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40.5kV空氣絕緣開關(guān)柜設(shè)計(jì)

發(fā)布日期：2024-01-17 作者：法騰電力 點(diǎn)擊：

1.溫升性能

眾所周知，開關(guān)柜內(nèi)部溫度過高、濕度過大會(huì)加劇絕緣老化。因此40.5kV開關(guān)柜更應(yīng)加強(qiáng)導(dǎo)電回路的質(zhì)量，加大導(dǎo)體通流裕度，合理設(shè)計(jì)通風(fēng)，避免溫升超標(biāo)。40.5kV開關(guān)柜的母線有矩形母線、管型母線和D型母線等。由于加工簡(jiǎn)單，連接方便，多數(shù)廠家采用扁形母線。根據(jù)上面分析管型母線在沖擊電壓下具有較低的電場(chǎng)強(qiáng)度，載流量同樣由于矩形母線，矩形母線受到集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)影響，相同截面的矩形母線比管型母線承載電流要小，2000及以上大電流就需要多片矩形母線，而采用圓管型母線則只需要一根就可以滿足3150A的要求，而且溫升裕度較大。管形母線的連接可以采用抱箍形式或半圓接頭、壓扁接頭等進(jìn)行連接，通過先進(jìn)制造工藝，一次觸頭直連等方式使圓管型母線成為40.5kV開關(guān)柜最為適合的母線形式。有些廠家主母線采用雙 D型母線，分支母線采用扁母線，主母線額定電流可以做到3150A，分支母線可以做到 2500A，通過強(qiáng)制風(fēng)冷分支母線也可達(dá)到 3150A。

梅花觸頭是關(guān)鍵，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)保證動(dòng)、靜觸頭的對(duì)中性，掛壁式導(dǎo)軌可減少由于安裝基礎(chǔ)不平造成的開關(guān)柜變形，使梅花觸頭接觸良好，中置式還可以充分利用下部空間通風(fēng)，壓力差有利于形成煙沖效應(yīng)，把斷路器及觸頭部分發(fā)熱帶出去。

2.機(jī)械操作友好性

隨著鈑金制造工藝水平提高，拼裝式柜體已取代焊接式結(jié)構(gòu)，拼裝式具有外觀漂亮、配合精度高、易于擴(kuò)展、適于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)；40.5kV開關(guān)設(shè)備的柜體要具有足夠的強(qiáng)度，通過 2mm鋼板多重折彎，準(zhǔn)確拼接可以滿足強(qiáng)度要求。早期40.5kV斷路器體積、重量都比較大，采用中置式結(jié)構(gòu)搬運(yùn)困難，需要轉(zhuǎn)運(yùn)手車。落地式可以方便手車進(jìn)出、維修，但容易出現(xiàn)地平問題，故有些廠家采用兩套滾輪裝置，抽出后在地面采用大滾輪運(yùn)動(dòng)，而在柜體內(nèi)部通過小滾輪在掛壁式導(dǎo)柜內(nèi)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)、工作位置的切換，這樣做既方便了進(jìn)出、檢修，又避免了地面不平的影響。由于技術(shù)的進(jìn)步，真空滅弧室小型化、極柱固封、操動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊化等新技術(shù)，40.5kV斷路器尺寸已明顯減小，重量也由落地式400kg降到新型中置式的250kg，實(shí)現(xiàn)斷路器輕松的柜內(nèi)進(jìn)出，和在轉(zhuǎn)運(yùn)手車上方便移動(dòng)。

圖片對(duì)于活門的設(shè)計(jì)應(yīng)可以單獨(dú)開啟上下活門，上下活門可以單獨(dú)安裝掛鎖，活門應(yīng)該是金屬材料制成；由于絕緣距離大，所以活門行程多，通常有直線、旋轉(zhuǎn)兩種活門開啟方式，直線運(yùn)動(dòng)受到空間的影響，行程大很難實(shí)現(xiàn)，采用鏈條等方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但不滿足上下活門單獨(dú)開啟的要求；采用單臂形式可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)開啟，但活門寬度較大，需要軸承保證兩邊平衡，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)靈活；旋轉(zhuǎn)式較好實(shí)現(xiàn)上述功能，活門開啟行程大。

3. 工程一次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

配電工程項(xiàng)目中需要進(jìn)線、壓變、出線、母聯(lián)、所用變等一次方案，型式試驗(yàn)僅對(duì)標(biāo)準(zhǔn)出線柜進(jìn)行試驗(yàn)，而有些項(xiàng)目客戶要求指定元器件、指定系統(tǒng)一次方案等，設(shè)計(jì)過程種往往忽略了絕緣、通風(fēng)散熱等設(shè)計(jì)，產(chǎn)品未經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，絕緣、溫升等性能可能存在問題，造成安全隱患，如所用變柜，典型設(shè)計(jì)布置如圖5所示，方案①是變壓器安裝在手車上，方便檢修、維護(hù)，變壓器體積重量都比較大，需要選擇小型化的變壓器才能放置在手車上，變壓器過小對(duì)于絕緣、溫升都是巨大挑戰(zhàn)，曾發(fā)生過梅雨季節(jié)溫度高濕度大、用電負(fù)荷激增，變壓器發(fā)生相間絕緣擊穿，引發(fā)內(nèi)部電弧故障停電的事故；變壓器發(fā)熱也會(huì)累積到上部高壓熔斷器筒型觸臂，造成溫度過高絕緣筒軟化，導(dǎo)致事故；另外變壓器過重，手車安裝重心高，推進(jìn)拉出困難，還會(huì)造成傾倒事故。方案②采用熔斷器手車、變壓器固定安裝方式，拉出手車后形成隔離斷口可以檢修變壓器，變壓器的高度受到后部電纜室限制；方案③采用后部隔離開關(guān)、變壓器放在柜前形式，隔離開關(guān)分閘后，驗(yàn)電掛地線后可以維護(hù)變壓器，可以選用容量達(dá)35kV 80kVA較大的變壓器，而且通風(fēng)良好。產(chǎn)品設(shè)計(jì)盡量減少一次元器件暴露、或非標(biāo)絕緣罩板等設(shè)計(jì)，如電壓互感器手車，采用帶熔斷器一體化電壓互感器，尺寸小，重量輕，沒有裸露帶電元件，最大限度減少產(chǎn)品絕緣問題，如圖6所示。40,5kV開關(guān)柜，應(yīng)盡量完善標(biāo)準(zhǔn)化方案設(shè)計(jì)，母聯(lián)等方案的設(shè)計(jì)需要按照型式試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)柜的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案應(yīng)滿足客戶常規(guī)要求，同時(shí)需要安全、可靠，方案需要按照GB/T38658《交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備型式試驗(yàn)有效性的延伸導(dǎo)則》進(jìn)行主要性能指標(biāo)與型式試驗(yàn)產(chǎn)品的一致性的檢查。另一方面，客戶也需要盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化方案。40.5kV空氣絕緣開關(guān)柜是高電壓產(chǎn)品，不能隨意按照12kV的應(yīng)用習(xí)慣進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，忽略長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性風(fēng)險(xiǎn)。

方案①                 方案②                方案③

圖5 典型40.5kV所用變柜布置

圖6 電壓互感器柜

4.     結(jié)語

40.5kV空氣絕緣開關(guān)柜作為一個(gè)市場(chǎng)廣闊，質(zhì)量、性能要求相對(duì)較高的產(chǎn)品，可靠性問題絕不單是絕緣件問題，也是整體母線、通風(fēng)、結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)的問題。需要有充分的技術(shù)、分析作支持，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料選擇、質(zhì)量控制，做到產(chǎn)品即小又可靠，真正滿足用戶要求。1200mm寬的開關(guān)柜不是一定不好，通過優(yōu)化電場(chǎng)、均壓屏蔽合理的絕緣件設(shè)計(jì)、圓管型母線、體積小重量輕中置式固封斷路器、合理的通風(fēng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工程應(yīng)用方案標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能的一致性，小型化40.5kV空氣絕緣開關(guān)柜也可以可靠長(zhǎng)期運(yùn)行，即節(jié)省了材料使用，又節(jié)省了安裝空間、建筑成本。


來源：會(huì)說電氣

本文網(wǎng)址：http://hylgz.cn/news/1705459827.html

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