10kV配電環(huán)網(wǎng)柜設(shè)計(jì)要素分析

黃國斌

摘 要：隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，城市的用電量日漸增大，所以城市用電安全受到相關(guān)部門的重視，將用電安全設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)研究對(duì)象。城市中主要采用電纜供電，所以環(huán)網(wǎng)供電成為城市中可靠、經(jīng)濟(jì)的配電網(wǎng)絡(luò)形式。城市的發(fā)展使環(huán)網(wǎng)供電方式越來越受到關(guān)注，在生活中實(shí)用的比例越來越大，其中環(huán)網(wǎng)柜、配電柜的運(yùn)行安全也十分重要，更多的專業(yè)人員參與到其安全性和可靠性的研究中，希望能夠找到一個(gè)合理的設(shè)計(jì)配電環(huán)網(wǎng)柜的方法。

關(guān)鍵詞：配電環(huán)網(wǎng)柜；配電柜；設(shè)計(jì)；要素分析

針對(duì)10kV配電環(huán)網(wǎng)柜的設(shè)備技術(shù)規(guī)范，文章提出最低限度的技術(shù)要求，并且對(duì)細(xì)節(jié)做出規(guī)定，也將設(shè)計(jì)中的不完善的地方進(jìn)行規(guī)范。確保其安全穩(wěn)定、運(yùn)行可靠，不僅關(guān)系到電力企業(yè)的供電順利，也是電力系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)重要條件。隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城鄉(xiāng)的供電負(fù)擔(dān)會(huì)越來越大，環(huán)網(wǎng)型供電技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，并且在現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)揮著重要作用。根據(jù)電力局收集到的數(shù)據(jù)總結(jié)出來10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性最低，所以文章主要介紹其設(shè)計(jì)中需要注意的地方。

1 環(huán)網(wǎng)柜的特點(diǎn)及分類

1.1 環(huán)網(wǎng)柜的特點(diǎn)

目前我國的配電系統(tǒng)中，配網(wǎng)10kV環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用十分廣泛，經(jīng)常使用在城市大型公共建筑、居民的高層建筑、住宅小區(qū)甚至工廠中，在負(fù)荷中心的配電站或者箱式變電站中。之所以有10kV配電環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)用如此的廣泛，主要還是因?yàn)樗鼡碛衅渌O(shè)備沒有的優(yōu)點(diǎn)。首先設(shè)備的端口清晰可見，可以快速確認(rèn)開關(guān)狀態(tài)，在出現(xiàn)問題的時(shí)候可以及時(shí)作出相應(yīng)的反應(yīng)，方便檢查出現(xiàn)的地方，同時(shí)對(duì)電路有良好的保護(hù)作用，保護(hù)電網(wǎng)維護(hù)人員的生命安全，方便其檢查和維修工作。而且環(huán)網(wǎng)柜可以采用全封閉式結(jié)構(gòu)，能夠完全絕緣，避免對(duì)周邊的環(huán)境或者人造成傷害，也可以設(shè)置在任何地方，不受外部環(huán)境影響。環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的排布十分緊密，因而環(huán)網(wǎng)柜比其他的電氣設(shè)備的部件體積要小得多，單位體積內(nèi)能夠裝載更多的線纜，非常有利于提高土地利用率。其設(shè)備部件的組成和安裝十分簡(jiǎn)潔，有利于安裝工作，方便施工人員操作，并且具有可靠性和安全性，運(yùn)行的后期維護(hù)工作量也十分小[1]。

1.2 環(huán)網(wǎng)柜的分類

環(huán)網(wǎng)柜一般分為SF6絕緣和空氣絕緣兩種，用于分合負(fù)荷電流，開斷變壓器空載電流及短路電流，在一定距離內(nèi)對(duì)電纜線路、架空線路重點(diǎn)電流具有一定保護(hù)和控制作用，是供電系統(tǒng)和終端供電的重要開關(guān)設(shè)備。柜體SF6絕緣的復(fù)合開關(guān)為SF6式，配空氣絕緣的負(fù)荷開關(guān)主要有壓氣式、產(chǎn)氣式、真空式三種[2]。

2 環(huán)網(wǎng)柜問題

在工作人員長期的工作中觀察，發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出環(huán)網(wǎng)柜的使用過程中出現(xiàn)的問題，針對(duì)這些問題，設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該注意避免。首先柜體內(nèi)經(jīng)常由于溫差的問題，產(chǎn)生凝露，產(chǎn)生的凝露不僅影響美觀而且會(huì)影響環(huán)網(wǎng)柜的正常運(yùn)行。而且有部分的洞口處經(jīng)常會(huì)有小型動(dòng)物出沒，容易造成短路、跳閘等事故，影響周邊地區(qū)的用電順利[3]。采取傳統(tǒng)的封堵措施并不能根本解決問題，還是存在材料腐蝕電纜、不適應(yīng)室外潮濕，或者在極冷、極熱的情況下受潮失效及溫度高時(shí)滲油等現(xiàn)象出現(xiàn)。而且二次施工本身對(duì)線纜就會(huì)造成不利影響，加上柜體內(nèi)沒有進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)措施，沒有專門的人員針對(duì)衛(wèi)生情況進(jìn)行處理，造成垃圾的堆積[4]。

3 配電問題分析

3.1 電纜連接問題

在實(shí)施設(shè)備安裝的時(shí)候，電纜的連接問題是運(yùn)行過程中產(chǎn)生問題的主要原因。我國目前使用的進(jìn)口電纜類型依然是連接器和共箱式環(huán)網(wǎng)柜，這兩種都是引進(jìn)的歐洲國家的設(shè)備，其采用單芯電纜，使用起來十分方便，對(duì)安裝的條件十分低，沒有電纜對(duì)套管扭轉(zhuǎn)力矩的顧慮，套管終端裝置的貼合性能夠有保障。能夠最大程度上發(fā)揮設(shè)備性能，降低熱故障的可能性[5]。

國內(nèi)傳統(tǒng)設(shè)備是三芯電纜，其固定很困難，電纜外的保護(hù)套并不能使中間電纜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生電纜對(duì)套管扭轉(zhuǎn)力矩。所以大多數(shù)電纜在安裝的時(shí)候需要克服擺動(dòng)，對(duì)各單相進(jìn)行固定，連接后，使其穩(wěn)定性提高。因此，在進(jìn)行固定前應(yīng)該施加相反的扭動(dòng)力，在安裝完畢以后，因?yàn)橥獠康呐?dòng)力的產(chǎn)生漸漸抵消內(nèi)部壓力，從而使套管內(nèi)部的受力均勻。

3.2 絕緣問題

在某些特定的情況下，導(dǎo)體和絕緣板的位置并不是十分固定的，在長期使用的過程中會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，位置變動(dòng)以后對(duì)使用產(chǎn)生影響，在實(shí)際操作過程中振動(dòng)性觸發(fā)間歇放電，但是有時(shí)不一定能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。由于環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的線纜分布太過密集，所以出現(xiàn)問題的時(shí)候很難排查，及時(shí)找到故障位置，除非放熱過高，貫通性擊穿故障。當(dāng)絕緣問題發(fā)生以后，放電不會(huì)間斷，并且對(duì)周圍的線路也會(huì)造成影響，最后導(dǎo)致相對(duì)和相間短路。

4 分析環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)識(shí)不足

在設(shè)計(jì)時(shí)沒有重視環(huán)網(wǎng)柜的重要性，很多工程善后不利，圖紙使用過后損壞嚴(yán)重，無法根據(jù)圖紙分析實(shí)施的時(shí)候產(chǎn)生問題的原因，留下很多歷史遺留問題，設(shè)計(jì)中的線路安全隱患比較嚴(yán)重，影響電纜的安全運(yùn)行，造成10kV配電環(huán)網(wǎng)柜產(chǎn)生問題。設(shè)計(jì)時(shí)的專業(yè)知識(shí)了解不夠全面，對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的具體設(shè)計(jì)操作缺乏了解，對(duì)配電線路中的危險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不足，對(duì)于有關(guān)設(shè)計(jì)安全方面的認(rèn)知淡薄，促使設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)的麻痹大意。不能預(yù)見安裝時(shí)的問題，設(shè)計(jì)時(shí)避免這些問題的發(fā)生。

4.2 環(huán)境對(duì)環(huán)網(wǎng)柜設(shè)計(jì)破壞

一些飛禽、風(fēng)箏或者體積較小的動(dòng)物，甚至環(huán)境，對(duì)設(shè)計(jì)的影響十分嚴(yán)重。所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮環(huán)網(wǎng)柜的設(shè)置地點(diǎn)，考察周邊的環(huán)境，預(yù)測(cè)其周邊會(huì)發(fā)生的問題，進(jìn)行預(yù)防措施。比如夏天生長的樹枝，飛禽的糞便，造成10kV配電網(wǎng)架空線短路或者接地。風(fēng)吹雨淋時(shí)間長極易導(dǎo)致樹枝落到網(wǎng)柜上，雨水的侵蝕，導(dǎo)致網(wǎng)柜內(nèi)外銹蝕，影響其運(yùn)行，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該充分考慮這些原因，做好防護(hù)措施設(shè)計(jì)。避免城市中車道過窄的地方發(fā)生交通事故，造成電纜被弄斷，導(dǎo)線掛斷等現(xiàn)象，改善配網(wǎng)的建設(shè)環(huán)境。

4.3 設(shè)計(jì)時(shí)考慮季節(jié)因素

不同季節(jié)的氣候條件或者特點(diǎn)都會(huì)對(duì)環(huán)網(wǎng)柜造成不同的影響，比如春季的風(fēng)會(huì)很大，容易造成配網(wǎng)10kV架空線路之間發(fā)生短路現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該做好絕緣措施，避免短路放電燒斷電路。對(duì)于臨近建筑的網(wǎng)柜應(yīng)該注意周邊的廣告牌，在網(wǎng)柜焊接的時(shí)候應(yīng)該加強(qiáng)其堅(jiān)實(shí)度，避免風(fēng)大將廣告牌刮到網(wǎng)柜，壓斷線路。而夏季的雨水較多，十分容易造成網(wǎng)柜被水沖刷和浸泡，造成導(dǎo)線和金屬之間發(fā)生短路放電，這時(shí)應(yīng)該設(shè)計(jì)好防水措施，避免發(fā)生電桿傾斜。在雷電多的地區(qū)必須做好防雷措施，避免線路遭受雷擊，這樣會(huì)影響周邊所有用戶的使用安全。冬季的冰雪較多，設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該避免冰凍天對(duì)線路的影響，造成線路被凍引起導(dǎo)線跳躍，引起線路故障。

5 結(jié)束語

綜上所述，10kV配電環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)中會(huì)遇到很多問題，所以這就考驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的了解程度，分析出現(xiàn)問題的原因，然后有針對(duì)性地設(shè)計(jì)環(huán)網(wǎng)柜。保證設(shè)備的正常使用，發(fā)揮其安裝簡(jiǎn)便和成本低廉的優(yōu)勢(shì)，使環(huán)網(wǎng)柜在現(xiàn)實(shí)生活中廣泛應(yīng)用，注意設(shè)計(jì)安全，保證使用過程中的安全。以提高使用效率為目的，設(shè)計(jì)出可靠性、安全性俱佳的10kV配電環(huán)網(wǎng)柜。

參考文獻(xiàn)

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