10kV配电开关柜的设计应用问题及对策

葛兰

摘要：随着人们对电力需求量的日益增加，我国电网建设取得了巨大的发展机遇，在这样的社会环境下，10kV配电系统迅速发展，在电网运营中扮演重要的角色。10kV配电开关柜是整个电网的重要组成部分，发挥着至关重要的作用，其运行质量直接影响到整个电网运行的质量。笔者结合自身的工作经验和专业知识，研究分析10kV配电开关柜的设计应用问题及对策。

关键词：10kV；配电开关柜；问题；对策

在现代社会经济的发展过程中，工业化水平和居民生活水平大幅度提高，对于电力的运用和依赖性也越来越高，对电力设备的质量和工作效率的要求也更高。在现阶段，10kV配网系统的应用非常广泛，同样的高压开关柜的应用也很普遍。高压开关柜作为电力系统中的重要部分，其性能对10kV配网的运行具有重要意义。在实际的应用中，高压开关柜普遍可以达到现阶段的基本工作，但是也存在一些问题。这些问题对电网的安全性、稳定性都造成了不良影响，分析其问题并出具相关的对策，对于10kV配电高压开关柜的设计改进具有重要意义。

一、10kV配电开关柜总设计内容

第一，对控制电路设计要点进行分析。10kV配电开关柜中设置了大量的元器件，控制电路的作用便是对各类元器件进行合理连接和传递，控制电路设计是否合理对10kV配电开关柜能否正常运行会产生一定的影响，不合理的设计甚至會导致10kV配电开关柜无法正常运行。为了提升控制电路设计的合理性，设计人员需要做好如下几方面工作：其一，对10kV配电开关柜设计要求及流程等进行了解和掌握，保证设计工作能够如期展开；其二，对10kV配电开关柜内部每种元器件的作用及体积大小等进行明确，在实际设计过程中需要严格遵循“自上而下，从左至右”的顺序，在保证设计质量的同时可缩短设计时间。

第二，对绝缘距离设计要点进行分析。10kV配电开关柜的用途便是对不同相的电流进行合理分配，为了使其用途得到充分发挥、减少短路情况出现的几率，需要对其绝缘性能进行提升，设计人员在实际设计过程中可以从如下几方面着手：其一，使用绝缘物质对带电导体进行合理包裹，通常情况下控制包裹的长度在十厘米左右；其二，在地面和10kV配电开关柜之间对绝缘隔板进行合理设置，并且需要做好绝缘隔板防腐蚀工作，减少后期使用过程中因腐蚀出现绝缘性降低的情况；此外设计人员也可以根据实际情况对带电导体的绝缘性进行适当的调整。

二、10kV高压开关柜的作用

10kV电网系统的主要作用在于通过对正常的线路进行开启、闭合、断开，以及保证正常的电力运输及电力负荷比例的控制，保障及控制发电系统的有效运行。在电力系统出现故障时，对故障源进行有效的隔离，保障正常的供电渠道继续有效的运行。正常的运行维护工作中，可以对电路进行分隔控制。维修和故障排除过程中，可以确保其能安全可靠的接地，确保线路与设备的运行以及维修人员的人身安全。对运行中的供电系统，要使其能够随时测出10kV供电系统的电压及电流相关参数的指标，一旦超出正常的范围，即发出警报。

三、10kV配电开关柜设计应用问题和处理对策分析

（一）10kV配电开关柜设计应用问题分析

第一，对温升问题进行分析。10kV配电开关柜内部元器件均在封闭的空间中运行，在实际运行过程中各类元器件会产生不同的热量，热量难以散发至10kV配电开关柜外，为此导致柜内温度明显升高，在超过规定值后元器件便会出现烧坏的情况，严重时会使10kV配电开关柜无法正常运行。第二，对10kV配电开关柜自身绝缘问题进行分析。经过研究发现导致配电开关柜出现绝缘性问题的原因主要包括如下几方面：其一，空气绝缘间隔较小。相关规定中要求空气绝缘间隙的最小值为125mm，目前部分电力企业将相和相，相和地之间的空气绝缘间隙设置在100-125mm之间，同相关规定要求不符，在后期使用过程中出现安全事故的几率将会有所增加。其二，配套附件绝缘性能较差。当前一些生产厂家为了最大程度的减少投入成本，存在使用绝缘性能较差的配套附件进行生产的情况，此种情况导致配电开关柜污闪电压无法达到规定要求，在后期可能会出现不同程度的意外事件。其三，在使用复合绝缘模式时未对空气间隙进行合理设置。当前一些电力企业会在配电开关柜内部合理增设绝缘隔板，进而形成带电体→空气间隙→绝缘隔板→接地体的复合绝缘模式，此种模式对提升配电开关柜运行效果有一定的积极作用，但是在实际设置过程中存在空气间隙设置过小的情况，在后期使用过程中会出现绝缘事故。其四，未做好检修工作。配电开关柜运行环境相对较差，在粉尘，蒸汽及烟雾影响下其绝缘层表面会出现被腐蚀的情况，使其绝缘性有所降低；此外电力企业未派专业人员定期进行检修，无法及时发现和解决配电开关柜的问题，进而会出现绝缘故障。

（二）解决对策

第一，对10kV配电开关柜内部温度进行密切观察。为了减少温升问题带来的影响，在10kV配电开关柜设计过程中设计人员可以根据实际情况在连接层涂刷适量的导电膏，同时可以对镀锡等一系列降温材料进行合理应用；第二，提升配电开关柜绝缘性能。为了有效解决配电开关柜自身绝缘性能较差的问题，电力企业需要做好如下几方面工作：其一，在设计过程中设计人员需要根据实际情况对配电开关柜绝缘性能，体积及其他指标等进行确定，保证满足实际使用需求，并且需要将断口设置成可视和可测的形式，为后期检修过程一定的提供便利条件。其二，相关人员需要将所在地区的情况及相关规定的要求作为依据对空气绝缘间隔进行合理设置，保证设置值>125mm，在保证配电开关柜正常运行的同时可以减少安全事件出现的可能。其三，在选择配套附件时需要对其沿面绝缘爬电比距及其他方面性能进行严格检查，通常情况下控制瓷绝缘件的沿面绝缘爬电比距在18mm/kV左右，控制有机绝缘件的沿面绝缘爬电比距在20mm/kV左右，进而有效提升配套附件的绝缘性。其四，在使用复合绝缘模式时需要根据实际情况保证空气间隙>30mm，将因空气间隙过小出现绝缘事故的几率降至最低。其五，在开关柜安装时做好防腐处理，在投入使用后电力企业需要派相关人员对粉尘进行清理，同时需要定期展开检修，及时发现问题及时采取有效措施进行处理，进而提升开关柜运行安全性。

（三）应用建议

随着时代的快速发展，电能需求量明显增多，并且对电能质量提出了较高的要求，为了更好的顺应时代发展要求，现提出以下几点建议：其一，在电流较大，保护配合要求较为严格且存在重合闸要求的回路中对断路器进行合理使用，在保证工作顺利进行的同时可以减少安全事故出现的几率；其二，在容量较小且满足保护配合的情况下将负荷开关和熔断器作为开断元件，两者操作较为简单，并且能够根据实际情况快速完成熔断和限制短路电流等工作；其三，在启动次数较多的回路中将接触器和熔断器作为开断元件，减少事故发生率，延长相关设备使用年限。

10kV高压开关柜在电网中发挥着重要作用，但是由于其结构的特性导致设计上存在一定的难度。相对于发达国家的先进技术，我国在此方面的设计研究还处于初期阶段，设计理论和实际的工作环境还不能很好地融合。在电网高速建设进程中，相关技术人员经过对以往经验的总结和分析，已经积累大量的数据，为10kV高压开关柜的研究设计提供了丰富详实的数据参考和技术资料。

参考文献：

[1]李小珂.高压开关柜设计心得及注意事项[J].供用电，2017，34（01）

[2]石维东.10kV高压开关柜设计注意要点[J].现代商贸工业，2016，37（01）