摘 要：本文主要介紹了35kV 10kV高壓開關柜。從開關柜的結構變化、一次元件的選擇布置等方面進行了系統的分析。

　　關鍵詞：電力論文范文,期刊投稿,系統,結構,一次元件

　　電力系統正常運行需要安全、經濟、可靠的保障，隨著技術的進步和對供用電質量要求的日益提高，高壓開關柜技術的使用范圍在擴大，品種在不斷增多，自動化、智能化的程度愈來愈高，所以高壓開關柜設計的系統化、智能化、模塊化，會對開關柜的發展起到一定的推動作用。

　　1、 高壓開關柜結構

　　開關柜的結構多為組裝式結構，更容易實現結構方案的變化。35kV及10kV開關柜有5個小室，即斷路器室、母線室、電纜室、儀表室、小母線室，各個小室之間既相互獨立又緊密聯系。一次元件在結構中的布置，既要安全合理，又要講求經濟效益。

　　1.1 一次方案在結構上的實現

　　一次方案在結構上的實現主要考慮一次元件的布置與安裝，主要包括斷路器、電流互感器、電壓互感器、零序互感器、接地開關、避雷器、熔斷器、電容器、變壓器等，既要考慮一次元件安裝時的結構強度，又要考慮其所能承受的動、熱穩定值，同時滿足絕緣距離及工頻耐壓的要求，如35kV 開關柜的空氣絕緣距離是300mm、工頻耐壓為95kV。10kV 開關柜的空氣絕緣距離是125mm、工頻耐壓為42kV 。

　　1.2 開關柜的結構布置

　　在斷路器室內，斷路器的安裝有固定式和手車式，固定式安裝是將柜內分支母線直接固定在斷路器的上、下出線座上，手車式安裝是通過一次隔離插頭將手車與柜內母線連接起來，手車與開關柜有三個位置，即試驗位置、運行位置、移開位置。母線室是許多間隔的主母線需要貫通的小室，母線的大小和支撐強度須滿足母線動、熱穩定值的要求。小母線室內安裝有控制、合閘、電壓、低電壓、照明等小母線，一般也是貫穿于整列開關柜的。電纜室內一般有電流互感器、零序互感器、接地開關、避雷器，有時也有電壓互感器、熔斷器、變壓器等。儀表室內全都是二次元件，通過二次線將所有元件聯系起來，來實現開關柜的控制、保護、計量、測量、信號的傳輸等功能。

　　1.3 開關柜的連鎖裝置

　　開關柜的連鎖裝置直接關系到設備和在場人員的安全，開關柜的“五防”技術，使產品的安全可靠性大大邁進了一步，①防止誤分、誤合斷路器;②防止帶負荷分、合隔離開關或帶負荷推入、拉出金屬封閉式開關柜的手車隔離插頭;③防止帶電掛接地線或合接點開關;④防止帶接地線或接點開關合斷路器;⑤防止誤入帶電間隔。防止誤分、誤合斷路器主要是防止操作人員認錯柜號，除這一條可采用提示性的措施外，其余四防均采用強制性閉鎖。

　　2、高壓開關柜的一次元器件

　　2.1 開關柜主母線

　　主母線規格的選擇必須滿足母線額定電流的要求，在設計院提供的一次接線圖中，有時直接給出了主母線規格，有時給出了母線所要滿足的額定電流值，在與用戶簽定的技術協議中也會體現主母線規格或母線所要滿足的額定電流值，不管主母線規格以何種方式體現，都要認真復核母線規格與所要求的額定電流值相吻合，并且留有一定的余量。

　　2.2 高壓開關柜

　　戶內高壓開關柜是指用于電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，電壓等級在3.6kV~35kV的電器產品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、高壓自動重合與分段器、電流互感器、電壓互感器。高壓開關柜的運行必須安全，滿足“五防”閉鎖要求。柜體排列的平面布置圖中，要注意排列順序、進線的相序，以及柜體外形尺寸的要求。開關柜的額定電流，35kV及以下開關柜的額定電流有630A、800A、1000A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A、4000A、6300A。開關柜的額定電壓有7.2kV、12kV、15kV、24kV、40.5kV。

　　2.3 電流互感器

　　對于高壓電流互感器，其二次繞組應有一點接地。這樣，當一、二次繞組間因絕緣破壞而被高壓擊穿時，則可將高壓引入大地，使二次繞組保持低電位，從而確保人身和二次設備的安全。應當注意的是，電流互感器的二次回路只允許一點接地而不能再有接地點，電流互感器二次回路的接地點應在端子K2處。

　　2.4 電壓互感器

　　電壓互感器的二次回路必須接地，其目的是為了保護人身和設備的安全。因為電壓互感器在運行中，一次繞組處于高壓，而二次繞組則為固定的低電壓。如果電壓互感器的一、二次繞組之間的絕緣被擊穿，一次側的高壓將直接加到二次繞組上，而二次繞組所接的儀表和繼電保護裝置的絕緣水平很低，工作人員經常要與其接觸，這樣不但損壞了二次設備，而且直接威脅到工作人員的安全。

　　2.5 避雷器

　　通常進線柜、饋線柜、母線PT、進線PT、分段柜中都安裝避雷器。系統中一旦出現過電壓、或雷擊電壓，且危及被保護設備絕緣時，避雷器立即動作，將高電壓沖擊電流導向大地，從而限制電壓幅值，保護電氣設備絕緣。現在，大多數工程的避雷器采用三相組合式，個別工程也有三相均為單只的，原理上是一致的。

　　2.6 開關柜接地開關

　　接地開關，用于電路接地部分的機械式開關，它能在一定時間內承載非正常條件下的電流(例如短路電流)，但不要求它承載正常電路條件下的電流。接地開關根據斷路器的開斷電流有25kA、31.5kA、40kA、50kA。

　　3、高壓開關柜內元器件的安裝位置

　　3.1 避雷器安裝位置

　　避雷器的安裝位置需要考慮絕緣距離和現場施工后柜體絕緣間距以及用戶的安全用電。因高壓電纜屏蔽層在電纜頭制作中需引出至接地排接地,而避雷器分別對應安裝于高壓導流體A、B、C相,故避雷器對應為高壓側,電纜頭處為接地端。若避雷器安裝位置較低,與電纜頭絕緣安全距離不足,則可能會發生事故。建議避雷器安裝位置高于柜體底部60mm以上或將避雷器從高壓柜中移除,設計在線桿線路側,安裝于高壓電纜進出線桿塔處。

　　3.2 電流互感器安裝位置

　　在高壓開關柜生產過程中,應注意高壓電流互感器(TA)對地安全距離。當大變比TA為減少發熱采用穿心式時,其內側配有一等電位銅導線體,該導線是高壓導體。互感器制造廠所配銅導線體通常較長,若未注意該導線的浮垂及擺動,則可能造成相間及對地安全距離不足。設計時,將TA銅導線固定孔設計在穿芯TA所在相別的銅鋁排出口處;若TA垂直安裝,則將固定孔設計于上出口處,將多余導線用扎帶束于該TA內部。

　　安裝高壓零序互感器的開關柜,一般將零序互感器安裝在柜子底部,但要考慮零序互感器到高壓出線接線頭的距離,以防現場接出線電纜時不能滿足電纜彎曲半徑要求。若仍無法滿足,則需將零序互感器安裝到柜子下的電纜溝內,通過安裝支架或直接配孔固定在柜子底部。

　　3.3 二次元件的安全間距

　　在高壓開關柜生產過程中,除考慮二次部分的溫濕度感應器及加熱器自身安裝位置與高壓部分安全間距外,還應注意二次導線的安全距離􀀁在高壓柜內若用定位片方式固定二次電纜,則在定位片失去粘性脫落后,二次電纜下垂或擺動會造成二次電纜對高壓部分安全距離不足,危及一、二次系統的安全。因此,設計時應在開關柜內設置專用走線槽布線,或在柜內設計電纜固定孔及固定支架以固定二次電纜。

　　總結

　　隨著技術水平的不斷提高，以及用戶的嚴格要求，高壓開關柜的設計更趨于合理化、人性化、模塊化、市場化，本文從高壓開關柜的系統入手，論述了開關柜的設計過程，以及設計時需要注意的問題，對于今后高壓開關柜的設計有一定的指導作用。

　　參考資料：

　　[1]GB 3906-2006 3.6-40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備[S]

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