10kV高壓開關(guān)柜 6機(jī)柜設(shè)計(jì)注意事項(xiàng),您見過嗎?
|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(duì)地之間有一定的距離,否則會(huì)造成短路,對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成危害。然而,當(dāng)我們僅使用空氣作為絕緣介質(zhì)時(shí),絕緣距離要求如下表所示。
有時(shí),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(yīng)注意的是,凈空氣距離不小于60毫米,相間絕緣隔板應(yīng)設(shè)置在中間位置。這種方法的缺點(diǎn)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(gè)高壓帶電導(dǎo)體。在實(shí)踐中,確保絕緣距離不小于100毫米。缺點(diǎn)是熱收縮套管也有絕緣老化的問題。
3)國(guó)外ABB公司有均勻電場(chǎng)的設(shè)計(jì)理論,可以通過改進(jìn)帶電導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)來(lái)降低絕緣距離的要求。缺點(diǎn)是國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)用戶難以接受這一理論,因?yàn)樗环螪I/T 401997標(biāo)準(zhǔn)的要求。
4)國(guó)外三菱公司采用熱噴涂工藝,可在高壓帶電導(dǎo)體表面均勻附著一層絕緣材料。缺點(diǎn)是需要增加流化床設(shè)備。
綜上所述,在設(shè)計(jì)允許的情況下,應(yīng)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(shí)踐中我們必須滿足以下條件:在高電壓開關(guān)柜時(shí),各部件及其支撐絕緣(純瓷和有機(jī)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(duì)于純瓷絕緣為18毫米/千伏,對(duì)于有機(jī)絕緣為20毫米/千伏。由于這一要求相對(duì)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(duì)其進(jìn)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(shí),我們應(yīng)該注意裙高與裙距的比例。此外,我們還應(yīng)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(gè)自動(dòng)控制的加熱器。
| 防聯(lián)鎖功能
為了防止現(xiàn)場(chǎng)操作人員無(wú)意識(shí)地進(jìn)行錯(cuò)誤操作,造成事故,除了加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)和執(zhí)行工作票制度外,還應(yīng)在開關(guān)柜的設(shè)計(jì)中增加強(qiáng)制聯(lián)鎖裝置或采取提示措施。對(duì)于開關(guān)柜,應(yīng)提供五種防誤操作功能:
1)防止斷路器誤分合閘
對(duì)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(gè)斷路器對(duì)應(yīng)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(duì)于無(wú)人值守變電站而言,由于斷路器是從遠(yuǎn)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(fù)荷分離開關(guān)上下或負(fù)荷手車推出斷路器。該功能一般采用機(jī)械聯(lián)鎖進(jìn)行強(qiáng)制聯(lián)鎖。這一要求的原因是手車的隔離開關(guān)和動(dòng)、靜觸頭不具備斷開和閉合正常負(fù)載電流的能力。如果誤操作,隔離開關(guān)和手車的動(dòng)、靜觸頭將被燒毀,事故可能進(jìn)一步擴(kuò)大。
3)防止接地開關(guān)帶電操作或臨時(shí)接地線懸空。該功能需要機(jī)械聯(lián)鎖,因?yàn)樗c人工短路接地有關(guān)。
4)防止用臨時(shí)接地線或接地開關(guān)切換電源。該功能需要機(jī)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(jī)械聯(lián)鎖的,以防止電擊。
綜上所述,為了實(shí)現(xiàn)五防功能,機(jī)械聯(lián)鎖是必不可少的。各種類型的型號(hào)和開關(guān)柜,如GG-1A、XGN2、GGX2、JYN、KYN、KGN和GZSl,在機(jī)械聯(lián)鎖方面都有自己的特點(diǎn)。它們中的大多數(shù)都是由機(jī)械零件一個(gè)接一個(gè)地驅(qū)動(dòng)的。除非操作者用外力損壞零件,否則只能按照預(yù)定程序操作,可靠性高。然而,零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工工藝要求高。有時(shí),我們也可以使用機(jī)械程序鎖,結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,但由于萬(wàn)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(wú)人值守變電站的要求。在萬(wàn)不得已的情況下,如果不帶斷路器的進(jìn)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(dāng)然,對(duì)于操作者來(lái)說,通過高壓帶電顯示設(shè)備來(lái)知道主電路的哪一部分正在通電是另一回事。
|關(guān)于保護(hù)級(jí)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(yùn)動(dòng)部分,在設(shè)計(jì)開關(guān)柜時(shí),應(yīng)考慮達(dá)到幾個(gè)保護(hù)級(jí)別。
在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意隨著防護(hù)等級(jí)的提高,生產(chǎn)成本相應(yīng)增加,散熱條件變差。因此,我們不能追求高保護(hù)級(jí)別,IP3X和IP4X通常是合適的。
|動(dòng)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(dāng)如此大的電流通過電力系統(tǒng)時(shí),開關(guān)柜時(shí),相間母線和同相母線之間將產(chǎn)生巨大的電力。此時(shí),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(lái)說,兩個(gè)絕緣子之間的距離不應(yīng)超過800毫米,一些薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)。由于動(dòng)力穩(wěn)定性的理論計(jì)算極其復(fù)雜,一般設(shè)計(jì)需要依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn),最后需要通過型式試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)。
|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(jī)柜中運(yùn)行,因此它們產(chǎn)生的熱量很難散發(fā)到機(jī)柜外部,從而導(dǎo)致機(jī)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(huì)發(fā)生事故。
為了達(dá)到溫度上升的極限,我們必須加強(qiáng)制造過程。雖然我們可以在電氣連接表面涂凡士林、導(dǎo)電膏、鍍錫、鍍銀等措施,但最終的保證在于制造。可以說,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(dǎo)致的溫度過高引起的。當(dāng)然,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,我們應(yīng)該盡力避免渦流現(xiàn)象。當(dāng)確實(shí)不可避免時(shí),可以使用具有高磁阻率的材料。
在實(shí)際工作中,我們深深感受到開關(guān)柜的設(shè)計(jì)深度是無(wú)窮無(wú)盡的。有時(shí)候,我們根本無(wú)法從理論上證明和分析它。我們只能依靠經(jīng)驗(yàn)和類型測(cè)試。這可能是每一門學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展的根本原因。
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