當(dāng)前，由于隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地已顯得日益重要，在寸土萬金的城市中，如果使變電設(shè)備的體積變小，則可以節(jié)省大量建筑投資，雙層柜的使用等于一臺(tái)柜包含兩個(gè)回路，原來需要兩臺(tái)柜的面積，在保證供電要求的情況下，可以節(jié)省將近一半的土地和建筑面積，相比采用氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（CGIS），其設(shè)備成本并沒有增加，故使用雙層柜的經(jīng)濟(jì)效益是可觀的。國(guó)外雙層柜的使用比較普遍，如歐美及日本等地區(qū)，甚至有些甚至一個(gè)柜體達(dá)到三個(gè)回路，進(jìn)一步降低了成本。
近年來，由于國(guó)內(nèi)開關(guān)制造業(yè)迅速發(fā)展，部分廠家已開始生產(chǎn)雙層柜，但由于柜體大小有限，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用上還存在不足。雙層柜的設(shè)計(jì)要求合理的布置元器件，以滿足一次方案、滿足絕緣的要求，同時(shí)要求方便安裝、維修、具有較好的人機(jī)關(guān)系，但從保障人身安全來說，滿足內(nèi)部故障是最為主要的，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由于金屬封閉開關(guān)設(shè)備本身的缺陷或異常的工作條件或誤操作等原因造成外殼內(nèi)部的故障，可能引燃內(nèi)部電弧，當(dāng)引燃內(nèi)部電弧時(shí)，不應(yīng)傷及人，同時(shí)，也不應(yīng)影響相鄰的金屬封閉開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，要采取必要的保護(hù)措施，保證人身安全。設(shè)置必要的泄壓通道有利于保障人身安全，同時(shí)，在出現(xiàn)故障時(shí)，能夠限制電弧的持續(xù)時(shí)間，減少損失。一般需要滿足1s,25kA 的內(nèi)部故障要求。
國(guó)內(nèi)產(chǎn)品主要結(jié)構(gòu)形式見圖一，是在國(guó)內(nèi)技術(shù)比較成熟的中置式開關(guān)柜基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，采用小型化斷路器手車，元器件與中置柜通用，該柜型采用手車分別布置在柜體前部的中下層，這樣采用中置柜的轉(zhuǎn)運(yùn)手車，較為方便手車的進(jìn)出、維修操作，兩個(gè)回路儀表室一體，也可左右分割成兩個(gè)儀表室，但相對(duì)來說，體積較小，元器件布置、接線顯得擁擠。主母線也未能與同類型的其它柜體一致，如并柜還需要轉(zhuǎn)接柜。為了實(shí)現(xiàn)雙回路布置，該柜型并沒有對(duì)下部結(jié)構(gòu)及母線室進(jìn)行防內(nèi)部故障方面的設(shè)計(jì)，未設(shè)置任何壓力釋放通道，這樣是很不安全的，萬一下部手車室或下部電纜室出現(xiàn)內(nèi)部故障燃弧，必然造成巨大破壞影響柜體其它部分導(dǎo)致事故進(jìn)一步擴(kuò)大。
圖二是某公司產(chǎn)品，其主母線同其它開關(guān)柜位置一致，可以方便的和大電流開關(guān)柜、F-C 柜等并柜，不需要其它轉(zhuǎn)接柜，由于其主母線采用環(huán)氧樹脂硫化涂敷工藝絕緣，故其相間及距地距離相當(dāng)小，母線室也較國(guó)產(chǎn)柜型要小，同時(shí)，其手車采用最上、最下部布置，儀表室位于柜體中部，上下兩個(gè)回路儀表室單獨(dú)布置，不易造成接線錯(cuò)誤，各功能隔室均采設(shè)有壓力釋放通道，壓力釋放通道位于柜體右側(cè)，與接地開關(guān)操作機(jī)構(gòu)在一側(cè)，該柜型是按照0.1s 25kA 內(nèi)部故障要求設(shè)計(jì)，在柜寬840mm 的開關(guān)柜里，壓力釋放通道橫截面積一般在100mmX200mm 左右，柜頂部壓力釋放板是采用不完全固定方式，一邊通過螺栓固定，另一邊螺栓固定在開有缺口的槽孔上，螺栓固定端開有一排長(zhǎng)腰孔形成薄弱點(diǎn)，便于壓力迅速上升時(shí)開啟。而一般來說，0.1s 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，能量在很短時(shí)間迅速聚集，一般在10ms 時(shí)達(dá)到最大壓力，在設(shè)備內(nèi)部、后面、上面以及各面上造成大量熱氣的聚集，這些氣體對(duì)操作者構(gòu)成了主要威脅，同時(shí)，熱量會(huì)燒穿鋼制外殼。所以設(shè)備承受內(nèi)部故障的持續(xù)時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，滿足1s 的試驗(yàn)是必要的。
該柜型的另一個(gè)不足之處是上部手車高度過高，必須通過升降車實(shí)現(xiàn)推進(jìn)、拉出維修的操作，不是十分方便，同時(shí)手車過高，手車搖進(jìn)搖出操作不方便，人機(jī)關(guān)系差。
圖三是日本東芝公司設(shè)計(jì)的一款雙層柜，上部手車室和電纜室均可通過頂蓋板泄壓，下部手車室通過手車室下部連通于整排柜體的通道并最終通過邊柜側(cè)面泄壓通道釋放壓力，母線室泄壓通過一排柜體連接并通過邊柜側(cè)面泄壓通道釋放壓力，該柜體可以滿足0.2s 40kA 的內(nèi)部燃弧故障要求，但該柜體有以下幾點(diǎn)不滿足國(guó)內(nèi)用戶的要求：
首先，國(guó)家對(duì)高壓開關(guān)柜間（或隔式間）的隔離有如下規(guī)定，金屬封閉式高壓開關(guān)柜必須有防止因本柜組件故障殃及相鄰高壓開關(guān)柜的措施；也就是說，母線室必須通過隔板分隔，避免由于本柜故障影響相鄰柜體，造成火燒聯(lián)營(yíng)的事故。
其次，上下兩個(gè)回路的電纜室應(yīng)該分隔，作為兩個(gè)回路，要滿足分別檢修的要求，而不分隔，不利于檢修；
第三，儀表及二次接線布置于柜體兩側(cè)，手車室設(shè)有下翻式門，即可使一次回路完全分離，又可作為手車進(jìn)出的導(dǎo)軌，但手車進(jìn)出會(huì)對(duì)儀表造成不便，國(guó)內(nèi)用戶難以接受。
第四，接地開關(guān)裝于電流互感器之前，從計(jì)量保護(hù)的角度來說，不能滿足當(dāng)前較多使用的微機(jī)保護(hù)要求。
圖四是綜合考慮以上因素設(shè)計(jì)的雙層柜，該柜的一大特點(diǎn)就是保證了每個(gè)隔室均有獨(dú)立的壓力釋放通道，即在一排柜的情況下，手車室下部、電纜室下部、母線室后部均相連通為壓力釋放通道，在邊柜通過兩側(cè)泄壓蓋板釋放能量，但設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證不要在底板上布置過多的元件，同時(shí)手車的前部底板也需留有空間泄壓。該柜上部手車相對(duì)位置并不高，僅為1200mm 左右，方便操作及現(xiàn)場(chǎng)觀察、維護(hù)，同時(shí)，上部接地開關(guān)通過拐臂形式操作，操作位置也較低。主母線位置與其它柜型基本一致，可以保證不需要轉(zhuǎn)接柜實(shí)現(xiàn)主母排連接，儀表室分別位于兩個(gè)手車室的上部，保證了元件布置布線的相對(duì)獨(dú)立性。該柜型的不足有幾點(diǎn)：
1、 設(shè)計(jì)一次方案時(shí)應(yīng)考慮保證相同柜型柜體相鄰并在一邊，保證下部泄壓通道連續(xù)并通過邊柜側(cè)板泄壓。
2、 下部泄壓通道，進(jìn)一步減少了柜體其它元件的空間，同時(shí)儀表室也進(jìn)一步減少，如二次元件較多，需要加高柜體來滿足要求。
以上只是對(duì)雙層柜設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單分析，需要根據(jù)所配斷路器大小、母線結(jié)構(gòu)等具體設(shè)計(jì)，但重要一點(diǎn)是必須保證滿足內(nèi)部故障要求、保障人身安全。
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