10kv配电开关柜配电设计要点及防范措施

10kv配电开关柜配电设计要点及防范措施

邱中军

（江苏大全凯帆电器股份有限公司江苏南京210000）

摘要：10kV配电开关柜是配电系统中非常重要的一项电气设备，开关柜的运行水平将影响到配网系统的安全，必须做好开关柜的设计，提高其供电的安全性、可靠性，防范事故的发生，为开关柜创设一个良好的工作环境，提高其运转质量。

关键词：10kv；配电开关柜；配电设计；要点；防范措施

1、10kV配电开关柜设计关键点

1.1控制电路

10kV开关柜中有大量的元器件，控制电路承担着元器件之间的连接传递的作用，如果控制电路的设计不合理或者出现严重误差将直接导致配电开关柜无法正常使用。开关柜内部的元器件、按钮等体积较小且功能不同，设计者必须对各个元器件的作用功能进行明确，所有的控制电路中又以继电接触控制电路的设计最为重要。在确定控制电路之前首先需要对10kV配电开关柜的设计标准和流程以及国家电气设备的相关规定进行明确，清楚掌握开关柜内部各个部分的不同作用以及它们之间的关系，最后按照由上而下由左及右的顺序进行设计，一般设计图纸表现无电流状态下的电路。

1.2爬电距离

我国目前已经出台了相关的文件对10kV配电开关柜内部各元器件的绝缘爬电距离进行规定，其中绝缘配件的爬电距离一般在18-20mm/kV，根据绝缘配件的材质不同爬电距离也会有一些差别，配件的爬电距离直接关系着整个机柜的安全性，这也是我国对其进行严格规定的原因所在。但是就我国的规定而言目前绝大多数厂家生产的电气原价难以达到这一标准，因而设计者需要向电气元件生产制造商进行定制，并将电气元件的各项标准转述给厂家，为了减少工作量相关供电部门可以与厂家之间建立长期的合作关系。在实际的电气元件生产过程中往往会采取裙边高度增加的方式代替直接增加绝缘子高度的方式，降低元器件生产的难度。

1.3绝缘距离

对不同相的电流进行分配和分布式10kV配电开关柜的主要作用，为了保证其功能的顺利实现，开关柜必须具备良好的绝缘能力，尤其是对地面还需要达到一定的绝缘距离，从而避免短路问题的出现和发生，保证电力系统安全。具体可以通过以下三种方式实现对绝缘距离的把握：一是隔绝导体，也就是在带电导体的外部套封绝缘物质，一般绝缘的间距在10cm左右为宜；二是使用绝缘隔板，在地面与开关柜的导体之间嵌入绝缘隔板，提高隔远性能，绝缘隔板的位置必须在导体和地面之间，但是该方法容易受到环境的影响，绝缘隔板在长期的腐蚀下绝缘性会有所下降；三是带电导体的绝缘改造，这也是目前位置最先进的绝缘距离中职手段，热涂覆技术是目前最为常见的高压带电导体处理方式。

1.4隔板设计

开关柜内部配置了不同型号的电器组件，组件外部设置隔板，通常为金属构造，同开关柜的外壳一样，有着类似的强度，同时，做出了接地处理。对于10kV配电开关柜来说，要注意高压带电裸导体同绝缘板之间距离的把握，一般应大于3cm，如果选择可移动的绝缘隔板，则只能当负荷开关断开时，再闭合接地开关，在此基础上再插入绝缘隔板，在确保接地开关闭合、且绝缘隔板彻底插入时，再对应开启开关柜门。

1.5接地设计

接地设计是开关柜必备的设计，这其中包括开关柜附近一切回路的相关电气部件，因为只有经过接地处理，才能确保人身与设备安全。其中那些能够及时移动、抽离的部件可以不进行接地处理。具体的接地措施为:顺着配电开关柜所延伸的方向来安装特定的接地导体，当选择铜质接地导体时，当出现接地故障时，其所通过的电流要控制在200A/mm2，截面的最小值也要在30mm2以上。此接地导体需要设置一个连接端子，确保同接地网连接，而且要设下接地标识。相反，所选接地导体并非铜质，则也要达到特定峰值下所能承受的电流标准。

1.6测量仪表、保护装置与辅助回路

要做好测量仪表、辅助回路等的安全防护工作，使其同高压带电体之间保持特定的距离，确保安全。这样才能保护工作人员的安全，控制其触及高压带电体所造成的威胁。同时，测量仪表、继电保护设备等都要妥善设置防震动装置，预防这些电气设备遇到高强震动时无法正常工作，确保其性能依然能够稳定、正常地发挥。同时，为了确保线路质量，要注意二次连接导线材质的选择，通常来说软铜绝缘线相对适合，其他的元件，例如:端子排、固定螺丝等都应采用铜质材料，而且要做下清晰、明确、准确的标识。互感器的二次接线、回路连线等也都应该选配铜导线，控制其截面在2．5mm2以上，做好互感器的计量工作，配送至正规的计量单位，实施精准的计量。同时，也要控制相关部件所带来的干扰。

1.7外壳与支架的防腐处理

对于10kV高压开关柜来说，必须选择先进的新型材料达到防腐的目的，同时，也要做好相关金属材料的防腐蚀处理，例如:通过喷漆、防锈等加以处理。为了确保防腐处理效果，需要预先做好防腐层表面清理工作，再依照规定的工序和流程来进行涂刷处理，达到防腐美观的目的。

2、10kV配电开关柜内部元件的选择

2.1电流互感器的选择

保障工作人员的人身安全是电流互感器选择的基本原则之一，其定位是设备的二次安全措施，即如果开关柜出现问题发生了故障，电流互感器在绕组后绝缘能力下降或者是在高压下绝缘组织发生破损，实际功能无法正常发挥时也可以将电压引入大地，因而必须要对高压电流互感器设置接地点，一般在二次绕组设置接地并且对于接地点的位置数量等也要进行严格的把控，必须保证电流互感器有且只有一个点接地，端点接地最为恰当。设计者在进行电流互感器的选择时要综合考虑配电开关柜的实际需求以及互感器的性能，选择最为恰当的电流互感器。

2.2电压互感器的选择

10kV配电开关柜的电压互感器正常工作运转时两次绕组的电压状态存在显著的差别，二次绕组为低压状态，但一次却是高压状态，而实际上电压互感器的工作状态与绕组间的绝缘性能直接相关，在10kV配电开关柜的设计中必须要提高对于电压互感器选择的重视程度，在选择恰当设备的同时做好二次回路的接地处理，或者通过熔断器的安装尽可能避免二次回路的短路现象，保证设备的稳定运行和电力工作人员的人身安全。

2.3主母线与分支母线的选择

母线类型选择的重要参考标准是额定电流是否达标，这是10kV配电开关柜内部元件选择的重要部分。目前母线需要达到的额定电流标准以及规格标准是由国家专业电力监管部门和设计机构来确定的，该标准也是电气设备设计中必须严格遵守的，但一般在具体的数值上会留有一定的变化空间来确保标准的可实行性。确定主母线的类型后，分支母线要符合主母线的要求，确保电路的正常运行，其他电器元件和设备也应与主母线相同，如果发生意外状况必须对主母线进行更改需要与技术人员商讨后进行，且更改的母线额定电流也要符合10kV开关柜的具体标准。

3、结论

综上所述，安全性是配电系统运行的基础，相关工作人员需要提高对配电开关柜的重视程度，在不断的实践之中总结经验，善于发现现有配电设备中存在的不足并加以改正，严格执行10kV配电开关柜的设计规范，通过设备本身的质量的提高确保配电系统的安全稳定运行，促进我国电力事业的健康发展。

参考文献

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[2]邱耿华.10kV配电开关柜设计原理及事故预防[J].机电信息,2011,21:97-98.

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