浅谈10KV开关柜设计

浅谈10kV高压开关柜的设计发布时间：2023-02-07T03:17:03.641Z 来源：《福光技术》2023年1期作者：沈春延张超[导读] 电力设备是供电能够顺利进入到千家万户进行使用的基本条件。

10kV高压开关柜又是整个配电系统中必不可少的电气设备，开关柜的可靠性直接影响着配电系统的正常运行和供电质量。

上海纳杰电气成套有限公司上海市 201111摘要：随着我国科学技术和社会经济的高速发展，高压开关柜应用范围也在不断扩大，品种在不断增多，自动化、智能化的程度愈来愈高。

如何保障电力系统安全、经济、可靠的正常运行越来越受重视。

在电力供配电系统中，10kV高压开关柜是高压配电网中重要的成套设备，设计的合理性对电力系统供配电具有直接的影响作用，所以为了保障系统的正常运行，切实提高系统的运行效率，必须科学合理的对高压开关柜进行设计。

本文阐述10kV高压开关柜的设计特点，高压开关柜内部结构故障及压力释放设计，设计方案有关组件的选择，包括主母线、分支母线、电流互感器、电压互感器、高压真空断路器的选择。

关键词：高压开关柜；压力释放；互感器；真空断路器电力设备是供电能够顺利进入到千家万户进行使用的基本条件。

10kV高压开关柜又是整个配电系统中必不可少的电气设备，开关柜的可靠性直接影响着配电系统的正常运行和供电质量。

我们必须对高压开关柜的优化设计以及应用进行系统且全面的研究，在不断的实践之中积累经验，善于发现现有高压开关设备设计中存在的不足并加以改进。

1高压开关设备的主要组成10kV高压开关柜设备主要适用于发电厂、换流站、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业、地铁高铁和住宅小区、商务会展中心等各种不同场所。

10kV高压开关柜设备是以真空断路器为主电气元件，是指成套的生产厂家根据设计院的电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器设备一二次器件（包括真空断路器、接地开关、避雷器、触头罩、互感器、微型断路器、转换开关、指示灯、微机综合保护装置、测量仪表，温湿度控制器、带电显示装置等）以及主、分支铜母线、联锁操作机构、绝缘子等设备装配在封闭式金属铠装开关柜柜体内，作为系统中受电和配电的装置。

（2）分支母线
在已经确定主母线的规格的情况下，选择联络柜以及分段柜等母线的标准也就同时被确定，通常来说其选择标准与选择主母线的标准是一致的。但在某些特殊情况下，以其能够承受的额定电流作为一个前提，分支母线与主母线之间的规格可以略微不同，但是为了保持整体的连贯性，接口尺寸这一部分必须要保持两者相同。对分支母线进行选择的标准不仅与母线选择的标V的高压开关柜的电流互感器之间存在着一定关系。
（2）距离
安全净距表示的是10 kV的高压开关柜的柜体内部的器件与地面空气之间相隔的距离。一个合理的安全净距可以使这种高压开关柜能够运行正常，避免其在运行的过程中发生短路故障，从而使得电力系统被破坏。以设计文件中的有关要求作为依据，如果海拔的高度等于一千米同时空气作为绝缘的介质时，这种高压开关柜与地之间的距离需要大于125毫米，且这个距离会由于海拔高度的不同而有相应的调整。但在实际过程中，配电室内的空间过于狭小，需要对这种开关柜的大小进行调整，从而没有办法使得规定的安全净距得到满足，这时就会使用绝缘材料增强其绝缘的强度。
关键词：高压开关柜；设计；体会
引言
10 kV的高压开关柜具有着分配以及输送电能的作用，是一个非常重要的设备，并在电力系统中被广泛的应用[1]。由10 kV的高压开关柜进行设计的实际过程中，我们可以发现用户的要求一般来说多种多样，同时生产厂家也不尽相同，因此需要依据每个用户的不同要求去定制，同时也需要对国家的相关规定有比较深刻的理解，对产品的质量进行严格把控，一定程度上统一这种高压开关柜的设计并在此基础上不断的改进以及完善[2]。本文主要就10 kV的高压开关柜的设计部分提出一些需要注意的要点，以求共同探讨。
三、10 kV高压开关柜设计中相关元器件的选择
（1）主母线
在设计10 kV的高压开关柜的过程中，主母线的选择需要满足其可以承受的电流符合相关的要求这个条件，而主母线选择的标准、规格以及额定电流等必须要在设计图纸上作出标示。此外，当设计人员在和用户进行有关设计协议的商讨、签订工作时，需要对选取主母线的规格、额定电流等进行明确的标示，避免分歧状况的出现。因此，设计这种高压开关柜时需要对主母线是否符合相应的标准这一内容进行仔细、反复的核查，保证其能够运行正常，但需要特别注意的是选取的主母线要留有适当的裕度。

浅谈10kV高压开关柜结构设计问题探讨摘要：随着我国经济的不断的发展，工业化进程的不断加快，电能已经成为人们日常生产生活中不可缺少的能源，保障输送电的安全性和可靠性是当前电力行业面临的重要问题。

其中10KV高压开关柜是高压配电网当中重要的成套设备，其质量的优劣将直接的关系到电力系统的运行安全以及供电的可靠性，所以在10KV高压开关柜结构设计的时候，一定要保障其结构的合理性，以下就主要的对10KV高压开关柜结构设计做研究分析。

关键词：电力系统；高压开关柜；设计当前10KV高压开关柜在电力系统中得到了非常广泛的应用，在实际的应用过程中为了满足不同客户的需要，可以按照客户的相关的要求来进行定做。

这就需要在设计的过程中严格的按照国家的相关标准要求进行合理的设计，保障其使用的安全性。

110KV高压开关柜概况10KV高压开关柜主要是由负荷开关、隔离开关、接地开关、高压断路器、高压熔断器、站用变压器、接触器以及互感器，以及相应的测量、控制、保护以及调节装置，内部辅件、连接件以及支持件等组成的成套配电装置。

在10KV高压开关柜的内部的绝缘介质通常情况下为复合绝缘材料或者是空气，其主要的作用是接受和分配电网上的电能。

根据客户的所需，严格的按照国家的相关标准进行10KV高压开关柜的设计是一项非常重要的，可以有效的避免高压开关柜在运行的过程中出现事故现象。

210KV高压开关柜系统概况相对来说10KV高压开关柜电力系统不是非常的复杂，其主要的作用是将发电站、变电站、配电线以及用户终端连接成为一个整体，其走线的方式要按照国家相关的法律法规进行配置，其一般可以分为单双电源方式和旁路母线方式等。

电力系统的走线方式应该注意以下几个方面的问题：应该满足系统各方面的要求，主要的是要注意保障其可靠性的要求；能够保障其在多种运行方式中作用；此外还要保障运行的经济性，在运行时要以节约为优先，考虑电源建设或者是运行的经济效益。

在电力系统中比较常见的接线的方式有以下四种：单电源的方式、双电源方式、旁路母线的方式以及双母线方式。

10kV高压开关柜柜体设计1、绝缘距离由于10kV开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相间及相对地之间必须保证一定的距离，否则会引起短路，对整个电力系统造成危害。

但我们单纯以空气作为绝缘介质时，绝缘距离要求如表1。

有时为了减少开关柜外形尺寸，可以有以下几种方法：1)在空气间隙中插入一块非金属的绝缘隔板，从而缩小对绝缘距离的要求。

但要注意的是空气净距离不小于60毫米，相间绝缘隔板应设置在中间位置。

该方法的缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。

2)使用热缩套管把高压带电导体整个套起来，实践中要确保绝缘距离不小于100毫米。

缺点是热缩套管同样存在绝缘老化的问题。

3)国外ABB公司有一种均匀电场的设计理论，可以通过改善带电导体的结构来缩小对绝缘距离的要求。

缺点是国内电力系统用户很难接受这一理论，因为这不符合DI/T 404—1997标准的要求。

4)国外三菱公司有一种热涂敷工艺，可以在高压带电导体表面均匀附上一层绝缘材料。

缺点是需要增添流化床设备。

综上所述，在设计许可的情况下，尽可能地使用空气绝缘，满足上表的要求。

2、爬电距离由于电力系统用户往往追求高可靠性，实践中我们要符合以下条件：高压开关柜中各组件及其支持绝缘件(纯瓷及有机绝缘件)的外绝缘爬电比距(高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比)对于纯瓷绝缘为18mm/kV，对于有机绝缘为20mm/kV。

由于这一要求比较高，很多常规的元器件往往满足不了要求，这就要求我们告知元器件生产厂家加以定制。

元器件生产厂家往往会采用不增加绝缘子高度而增多或增高裙边的方法。

我们在选型时要注意裙边的高度与裙距比例不能太悬殊，另外，我们还应注意开关柜使用场所的环境条件，为了防止发生凝露，我们可以在开关柜中加入带自动控制的加热器。

3、五防联锁功能为了防止现场操作人员无意识地实施错误的操作，从而导致事故，除了加强对操作人员的培训以及实施工作票制度，我们还应在开关柜的设计中加入强制联锁装置或采取提示性措施。