套管，15避雷器，16照明灯）
在螺旋式中置柜当中，系统通过悬杆将运转车与柜体连接在一起，并运用断路器手推车，拉进与推出，实现对断路器手车的升降工作。在挂钩式中置柜运转系统当中，运用挂钩和导向杆等等，将转车设备与柜体部分连接在一起，并通过手轮运作方式，将专车和柜体导轨面连接在一起。
二、高压开关柜的结构优化设计
从目前6～10kV配电系统运行的实际情况来看，螺旋式运转车的实际运行功能，相对于挂钩式运转车来说更强，但是，在实际的维修过程当中，螺旋式运转车的维修成本更高。这既是由于其系统的复杂结构造成的，也是由于其维修难度较高造成的，因而，在实际的6～10kV配电系统当中，我国的主要配电厂家都选择挂钩式运转车的方式。但是，随着我国智慧电网的建设，以及6～10kV配电系统运行负荷的提高，挂钩式运转车的维修运行成本，也在不断的增加，由于这种构造自身就会对断路器造成累积性的损伤，因而6～10kV配电系统的高压开关柜结构迫切的需要对挂钩式运转车，进行结构设计与优化改进。
本文主要针对铝锌板加工制成的挂钩式高压开关柜结构，进行相应的结构分析与改进对策分析。
（一）挂钩式高压开关柜运转车结构问题
第一，挂钩式高压开关柜运转车采用导向杆作为动力，在运转的过程当中，运转车与开关柜之间的连接体系稳定性不足，可能会造成运行噪音增加、运行碰撞现象以及运行振动现象等等。
第二，为了提高与柜体之间连接的稳定结构，因而挂钩运转车导轨与开关柜导轨设计上，存在缝隙问题，也会影响整个断路器的实际运行稳定性，高压开关柜可能会受到巨大冲击力，而影响结构的安全程度。
第三，在长期的使用过程当中，挂钩运转车与开关柜经过不断的碰撞和磨损，可能会发生一定程度的变形，这也会影响高压开关柜的整体形状。也就意味着，运转车与开关柜导轨之间的缝隙，会进一步加大，甚至会影响高压开关柜的使用负荷。
（二）6～10kV配电系统高压开关柜结构优化设计
1.增强连接的稳定性
运转车与开关柜导轨之间的缝隙问题，是造成挂钩式运转车结构不安全的主要原因，也就是说，只要尽可能的减少两条导轨之间的缝隙，就可以减少撞击力，从而提高挂钩式运转车的安全程度，延长高压开关柜的使用寿命。
首先，在运转车导轨上安装一个凸轮装置，从而利用摩擦自锁原理，将运转车相对的固定在导轨之上。
其次，通过设置弹簧结构，缓解挂钩运转车对开关柜的冲击作用，这个弹簧最好安装在开关柜一侧，保障不论挂钩运转车的冲击力在哪一个负荷情况下，都可以保障开关柜的基本结构稳定。
最后，利用凸轮机构的逆时针旋转原理，将挂钩运转车紧贴在高压开关柜的一侧，进行锁紧设计，这样就可以避免连锁纵向力的形成，对开关柜的稳定性造成影响，极大程度上的减少轨道之间的间隙。
2.设置腰形孔结构
将挂钩式运转车原有的连接部分，设计为腰形孔结构，从而减少不同部分连接之间产生的轴转动力。通过这种方式，也可以尽可能地减少挂钩式运转车对于高压开关柜的冲击力，提高高压开关柜的可操作性与安全性。
一方面，可以通过调整垫构建，来减少挂钩式运转车与导轨凸轮之间的间隙。另一方面，对高压开关柜的使用安全系数进行系统检测，尤其是震动性检测、噪声检测、发热性检测等等，分析挂钩运转车凸轮之间的间隙数据。计算调整垫的家中数量，从而提高高压开关柜的运行稳定性。
3.设计安全净距
6～10kV配电系统的高压开关柜结构当中，涉及到两个裸露的电子元件部分，因而为了避免对这两个元件部分造成安全冲击，技术人员在结构改进的过程当中，要对高压开关柜的电子元件进行相关的安全近距离计算，避免由于冲击问题和电磁感应问题，造成6～10kV配电系统短路现象。
（1）根据国家的相关技术规定，对不同海拔和不同位置的6～10kV配电系统高压开关柜结构进行型号选择与设备选择。一般来说，在海拔1000米以上地区的高压开关柜，电子元件的安全近距离应保障在125mm以上。在海拔2000米以上地区的高压开关柜，电子元件的安全静距离应保障在150mm以上。
（2）设计人员要根据配电室的具体空间进行相关的开关柜尺寸选择，如果6～10kV配电系统的配电室空间在20平米以下，就要对开关柜的尺寸进行适当的缩小。
（3）根据电子元件之间的绝缘性分析结果，对高压开关柜的安装情况与使用情况进行调试与分析，避免由于导电问题影响电子元件的正常工作效果。
4.五防联锁装置
这种装置主要是针对高压开关柜的连接结构进行优化改进。
第一，设计人员可以运用五防联锁装置，对高压开关柜的机械联锁结构进行改进，防止断路器结构运行失效，或者由于人员的错误操作导致超负荷开关直接接地现象的发生。第二，运用机械程序联锁控制方式，对断路器的失效现象进行及时的掌握，防止临时接地问题的产生。第三，对断路器的手车结构进行保护，分析原有断路开关器的零件加装情况，运用更高质量的绝缘元件，对原有设备的接地元件进行更换。
三、结语
综上所述，设计人员要从结构方面、绝缘性方面、操作性方面、安全性方面综合入手，提高6～10kV配电系统高压开关柜的结构设计安全程度。从本文的分析可知，研究6～10kV配电系统高压开关柜的设计，有利于从问题的角度看待目前结构设计的安全性不足问题。因而我们要加强对于高压开关柜结构的理论研究，优化设计的系统性。
参考文献：
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[2]何思阳，杨昆翰，郑永怡.基于云服务的远程高压开关柜温度控制器在线监测系统设计与实现[J].南方农机，2019，50（09）：250.
论文作者:林勤旭
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/19
标签：开关柜论文; 高压论文; 结构论文; 系统论文; 断路器论文; 导轨论文; 母线论文; 《防护工程》2019年11期论文;