10kV配電開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)應(yīng)用問(wèn)題及對(duì)策

葛蘭

摘要：隨著人們對(duì)電力需求量的日益增加，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)取得了巨大的發(fā)展機(jī)遇，在這樣的社會(huì)環(huán)境下，10kV配電系統(tǒng)迅速發(fā)展，在電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中扮演重要的角色。10kV配電開(kāi)關(guān)柜是整個(gè)電網(wǎng)的重要組成部分，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其運(yùn)行質(zhì)量直接影響到整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量。筆者結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，研究分析10kV配電開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)應(yīng)用問(wèn)題及對(duì)策。

關(guān)鍵詞：10kV；配電開(kāi)關(guān)柜；問(wèn)題；對(duì)策

在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)化水平和居民生活水平大幅度提高，對(duì)于電力的運(yùn)用和依賴(lài)性也越來(lái)越高，對(duì)電力設(shè)備的質(zhì)量和工作效率的要求也更高。在現(xiàn)階段，10kV配網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，同樣的高壓開(kāi)關(guān)柜的應(yīng)用也很普遍。高壓開(kāi)關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中的重要部分，其性能對(duì)10kV配網(wǎng)的運(yùn)行具有重要意義。在實(shí)際的應(yīng)用中，高壓開(kāi)關(guān)柜普遍可以達(dá)到現(xiàn)階段的基本工作，但是也存在一些問(wèn)題。這些問(wèn)題對(duì)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性都造成了不良影響，分析其問(wèn)題并出具相關(guān)的對(duì)策，對(duì)于10kV配電高壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)改進(jìn)具有重要意義。

一、10kV配電開(kāi)關(guān)柜總設(shè)計(jì)內(nèi)容

第一，對(duì)控制電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析。10kV配電開(kāi)關(guān)柜中設(shè)置了大量的元器件，控制電路的作用便是對(duì)各類(lèi)元器件進(jìn)行合理連接和傳遞，控制電路設(shè)計(jì)是否合理對(duì)10kV配電開(kāi)關(guān)柜能否正常運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生一定的影響，不合理的設(shè)計(jì)甚至?xí)?dǎo)致10kV配電開(kāi)關(guān)柜無(wú)法正常運(yùn)行。為了提升控制電路設(shè)計(jì)的合理性，設(shè)計(jì)人員需要做好如下幾方面工作：其一，對(duì)10kV配電開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)要求及流程等進(jìn)行了解和掌握，保證設(shè)計(jì)工作能夠如期展開(kāi)；其二，對(duì)10kV配電開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部每種元器件的作用及體積大小等進(jìn)行明確，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中需要嚴(yán)格遵循“自上而下，從左至右”的順序，在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)可縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。

第二，對(duì)絕緣距離設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析。10kV配電開(kāi)關(guān)柜的用途便是對(duì)不同相的電流進(jìn)行合理分配，為了使其用途得到充分發(fā)揮、減少短路情況出現(xiàn)的幾率，需要對(duì)其絕緣性能進(jìn)行提升，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中可以從如下幾方面著手：其一，使用絕緣物質(zhì)對(duì)帶電導(dǎo)體進(jìn)行合理包裹，通常情況下控制包裹的長(zhǎng)度在十厘米左右；其二，在地面和10kV配電開(kāi)關(guān)柜之間對(duì)絕緣隔板進(jìn)行合理設(shè)置，并且需要做好絕緣隔板防腐蝕工作，減少后期使用過(guò)程中因腐蝕出現(xiàn)絕緣性降低的情況；此外設(shè)計(jì)人員也可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)帶電導(dǎo)體的絕緣性進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

二、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的作用

10kV電網(wǎng)系統(tǒng)的主要作用在于通過(guò)對(duì)正常的線(xiàn)路進(jìn)行開(kāi)啟、閉合、斷開(kāi)，以及保證正常的電力運(yùn)輸及電力負(fù)荷比例的控制，保障及控制發(fā)電系統(tǒng)的有效運(yùn)行。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)故障源進(jìn)行有效的隔離，保障正常的供電渠道繼續(xù)有效的運(yùn)行。正常的運(yùn)行維護(hù)工作中，可以對(duì)電路進(jìn)行分隔控制。維修和故障排除過(guò)程中，可以確保其能安全可靠的接地，確保線(xiàn)路與設(shè)備的運(yùn)行以及維修人員的人身安全。對(duì)運(yùn)行中的供電系統(tǒng)，要使其能夠隨時(shí)測(cè)出10kV供電系統(tǒng)的電壓及電流相關(guān)參數(shù)的指標(biāo)，一旦超出正常的范圍，即發(fā)出警報(bào)。

三、10kV配電開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)應(yīng)用問(wèn)題和處理對(duì)策分析

（一）10kV配電開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)應(yīng)用問(wèn)題分析

第一，對(duì)溫升問(wèn)題進(jìn)行分析。10kV配電開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部元器件均在封閉的空間中運(yùn)行，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中各類(lèi)元器件會(huì)產(chǎn)生不同的熱量，熱量難以散發(fā)至10kV配電開(kāi)關(guān)柜外，為此導(dǎo)致柜內(nèi)溫度明顯升高，在超過(guò)規(guī)定值后元器件便會(huì)出現(xiàn)燒壞的情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使10kV配電開(kāi)關(guān)柜無(wú)法正常運(yùn)行。第二，對(duì)10kV配電開(kāi)關(guān)柜自身絕緣問(wèn)題進(jìn)行分析。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致配電開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)絕緣性問(wèn)題的原因主要包括如下幾方面：其一，空氣絕緣間隔較小。相關(guān)規(guī)定中要求空氣絕緣間隙的最小值為125mm，目前部分電力企業(yè)將相和相，相和地之間的空氣絕緣間隙設(shè)置在100-125mm之間，同相關(guān)規(guī)定要求不符，在后期使用過(guò)程中出現(xiàn)安全事故的幾率將會(huì)有所增加。其二，配套附件絕緣性能較差。當(dāng)前一些生產(chǎn)廠家為了最大程度的減少投入成本，存在使用絕緣性能較差的配套附件進(jìn)行生產(chǎn)的情況，此種情況導(dǎo)致配電開(kāi)關(guān)柜污閃電壓無(wú)法達(dá)到規(guī)定要求，在后期可能會(huì)出現(xiàn)不同程度的意外事件。其三，在使用復(fù)合絕緣模式時(shí)未對(duì)空氣間隙進(jìn)行合理設(shè)置。當(dāng)前一些電力企業(yè)會(huì)在配電開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部合理增設(shè)絕緣隔板，進(jìn)而形成帶電體→空氣間隙→絕緣隔板→接地體的復(fù)合絕緣模式，此種模式對(duì)提升配電開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行效果有一定的積極作用，但是在實(shí)際設(shè)置過(guò)程中存在空氣間隙設(shè)置過(guò)小的情況，在后期使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)絕緣事故。其四，未做好檢修工作。配電開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境相對(duì)較差，在粉塵，蒸汽及煙霧影響下其絕緣層表面會(huì)出現(xiàn)被腐蝕的情況，使其絕緣性有所降低；此外電力企業(yè)未派專(zhuān)業(yè)人員定期進(jìn)行檢修，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決配電開(kāi)關(guān)柜的問(wèn)題，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)絕緣故障。

（二）解決對(duì)策

第一，對(duì)10kV配電開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部溫度進(jìn)行密切觀察。為了減少溫升問(wèn)題帶來(lái)的影響，在10kV配電開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際情況在連接層涂刷適量的導(dǎo)電膏，同時(shí)可以對(duì)鍍錫等一系列降溫材料進(jìn)行合理應(yīng)用；第二，提升配電開(kāi)關(guān)柜絕緣性能。為了有效解決配電開(kāi)關(guān)柜自身絕緣性能較差的問(wèn)題，電力企業(yè)需要做好如下幾方面工作：其一，在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)配電開(kāi)關(guān)柜絕緣性能，體積及其他指標(biāo)等進(jìn)行確定，保證滿(mǎn)足實(shí)際使用需求，并且需要將斷口設(shè)置成可視和可測(cè)的形式，為后期檢修過(guò)程一定的提供便利條件。其二，相關(guān)人員需要將所在地區(qū)的情況及相關(guān)規(guī)定的要求作為依據(jù)對(duì)空氣絕緣間隔進(jìn)行合理設(shè)置，保證設(shè)置值>125mm，在保證配電開(kāi)關(guān)柜正常運(yùn)行的同時(shí)可以減少安全事件出現(xiàn)的可能。其三，在選擇配套附件時(shí)需要對(duì)其沿面絕緣爬電比距及其他方面性能進(jìn)行嚴(yán)格檢查，通常情況下控制瓷絕緣件的沿面絕緣爬電比距在18mm/kV左右，控制有機(jī)絕緣件的沿面絕緣爬電比距在20mm/kV左右，進(jìn)而有效提升配套附件的絕緣性。其四，在使用復(fù)合絕緣模式時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況保證空氣間隙>30mm，將因空氣間隙過(guò)小出現(xiàn)絕緣事故的幾率降至最低。其五，在開(kāi)關(guān)柜安裝時(shí)做好防腐處理，在投入使用后電力企業(yè)需要派相關(guān)人員對(duì)粉塵進(jìn)行清理，同時(shí)需要定期展開(kāi)檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理，進(jìn)而提升開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行安全性。

（三）應(yīng)用建議

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，電能需求量明顯增多，并且對(duì)電能質(zhì)量提出了較高的要求，為了更好的順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議：其一，在電流較大，保護(hù)配合要求較為嚴(yán)格且存在重合閘要求的回路中對(duì)斷路器進(jìn)行合理使用，在保證工作順利進(jìn)行的同時(shí)可以減少安全事故出現(xiàn)的幾率；其二，在容量較小且滿(mǎn)足保護(hù)配合的情況下將負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器作為開(kāi)斷元件，兩者操作較為簡(jiǎn)單，并且能夠根據(jù)實(shí)際情況快速完成熔斷和限制短路電流等工作；其三，在啟動(dòng)次數(shù)較多的回路中將接觸器和熔斷器作為開(kāi)斷元件，減少事故發(fā)生率，延長(zhǎng)相關(guān)設(shè)備使用年限。

10kV高壓開(kāi)關(guān)柜在電網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用，但是由于其結(jié)構(gòu)的特性導(dǎo)致設(shè)計(jì)上存在一定的難度。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，我國(guó)在此方面的設(shè)計(jì)研究還處于初期階段，設(shè)計(jì)理論和實(shí)際的工作環(huán)境還不能很好地融合。在電網(wǎng)高速建設(shè)進(jìn)程中，相關(guān)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)對(duì)以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和分析，已經(jīng)積累大量的數(shù)據(jù)，為10kV高壓開(kāi)關(guān)柜的研究設(shè)計(jì)提供了豐富詳實(shí)的數(shù)據(jù)參考和技術(shù)資料。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小珂.高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)心得及注意事項(xiàng)[J].供用電，2017，34（01）

[2]石維東.10kV高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2016，37（01）