摘要：电力系统运行中，10kV高压开关柜所发挥的作用得到共识，不仅可以对不同的用户需求予以满足，还能够根据用户的特殊需求量身定做，因此，10kV高压开关柜的使用是非常广泛的。为了保证10kV高压开关柜的功能得以充分发挥，就要对结构设计问题予以高度重视，严格按照国家规定的标准进行设计，以使得高压开关柜使用中具有较高的安全可靠性。本论文针对10kV高压开关柜结构设计问题展开研究。
关键词：10kV；高压开关柜；结构设计；设计问题
引言
电力系统中普遍使用10kV 高压开关柜。要保证开关柜的性能得以充分发挥，就要根据需要对其结构设计不断完善，使得开关柜的使用中能够创造更高的经济效益。因此，对于10kV 高压开关柜的结构设计要予以高度重视，对于所存在的问题要详细分析并具有针对性地提出有效的解决措施。
一、10kV 高压开关柜的设计结构
10kV 高压开关柜以组装式结构为主。在具体安装的过程中，会根据实际对小部件进行调换，以满足安装需求。开关柜包括为五个部分所构成，即电缆室、断路器室、仪表室、小母线室、母线室[1]。这些部分都是各自独立的，相互之间也存在着关联性，各个部分都有自身特有的功能。
电缆室所发挥的作用不仅是对电缆进行敷设，而且还要由很多的小型的电气元件，诸如避雷装置以及接地开关打到在这里安装。
仪表室所发挥的作用是二次元件的安装，以有效地控制开关柜的运行功能。
断路器室中所安装的主要设备是断路器，通常采用固定式的安装方式和手车式的安装方式[2]。前者操作简单，安装成本也相对较低，但是在运行中缺乏灵活性；后者具有良好的安全可靠性，使电网的供电具有良好的稳定性，提高供电安全系数，但是，其运行成本相对较高。
安装人员在进行实际安装的时候，就要根据工作需要选择合适的安装方式，以使得设备的各项功能得以充分发挥。
二、10kV 高压开关柜结构设计中的问题以及解决措施
10kV 高压开关柜在投入使用中，其性能是否得以充分发挥，与结构设计的合理性存在着正相关性。面对目前10kV 高压开关柜结构设计中的问题，就需要具有针对性地采取有效的解决措施解决。
（一）10kV 高压开关柜结构设计中所处在的安全净距问题
在对10kV 高压开关柜进行结构设计中，需要重点考虑的问题就是安全净距。如果在结构设计中存在很多裸露的电元件，而且这些电元件都是带电的，为了避免产生电元件之间相互接触而导致短路的现象，就需要考虑到安全净距问题[3]。否则，就会导致电力系统运行中产生安全问题。
要有效地解决安全净距问题，就需要开关柜结构设计人员按照有关规定确定电元件的安全净距。如果开关柜所处位置的海拔高度没有超过1000米，就需要电元件之间保持125毫米的安全净距；如果开关柜所处位置的海拔高度超过1000米，就需要根据设计环境需要对电元件之间安全净距做出调整。如果开关柜所处的配电室具有很小的空间，就使得电元件之间的安全净距难以满足设计要求。这就需要将开关柜的规格缩小，以解决绝缘问题。必要的时候，也可以使用SMC 绝缘板、DMC绝缘板，保证带电裸导体与绝缘板之间保持超过15毫米的空隙，使得绝缘问题得到解决[4]。随着时间的推移，绝缘隔板所具备的绝缘性会逐渐下降，直至消失。因此，对于绝缘板要定期检查，如果发现这种现象，就要及时解决。
（二）10kV 高压开关柜结构设计中所存在的爬电距离问题
在对10kV 高压开关柜进行结构设计中，要求设计人员要充分掌握爬电距离的有关规定，以在设计中按照规定展开，使得设计符合要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从目前的开关柜组件设计和外部绝缘爬电的比距来看，会存在常规元件不能够满足规定的现象。按照规定的标准，纯瓷绝缘为每千伏18毫米，有机绝缘为每千伏20毫米。在进行爬电距离的设计中，为了使爬电设计满足要求，往往会采用对裙边增高或者增的方式定制元件。但是在实际中，则要从设备运行环境的角度出发在原有的结构设计上安装具有自动控制功能的加热器，可以有效地预防凝露现象。
（三）10kV 高压开关柜结构设计中所存在的五防连锁问题
五防连锁问题就是指五个方面需要关注的防连锁问题，其一为断路器，要防止存在分闸、合闸操作错误的现象；其二为带电间隔室，要防止有人误进入其中；其三为接地开关，要避免带电的情况下进行操作；其四为上下隔离开关，要防止在带电的情况下进行分合；其五为接地线，不可以带有临时性的接地线[5]。
从开关柜实施五防连锁的具体情况来看，主要采用了两种连锁方式。其一为机械连锁，各个机械部件之间都连接在一起；其二机械程序联锁，即各个机械部件的运行都要按照操作程序进行。
采用五防连锁可以使得开关柜的运行更为可靠，而且运行效率也会更高。如果没有人为损坏，10kV 高压开关柜就会持续地处于良性运行状态。但是，五防连锁的内部结构设计复杂，而且相关的内容很多，对于工艺技术也会有更高的要求。机械程序锁在结构设计上较为简单，其中设计有外万能钥匙，人为操作中产生错误是难以避免的。这就需要设计人员根据开关柜的实际运行需求选择合适的五防连锁方式。
（四）10kV 高压开关柜结构设计中所存在的五防护等级问题
10kV 高压开关柜结构设计中需要重视五防护等级问题，使得防护等级符合设计要求并发挥保护作用。在具体的开关柜结构设计中，防护等级不断提高，所消耗的非常用也会有所提高，必然会影响散热[6]。因此，要对防护等级予以考虑，以使得开关柜整体结构设计符合要求。
（五）10kV 高压开关柜结构设计中所存在的动稳定问题
10kV 高压开关柜运行中，所能够承受的额定电流为20000安培至50000安培。当电路开断电流已经超出了这个范围，就会使得母线之间有非常大的电动力产生。为了避免产生母线偏移的问题，就需要设计人员用支撑绝缘子发挥保护作用，再其支撑作用下，就不会产生母线弯曲或者破损的问题，还可以对母线支撑件以及母线的盖板等等予以保护。
结束语
综上所述，电力行业要持续稳定地发展，就需要电力系统处于安全可靠的运行状态。10 kV高压开关柜是电力系统中的重要设备，对电网运行中的供配电安全可靠性发挥一定的保障作用。随着科学技术水平的不断提升，各种新的技术材料涌现出来，10 kV髙压开关柜在结构设计中就要相应地完善。这就需要对于10 kV髙压开关柜设计问题予以高度重视，并提出科学合理的解决措施，以使得开关柜的结构设计满足电力系统的运行安全要求。
参考文献：
[1]汤继东.中低压开关柜结构及柜型的选择[J].电气工程应用，2013（03）：12—17.
[2]刘小刚，潘寅.论6kV至10kV配电系统高压开关柜的结构设计[J].企业科技与发展，2014（01）：214—221.
[3]赵凤华.低压开关柜结构设计对电气性能的影响[J].科技创新导报，2012（20）：98—98.
[4]黄晓波.浅谈 10kV 高压开关柜结构设计问题探讨[J].科技创新导报，2013（20）：209—209.
[5]宋鹏飞，蔡三艳.核电站低压开关柜抽屉式回路功率损耗实用计算方法[J].电器与能效管理技术，2015（20）：66—71.
[6]龙龙，姜学娟，高云.浅谈低压抽出式开关柜的常见问题[J].科技风，2013（01）：250—250.
论文作者:刘振平,邓文凯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
标签：开关柜论文; 结构设计论文; 高压论文; 元件论文; 母线论文; 电力系统论文; 断路器论文; 《电力设备》2017年第15期论文;