机电ｉＭ：备 ＩＤＩＡＮＳＨＥＢＥ 浅谈中压开关柜设计中的相关问题 唐莉莉 （国家中低压输配电设备质量监督检验中心５２３３２０） 【摘要】中压开关柜在电力系统中线路的投入、退出、故障线路的切除起着重要作用，对电网和负荷的安全、稳定运 行有着保护和控制效果，是电力系统中不可或缺的重要设备。其质量的优劣直接影响着电力系统运行的安全和供电的可靠性， 也影响着人们的Ｅｌ常生产生活，所以在设计中压开关柜的时候，一定要确保其结构科学合理，确保安全输送电负荷。 【关键词】中压开关柜；结构；设计分析 中压开关柜在电力系统中有着十分广泛的应用，针对于 该置放在两者正中间的位置，两者之间的空气距离应根据中 不同的应用载体的不同，中压开关柜的具体构造也不尽相 压开关柜的具体压值进行设计。这种方式的缺陷就是绝缘板 同。但总体来说，中压开关柜的电力系统并不复杂，而且存 容易老化，在使用过程中要进行定期的维修和检查。（２）可 在一定的相似性，就是把变电所、发电厂、配电线和终端用 以使用热缩套把高压带电体套起来以起到隔绝效果的方法， 户连在一起的电力系统．对其走线方式，国家电力法规都有明 在操作过程中，也应该留有适当的距离，这种方法也有缺陷， 确的规定。本文着重对中压开关柜设计中的关键性问题进行 使用时间久了，热缩套也会发生老化现象，也要注意定期检 分析。 查和更换。（３）针对以上两种现象存在的老化问题，国外有 一一、中压开关柜的结构 种先进的设计理念。就是对带电导体进行缩小改良，但是 中压开关柜经常采用组装式结构，它的优点在于需要改 这种方法的投入比较大，运用起来过程相对繁琐，在我国并 变结构或者改变方案时，只需要更换几个组件就可以实现。 没有大面积使用。 快捷容易。一般的中压开关柜设有五个隔室，包括断路器室、 ２、爬电距离的设计分析。电力系统用户对系统的可靠 母线室、小母线室、电缆室、仪表室。其中断路器室因为断 性要求很高，在设计开关柜的实际操作中要使用符合条件要 路器的安装方式不同可分为同定式和移开式（手车式）。同 求的组件和支撑件。不同压值和形状的开关柜，对纯瓷器绝 定式就是把母线直接与断路器相连接的安装方式，而手车式 缘件和有机绝缘件的规格不同，因此在选择元器件的时候应 是把母线和手车通过一个隔离插头连接的方式 。母线室是 该慎重和仔细，选择适合设计需求的元器件。还要注意开关 装配系统主母线的隔室，共用主母线的开关柜通过母线室的 柜的适用场所和周边环境，杜绝中压开关柜的周边出现影响 主母线贯通实现连接。主母线的大小和承受的载荷都要满足 其高效运营的因素，可以通过在开关柜中添加自动控制加热 一定的动、热值的需求。电缆室是搭接进出线电缆的隔室， 器来防止发生凝露。 同时电缆室也安装有一些电器元件，包括互感器、避雷设备、 ３、五防联锁思维设计分析。五防联锁装置可以有效防 接地开关等。仪表室就是安装二次元件的地方，把这些元件 止因操作人员的失误而引起的事故。操作人员除了在平时的 通过二次连接起来就可以达到控制开关柜的各项功能的目 工作过程中进行培训强化自己的操作能力外，在设计开关柜 的。小母线室则是安装一些比较简单的设备，例如照明、低 时，可以采取加入强化自行的联锁装置的防护措施。开关柜 压元器件、小母线等。各隔室之间既有联系又相互独立，要 的型号不同，其联锁装置也不同，一般采用的多是互相制约 从安全、经济的角度布置一次元件，例如一次元件的结构强 互相连接的机械传动方式，是要按照设定的程序进行操作， 度、承受的动、热值范围及电器需求等因素。 这种操作系统结构复杂，可靠性比较高，对生产要求的工艺 二、中压开关柜设计中的关键性问题分析 标准也高。机械程序锁的方式结构比较简单，但是容易引起 中压开关柜是一种成套配电装置，它的组件包括高压断 人工操作失误，又不适用于无人值守变电器。电磁锁的方式 路器、负荷开关、高压熔断器、隔离开关、互感器、内部连 也有运用到五防中，但是它容易被破坏，需要外部电源供电， 接件、辅件、外壳、支持件以及控制、测量、保护、调节装 可靠性不是太强。在高压开关柜的设计中要根据不同的要求 置。柜内空间以空气或符合要求的绝缘材料作介质，用以接 进行使用，以下对五防的功能进行具体分析。 受和分配５０Ｈｚ、３ＫＶ～３５ＫＶ电网的三相电能。目前中压开关 １）防止误５＞－／合断路器。我国的变电站多分为无人值守 柜在国内市场运用比较广泛，以下针对中压开关柜设计中的 与有人值守两种类型。无人值守的变电器，是利用断路器进 关键性问题，如安全净距、爬电间距、防护等方面的问题进 行远程操作，为了防止远程操作引起的事故是要加入电器联 行简析。 锁装置的。对于有人值守变电器，可以使用带有不同颜色、 １、安全净距的设计分析。因为中压开关柜是对于三相 编号的指示牌对相应的断路器进行编号，通过翻牌来实现控 交流电进行分配，所以它们相互间一定要保持一定的距离， 制电路。 不然容易引起短路，从而影响整个电力系统。这就要求在中 ２）避免负荷分合隔离的事故。应防止带电负荷分合上 压开关柜设计过程中要考虑绝缘距离的，并且可以通过以下 下的隔离开关及退出、推进断路器手车，避免这些影响发展 方法计算出适合开关柜的大小和形状。（１）可以通过在每两 成事故，就要用机械联锁的方式进行强制性联锁，这是南于 者之间插入一块绝缘隔板的方法来调试绝缘间距。绝缘板应 下转第６６页 —－——６４・——— ２０１４年第Ｏ７期 机电设备 ｌＤｔＡＮＳＨＥＢＥＩ １、在真空断路器的使用过程中，时常保持清洁，清洁 的重点便在于绝缘杆和绝缘子以及真空灭弧室的绝缘外壳， 要保持它们的清洁，不能出现“铺满灰尘”的现象。 ２、在真空断路器工作运行中，有活动、摩擦的部位， 定要保持长期的润滑，定期的注入润滑油，以保持这些部 一秀厂家也有自主研发的触头系统，其中技术的差异往往也体 现在灭弧室性能的差距。此外，目前国内优秀厂家在灭弧室 生产上增加了老炼工艺，能够有效提高灭弧室电性能，当灭 弧室通过老炼后，不但能让真空断路器的设计、制作在经过 这个阶段后就能通过金属的蒸汽来实现对触头表面细丝、针 位工作时的灵活性。 ３、定期对真空断路器的内在零件进行检查，对已经磨 损的零件，要进行及时的更换。 ４、近年来得到广泛应用的固封式真空断路器，将真空 灭弧室和断路器相关的导电零件同时嵌人到环氧树脂这类 容易固化的固体绝缘材料中形成极柱，使整个断路器极柱成 为一个整体的部件，有效的保护了真空灭弧室和导体搭接 状物去处的掌握，还能实现相应电极表面材料在蒸发融化后 产生微粒喷溅以及重结的凝结效果，从而加强真空断路器的 面，极大的降低了断路器“免维护”风险。 二、如何提高真空断路器在应用中的性能 （－一）保证真空断路器的环境清洁 在真空断路器的应用中，应该保证机械设备使用的环境 清洁程度，以来保证机械设备的使用寿命。具体应该做到以 下几点：一是定时的对灭弧室以及绝缘件的灰尘进行清扫； 二是定时的对机械设备进行检测，检测是否存在破损或是机 械设备放电的情况；三是在整个设备的使用过程当中，应该 充分的保持环境清洁，对于柜内的干燥程度需要长期的保 持。 （二）真空灭弧室设计技术 绝缘强度以及抗击穿性，能够有效的提高断路器陛能的稳定 性 。而灭弧室真空环境主要取决于灭弧室生产工艺以及生 产设备，主要是真空炉的性能， （三）触头材料的改进 良好的触头材料可以有效的为真空断路器的性能、质量 提供最佳的基础。因此，灭弧室的触头材料需要选择具有开 断力强、截流水平低、炕烧蚀能力强、能保障真空程度等特 点的材料。从目前看来，最新的真空断路器灭弧室触头材料 技术便是在合金之中加入了钒，这样的材料不但可以有效的 降低触头之间击穿的可能性，还能提高灭弧室的高压环境。 从这些细节零部件的设计人手，才能制造出性能更好的真空 断路器设备。 三、结束语 综上所述，实际运用中的真空断路器还存在着一些问 题，想要在实际的运用当中得到较好的使用效果，就必须不 断的完善真空断路器结构的设计，保证其生产质量，定期进 作为真空断路器的关键技术，真空灭弧室的制造技术在 一行检查和维护，从而提高真空断路器运行的可靠性。 参考文献 定程度上决定了整个真空断路器的性能。而灭弧室的性能 主要就是机械性能和电性能，机械性能主要取决于灭弧室外 壳的机械强度，焊缝的机械强度及波纹管的机械寿命。近年 来被广泛应用的陶瓷真空灭弧室采用陶瓷作为灭弧室外壳 机械性能明显优于玻璃外壳灭弧室。灭弧室电性能主要取决 于灭弧室触头系统和灭弧室真空环境，目前国内灭弧室主要 【１】郭琛军，高巍．真空断路器在电气设备中的应用［Ｊ］．硅 谷，２０１１，１２：１４５ 【２】谈月萍．真空断路器在开关柜中的应用ｆＪ］．电工电气， ２０１ １．０１：５８—５９． 采用杯状横磁触头系统，但很多大型外国企业和部分国内优 上接第６４页 ［３】杨敏．真空断路器的常见问题及其解决措施［Ｊ］．中国高 新技术企业，２００９，２４：４７ 达到一定的温度值就会损坏元件，带来严重的损失。所以在 开关柜的设计中，针对柜中温度过高的问题，要改进制作工 手动车断路器和隔离开关无法把正常负荷电流分断及关合。 如果出现操作失误，会引起重大事故。 ３）要有效的防止接地开关及临时接地线在合闸时接通 送电，需要用机械联锁的方法解决这些容易因为人为原因产 生的失误。 艺，可以在电器连接面上镀锡或镀银以降低接触电阻，要通 过对开关柜的设计及环境的精密测量计算出选择哪种防护 材料合适，同时加强制作质量。 三、结束语 ４）防止带电操作时临时地线接通及合上了接地开关， 也要使用机械联锁法。 ５）使用机械联锁法还可以防止工人误闯带电间而引发 的触电事故。 综上所述，以上对中压开关柜设计的关键性问题进行了 分析。可以看出，在中压开关柜的设计中，每一个细小的环 节都有可能影响整个系统的质量。但是在实际的设计中，还 有可能会遇到意料之外的问题，有些问题的解决是没有理论 ４、防护等级的设计分析。在防护等级的设计中要根据 高压开关柜的特性，来设计不同的等级。但这并不是说防护 等级越高越好，等级越高成本也相对增高，散热性能越差。 中压开关柜也属于高压带电设备，安全防护措施必须做到滴 水不漏，要根据不同压值等级设计不同防护等级需求。对于 相同强度值的移开式和固定式的防护等级需求也不同。 ５、控制温度装置的设计。中压开关柜承受的电流强度 很高，内阻发热量很大。而开关柜的一次元件一般都是处于 个封闭性的空间，体积比较小，热量很难散发出去，如果 一可依的，这就要求我们在工作实践中不断积累经验，摸索出 解决问题的方法。 参考文献： ［１】陈汴浩．试论中压开关柜设计［Ｊ］＿城市建设理论研究 （电子版），２０１４，（５）． 【２】徐燕章，李庆凯．配电１０ｋＶ开关柜常见问题分析［Ｊ】．商 品与质量・学术观察，２０１２，（１ １）：２１３—２１４． 【３】朱佩龙．一种实用型中压开关柜［Ｊ１．高压电 器，２０１０，４６（５）：７４—７６，８０． 一６６一 ２０１４年第０７期