10kv配電系統高壓開關柜結構設計改進

田棟年

摘要：目前國內市場10kv配電系統高壓開關柜，其結構形式逐步從落手車式 發展 為中置手車式。這一行業技術人員來說，較多關注開關柜結構、電氣性能、開關使用可靠性等。長期技術實踐發現，生產廠家對中置手車式開關柜一個重要輔件――運轉車設計重視不夠，運轉車結構設計不合理，操作性能不好，有些會導致斷路器手車底盤車變形，使開關柜無法正常工作。

關鍵詞：10KV配電系統 高壓開關柜 結構設計

中圖分類號：TM358 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0217-01

隨著社會經濟的快速發展和現代化建設水平的不斷提高，我國生產和生活的各個方面對電力的需求量大幅度增加，并且依賴性也逐漸增強，對電網供電的質量提出了更高的要求，相應的對電力設備的質量也提出了更高的要求。在電力系統當中，10kV配電系統高壓開關柜應用的范圍非常廣泛，在整個電力系統當中發揮著重要的作用。目前，在我國市場上出現的10kV配電系統高壓開關柜，其結構主要為中置手車式，在實際的運用中，發現10kV配電系統高壓開關柜存在一些缺陷，對電網供電的安全性、穩定性都造成不利的影響，因此，加強對10kV配電系統高壓開關柜的結構設計至關重要。

1 目前主流運轉車結構特點及性能比較

1.1 主要結構型式

經了解，中置手車式高壓柜運轉車，主要基本類型有兩種：螺桿式結構和掛鉤式結構。螺桿式結構，主要體現：（1）螺桿實現運轉車與柜體連接；（2）螺桿傳動，實現斷路器手車從柜體內進出；（3）斷路器手車運轉車上升降由螺桿裝置驅動。這種結構代表是西門子公司中置柜運轉車。掛鉤式結構，主要體現：（1）掛鉤和導向桿實現運轉車與柜體連接；（2）調節手輪，實現運轉車導軌面與柜體內導軌面一致性調整；（3）掛鉤式運轉車沒有提升機構，需靠人力將斷路器手車放置運轉車或柜內，再運轉車實現斷路器手車進出。這種結構代表是abb公司中置柜運轉車。

1.2 優缺點對比

相掛鉤式運轉車，螺桿式運轉車提供了比較完善使用功能。但國內生產廠家選用螺桿式運轉車并不普遍，主要原因是螺桿式運轉車結構比較復雜，機加工零件較多，生產成本高，同時，與開關柜配套運轉車所需數量較少，許多廠家并沒有運轉車上投入更多設計，重視不夠。掛鉤式運轉車功能上不及螺桿式，但因其結構簡單，易于加工制造，成本低廉，到了生產廠家廣泛選用。，現場實踐及對掛鉤式運轉車設計分析，發現目前常規掛鉤式運轉車均存一定缺陷，這種缺陷會對斷路器手車造成潛損害，增加維護工作量，會引起非正常停電時間延長。

2 常規掛鉤式運轉車結構分析

2.1 掛鉤式運轉車兩種常規結構

第一種結構常見于由敷鋁鋅板加工組合而成中置柜，柜內生產廠家大多與abb公司生產zs系列中置柜結構相類似，可安裝vd4系列或vs1系列真空斷路器手車。這類運轉車存下列缺點：（1）運轉車上兩個導向桿只起導向作用，不受力。也就是說，運轉車與開關柜體間僅靠掛鉤一個點連接一起。（2）使掛鉤順利插入柜體內，設計上，必須留有一定間隙，以方便操作。推拉斷路器手車時，間隙反映運轉車導軌與柜體導軌之間。

第2種結構常見于柜體由型鋼與金屬板件組裝而成中置柜。這類柜體也可安裝vd4系列或vs1系列真空斷路器手車。這種結構可以消除兩導軌間水平間隙，設計上卻存一個垂直高度差，它導致了更大撞擊力。同時，使用時如不仔細調整，會使垂直高度差變更大。從使用效果來看，這種結構同前者比，操作性及安全性更差。

2.2 運轉車結構對實際使用影響

（1）對操作性和使用安全性影響：這種影響產品交付前期影響并不顯著，時間推移，影響越來越明顯，運轉車操作性和使用安全性大大降低。

（2）對斷路器手車影響：這種影響主撞擊力造成，撞擊力導致斷路器手車車輪變形。安裝及現場調試階段，對斷路器手車推拉操作次數最多，車輪變形往往是這一階段出現。車輪變形導致手車推拉困難，會將斷路器手車卡死運轉車或柜體導軌內。是例行停電維修時出現此種故障，必然會延長停電時間，形成不能按時供電事故。

3 對10kV配電系統高壓開關柜結構設計改進的對策

3.1 消除10kV配電系統高壓開關柜柜體導軌和運轉車導軌之間的間隙

在對10kV配電系統高壓開關柜結構設計進行改進時，相關的設計人員一定注意消除10kV配電系統高壓開關柜柜體導軌和運轉車導軌之間的間隙，這樣做主要是為了減輕設備之間的撞擊力，從而減少對設備的損傷。另外，在結構設計上，一定要保證運轉車和10kV配電系統高壓開關柜之間無間隙，當運轉車靠近10kV配電系統高壓開關柜時，保證兩者之間可靠接觸。

3.2 重視對鎖定裝置的設計

設置鎖定裝置可以提高設備運行的可靠性，提高設備的使用性能。對鎖定裝置的設計主要是根據磨損自鎖原理來設計的，為了實現運轉車的鎖定，設計了一個特別的凸輪裝置。它的工作原理如下：在凸輪沒有鎖定之前，利用彈簧的作用保證運轉車和柜體之間存在一定的操作間隙，這樣一來，運轉車的掛鉤就可以順利的插入操作縫隙之間，并牢牢的勾住10kV配電系統高壓開關柜柜體。如果以逆時針的方式轉動凸輪，那么運轉車和柜體之間的操作間隙就可以消除，從而將兩者緊緊鎖定，這樣一來，在推拉斷路器手車時，就不需要在利用人力將運轉車拉住，節約了人力資源，并且操作的可靠性也大大提高。另外，為了延長掛鉤的使用壽命，防止掛鉤出現變形的情況，需要對運轉車的掛鉤進行改進，將掛鉤轉軸處位置改造為腰形孔。在凸輪鎖定之前，彈簧裝置會向前拉扯運轉車的掛鉤，這樣就可以保證運轉車和10kV配電系統高壓開關柜柜體之間留有一定的操作間隙，保證所有的操作程序都可以有序進行。

3.3 對操作間隙進行調整

在10kV配電系統高壓開關柜軌道和運轉車軌道使用一段時間之后，運轉車的掛鉤和凸輪會出現磨損的情況，而這必然就會導致設備之間的間隙擴大，從而降低設備的鎖緊力，在這種情況下，如果不采取有效的措施進行解決，必然會影響設備工作的效率和質量，因此需要進行改進。本文設計在運轉車和凸輪之間設置一個調整墊，以減少設備的磨損程度。但是，要注意將調整墊作為一個配件，由客戶在需要的情況下自行進行添加，這樣可以提高便利性，方便維修更換。

4 結語

總而言之，10kV配電系統高壓開關柜的結構設計還存在一些問題，對電網供電的質量產生了不利的影響，有關設計人員一定要注意對10kV配電系統高壓開關柜結構設計進行改進，積極采取有效的措施從各個方面對10kV配電系統高壓開關柜結構進行優化設計，以提高10kV配電系統高壓開關柜的使用性能，減少電網運行過程中出現故障的頻率，保證電力系統運行的質量，提高供電的可靠性和安全性，只有這樣才能提高電網建設的水平，促進我國電力事業更快更好的發展，確保滿足國民經濟發展對電力的需求，為社會經濟的發展做出更大的貢獻。

參考文獻

[1]趙關.10kV配電系統高壓開關柜結構設計改進[J].商品與質量：學術觀察，2011，（9）：334.

[2]葛藤.當今10kV配電系統高壓開關柜結構設計改進[J].中國電子商務，2011，（1）：332.