6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)對(duì)策

葉劍濤

摘 要：隨著我國高壓開關(guān)柜的不斷改進(jìn)，國內(nèi)市場(chǎng)上6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)逐漸由中置手車式代替落地手車式。開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、開關(guān)的可靠性和其電氣性能是相關(guān)技術(shù)人員的參考因素，經(jīng)過多年的實(shí)踐證明，對(duì)高壓開關(guān)柜中的開關(guān)（或計(jì)量單元）運(yùn)轉(zhuǎn)車（以下簡(jiǎn)稱運(yùn)轉(zhuǎn)車）進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，可以有效地保障開關(guān)柜的操作安全性。文章主要對(duì)高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并對(duì)其改進(jìn)對(duì)策進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：6～10 kV配電系統(tǒng)；高壓開關(guān)柜；運(yùn)轉(zhuǎn)車結(jié)構(gòu)；改進(jìn)對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）20-0023-02

隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜的需求越來越高，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)成為當(dāng)務(wù)之急。高壓開關(guān)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中起著通斷、控制和保護(hù)的作用，主要有高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器、接地開關(guān)等種類，不同的開關(guān)柜有不同的功能，所以，有關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高壓開關(guān)柜進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1 目前主流運(yùn)轉(zhuǎn)車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能

1.1 主要結(jié)構(gòu)

目前，我國的6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜主要有螺旋式結(jié)構(gòu)和掛鉤式結(jié)構(gòu)兩種， 6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜的組成，見表1。螺旋式中置柜運(yùn)轉(zhuǎn)車的運(yùn)作原理：使用螺桿將運(yùn)轉(zhuǎn)車與柜體連接，運(yùn)用螺桿傳動(dòng)將斷路器手車推進(jìn)與拉出，用螺桿裝置來實(shí)現(xiàn)斷路器手車的升降。掛鉤式中置柜運(yùn)轉(zhuǎn)車的運(yùn)行原理：運(yùn)用掛鉤和導(dǎo)向桿將運(yùn)轉(zhuǎn)車與柜體的連接起來，運(yùn)用調(diào)節(jié)手輪將運(yùn)轉(zhuǎn)車和柜體導(dǎo)軌面相接調(diào)節(jié)為同一水平，然后，技術(shù)人員將斷路器手車推進(jìn)開關(guān)柜中，繼而實(shí)現(xiàn)斷路器在開關(guān)柜試驗(yàn)位置或工作位置的就位的進(jìn)出。6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

1.2 優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

經(jīng)過實(shí)踐證明，螺旋式運(yùn)轉(zhuǎn)車的功能比掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車更強(qiáng)，但是由于螺旋式運(yùn)轉(zhuǎn)車的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高和維修成本較高等特點(diǎn)，目前我國生產(chǎn)廠家主要選擇掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車。掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜和易于維修等特點(diǎn)，被大多數(shù)廠家所使用，但是由于掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車的也有缺陷（看下面結(jié)構(gòu)分析），難免會(huì)增加維修成本和對(duì)斷路器造成損傷從而減少其使用壽命，因此對(duì)掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)是非常可行必要的。

2 常規(guī)掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車的結(jié)構(gòu)分析

2.1 掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車的常規(guī)結(jié)構(gòu)

掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車被大多數(shù)的國內(nèi)生產(chǎn)廠家所選擇，本文主要針對(duì)由鋁鋅板加工成的中置柜，可安裝真空斷路器手車，該運(yùn)轉(zhuǎn)車存在很多缺點(diǎn)是：

首先，這種掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車的導(dǎo)向桿沒有起到縱向受力作用，這樣運(yùn)轉(zhuǎn)車和開關(guān)柜之間的連接不穩(wěn)定；

接著，為了使掛鉤能順利的與柜體相接，在設(shè)計(jì)上保留力一定縫隙，因此在實(shí)際運(yùn)作中，運(yùn)轉(zhuǎn)車導(dǎo)軌與開關(guān)柜導(dǎo)軌之間存在較大縫隙，給高壓開關(guān)柜和將要推進(jìn)的斷路器車造成機(jī)械性沖擊威脅；

最后，開關(guān)柜經(jīng)過長時(shí)間的使用后，柜體與掛鉤相連的構(gòu)件會(huì)因撞擊和磨損的作用下變形，這種變形會(huì)使導(dǎo)軌之間的空隙越來越大，影響了開關(guān)柜的安全使用和減少了開關(guān)柜的使用壽命。

2.2 運(yùn)轉(zhuǎn)車在實(shí)際使用中的效果

經(jīng)過多年的科學(xué)考察發(fā)現(xiàn)，運(yùn)轉(zhuǎn)車對(duì)高壓開關(guān)柜和斷路器手車的影響頗大，尤其在表現(xiàn)在操作性和使用安全性等方面：高壓開關(guān)柜：

運(yùn)轉(zhuǎn)車與柜體有間隙的結(jié)構(gòu)，斷路器手車推進(jìn)拉出時(shí)越過間隙的沖擊直接決定開關(guān)柜的使用安全和壽命，操作更無捷性可言。

在斷路器使用方面：在實(shí)際使用過程中，有兩成的斷路器手車的存在不同程度的車輪變形，這是由于高壓開關(guān)柜在正常推進(jìn)拉出中會(huì)對(duì)車輪進(jìn)行撞擊，使車輪變形，對(duì)斷路器手車使用次數(shù)越多，變形越明顯，嚴(yán)重增加了維修成本，減少了斷路器手車的使用壽命。

3 6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)的改進(jìn)對(duì)策

隨著高壓開關(guān)柜的使用的推廣，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)變得非常重要。針對(duì)6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜存在的問題，本文提出了下列幾個(gè)改進(jìn)對(duì)策：

①保證運(yùn)轉(zhuǎn)車導(dǎo)軌與開關(guān)柜導(dǎo)軌可靠相連，消除之間的空隙，這樣可以有效的減小導(dǎo)軌之間的撞擊力，保證了運(yùn)轉(zhuǎn)車的安全運(yùn)行。

②安裝一個(gè)凸輪裝置，利用摩擦自鎖原理將運(yùn)轉(zhuǎn)車鎖定。其運(yùn)行原理為：在鎖定裝置觸發(fā)之前，使用彈簧將掛鉤與開關(guān)柜的隔開一定間隙，這樣可以方便掛鉤順利的與開關(guān)柜相連。利用凸輪機(jī)構(gòu)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使運(yùn)轉(zhuǎn)車?yán)^續(xù)向前緊貼柜體并鎖緊，這就形成運(yùn)轉(zhuǎn)車與柜體之間的連鎖縱向力，極大地消除運(yùn)轉(zhuǎn)車與柜體之間的間隙，這時(shí)斷路器進(jìn)行推拉進(jìn)出，因越過間隙帶來的沖擊將大大減少，提高了開關(guān)柜的可操作性與安全性及便捷性。另外，將掛鉤轉(zhuǎn)軸出增加腰形孔，減少轉(zhuǎn)軸因外力作用而變形的可能性。

③增加調(diào)整墊，減小掛鉤與凸輪之間的間隙。由于摩擦作用，開關(guān)柜經(jīng)過長時(shí)間的使用，其掛鉤與凸輪之間的間隙會(huì)增大，從未降低了鎖定作用，針對(duì)上述問題，在高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)時(shí)，增加調(diào)整墊。可以有效的減小掛鉤與凸輪之間的間隙，保證了高壓開關(guān)柜的安全使用。

④設(shè)計(jì)合理的安全凈距。高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及到裸露的電子元件，技術(shù)人員應(yīng)在電子元件之間設(shè)置合理的安全凈距，防止電力系統(tǒng)中短路現(xiàn)象的發(fā)生，保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于海拔1 000 m以上的高壓開關(guān)柜，電子元件的安全凈距應(yīng)保證在125 mm以上，如果配電室的空間有限，可以考慮將高壓開關(guān)柜的尺寸進(jìn)行適當(dāng)?shù)目s小，保證各電子元件之間的絕緣性，技術(shù)人員還應(yīng)該定時(shí)對(duì)高壓開關(guān)柜進(jìn)行檢查，保證高壓開關(guān)柜的正常使用。

⑤運(yùn)用五防連鎖裝置。五防連鎖裝置主要有機(jī)械連鎖和機(jī)械程序連鎖方式，由防止斷路器失效、防止人員誤入帶電隔離室、防止操合開關(guān)直接接地、防止有臨時(shí)接地線等方面組成。機(jī)械連鎖模式是按照相應(yīng)的操作流程來實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)柜的正常工作，具有可靠和穩(wěn)定的特點(diǎn)。機(jī)械程序模式的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，但容易出現(xiàn)人員操作失誤的情況，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)6～ 10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜的實(shí)際需求，選擇合理的五防連鎖裝置，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

4 結(jié) 語

本文明確的提出了目前我國6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜存在的問題，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，經(jīng)實(shí)踐證明，這些改進(jìn)可以提高高壓開關(guān)柜的可操作性和安全性，在斷路器手車的保護(hù)等方面，較原開關(guān)柜有很大的改善。另外，由于改造前后沒有增加太多零件，沒有在成本方面各生產(chǎn)廠家造成額外的壓力，這些改進(jìn)很多生產(chǎn)廠家所采用。

保護(hù)電力系統(tǒng)的安全是重中之重，工作人員應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)安全進(jìn)行有效的防范，6～ 10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜是維護(hù)電力系統(tǒng)安全的重要設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)是當(dāng)務(wù)之急，只有質(zhì)量過關(guān)的開關(guān)柜才能更好的保障電力系統(tǒng)的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉小剛，潘寅.論6～10 kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].企業(yè)科 技與發(fā)展，2011，（1）.

[2] 黃曉波.淺談10 kV高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，

2013，（20）.

[3] 梁漢泉，曾永浩，周永耀.淺談智能化開關(guān)柜的應(yīng)用與發(fā)展[J].中國科技 投資，2012，（27）.

[4] 全光榮.基于高壓開關(guān)柜常見故障和改進(jìn)對(duì)策的分析[J].通訊世界，

2014，（20）.