基于溫升試驗的10kV開關柜結構優(yōu)化設計

摘 要 隨著時代快速發(fā)展，金屬封閉高壓開關柜在人們生活中得到了廣泛的應用。但是開關柜在使用過程中常常引起一些危險事故或者故障，威脅人們的生命健康與財產(chǎn)安全，要想解決這一問題就需要將開關柜結構進行不斷的創(chuàng)新、完善，只有這樣才能保證開關柜在使用過程中的安全性。基于此，本文對溫升試驗的10kV開關柜結構優(yōu)化設計進行了簡單的研究。

【關鍵詞】溫升試驗 開關柜 結構優(yōu)化

現(xiàn)階段，電力企業(yè)開關柜在使用過程中憑借著緊湊系統(tǒng)的模型化、程序化進行電力設備安裝、運行，如果長時間使用會對電力網(wǎng)絡系統(tǒng)運行造成一定的影響從而發(fā)生一些安全事故。因此，做好電力系統(tǒng)建設工作，保證電力系統(tǒng)的使用安全，優(yōu)化開關柜結構設計，使電力系統(tǒng)網(wǎng)絡正常使用，從而減少電力事故損失，促進電力企業(yè)快速發(fā)展。

1 開關柜發(fā)展現(xiàn)狀

如果電力企業(yè)的開關柜的溫升超標，就會直接影響設備的使用安全，導致一些絕緣設備的生產(chǎn)功能產(chǎn)生影響。溫升實驗是開關柜結構優(yōu)化中的重要組成部分，其主要目的就是保證開關柜導電回路的額定量在使用過程中產(chǎn)生一定的熱量，只有這樣才能保證開關柜正常運行。現(xiàn)階段，我國電力企業(yè)對于10kV開關柜的溫升實驗工作程中，不能從根本上解決電力企業(yè)開關柜的主要問題。此外，在開關柜運行時，所消耗電量會逐漸的轉變成熱量，這些熱量如果不能及時散熱出去就會導致設備無法正常使用。開關柜的溫升與開關柜的散熱發(fā)熱設備有著一定的關系，只有開關柜在正常工作的前提下對溫升改進才能保證開關柜的使用安全，從而降低溫升成本，為電力企業(yè)在發(fā)展過程中取得較大利益。

2 開關柜的熱源與散熱方式

2.1 10kV開關柜的基本結構

開關柜主要由固定柜體和可移開的真空斷路器手車組成。開關柜的柜體外部通過一些較為精密的機床進行加工、折彎、拼接。開關柜具有較高的穩(wěn)定性，其機械程較高，在折彎過程中主要以冷軋鋼板繼進行折彎，并通過靜電噴涂直至烘干為止，這樣開關柜的外觀光滑平整，同時還具有一定的抗腐蝕性與耐沖擊性。開關柜在的內(nèi)部主要有低壓室、手車室、母線室、電纜室組成，各組成部門都有著各自的功能，保證開關柜在使用過程中的穩(wěn)定性。

2.2 10kV開關柜的裝配

開關柜的裝配主要有以下幾點：

（1）工裝準備：事先做好準備工作，檢查設備中是否存在異物，再將設備所使用尺寸進行調整，保證間距在550mm左右，并以90°的形式進行工裝；

（2）將設備放置底板中，并與開關柜的母線室進行裝配，再將設備側板與隔板使用抽芯釘固定；

（3）主安裝板裝配：將設備的兩端的觸頭盒進行安裝，并保證螺釘?shù)墓潭ㄎ恢茫挥羞@樣才能將觸頭盒進行玻璃打孔，從而保證設備可以順利安裝；

（4）頂板蓋板裝配：將開關柜室中的隔板進行裝配，并按照順序將其他隔板進行裝配。

2.3 開關柜主要熱源

在開關柜運行過程中產(chǎn)生的工作電流主要通過導電回路轉化成熱能，從而導致開關柜出現(xiàn)溫升現(xiàn)象。當設備開關通過電流工作時，就會出現(xiàn)電阻損耗、渦流損耗現(xiàn)象，將電能轉化成熱能，同時開關柜中的載體流與電流密度、材料、結構等因素都會產(chǎn)生熱源。

2.4 開關柜散熱方式

如果開關柜不能及時散熱，設備就會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，對人們的生命健康安全造成一定的影響。開關柜的主要散熱形式有以下三種：

2.4.1 熱傳導

通過靜態(tài)介質中具有溫度梯度，只有這樣才能將熱量轉移，完成降溫工作；

2.4.2 熱對流

當開關柜溫度與流體溫度不同時，在散熱過程中會產(chǎn)生對流問題，只有將這兩者進行對流，能使依靠空氣將熱量降溫；

2.4.3 熱輻射

通過電磁波的形式散熱，并保證熱輻射在開關柜中轉換。

3 10kV開關柜結構優(yōu)化設計

只有將開關柜的設計結構進行優(yōu)化，才能保證設備的使用安全。在設計過程中需要檢查設備的電纜連接過程中，電纜故障位置，以及電纜中其他軟件設備，只有這樣才能保證開關柜的結構優(yōu)化工作可以順利進行下去。在開關柜結構設計過程中還要注意以下幾點：

3.1 銅排規(guī)格

如果銅排規(guī)格較小，設備散熱效果不佳，如果銅排規(guī)格較大，設備的散熱成本就會增加。只有10kV開關柜的TMY10×60規(guī)格，才能解決銅排規(guī)格問題。

3.2 靜觸頭形狀

連接設備與鍛煉梅花觸頭的主要工具，它的質量好壞，會直接影響開關柜設備的散熱效果。

3.3 增加短路器梅花觸頭爪數(shù)

該設備具有較強導電性與電阻的特點，因此在使用過程中要將該設備的觸頭爪數(shù)增加，只有這樣才能做到真正的散熱效果。

3.4 母線室大彎板開通風孔

其主要目的是增加開關柜熱對流，并緩解母線室的溫度的上升。

4 10kV開關柜的溫升實驗

4.1 溫升實驗設備簡介

在實驗過程中主要使用5000A的設備溫升檢測系統(tǒng)，只有這樣才能保證實驗的穩(wěn)定性。同時該系統(tǒng)操作方便，使用安全，可以滿足實驗需求。該系統(tǒng)主要包括了開關柜設備的控制操作臺、三項電流發(fā)生器、配套電流傳感器等。

4.2 溫升實驗方法

開關柜溫升試實驗的主要方法：

（1）事前做好設備檢測工作，保證設備的使用安全；

（2）將設備的回路電阻進行測試，做好記錄工作；

（3）將開關柜溫升實驗進行布點，保證實驗工作順利進行下去；

（4）將斷路器配柜進行檢測，并做好記錄工作；

（5）開啟溫升實驗的相關設備，確保溫升試驗的路線；

（6）將溫升設備關閉，停止實驗；

（7）保持實驗數(shù)據(jù)，并對其進行分析；

（8）將溫升回路電阻實驗進行分析。

隨著社會不斷的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，電力是人們生活中不可缺少的一部分，人們的用電需求越來越來大，對電力質量的要求也越來越高。雖然我國電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，但是一些電力設備在使用過程中仍存在著一定的不足，常常會發(fā)生一些事故或故障，對電力企業(yè)、社會經(jīng)濟、人民生命、財產(chǎn)安全等造成很大的影響。只有做好溫升實驗工作才能保證開關柜的使用安全，從而促進電力企業(yè)、社會經(jīng)濟快速發(fā)展。

5 總結

本文對溫升實驗的10kV開關柜結構優(yōu)化設計進行了簡單的研究，文中還存在著一定的不足，希望我國專業(yè)人員加強對其研究。

參考文獻

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[2]陳康.高壓開關柜的實際溫升及發(fā)熱解決措施[J].電氣工程與自動化，2013：59-60.

作者簡介

遲續(xù)（1989-），男，山東省煙臺市人。現(xiàn)為山東核電有限公司助理工程師。研究方向為電力配電。

作者單位

山東核電有限公司 山東省煙臺市 265100