中压开关柜设计中的关键问题

中压开关柜设计中的关键问题

刘文清

(广东省顺德开关厂有限公司)

摘要：电力系统中线路的投入、退出与故障线路切换中中压开关柜在其中发挥着巨大的作用。明确中压开关柜设计中的关键问题，对提升电力系统的安全、稳定运行也有积极意义，因此必须对中压开关柜设计的关键问题进行研究。

关键词：电力工程；监理；质量控制

本文对中压开关柜设计中的关键性问题进行分析，其目的是为了能够保证发电力系统的安全、可靠、平稳运行，满足人们的用电需求。

一、中压开关柜的结构

因为中压开关柜是组装式结构，因此一旦要想对其结构或者设计方案进行改进与创新时只用对其中的某个、多个组成元件进行改变就可以实现设计方案。中压开关柜主要是由电缆室、小母线室、断路器室、仪表室与母线室五个小室组成。各个小室之间互相独立又互相联系，在设置各小室时需要结合经济性、安全性等多方年的因素进行设计。断路器室可以哦谈过诺过固定式和手车式进行安装；母线室则是由母线贯通，多个间隔小室在满足一定的动力与热值需求的条件下联合起来的；电缆室安装了电流、互感器、壁垒设备等一次电气元件；仪表室内则安装了二次元件，通过连接二次元件实现控制开关柜各项功能的目的；小母线室安装照明、低电压等简单设备。中压开关柜的设计人员在设计时必须要考虑柜内的结构组成，根据实际工作需求采取合理的设计思路与方案，并重视中压开关柜设计中的关键问题。

二、中压开关柜的空间绝缘技术分析

在中压开关柜设计中，空间绝缘技术设计的合理性对中压开关柜的运行也会产生重要的影响。就我国目前应用比较广泛的中压开关柜绝缘技术来看，主要是应用了空气作为中压开关柜的主体的复合型绝缘方式，该绝缘方式中将空气作为主要的绝缘媒介，因此，在使用该方式的过程中往往会因为放点间隙过大问题导致效果不佳，因此就会在中压开关柜中的放电线上应用环氧树脂将其作为绝缘介质，从而有效的减少柜内放电距离，最终实现改善中压开关柜柜内绝缘性的目的，使得中压开关柜征运行，提升电力系统运行的安全性与可靠性。

三、中压开关柜设计中的关键性问题分析

通过上文分析，可以看出中压开关柜是一种成套的配电装置，主要是由高压断路器、负荷开关、高压熔断器、端丽开关、互感器、内部连接件、辅件、外壳、支持件以及控制、测量、保护、调节装置等部件组成，在中低压开关柜柜内中还要安置符合要求的绝缘材料。而且因为中压开关柜的应用功范围比计较广泛，因此，就必须要对其中的关键技术进行重点研究，避免因为设计不当导致电力系统运行问题[1]。

（一）关注安全净距设计

在中低压开关柜中要对三相交流点进行分配，为了保障安全就必须要使三者之间保持一定的距离，就可以避免在其运行中出现短路问题，不会对整个电力系统的运行产生不良影响。基于此，在中压柜设计中就必须要考虑柜内的安全净距设计，在设计中还必须要应用合理的计算方法来对绝缘距离进行精准的计算，从而计算出中压开关柜的柜体大小与形状。首先，可以在中压开关柜内的每两相交流电之间都设置绝缘板开对绝缘间距进行调试，使其安全净距控制在合理范围内。在设置绝缘板的时候，要注意设置在二者正中间，可以根据中压开关柜柜内的具体压值对每两者之间的空气距离进行计算与设计。应用该方法虽然能够保证设计的精准性，但是很容易导致柜内的绝缘板出现老化问题，因此还要定期对绝缘体进行检查与维修。因此，就可以在中压开关柜内的绝缘体上使用热缩套把高压带电体套起来以起到隔绝效果的方法，但是应用该方法也必须要留出一定的安全净距。在大量的工作实践中，有部分设计人员在高压开关柜的金属封闭空间状态下，为了能够实现比较理想的绝缘效果，往往会应用非金属绝缘板进行隔绝，虽然绝缘效果较好，但是如果使用时间比较长，隔绝板也会发生老化，最终导致柜内的三相交流电发生短路，影响电力系统，因此，也必须要定期进行巡检。

（二）爬电距离的设计

随着人们对电力资源的需求增加，人们对电力系统的要求也逐渐提高，这也就要求在中压开关柜设计在实际的操作与应用中各个组建与支撑件能够符合设计需求。针对不同压值、形状的中压开关柜设计，其中所使用能够的纯瓷器绝缘件、有机绝缘件在规格上还存在较大的差异，需要根据设计方案、实际应用需求来对中压开关柜的元器件进行谨慎的选择，使中压开关柜能够正常工作，保证电力系统运行[2]。

(三）应用五防连锁设计思维

在中压开关柜设计中应用五防连锁设计思维，从而能够有效的规避相关的工作人员在实际操作中出现失误导致的各类事故。这就要求相关的工作人员在实际的工作过程中能够主动积极的提升自己的专业素养和操作技能，并能在终压开关柜内设置经过强化的自行连锁装置，将其作为防护措施。根据中压开关柜在型号方面的差异，在设计连锁装置时就必须根据一定的设计程序，采取互相制约互相连接的机械传动方式，并根据设计的程序进行操作。在中压开关柜内应用该设计思维设计的操作系统相对比较复杂，对生产工艺的要求与标准也比较高，其实际运作的可靠性也相对较高。在中压开关柜设计中使用机械程序锁的方式，虽然结构比较简单，但是在实际的应用与操作中很容易导致操作失误，在一些无人值守的变电器中应用该结构也不难满足电力系统运行需求，还会产生一定的人力资源浪费。也有部分设计人员将电磁锁的设计方式应用其中，虽然运行效果比较好，但是运行中不仅需要外部的电源供电运行，还容易受到影响，导致运行的可靠性较差。

（四）加强温度控制装置的设计

在中压开关柜运行的过程中，中压开关柜需要承受一定的电流，且该电流强度不小。中压开关柜运行的过程中其一次元件大多都处在一个封闭的空间内，在长期运行之后就会导致各个一次元件的体积温度比较高，温度也不能从柜内较好的散发出去。长期运行后，柜内一次元件的温度达到一定的温度值不能散发，就很容易导致元件损坏，并发生很难预估的事故，造成较大的损失，严重影响电力系统的运行情况，不能满足电力系统用户的用电需求。

（五）加强防护等级设计

在中压开关柜设计的过程中需要将高压柜的防护等级需求作为设计中压开关柜的防护等级依据，一旦有人体不慎靠近或者是触碰到高压带电部门设备也不会造成过大的损害。但是加强中压开关柜的防护等级设计并不是说防护等级越高所产生的防护效果就越好[3]。中压开关柜的防护等级与其柜内的散热性能之间呈反比关系。随着中压开关柜的防护等级增加，则其散热性能就会随之降低，中压开关柜运行的成本也会随之增加。基于此，为了能够保证中压开关柜的防护等级达标、柜内散热性能较好以及成本控制等三者之间达到平衡，就必须要根据中压开关柜内的电载荷来确定其防护等级的设计。在一些10kv的高压开关柜防护等级设计中，就根据柜内的电载荷，将防护等级设置在IP3X-IP4X之间。在中压开关柜设计中，要求相关的工作人员一定要做好安全防护措施，从而规避其中的各类不安全事件发生。

结语：

综上所述，本文对中压开关柜的构架、空间绝缘技术进行分析，并结合大量的工作时间对中压开关柜设计中的关键性问题进行重点分析，希望对促进中压开关柜设计的科学性、合理性发展有所帮助。

参考文献：

[1]杨俊明.基于TM的功能设计方法在中压开关柜连锁设计中的应用[J].机电技术,2017.

[2]胡军,傅国强,黄志浩,etal.中压开关柜带电指示器设计缺陷分析及技术改[J].科技风,2014(22).

[3]高玲莉.关于50Hz中压开关柜用于60Hz电力系统设计的要点分析[J].军民两用技术与产品,2017.