上海通用电气广电有限公司上海201206
摘要：随着经济的发展，人们对电力资源的依赖性越来越强，为了满足社会生产生活的实际需要，越来越多的设备被应用到电力系统当中，高低压开关柜就是其中之一，它实现了电气与机械的统一，影响着电能的有效分配，其结构设计以及工艺特点会对电气性能水平造成较为直接的影响，因此应当对相关问题予以重视。文中将对高低压开关柜的结构设计分类以及工艺特点展开探究。
关键词：高低压开关柜；结构设计；工艺特点
Abstract：Withthedevelopmentofeconomy，peoplemoreandmoredependenceonpowerresources，inordertosatisfytheproductionandlivingofthepracticalneedofsociety，moreandmoredevicesareappliedtopowersystem，highandlowvoltageswitchgearisoneofthem，itimplementstheunificationoftheelectricalandmechanical，affectingtheeffectiveallocationofelectricpoweranditsstructuredesignandprocesscharacteristicswillbemoredirecteffectsontheelectricperformancelevel，soshouldbemoreattentiontotheproblems.Thestructuredesignclassificationandtechnologicalcharacteristicsofhighandlowvoltageswitchgearwillbeexplored.
Keywords：highandlowvoltageswitchgear；Structuraldesign；Processcharacteristics
前言
随着社会的发展，行业生产对高低压开关柜提出了多样化的使用需求，为了满足现实需要，设计人员应当将行业需求作为高低压开关柜设计的依据，对结构做出必要的调整，并采取适当的工艺展开设计与生产工作，努力提升高低压开关柜的性能，保证生产工作的有序展开。对相关问题展开探究有着重要的现实意义。
一、高低压开关柜的结构设计分类
从整体的制作与使用情况来看，可以将高低压开关柜的结构形式设计分为两种主要形式。第一种为固定式，即设备可以在既定位置固定，可以满足电器类各种生产器件的需要。内部柜体能够有效固定生产器件，继而完成整个安装过程，同时可以随时更换生产器件，并拆合柜体与器件连接的部分。固定式高低压开关柜有着不同的外形，如台式、箱式、立体式等等。第二种为抽出式，即开关柜内部的装置是可移动的，这些装置共同构成了生产器件，抽出式高低压开关柜中的生产器件能够使电气以及生产器械的生产要求得到满足。要注意在移动转换的过程中，应当保证可抽出部分的轻便性，移动后应当检查器件是否可靠。抽出式高低压开关柜存在互换器件等情况，因此柜体必须要具有较高的精准度，在结构设计中需要留有内部调整分量。
现行应用广泛的高压开关柜为：金属铠装移开式中置柜，其结构主要包括5个部分，即电缆室、仪表室、断路器室、母线室和小母线室。这几个部分既彼此联系，又相互独立。每一个构成部分都有其各自的功能，其中，电缆室主要是敷设电缆的地方，也是安装电气元件的地方，这些电气元件包括接地开关和避雷装置等。仪表室主要安装的是二次元件，通过二次元件的正确安装实现对开关柜各项功能的有效控制。断路器室主要安装的是断路器，通常情况下，对于断路器的安装主要有固定式和手车式两种安装方式，固定式安装方式的优点在于操作简单，而且安装成本较低，但是灵活性较低；而手车式安装方式的优点则是可靠性高，能够大幅度提高供电的安全性和稳定性，但相应的成本也比较高。安装人员需要根据实际需求，选择最佳的安装方式。母线室中所安装的母线大小和强度需要满足一定的动、热稳定值的要求。而小母线室则主要安装一些简单的小母线。只有做好上述5个部分的安装工作，才能够10kV高压开关柜结构设计的科学性和合理性，进而提高设备的使用性能。
二、高低压开关柜的工艺特点分析
所有高压开关开关柜的壳体必须是有一定机械强度的金属外壳。开关柜内所有一次电器元件的安装梁也必须是金属的，而且应可靠接于地面，柜体内的电缆室、母线室、断路器室的上方均安装有压力的释放通道。尤其在出口项目中，客户一般都要求增加独立的释压通道，安装于柜子顶部的释压通道口上，并将释压通道延伸出室外，防止燃弧产生的气浪对室内人员造成伤害。二次线的敷设美观而且要便于检查。
1.防护等级，设计中我们应该设计几级的防护等级，这样可以防止人体接近或接触高压带电部分，同时在设计过程中，也要注意到并不是防护等级越高越好。因为防护等级越高，生产的成本也越高，整体的散热性能也变差，所以一般地我们将防护等级设置在IP3X和IP4X。由于这些开关柜都是常用的设备，所以对其的安全防护必须做到滴水不漏，10KV高压开关柜属于高压带电设备，为了防止人体接近高压开关柜的高压带电部分和触及运动部分，在设计开关柜时，对于10KV固定式开关柜必须满足防护等级IP3X的要求，移开式开关柜必须满足防护等级IP4X的要求。
2．爬电间距
电力系统用户对系统的可靠性要求比较高．因此在实际的操作中应该满足：开关柜中的各个组件及支撑绝缘件的外绝缘爬电比距。对纯瓷器绝缘元件为18mm／kv，对有机绝缘元件为20mm／kv。在对开关柜选型时也应该注意开关柜的适用场所以及周边环境，防止因周围的环境影响而使得开关柜不能安全高效运行，特别是要防止发生凝露，因此我们可以通过在开关柜中添加一个自动控制的加热器来调节温度。
3.绝缘间距
由于10Kv开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相问及相对地之间必须保证一定的绝缘距离，否则会引起短路，对整个电力系统造成危害。所以我们在设计开关柜必须满足一下绝缘距离的要求。
2.温度变化
10KV高压开关柜所承受的电流强度比较大，—般最高所能承受的为4000A的工作电流，开关柜中的一次元件一般都处于一个封闭的柜中。通过电流时会产生大量的热．很难散发到柜外。所以柜内的温度—般地都很高。若是达到了元件所能承受的最高温度时，就又可能损坏各个一次元件。造成不可想象的事故。为解决装一次元件的柜中温度过高的问题，首先我们必须改进工艺，所以在电气连接面上涂上导电膏、镀锡等降温材料。其次对于大电流开关柜在断路器室和母线室加装风机，加大空气对流降低温度。每一种防护材料对温度的要求不同，所以要通过环境的精密测量和对开关柜的设计上配合使用防护材料的选择不出问题。
4.“五防”要求
高压开关柜的“五防”功能主要要求：
1）防止带负荷合闸。断路器在试验位置处于合闸状态，不能进入工作位置。
2）防止带接地线合闸。接地开关处于合闸状态时，断路器不能合闸。
3）防止带电挂接地线。断路器在工作位置时并处于合闸状态，接地开关不能合闸。
4）防止带负荷拉刀闸。断路器在工作位置时并处于合闸状态，不能退出工作位置。
5）防止误入带电间隔。断路器在工作位置时并处于合闸状态，高压柜后门和接地开关机械闭锁。
三、高低压开关柜的安装方法
高低压开关柜安装施工时应严格按照国家现行颁布最新的《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》、《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》、《电气装置安装工程盘柜及一次回路接线施工及验收规范》的规定进行。
1.施工方案。设备开箱检查→设备搬运→柜体稳装→柜内二次线配线→试验调整验收送电运行。
2.施工方法。安装时应按照施工图纸的布置，按顺序将柜放在基础型钢上。单个柜校正柜面和侧面的垂直度；成列柜各柜就位后，先找正两端的柜，在柜下方离地面三分之二高的位置弹上小线，逐台找正，找正时采用0.5mm铁片进行调整，每处垫片最多不能超过3片。柜体还应进行可靠地接地，每台柜从后面左下部的基础型钢侧面焊上铜端子，用专用接地线与柜上的接地端子连接牢固。柜顶母线应严格按规范要求配制，铜母线的连接应采用机械连接，搭焊处应烫锡，母线间距应均匀一致，最大允许误差不得大于5mm，切断母线时，严禁用电、气焊切割，应将所有接口涂上“导电胶”。按原理图逐件检查柜上电器是否与图相符，其额定电压和控制操作电源电压必须一致。
3.技术措施。安装完毕后应进行试验和调整，试验标准应符合国家规范和供电企业的规定及产品技术资料要求，然后进行各种试验，做好送电前的准备工作。
结语
高低压开关柜在社会生产中的应用较为广泛，它影响着电力系统的运行与分配，随着经济的多样化发展，人们对高低压开关柜也提出了越来越多的要求，为了满足现实需求，设计人员应当对高低压开关柜的设计予以关注，应当把握好不同结构形式的高低压开关柜的工艺特点，慎重开展设计与制作工作，努力提高开关柜的性能，保证其作用可以充分发挥出来。
参考文献：
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