24kV開(kāi)關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中的絕緣處理

摘要:24kV開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然建立在12kV開(kāi)關(guān)柜的基礎(chǔ)上,但是其運(yùn)行要求方面卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于12kV開(kāi)關(guān)柜的要求,而且由于實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不足,更加要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮消除各種影響絕緣水平的因素。文章根據(jù)24kV開(kāi)關(guān)柜的絕緣等級(jí)要求,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、均勻電場(chǎng)、環(huán)境控制等角度提出了一些提高絕緣水平的建議。

關(guān)鍵詞:24kV開(kāi)關(guān)柜;開(kāi)關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì);絕緣處理

中圖分類號(hào):TM531文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)20-0037-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市用電負(fù)荷快速增長(zhǎng),20kV電網(wǎng)系統(tǒng)在城市建設(shè)中得到逐步推廣。推行20kV電壓等級(jí)可以有效提高供電能力、節(jié)約建設(shè)用地、較好地適應(yīng)不同規(guī)模用戶的需要、提高電壓質(zhì)量并降低損耗;國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐均證明采用20kV電壓供電可以取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)若干年內(nèi),24kV開(kāi)關(guān)柜的市場(chǎng)需求會(huì)越來(lái)越大,因此受到了廣大成套開(kāi)關(guān)柜制造廠家的重視。

一、開(kāi)關(guān)柜的絕緣要求

根據(jù)電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)《高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的共用技術(shù)要求》(DL/T593-2006)中對(duì)開(kāi)關(guān)柜的絕緣要求有明確的規(guī)定,其中12kV和24kV開(kāi)關(guān)柜的絕緣要求見(jiàn)下表:

二、24kV開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)的絕緣處理

當(dāng)前KYN28-12系列中置式開(kāi)關(guān)柜在10kV電網(wǎng)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用,國(guó)內(nèi)許多成套開(kāi)關(guān)柜生產(chǎn)廠家已經(jīng)積累了豐富的制造經(jīng)驗(yàn)。因此,24kV開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)大多是在KYN28中置柜的基礎(chǔ)上進(jìn)行,這樣可以充分借鑒12kV開(kāi)關(guān)柜成熟的加工工藝和豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。由于電壓等級(jí)從12kV提升到24kV,對(duì)開(kāi)關(guān)柜的絕緣水平的考驗(yàn)大大提高了,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須充分考慮各種細(xì)節(jié)問(wèn)題。下面就24kV開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何提高絕緣水平提出幾點(diǎn)設(shè)想:

(一)合理選擇開(kāi)關(guān)柜寬度

從絕緣可靠性的角度出發(fā),空氣絕緣是最可靠的絕緣方式,只要保證絕緣凈距離,絕緣就可以得到充分保證。如果按照完全空氣絕緣的方案考慮:

柜體寬度=母排排寬度×3+相間凈距×2+相對(duì)地凈距×2

24kV開(kāi)關(guān)柜的理論寬度應(yīng)為:

柜體寬度=100×3+180×2+180×2=1020mm

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,絕大多數(shù)的生產(chǎn)廠家都選擇1000mm柜寬,這樣勢(shì)必要考慮采用復(fù)合絕緣的方式。一般采取的方式是:在母排上使用熱縮套管包覆;觸頭盒安裝板采用硫化處理;在相間和導(dǎo)體對(duì)地之間安裝SMC絕緣隔板。

(二)等高結(jié)構(gòu)和品字形母線布置

絕大多數(shù)的12kV中置式開(kāi)關(guān)柜采用前高后低的結(jié)構(gòu)方式,儀表室為獨(dú)立結(jié)構(gòu),可拆卸。24kV開(kāi)關(guān)柜如果采用這種方式,顯然不能滿足180mm空氣凈距離的要求。所以,24kV開(kāi)關(guān)柜應(yīng)采用等高結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),儀表室與柜體為一體結(jié)構(gòu);適當(dāng)加高柜體高度到2300mm使得母線室和斷路器室有更大的安裝空間;母線穿墻套管采取品字形排布,這樣才能夠滿足180mm空氣凈距離的要求,確保絕緣的可靠性。

(三)均勻?qū)w電場(chǎng)

從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,均勻?qū)w電場(chǎng)是手段是比較有效的。對(duì)于母排截?cái)嗟亩祟^,用成形銑刀將端頭加工成圓角;對(duì)于觸頭盒內(nèi)的母排端頭可以先做成半圓狀,在用銑床加工成圓角;條件允許的情況下,可以在斷路器梅花觸頭外加裝金屬屏蔽罩,進(jìn)一步改善電場(chǎng)分布,可有效提高絕緣水平。

(四)使用加熱除濕裝置

在潮濕的環(huán)境中,開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部濕度較高,絕緣件表面容易產(chǎn)生凝露;同時(shí)由于SMC絕緣隔板的吸潮性,受潮后絕緣性能大大降低,表面容易積污,這些原因都會(huì)導(dǎo)致絕緣閃絡(luò)事故的發(fā)生。為了解決這一問(wèn)題,通常采用的方法是在電纜室和斷路器室安裝加熱除濕裝置,降低開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的濕度。為了能自動(dòng)控制加熱裝置,一般還要配套安裝溫度、濕度傳感器和溫、濕度控制器,控制器帶有遠(yuǎn)程通信接口,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

(五)選用大爬的絕緣材料

觸頭盒、穿墻套管、支撐絕緣子等絕緣材料的選用,必須加大傘裙面積,有足夠的爬電距離,才能達(dá)到24kV的絕緣要求。如圖所示,該觸頭盒在內(nèi)部和外部都有裙邊來(lái)增加爬電距離。同時(shí)可以考慮將觸頭盒安裝面從250×250增加到275(寬)×310(高),參考40.5kV開(kāi)關(guān)柜觸頭盒的安裝方式取消六個(gè)觸頭盒之間的金屬隔板,以提高絕緣水平。

三、結(jié)論

24kV開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然建立在12kV開(kāi)關(guān)柜的基礎(chǔ)上,但是其運(yùn)行要求方面卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于12kV開(kāi)關(guān)柜的要求,而且由于實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不足,更加要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮消除各種影響絕緣水平的因素。如果是簡(jiǎn)單的將12kV開(kāi)關(guān)柜的空氣距離放大,絕緣件的爬電距離加大,往往難以達(dá)到65kV/min的耐壓要求。

參考文獻(xiàn)

[1]馬蘇龍.20kV電壓等級(jí)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù),2008,32(19).

作者簡(jiǎn)介:沈狄龍(1976-),男,浙江蕭山人,杭州欣美成套電器制造有限公司助理工程師,研究方向:中壓成套開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝設(shè)計(jì)。