24KV高压开关成套设备问题探讨

24KV高压开关成套设备问题探讨

李卫华1，2，3

（1.安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司技术中心安徽芜湖241008；

2.安徽省电器设备电磁兼容（EMC）省级实验室安徽芜湖241008；

3.安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司安徽芜湖241008）

摘要：随着我国经济的不断增长以及工业化进程的不断加快，电力在人们的日常生活和生产已经成为了必不可少的一部分，目前电力行业面临的重要问题便是在保证输电安全的基础上还要降低电力的价格。在目前的配电网中，24KV高压开关柜是一套重要的设备，它的质量会对电力系统是否能够安全供电有直接的影响，所以、在设计24KV高压开关柜的时候需要保证其结构是合理的。

关键词：24KV；高压开关柜；成套设备；问题探讨

目前在电力系统中已经在广泛的使用24KV高压开关柜了，在实际的应用中会根据客户的需求对24KV高压开关柜进行适当的调整，以达到满足不同客户的需求的目的，所以在设计24KV高压开关柜的时候需要根据国家的相关标准进行合理的设计，确保在使用的高压开关柜是安全的。

1.24KV高压开关柜的基本状况

24KV高压开关柜的主要功能将发电厂、变电站、配电线路以及用户终端连接成为一个整体，其电力系统并不是十分复杂，根据国家在高压开关柜方面相关的法律法规可以将其分为内部能源和旁路总线等。对于24KV高压开关柜的电力系统必须注意以下三个方面：一、在满足系统各个方面要求的基础上，还需要保证系统的可靠性；二、电力系统可以保证24KV高压开关柜能够在任何模式下的功能；三、实际上需要将经营或者电力建设的经济性作为优先考虑的对象。电力系统中最常见的接线方式有：内部供电方式、双电源供电方式、双总线供电方式以及旁路-总线的供电方式。

24KV高压开关柜主要组成元件有接地开关、隔离开关、负荷开关、变压器、互感器等，同时还有相应的控制、调节装置和内部附件与连接件。接受发电厂发出的电能然后向电网分配电能是24KV高压开关柜的主要功能，接受和向电网分配电能的过程中通常会选择复合绝缘材料或者是空气作为绝缘介质。根据国家的先关标准和客户的要求，在设计24KV高压开关柜的时候能够将高压开关柜在运行时出现的事故进行及时的处理或者是提前预防是十分重要的。

2.24KV高压开关柜的结构设计

在设计高压开关柜的结构时，组装式是最常见的。在布置高压开关柜的时候既要考虑到它的安全性，又要考虑到它的经济型。在设计高压开关柜的结构时要求小零件能够根据实际情况的变化而发生变化，同时装配开关柜还有利用对结构进行加工。24KV高压开关柜的仪表室、电缆室、断路器室和母线室四者之间是相互独立存在的，但它们之间还是存在密切联系的。电缆室内主要是安装一些一次电气原件；母线室的母线强度和母线尺寸需要满足热稳定性和动稳定性规定的要求；仪表室主要是实现控制开关的不同功能，通过二次控制元件和辅助元件两者的组合能够完成各，功能的回路；断路器室有两种安装的方式，其中的移动安装方式是在可移动手车上安装断路器，移动安装方式是将手车和柜体通过一对隔离的动静触头进行连接的，但是固定安装的主母线是与上出线座和下出线座直接进行连接的。

3.对24KV高压开关柜设计时遇到的关键问题的探讨

3.1安全距离

所有的外露元件在高压开关柜设计的时候都需要具有一个安全的相间间隙和相对地的间隙。如果间隙太小，就容易导致整个回路发生短路，整个电力系统的运行也会受到一定的损害。根据功率值的相关标准，如果绝缘介质与高度小于1000米的时候，那么24KV高压开关柜的相间间隙就不宜小于180毫米；如果绝缘介质与高度大于1000米，就需要将相应的绝缘距离加以校核。

高海拔地区的气候条件会对高压开关成套设备产生很多的影响：一、电气开关装置的灭弧性能会受到气候条件的影响，因为空气介质灭弧的开关电器灭弧性能会随着空气密度和空气压力的变化而发生变化，导致电器开关装置的通电能力降低，甚至还会影响电气装置的使用寿命；二、当空气密度或者空气的压力降低后，电器开关装置的结构会受到介质强度的影响，而且外绝缘的强度和配电系统的工作人员的安全也会因为空气密度或空气压力降低而受到影响，最后导致外绝缘被破坏以及其他方面的安全事故的发生；三、低浓度、低密度、多孔材料的化学性质和物力性质也会受到高海拔地区的气候的影响，例如压力容器可能会因为压力的变化而破裂，塑料制品中的润滑剂和软化剂也会加速挥发，而且密封容器还可能会因为内外的压强差而导致容器里的材料泄漏出来，导致电气的性能受到间接的影响；四、如果电气产品主要通过空气散热器、自然对流或者是强制通风的散热方式进行散热的，那么介质的冷却效果将会受到影响，导致电气产品的散热能力降低，使得电器产品的温度不能及时降低；五、无放电的电压和电晕也会受到影响，通常电晕的起始电压会降低，当第一高压电机的电压降在低的时候，电晕就会发生腐蚀，电晕腐蚀之后不仅会使第一次放电的张力降低，而且还会使电力容器的内部气压也降低，最终使不放电的电源电压降低。

如果绝缘距离不能达到要求，可以通过高压绝缘热收缩或者使用DMC绝缘的方式及时采取有效的措施将问题解决掉。此外、还需要对高压开关柜的正常运行进行定期的检查维护，如果24KV高压开关柜使用的是DMC绝缘，那么相应的绝缘隔板的绝缘强度会随着时间的推移而不断的减小，所以还需要对高压开关柜进行定期的检查和修理。

3.2爬电距离

通常规定高压开关柜设备的内外绝缘体的最小标称的爬电距离中的瓷质距离不能小于18mm/kv，而有机的距离不能小于20mm/kv。大部分的传统元件并不能很好的满足以上的标准，因此、制造商在改进零部件的爬电距离时通常是通过增加裙边的爬距以使零部件能够达到相应的要求。此外还需要注意高压开关柜使用时的环境因素。

3.3动稳定

高压开关柜通常能承受的最小电力为20KV，当高压开关柜中通过的电流为50KA的断流电流是会导致相和相母线之间产生大量的电磁感应而发生震动。此时高压开关柜受到的是短时动稳定电流，此时、两个绝缘子之间的距离一个小于800毫米，这样才不会导致母线有明显的偏差现象发生。

3.4防护等级

为了防止有人接近高压带电机柜的高压带电和触摸动作这两个部分的那么在设计保护水平的时候需要考虑到相关的保护级别。，因为保护水平正在不断的提升，所以在实际设计的时候与保护水平相关的材料的成本将会提高，但是散热条件却会变得很差。

结束语：电力系统能否安全运行是电力系统中十分重要的一个问题，24KV高压开关柜是电力系统中极其重要的一部分，所以需要对配电网供电进行有效的保护，使得24KV高压开关柜能够有效的运行。24KV高压开关柜的设计合理性和可靠性会随着科学技术和材料的不断发展而不断的增加，设计人员在设计24KV高压开关柜的时候需要采用科学有效的方法，而且还要不断的总结经验，确保高压开关柜的结构符合标准的安全要求。

参考文献：

[1]宋传山，杨晓青．浅谈10KV高压开关柜设计的几点体会[J]．科技风，2010，3（14）：14-21.

[2]应丽华．10KV高压开关柜设计研究[J].机电信息，2012，7（30）：61-67.

[3]王宇．10KV高压开关柜事故分析及设计上的改进[J]．科技信息，2010，17（21）：145-152.

[4]张宏博．关于10KV高压开关柜的选型探讨[J].河南科技，2010，6（14）：39-46．

[5]刘小刚，潘寅.论6-10KV配电系统高压开关柜的结构设计[J].企业科技与发展，2011，12（1）：214-221.

[6]罗传胜、谢植彪.10KV开关柜弧光放电原因分析[J].云南电力技术，2010，4（1）：24-31.