10kV高壓開關(guān)柜 6機柜設(shè)計注意事項,您見過嗎?
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|絕緣距離
由于10kV開關(guān)柜用于分配三相交流電,因此必須保證相間和相對地之間有一定的距離,否則會造成短路,對整個電力系統(tǒng)造成危害。然而,當我們僅使用空氣作為絕緣介質(zhì)時,絕緣距離要求如下表所示。
有時,為了減少開關(guān)柜的外部尺寸,可以使用以下方法:
1)在氣隙中插入非金屬絕緣隔板,從而降低絕緣距離的要求。但應注意的是,凈空氣距離不小于60毫米,相間絕緣隔板應設(shè)置在中間位置。這種方法的缺點是絕緣隔板受使用環(huán)境影響大,存在絕緣老化的問題。
2)用熱縮套管覆蓋整個高壓帶電導體。在實踐中,確保絕緣距離不小于100毫米。缺點是熱收縮套管也有絕緣老化的問題。
3)國外ABB公司有均勻電場的設(shè)計理論,可以通過改進帶電導體的結(jié)構(gòu)來降低絕緣距離的要求。缺點是國內(nèi)電力系統(tǒng)用戶難以接受這一理論,因為它不符合DI/T 401997標準的要求。
4)國外三菱公司采用熱噴涂工藝,可在高壓帶電導體表面均勻附著一層絕緣材料。缺點是需要增加流化床設(shè)備。
綜上所述,在設(shè)計允許的情況下,應盡可能采用空氣絕緣,以滿足上表的要求。
|爬電距離
由于電力系統(tǒng)用戶傾向于追求高可靠性,在實踐中我們必須滿足以下條件:在高電壓開關(guān)柜時,各部件及其支撐絕緣(純瓷和有機絕緣)的外絕緣爬電比(高壓電氣部件外絕緣爬電距離和額定電壓比)對于純瓷絕緣為18毫米/千伏,對于有機絕緣為20毫米/千伏。由于這一要求相對較高,許多傳統(tǒng)部件往往不能滿足要求,這就要求我們通知部件制造商對其進行定制。部件制造商通常采用增加或增加裙緣而不增加絕緣體高度的方法。在選擇款式時,我們應該注意裙高與裙距的比例。此外,我們還應該注意使用開關(guān)柜的地方的環(huán)境條件。為了防止冷凝,我們可以在開關(guān)柜處增加一個自動控制的加熱器。
| 防聯(lián)鎖功能
為了防止現(xiàn)場操作人員無意識地進行錯誤操作,造成事故,除了加強對操作人員的培訓和執(zhí)行工作票制度外,還應在開關(guān)柜的設(shè)計中增加強制聯(lián)鎖裝置或采取提示措施。對于開關(guān)柜,應提供五種防誤操作功能:
1)防止斷路器誤分合閘
對于載人變電站,可以使用不同數(shù)量的紅色和綠色瓷磚。也就是說,每個斷路器對應于唯一數(shù)量的紅色和綠色擋板,它們通常放置在控制屏幕上。對于無人值守變電站而言,由于斷路器是從遠處操作的,因此不能使用紅綠卡轉(zhuǎn)向方法,只能增加電氣聯(lián)鎖。
2)防止負荷分離開關(guān)上下或負荷手車推出斷路器。該功能一般采用機械聯(lián)鎖進行強制聯(lián)鎖。這一要求的原因是手車的隔離開關(guān)和動、靜觸頭不具備斷開和閉合正常負載電流的能力。如果誤操作,隔離開關(guān)和手車的動、靜觸頭將被燒毀,事故可能進一步擴大。
3)防止接地開關(guān)帶電操作或臨時接地線懸空。該功能需要機械聯(lián)鎖,因為它與人工短路接地有關(guān)。
4)防止用臨時接地線或接地開關(guān)切換電源。該功能需要機械聯(lián)鎖,并且還旨在防止人為短路接地。
5)防止人們誤入帶電區(qū)間。該功能通常也是機械聯(lián)鎖的,以防止電擊。
綜上所述,為了實現(xiàn)五防功能,機械聯(lián)鎖是必不可少的。各種類型的型號和開關(guān)柜,如GG-1A、XGN2、GGX2、JYN、KYN、KGN和GZSl,在機械聯(lián)鎖方面都有自己的特點。它們中的大多數(shù)都是由機械零件一個接一個地驅(qū)動的。除非操作者用外力損壞零件,否則只能按照預定程序操作,可靠性高。然而,零件結(jié)構(gòu)復雜,加工工藝要求高。有時,我們也可以使用機械程序鎖,結(jié)構(gòu)非常簡單,但由于萬能鑰匙的存在,很難完全避免操作者的誤操作。此外,這種方法不能滿足無人值守變電站的要求。在萬不得已的情況下,如果不帶斷路器的進線等于0+,我們只能使用電磁鎖。電磁鎖、分壓瓷瓶和電線都容易損壞,還需要外部電源,可靠性差。至于高壓帶電顯示裝置,它只能被視為一種暗示性的措施,沒有可靠性。通常不建議這樣做。當然,對于操作者來說,通過高壓帶電顯示設(shè)備來知道主電路的哪一部分正在通電是另一回事。
|關(guān)于保護級別
為了防止人體接近高電壓開關(guān)柜的高壓帶電部分和接觸運動部分,在設(shè)計開關(guān)柜時,應考慮達到幾個保護級別。
在設(shè)計時,應注意隨著防護等級的提高,生產(chǎn)成本相應增加,散熱條件變差。因此,我們不能追求高保護級別,IP3X和IP4X通常是合適的。
|動態(tài)穩(wěn)定性
在電力系統(tǒng)中,開關(guān)柜通常能承受20kA、31.5kA、40kA甚至50kA的額定短路開斷電流。當如此大的電流通過電力系統(tǒng)時,開關(guān)柜時,相間母線和同相母線之間將產(chǎn)生巨大的電力。此時,我們需要支撐絕緣子的支撐,以防止母線發(fā)生明顯位移。一般來說,兩個絕緣子之間的距離不應超過800毫米,一些薄弱環(huán)節(jié)應加強。由于動力穩(wěn)定性的理論計算極其復雜,一般設(shè)計需要依靠設(shè)計者的經(jīng)驗,較后需要通過型式試驗進行試驗。
|溫度上升
在電力系統(tǒng)中開關(guān)柜通常能承受4000安及以下的正常工作電流。由于主要部件通常在密封的機柜中運行,因此它們產(chǎn)生的熱量很難散發(fā)到機柜外部,從而導致機柜內(nèi)部的溫度升高。如果溫度超過以下限值,部件將被燒毀,并會發(fā)生事故。
為了達到溫度上升的極限,我們必須加強制造過程。雖然我們可以在電氣連接表面涂凡士林、導電膏、鍍錫、鍍銀等措施,但較終的保證在于制造??梢哉f,在操作開關(guān)柜期間發(fā)生的絕大多數(shù)事故都是由于生產(chǎn)過程過密而導致的溫度過高引起的。當然,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,我們應該盡力避免渦流現(xiàn)象。當確實不可避免時,可以使用具有高磁阻率的材料。
在實際工作中,我們深深感受到開關(guān)柜的設(shè)計深度是無窮無盡的。有時候,我們根本無法從理論上證明和分析它。我們只能依靠經(jīng)驗和類型測試。這可能是每一門學科發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展的根本原因。
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