高壓開關(guān)柜的電氣設(shè)計分析

陳進

【摘 要】 隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的快速發(fā)展，人們的生活水平日益提高，生產(chǎn)生活用電量大幅度增長，對供用電質(zhì)量的要求也越來越高，如何保障電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、可靠的正常運行越來越受重視。

【關(guān)鍵詞】 高壓開關(guān)柜 電氣設(shè)計 基本思路

一、高壓開關(guān)柜及其電力系統(tǒng)概況

1、高壓開關(guān)柜的涵義

通常高壓開關(guān)柜的作用是在電力系統(tǒng)運行過程中通過對配電、輸電和變電的消耗和轉(zhuǎn)變進行相應(yīng)的控制和保護。其會按照電壓等級適用于相關(guān)千伏的電器，選擇符合相關(guān)條件的高壓開關(guān)柜。并且高壓開關(guān)柜是由隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、接地開關(guān)和電器元件等設(shè)備組成的配電設(shè)備。其中空氣和絕緣材料都是高壓開關(guān)柜內(nèi)部的絕緣載體，輸送和分配電力網(wǎng)中的電力能源是它的主要作用，并且最重要的是要按照有關(guān)部門的相關(guān)標準和客戶的實際需要對其進行嚴格的設(shè)計，盡量減少高壓開關(guān)柜在其運作時發(fā)生的故障問題，保證其設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。

2、高壓開關(guān)柜電力系統(tǒng)的內(nèi)容

其高壓開關(guān)的電力系統(tǒng)運行十分方便，可以起到把發(fā)電廠、變電站、終端用戶和配電線路相互連接變成一個主體，并且根據(jù)有關(guān)部門的相關(guān)標準和法律法規(guī)分配其走線方法，通?？煞殖赡妇€和雙電源等走線方法。一般在電力系統(tǒng)運行過程中其走線方法出現(xiàn)的問題有：其一，進一步實現(xiàn)系統(tǒng)中每個方面的需求符合，保證電力系統(tǒng)的安全性和可靠性;其二，可以有效保證高壓開關(guān)柜電力系統(tǒng)在諸多運作方法中的正常運轉(zhuǎn)功能;其三，其系統(tǒng)在運作過程中主要以節(jié)能為主，有效保障其的經(jīng)濟效益。因此在高壓開關(guān)柜的電力系統(tǒng)中經(jīng)常使用的接線方法有4種，分別是雙電源、母線、旁路母線和單電源等方法，進一步保障高壓開關(guān)柜系統(tǒng)正常運行。

二、高壓開關(guān)柜電氣設(shè)計注意事項

1、合理劃分電氣組件

在高壓開關(guān)柜中，不同電氣組件有不同的安裝位置，為構(gòu)成完整的電氣控制系統(tǒng)，需嚴格遵循以下原則合理劃分電氣組件，即：（1）有機組合功能類似的元件。（2）盡可能在同一個組件中放置連接密切的控制電器，并注意減少組件間連線數(shù)量。（3）分離強弱電控制器，減少干擾。（4）組合外形尺寸、重量相近元件，以利于整齊美觀。（5）組合需常調(diào)節(jié)、維護與易損元件，以便檢查和調(diào)試電氣控制系統(tǒng)。

2、嚴格遵守電氣各組件間接線方式原則

合理劃分電氣組件時，需嚴格遵守電氣各組件間接線方式原則，對組件間、電氣箱間、電氣箱和被控制裝置間進行接線，即：（1）用接線端頭或鼻連接開關(guān)電器、控制板進出線，需根據(jù)進出線數(shù)和電流大小，選擇規(guī)格適宜的接線端頭或鼻。（2）用接線端子或業(yè)聯(lián)接器連接電氣柜、控制柜及控制設(shè)備間。（3）用適宜類型標準接插件連接弱電控制組件、印制電路板組件。（4）用元件自身接線端子直接連接電氣柜、控制柜等內(nèi)的元件。

3、防護等級要求

高壓開關(guān)柜是一種高壓帶電設(shè)備，必須全面考慮柜體防護等級要求，以防人體接近高壓開關(guān)柜帶電或可觸及部分。所以，設(shè)計高壓開關(guān)柜電氣時，應(yīng)追求適宜的防護等級，以免因防護等級過高，增加不必要的成本，且降低散熱性能，一般情況下，適宜且合理的防護等級的為IP3X和IP4X。

4、嚴格遵守五防聯(lián)鎖要求

在高壓開關(guān)柜運行中，五防聯(lián)鎖具有重要作用，攸關(guān)高壓開關(guān)柜能否安全可靠運行。目前，我國已對高壓開關(guān)柜五防聯(lián)鎖提出了明確要求，并合理的制定了相關(guān)標準，因此，設(shè)計高壓開關(guān)柜電氣時，需嚴格遵守五防聯(lián)鎖要求，即防止帶負荷合閘;防止帶接地線合閘;防止誤入帶電間隔;防止帶電合接地線;防止帶負荷拉刀閘。因此，為實現(xiàn)五防聯(lián)鎖功能，防止現(xiàn)場工作人員發(fā)生誤操作情況，各廠家不同型號的高壓開關(guān)柜，均齊全的具備五防聯(lián)鎖功能，且各具特色。

5、合理進行接地設(shè)計

在高壓開關(guān)柜電氣設(shè)計中，接地設(shè)計是重要組成部分。高壓開關(guān)柜中的電器元件均帶電的，要求電氣元件安全可靠接地，可確保檢修設(shè)備時，不對檢修人員人身安全造成危害。因此，對高壓開關(guān)柜進行接地設(shè)計時，需注意以下幾點：需沿著高壓開關(guān)柜寬度方向，設(shè)置專用貫通接地母線，并連接地網(wǎng);柜中所有電器元件接地均需連專用接地母線。

6、設(shè)計時注意絕緣距離、爬電距離和溫升處理

在高壓開關(guān)柜電氣設(shè)計時，不僅要注意絕緣距離、爬電距離，還要處理溫升，具體為：（1）絕緣距離。一般情況下，以空氣為絕緣介質(zhì)，且海拔1000的10kV相對地，及相和相間的絕緣距離不少于125mm;若是35kV相對地，及相和相間的絕緣距離不少于300mm。對于海拔不低于1000m的相對地，則需嚴格按照GB3906相關(guān)標準適當修正絕緣距離。由于絕緣距離極易受配電室位置、開關(guān)柜外形尺寸等影響，為解決絕緣問題，可采取以下方法：用熱縮套管將高壓帶電導體熱縮，10kV絕緣距離不少于100mm，35kV則不少于200mm，但該方法存在熱縮套管絕緣老化問題;將非金屬絕緣隔板應(yīng)用于金屬封閉高壓開關(guān)柜，通過相間或相對地絕緣的加強，有效控制絕緣距離，但該方法極易受環(huán)境影響，且存在絕緣隔板絕緣老化問題。（2）爬電距離。電力系統(tǒng)是供電部門的核心系統(tǒng)，用戶不能因追求高可靠性，過于要求爬電距離。所以，在實際應(yīng)用中，高壓開關(guān)柜各組件和絕緣件的外絕緣爬電距離通常應(yīng)為18mm/kV～20mm/kV。為滿足上述要求，可要求配套廠家加大絕緣子傘群，若放置高壓開關(guān)柜的環(huán)境比較潮濕，可將帶溫控裝置加熱器加入高壓開關(guān)柜電纜室、斷路器室中，以防凝露。

結(jié)束語

綜上所述，高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中必備的一種電力設(shè)備，因此要不斷積累經(jīng)驗對其進行優(yōu)質(zhì)的設(shè)計，進一步完決在應(yīng)用高壓開關(guān)柜過程中發(fā)現(xiàn)的故障問題，有效地提供優(yōu)質(zhì)的電力能源，提升人日常生活的質(zhì)量水平，促進供電行業(yè)的快速發(fā)展。

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