摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也日新月异。根据国家相关标准，我国的高低压开关柜电气性能的检验项目，包括了例行检验和全面型检验，在检验过程当中需要对高低压开关柜的设计原件、材料使用状况以及结构布置等是否符合要求进行考察，保证产品的可靠性以及正常的运行，而全面型的检查则是对开关柜的性能和额定值是否达到设计标准和国家标准来进行检查。高低压开关柜的电气性能将会直接影响开关柜的运行，所以必须对电气性能进行有效的改善，才能够保证高低压开关柜的正常运转。
关键词：高低压开关柜；电气检验；项目分析
引言
在低压开关柜的结构设计过程中，要充分考虑复杂环境下各种因素对电机性能的影响，从而使开关柜的结构设计，能够对相关电器元件形成良好的保护作用，从而有效的提高低压开关柜的整体效能。本文对低压开关柜的结构进行了简单概述，通过对低压开关柜的结构特点分析，明晰了开关柜设计要点，并通过对各种环境下影响电气性能的综合考量，从温度控制、电弧保护等方面进行了有效的探讨，增强了开关柜的整体性能和使用寿命。
1低压开关柜结构的简单概述
随着我国经济的发展，居民的生活水平也在不断提高，大功率用电器的普及在方便了人们生活的同时，对电网的负荷越来越大。因此需要加强电网的建设和管理，在城乡电网的不断改造升级过程中，需要用到相应的电气设备，才能够让电网高效率的运转，而低压开关成套设备也得到了大量的使用。其中低压开关柜的结构设计对电气性能有着一定的影响，科学良好的设计，能够提高设备性能，保障电网的正常运转。相反的不合理的设计会缩短低压开关的使用寿命，在长时间的运行过程中可能造成安全事故，影响电气安全性能。因此在选择低压开关柜的过程中，需要选择那些质量可靠，设计合理的产品满足设备的安全性能指标。
2低压开关柜的结构特点分析
2.1低压开关柜的结构分类
从低压开关柜的结构特点可以把其分为两类，一是固定式结构，就是设备在特定位置进行固定，能够有效的提升低压开关柜结构稳定性，各类电气元件的功能空间需求，柜体内部相应的结构能够对电气元器件形成有效的支撑和固定；也提供了方便柜体与电气元件的拆装设计，能够满足电气元件的日常维护工作。根据形状的大小和结构的不同，可以分为台式、箱式以及立式等，方面不同规格的元器件进行安装。其次，还有就是抽出式元器件，及柜体内部是可移动的操作柜体，能够方便进行电气元件的更换，但是相应的柜体设计过程中，也需要考虑结构柜体可移动装置的稳定性和安全性，确保柜体能够满足设计及实际现场需求。
2.2柜体的框架形式
从制作工艺来看可以把柜体为三类，一类是焊接框架，相连的各个部分都是通过焊接进行固定。从结构上来看该方式的框体更为坚固，生产过程十分简便，但是受限于工艺特点，接控的准确度相对较差，并不能够有效地完成对电器元件的有效支撑。还有就是焊接变形、虚焊等情况的时常出现。因此需要保证相关焊接操作人员的技术过关。另一类是紧固件拼接式框架，拼接式框架的优点非常多，零部件的制作过程非常标准，误差较小、调整非常方便，当某一结构损坏时能完成科学配料。但是对零部件要求较高的参数，因此生产成本较高。最后就是焊接和紧固件拼接相融合框架体系，能够将两者的优势进行有效结合，从而实现低压开关柜的运用的有效性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3柜体结构设计对电气性能的影响分析
3.1高低压开关柜绝缘性检查
国家对高低压开关柜绝缘性的规范也发生变化，总体上，国家对高低压开关柜绝缘性水平的耐压用电压值的要求越来越严格。例如，在FGB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》中，有明确规定，对额定电压在7kV的绝缘水平而言，其对应额定短时工频耐受电压的通用值需达到23kV，对应隔断断口为28kV，额定雷电冲击耐受电压通用值达到40kV/60kV。此外，在GB/T11022-2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》当中，则不在明文限制额定雷电冲击耐受电压较低值，也不考虑快波前、缓波前过电压作用程度及系统中性接点位置、过电压限制装置形式等内容，统一采用60kV、隔离断口70kV进行标准检验。进行调整更改的原因，主要是电力系统中，谐振过电压对高低压开关柜绝缘性影响较大，还要考虑中性点接地方式，对高低压开关柜而言，应以结构设计加大电气间隙。GB7251.1-2013《低压成套开关设备和控制第一部分总则》第10.9.2.1中规定若耐压试验高压试验变压器输出端短路，输出电流要大于200mA，明确检验设备具体数据需求。以10kV高压开关柜为例对高压开关柜绝缘性分析，以暂态对地电压法对某电站10kV高压开关柜绝缘测试分析，发现3号高压开关柜存在局部放电，23个面柜分两排设计。测试得到，高压开关柜信号幅值高于右排，两排开关柜信号幅值变化差异不大。针对其存在的问题，管理部门采用绝缘母线设置，加强绝缘性部件，注重采用新工艺及新材料的，以符合绝缘配合为支持，控制高压开关柜带电体及绝缘板间空气间隙在60mm以上。
3.2高低压开关柜温升检验
电气性能检验中，温升检验是其重要组成部分，通过温升试验，可考核高低压开关柜在长久承载电流工作状态下，各个部位的温度是否满足安全运行需求。主要考虑高低压开关柜载流部件损耗及铁磁损耗发热是否影响高低压开关柜工作稳定性，是否破坏设备自身绝缘性能。高低压开关柜长期承受电流温升产生热量，属于一个长久、缓慢的过程，若开关柜温升超出允许值，则高低压开关柜自身绝缘性发幅度下降，降低到正常耐受值以下之后，产品将存在严重的安全危险。温升影响因素集中在结构及主电路界面、载流部件连接等位置，要确保高低压开关柜结构及电路载流截面积定性，且内部元器件温升符合要求，进行型式试验。温升涉及众多标准连线铜排及电缆，因此，在例行检验中主要检验载流部位连接是否合理，采用测量产品整机回路电阻方式测试接触是否稳定，避免有缺陷铜排使用。以某电站10kV开关柜为例进行分析，其温升和负荷有关。该开关柜为JYN1-10型，测试箱体外表温度，发现，负荷增加，开关柜温度不断增加，负荷在1900A时，温度变化最明显，最大达到47℃，不符合电力相关规范文件。而若负载较低，在1200A以下，则发现温度上升并不明显。分析温升原因，型式试验数据在试验室完成，持续时间较短，试验效果指导意义不强。且一些安装工艺、导体材料等也将影响开关柜质量，母线在加工、连接、安装等过程中对接触处表面处理不到位，将导致接触面积减少，接触电阻增加，进而导致发热。
3.3绝缘性能及抗过电压的设计分析
低压开关柜需要保证内部的电气元件，具有安全稳定的工作环境，因此对柜体内部的绝缘保护有着一定的技术要求。因此需要采用屏蔽式固体绝缘技术，提高柜体的绝缘性能。可以在柜体内部集成空气绝缘开关设备和气体绝缘开关设备，并将其运用到所有的功能单元，实现对整个开关柜内部电器元件的保护。该项技术的有效运用，能够让开关设备的运行更加安全、稳定、简单、高效。能够应对各种复杂恶劣环境下的低压开关柜的保护工作。另外通过灵活紧凑的功能模块设计，设备的便携式安装升级以及维护工作，在增加低压开关柜的保护性能的同时，减少设备的占地面积。可以大大降低生产安全风险，保证设备的平稳安全运行。
结语
总之，在低压开关柜的设计过程中，需要综合考虑低压开关柜的绝缘性能、温度调节能力、除湿设计工艺，并结合开关柜的工作环境，进行安全有效的柜体设计，使开关柜能够对内部的电气元件进行综合保护，从而创造良好的工作运行环境，为低压开关柜的使用寿命提供重要保障。
参考文献：
[1]赵宇.电力系统中高低压开关柜的检验技术[J].电子技术与软件工程,2017,23(4):243-243.
论文作者:汪小霏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
标签：开关柜论文; 低压论文; 电气论文; 性能论文; 结构论文; 高低压开关柜论文; 过电压论文; 《电力设备》2019年第6期论文;