摘要：伴随着电网建设步伐的不断加快，10KV配电系统也得到了长足的发展。在整个电网中，10KV配电开关柜发挥着十分重要的作用，其运行质量直接关系到整个电网的运行质量。因此文章就10KV配电开关柜的设计应用问题进行分析，进而提出了相应的解决对策。
关键词：10KV配电开关柜；设计；问题；对策
10kV配电开关柜对于整个电力系统起着举足轻重的作用，其运行水平也将直接影响配电系统的安全。因此，做好开关柜的安全设计，对于提高其供电的安全性、可靠性以及防范事故的发生，将起到至关重要的作用。
一、10kV配电开关柜设计要点
（一）外观设计
由于开关柜的柜体材料要满足一定要求的抗燃烧性和耐火性。因此配电柜材料及尺寸的选择首先要满足安全距离、环境需要以及方便调试维护等要求，并要在一定程度上兼顾制造工艺和经济成本的限制。
（二）导体截面设计
在10kV配电开关柜中，电器元件的选择要满足最大运行工况条件下回路持续工作电流的要求。与回路的额定电流相比，主回路、各组件之间连接导体的截面要至少留自10%的裕量。10kV配电开关柜主回路导体的最小截面要根据回路持续电流或经济电流密度选择，并根据动热稳定性原理分别校核其截面积和机械强度是否满足要求。
（三）隔板设计
开关柜配备有各种各样的电器元件，元件外设一组金属隔板，在放置时作接地处理。依据DL/T5352-2006《高压配电装置设计技术规范》第8.1.3条可知，10kV配电装置高压裸导线与绝缘板的距离应＞12.5cm。
（四）接地设计
接地设计不仅是保证开关柜正常运行的需要，也是保证个人和设备安全的需要。同时，设备维修时需及时将不可拆卸的部件做接地处理。当开关柜安装在由其供电的建筑内时，其所设接地装置应与建筑物基础钢筋等相连。除另有规定外，高压交流接地开关的短时耐受电流的额定持续时间为2s。
（五）断路器与接触器
10kV配电开关柜内的电气设备（如导体、负荷开关、断路器、隔离开关等）应进行短路热稳定和短路动稳定校验，由此确定开关柜内支架的强度和硬度，保证支架的荷载能满足正常和短路运行时的最大作用力。
（六）互感器
开关柜内的变压器装置必须稳定可靠。即使开关柜中的高压元件处于异常运行状态，变压器仍需保持正常工作。一般高压变压器需防止高压设备运行时产生铁磁谐振，并保证熔断器故障时可及时断开，熔断器电流应与开关柜参数一致。
（七）隔离开关与接地开关
阻挡开关、接地开关都需设置在一个明确、清晰、易于识别的位置，且安装在开关柜的接地开关也可根据相应接受短路电流短期规划的开关柜铭牌标准设置，以确保在有短路大电流通过接地开关时设备的机械结构不受损伤。
（八）外壳与支架的防腐处理
对于未达到防腐意图的10kV高压开关柜，需选择有防腐蚀、防锈等功能的涂料进行处理。为了保证防腐处理的作用，需要做好防腐蚀表面的精加工操作，然后按照工艺规程来进行刷涂处理，达到实用、美观的目的。
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二、10kV配电开关柜设计应用问题和处理对策分析
（一）10kV配电开关柜设计应用问题分析
第一，对温升问题进行分析。10kV配电开关柜内部元器件均在封闭的空间中运行，在实际运行过程中各类元器件会产生不同的热量，热量难以散发至10kV配电开关柜外，为此导致柜内温度明显升高，在超过规定值后元器件便会出现烧坏的情况，严重时会使10kV配电开关柜无法正常运行。第二，对中压开关柜自身绝缘问题进行分析。经过研究发现导致中压开关柜出现绝缘性问题的原因主要包括如下几方面：其一，空气绝缘间隔较小。相关规定中要求空气绝缘间隙的最小值为125毫米，目前部分电力企业将相和相，相和地之间的空气绝缘间隙设置在100至125毫米之间，同相关规定要求不符，在后期使用过程中出现安全事故的几率将会有所增加。其二，配套附件绝缘性能较差。当前一些生产厂家为了最大程度的减少投入成本，存在使用绝缘性能较差的配套附件进行生产的情况，此种情况导致配电开关柜污闪电压无法达到规定要求，在后期可能会出现不同程度的意外事件。其三，在使用复合绝缘模式时未对空气间隙进行合理设置。当前一些电力企业会在中压开关柜内部合理增设绝缘隔板，进而形成带电体→空气间隙→绝缘隔板→接地体的复合绝缘模式，此种模式对提升中压开关柜运行效果有一定的积极作用，但是在实际设置过程中存在空气间隙设置过小的情况，在后期使用过程中会出现绝缘事故。其四，未做好检修工作。中压开关柜运行环境相对较差，在粉尘，蒸汽及烟雾影响下其绝缘层表面会出现被腐蚀的情况，使其绝缘性有所降低；此外电力企业未派专业人员定期进行检修，无法及时发现和解决中压开关柜的问题，进而会出现绝缘故障。
（二）解决对策
第一，对10kV配电开关柜内部温度进行密切观察。在10kV配电开关柜设计过程中设计人员可以根据实际情况在连接层涂刷适量的导电膏，同时可以对镀锡等一系列降温材料进行合理应用；除此之外电力企业需要在10kV配电开关柜内对温度测量装置及报警装置进行合理设置，在内部温度超过规定值时报警装置便会发出警报，工作人员会在第一时间赶至现场进行处理，可以保证在短时间内降低10kV配电开关柜内部温度，进而保证10kV配电开关柜正常运行。第二，提升中压开关柜绝缘性能。为了有效解决中压开关柜自身绝缘性能较差的问题，电力企业需要做好如下几方面工作：其一，在设计过程中设计人员需要根据实际情况对中压开关柜绝缘性能，体积及其他指标等进行确定，保证满足实际使用需求，并且需要将断口设置成可视和可测的形式，为后期检修过程一定的提供便利条件。其二，相关人员需要将所在地区的情况及相关规定的要求作为依据对空气绝缘间隔进行合理设置，保证设置值大于一百二十五毫米，在保证中压开关柜正常运行的同时可以减少安全事件出现的可能。其三，在选择配套附件时需要对其沿面绝缘爬电比距及其他方面性能进行严格检查，通常情况下控制瓷绝缘件的沿面绝缘爬电比距在18mm/kV左右，控制有机绝缘件的沿面绝缘爬电比距在20mm/kV左右，进而有效提升配套附件的绝缘性。其四，在使用复合绝缘模式时需要根据实际情况保证空气间隙大于三十毫米，将因空气间隙过小出现绝缘事故的几率降至最低。其五，在中压开关柜安装时做好防腐处理，在投入使用后电力企业需要派相关人员对粉尘进行清理，同时需要定期展开检修，及时发现问题及时采取有效措施进行处理，进而提升中压开关柜运行安全性。
（三）应用建议
其一，在电流较大，保护配合要求较为严格且存在重合闸要求的回路中对断路器进行合理使用，在保证工作顺利进行的同时可以减少安全事故出现的几率；其二，在容量较小且满足保护配合的情况下将负荷开关和熔断器作为开断元件，两者操作较为简单，并且能够根据实际情况快速完成熔断和限制短路电流等工作；其三，在启动次数较多的回路中将接触器和熔断器作为开断元件，减少事故发生率，延长相关设备使用年限。
总之，配电系统的基础是安全，相关工作人员需要注意开关柜配电的改善程度，在实践中不断总结经验，找出配电设备存在的问题并纠正，严格执行开关设备的10kV配电设计规范，保证质量的同时才能促进电力系统安全稳定运行，促进电力工业的健康发展。
参考文献：
[1]吴秀霞.10kV配电开关柜设计要点分析[J].山东工业技术，2016（22）
[2]沈霞.10kV配电系统高压开关柜结构设计改进[J].科技展望，2016，26（27）
[3]邱耿华.10kV配电开关柜设计原理及事故预防[J].机电信息，2011（21）
论文作者:石春见
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/14
标签：开关柜论文; 中压论文; 电流论文; 回路论文; 间隙论文; 高压论文; 柜内论文; 《电力设备》2018年第17期论文;