白國斌

摘要：伴隨現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，電力已經(jīng)成為社會發(fā)展中不可或缺的重要能源，而電力設(shè)備更是發(fā)揮著保障能源供應(yīng)的重要工具。高壓開關(guān)設(shè)備作為一種常見的電力設(shè)備，在實踐中對其設(shè)計和應(yīng)用就顯得至關(guān)重要?；诖?，本文以10kV高壓開關(guān)柜設(shè)備為基礎(chǔ)，對其基本的設(shè)計原理進(jìn)行闡述，并對可在存在的風(fēng)險進(jìn)行分析，從而為電力行業(yè)的平穩(wěn)有序發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)設(shè)備;設(shè)計原理;風(fēng)險問題

目前，高壓開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)得到了普及，并為社會正常的用電秩序提供堅實的保障。10kV高壓開關(guān)柜是一種普遍應(yīng)用的設(shè)備，在電力供應(yīng)的整體框架中發(fā)揮著重要作用，因此對于該型高壓開關(guān)設(shè)備的科學(xué)設(shè)計及優(yōu)化具有重要意義。

10kV高壓開關(guān)設(shè)備的概述

高壓開關(guān)設(shè)備的類型

10kV高壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)部主要依靠空氣或復(fù)合絕緣材料為介質(zhì)，對電網(wǎng)內(nèi)的電能進(jìn)行有效的接受與分配。按照10kV高壓開關(guān)的類型劃分，又可分為半封閉式高壓開關(guān)柜、金屬封閉式高壓開關(guān)柜、金屬鎧裝式高壓開關(guān)柜、間隔式高壓開關(guān)柜、箱式高壓開關(guān)柜以及絕緣封閉式高壓開關(guān)柜等。

高壓開關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)

高壓開關(guān)柜是一種關(guān)鍵的電力供應(yīng)設(shè)備，通過該設(shè)備可以實現(xiàn)各電力網(wǎng)絡(luò)的銜接與轉(zhuǎn)化，從而保證電力的持續(xù)、有效、安全的供應(yīng)。其主要的部件分為高壓斷路器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器、高壓熔斷器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器及站用變壓器等部分，并配合控制、測量、保護(hù)、調(diào)節(jié)裝置，內(nèi)部連接件、輔件、外殼和支持件等成套配電裝置組成。10kV高壓開關(guān)的大致設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1? 高壓開關(guān)柜設(shè)備結(jié)構(gòu)

10kV高壓開關(guān)設(shè)備的設(shè)計

外殼設(shè)計

10kV高壓開關(guān)設(shè)備的外殼是整體設(shè)計的基礎(chǔ)，通常高壓開關(guān)設(shè)備的外殼均需要采用金屬結(jié)構(gòu)，使其具備一定的使用強度，并且杜絕以網(wǎng)絡(luò)編織物及不耐火材料進(jìn)行制造。在金屬封閉式的高壓開關(guān)設(shè)備的主回路設(shè)計中，所有組件都應(yīng)當(dāng)安裝于金屬外殼內(nèi)部，以達(dá)到安全的防護(hù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。由于10kV高壓開關(guān)本身的高壓特點，對于其安全防護(hù)等級要求極為嚴(yán)苛，因此在外殼的設(shè)計中，必須要滿足相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，才能夠真正發(fā)揮安全防護(hù)的作用。

導(dǎo)體截面設(shè)計

導(dǎo)體截面是有效連接主回路、各單元及組件的重要部分，在10kV高壓開關(guān)設(shè)備的導(dǎo)體截面設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)充分考慮其額定電流的需求，以大于額定電流的10%為宜。同時，在10kV高壓開關(guān)設(shè)備的主回路最小截面設(shè)計中，在滿足銘牌中額定電流值的基礎(chǔ)上，還應(yīng)參照銘牌中的額定峰值耐受電流、額定短時耐受電流以及額定短路持續(xù)時間的要求，加強對限流熔斷器的主回路設(shè)計，使熔斷器與母線之間的連接導(dǎo)體能夠滿足銘牌中各項電流值的要求，以保證高壓開關(guān)設(shè)備的安全設(shè)計原則。

接地設(shè)計

接地設(shè)計是10kV高壓開關(guān)設(shè)備中不可或缺的必要環(huán)節(jié)，通過科學(xué)的設(shè)計以保證電力維修人員及相關(guān)設(shè)備的安全，保障電力的安全持續(xù)供應(yīng)。在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)對除能夠從高壓開關(guān)設(shè)備中，分開后能觸及的部件以外的接近回路中的所有部件實現(xiàn)接地，以實現(xiàn)完整的接地方案。與此同時，對于10kV高壓開關(guān)設(shè)備的整體延伸方面，實施專用接地導(dǎo)體的設(shè)計，以銅質(zhì)材料為例，其在出現(xiàn)接地故障時，電流的密度不得超過200A/mm2，最小截面不小于30mm2。此外，在接地設(shè)計中還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的接地標(biāo)識。

互感器設(shè)計

互感器是高壓開關(guān)設(shè)備中的重要元件，在10kV高壓開關(guān)設(shè)備中應(yīng)當(dāng)重視對互感器的固定，并使其處于隔離的狀態(tài)，以保證即使在高壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)其它電組件異常時，仍然能夠發(fā)揮其作用。對于互感器的位置設(shè)計上，要突出便捷的特點，使其在后續(xù)的檢查與巡視過程中，能夠更加方便，并且在主回路不帶電時的情況下，仍然能夠進(jìn)行檢修、更換及預(yù)防試驗。同時，互感器在符合標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載及繼電保護(hù)的要求外，還需要具備抗鐵磁諧振的能力，其基本的數(shù)據(jù)以10kV高壓開關(guān)設(shè)備的銘牌數(shù)值為準(zhǔn)。

隔離開關(guān)問題

隔離開關(guān)在10kV高壓開關(guān)設(shè)備中發(fā)揮著重要作用，因此在隔離開關(guān)問題上要突出針對性，以快速的對相應(yīng)問題進(jìn)行處置和預(yù)防。（1）堅持定期檢修制度，一般情況下，對于隔離開關(guān)的大修時間為3–5年為宜，在特殊情況下應(yīng)壓縮檢修的時間。尤其是10kV高壓開關(guān)設(shè)備的隔離開關(guān)的檢修中，以1–2年小修1次為宜。（2）實施預(yù)防性檢修制度，在一些特殊情況下，導(dǎo)致部分隔離開關(guān)長期處于待檢修狀態(tài)，為滿足后續(xù)的安全使用，應(yīng)對久未停電檢修的隔離開關(guān)進(jìn)行停電或帶電檢修，降低安全問題的風(fēng)險。（3）形成科學(xué)保養(yǎng)制度，針對電力設(shè)備的功能特點，要加強對隔離開關(guān)的相關(guān)接觸、轉(zhuǎn)運及機械操作部件進(jìn)行檢查與潤滑，防止在使用的過程中出現(xiàn)卡澀及斷裂的事故發(fā)生，以提升高壓開關(guān)的可靠性。

絕緣問題

10kV高壓開關(guān)設(shè)備的絕緣問題事關(guān)供電及設(shè)備安全，必須要加以重視。為防止高壓開關(guān)設(shè)備出現(xiàn)絕緣事故，可以采取有效的規(guī)避措施。（1）加強對使用環(huán)境的監(jiān)測，對事故頻發(fā)的區(qū)域進(jìn)行針對性處理，如對通風(fēng)、加熱和除濕條件進(jìn)行優(yōu)化。（2）提升元器件的自身性能，在10kV高壓開關(guān)設(shè)備設(shè)計中，可以對斷路器性能進(jìn)行提升，如增加斷路器絕緣爬距，或者在柜體之間進(jìn)行隔離封堵，必要時可以增加高壓開關(guān)柜的尺寸。

結(jié)語

總之，電力系統(tǒng)中高壓開關(guān)是極其重要的成套設(shè)備，其設(shè)計的科學(xué)性及質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著電力系統(tǒng)的運行。因此，在高壓開關(guān)設(shè)備的設(shè)計中，要充分展現(xiàn)科學(xué)的設(shè)計能力，在保證高效電力供應(yīng)的基礎(chǔ)上，還能夠為電力設(shè)備的安全使用提供保證，從而提升電力供應(yīng)的可靠性，保障社會各行業(yè)、各領(lǐng)域的安全發(fā)展。

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