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開關柜設計范文1
一、開關柜操作要點
在進行送電的過程中應當檢查一下開關柜密封板的情況，在密封的前提下將前下門關閉并讓接地開關的主軸處于分閘狀態。采取運轉車將手車至于開關柜內不并將二次插頭插好，此時靜電插座上的指示燈會被點亮然后將開關柜的前門、中門關閉好。將手車由試驗位置推到工作位置然后將斷路器手車合閘。在開關柜維護的過程中首先將斷路器手車進行分閘操作，然后利用手柄將手車從工作位置轉換為實驗位置，此時工作指示燈將會熄滅同時實驗指示燈將會被點亮。然后再將前中門打開同時將二次插頭拔出，實驗指示燈將會熄滅。將手車退出開關柜，讓接地開關合閘并將封板與前下門開啟。
二、開關柜結構分析
事實上開關柜具有多種類型，而不同類型的開關柜在結構上也表現出了一定的差異化主要體現在元件不同、電壓等級不同、使用場所不同。從結構形式上看，開關柜主要分為固定式以及抽出式兩種，從結構特征上來看固定式結構更為傳統，該結構需要在某特定位置對電氣元件進行固定，在安裝方面也更為穩定。抽出式結構相對于固定式結構則表現得更為靈活。抽出式機構中具有移動部件可以置入電器元件。對于抽出式結構在進行元件設計的過程中要保證相關部件輕便并可以移動，將開關推入過程中要達到用電設備以及安全標準同時要達到五防聯鎖（防止誤分、誤合斷路器；防止帶負荷拉、合隔離開關；防止帶電（掛）合接地（線）開關；防止帶接地線（開關）合斷路器；防止誤入帶電間隙）的要求。
從加工方式上來看又包括了以下三種，具體如下：（1）組裝式。該方式利于正常加工，在加工過程中可以對其先進行噴涂然后再對其進行相應的調節，在外觀調整上操作較為簡便，從外形尺寸上看該方法誤差較小且占用空間小。但是在某些情況下由于焊接影響會對結構的穩定性造成影響從而讓結構的堅固性降低。如果采取高級別精度對零件進行要求那么經濟成本必然會出現一定程度的升高。（2）焊接式。焊接式方法是最為常見的加工方法之一，在操作上該方法十分簡便同時整個結構的牢固性十分好。但是該方法容易出現形變并且不易調整會對整個開關柜的外形造成一定的影響。即便是開關柜加工以后在后期維護上也存在著一定的困難，在焊接方面具有較高的標準同時對相關人員的技能水平有一定的要求。（3）混合加工方法?；旌霞庸し椒磳⑸鲜鰞煞N方法進行聯用，在柜體連接處進行電焊而在變動部分則采取組裝式方法進行加固從而達到兼顧效果。
三、開關柜結構設計與制造具體分析
1.結構形式篩選
對于不同類別的開關柜都有著特定的形式標準，但是存在一些無指定標準的開關柜，這就需要對元器件的特點以及電路設計進行細致化的分析來對加工形式進行篩選。一般情況下對于大型元件考慮到元件重量較大一般都會采用焊接方式來進行處理。若元件需要進行經常性的移動工作則需要采取組裝式方法進行。在某些情況下可能對開關柜的精度并無太嚴格的要求，那么在進行加工時則可以采取箱式結構進行把握，前提是元件數量較少。當元件構成較為復雜時，就會造成設計過程中會產生極大的變動性，為了降低變動性操作所帶來的影響則應該利用組裝式。
2.結構設計注意事項
當開關柜類型基本確定以后應該嚴格按照相關標準如國家標準、行業標準等進行設計，同時根據用戶需求來進行參數設定。高度上應該遵循簡便操作為原則并且讓整個開關柜能夠便于控制與維護。對出線孔位置進行合理性的把握，另外采取相應的密封性設計對進線進行妥善的保護。
3.電氣性能設計分析
電弧是電氣設備運行過程中必然會產生的為了讓開關柜的抗電弧能力得以提升可以在開關柜內部結構中采取金屬隔板來進行隔離，另外配合電弧檢測裝置來對導電體進行絕緣處理。在以上基礎上構建泄壓通道來提升開關柜的安全性。在設計過程中要求提升人身防護等級并防止外來物從一個單元置于另外一個單元，對危險需要采取隔離處理。
四、開關柜的發展趨勢
1.外形緊湊化
眾所周知，現在土地資源異常緊缺，各企業都秉承經濟實用的原則，節能減耗，追求更加合理地利用現有資源，最大限度的節約成本。這就要求開關柜的設計者們以緊湊化的理念對方案做出最優化的設計。
2.結構標準化和模塊化
當前，各開關柜企業為了提升自己在同行業中的品牌競爭力，不斷引進國外先進的數控鈑金加工設備及柔性加工線，使其鈑金加工工藝不斷提高，部分企業己達到國際水平。柜體結構逐步由焊接式向組裝式，固定式向抽出式過渡。骨架的各個部件向標準化、模塊化方向發展。各部件均有模數化安裝孔，便于組裝與拆卸。也可以提前做部件庫存，進一步縮短單體項目的生產周期。
3.控制智能化
數字儀表越來越被人們所重視，尤其是現場總線（Profibus一DP和As一Interfaee）技術的崛起和可通信電器的上市，給低壓開關設備帶來了革命性的變化。從低壓電器元件到成套開關設備，都實現了智能化、可通訊及網絡化。由于數字儀表、火災探測器、變頻、軟啟、框架斷路器的控制器及部分塑殼斷路器都可以有通訊、控制的功能，將這些功能接口與現場總線連接或通過適配器與DCS以太網相連，操作員在監控室就能對現場的配電設備進行控制，直觀的了解現場狀況和設備運行的實時參數；如果開關元件使用的是低端產品，不具備通訊的功能，我們可以通過數字采集器、傳感器，如PLC等對設備的參數和狀態進行采集和上傳，并且下達一些控制指令。
五、結語
開關柜在整個電力系統中具有十分重要的作用，它可以保證電能的良性分配以及合理輸出，是工業化用電的基礎保障之一。在開關柜設計過程中應該按照相關標準進行設計，在滿足需求和標準的情況下再根據用戶提出的要求進行結構優化，從而提升開關柜的性能讓正常用電得到保證。
參考文獻：
開關柜設計范文2
[關鍵詞]AT89C51；高壓開關柜；智能測控裝置；應用系統
1.傳統開關柜監控系統的不足與智能開關柜監控系統的基本功能
傳統開關柜測控系統的不足主要表現在：1.實際工作狀態顯示的不足。2.對溫、濕度測量上的不足：傳統開關柜不能實現實時監測。3.驗電上的不足：傳統開關柜無法滿足安全操作規程“先驗電、后掛接地線”的要求。
開關柜運行狀態智能化顯示系統具有的功能齊全，有一次回路模擬圖、帶電顯示、溫濕度顯示、開關分合閘狀態指示、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等參數測量以及配有RS485通信接口等眾多功能。
高壓開關柜智能測控系統的功能主要包括：1.各開關量的顯示；2.溫濕度的智能顯示，預警因凝露而發生絕緣閃絡。3.高壓電參數顯示，彌補老式高壓帶電顯示裝置缺陷的新型帶電顯示裝置。4.通信接口、遠程顯示能力：進行遠距離的顯示，監控。
筆者以AT89C51單片機為核心，ADE7758芯片、溫濕度傳感器和開關量電路為電路，構建了高壓開關柜智能監控下位機系統。
開關量信號通過光耦合電路轉換成單片機可以接收的電平后再輸入I／O接口；濕度通過CHR-01傳感器將數字信號輸入單片機；電壓電流等信號輸送至ADE7758芯片；最后，單片機經整理后，將數據通過串行通信接口輸送至上位機供顯示。
2.硬件結構設計
裝置硬件電路系統以ATC89C51為核心，按功能可劃分為中央處理單元、電源模塊、電壓電流采樣及運算、開關量測量模塊、溫濕度采集模塊、通訊模塊。
2.1單片機
中央處理器采用ATMEL公司的51型AT89C51型單片機，CPU總線頻率20MHz。片上資源包括：4KB在線可編程FLASH存儲器，內部時鐘發生器，帶有2個16位可編程定時器，豐富的I／O口，極大的方便了硬件的擴展。
2.2電能計量芯片
電能計量芯片采用美國ADI公司的高精確度三相電能測量芯片ADE7758。該芯片具有數字積分、數字濾波、實用電能監測、計量功能。芯片可用于各種三相系統中有功功率、無功功率、電能、電壓電流有效值的測量以及以數字方式校正系統誤差所必須的信號處理電路。
2.3溫濕度傳感器
溫度傳感器為DS18820，測量范圍從-55℃～+125℃，電源電壓范圍從3.3～5V，支持“一線總線”的數字方式傳輸。濕度傳感器可分為兩類：電子導電型和離子導電型。本文用離子導電型濕度傳感器，型號為CHR-01。
3.系統軟件設計
3.1主程序
主程序完成上電或復位初始化，電能芯片初始化，其他外設初始化，溫濕度測量，讀取電參數，電量計算，數據傳輸等功能。
3.2電參數測量子程序
通過6路A／D采樣通道，ADE7758內的微處理器對數字化的被測信號進行處理，并將結果儲存在18個只讀寄存器中。MCU則通過SPI接口對ADE7758進行讀寫操作，即MCU和ADE7758的數據接口采用中斷IRQ、片選CS和3線的SPI接口方式實現數據交換。
開關柜設計范文3
關鍵詞 10 kV高壓開關柜；質量；設計
中圖分類號：TM591 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）15-0158-02
10 kV高壓開關柜是一種成套配電設備，它的組成部分相對較為復雜，主要是由三部分組成：一部分由負荷開關、隔離開關以及接地開關等幾部分組成；另外一部分是由高壓斷路器、接觸器、互感器、站用變壓器以及高壓熔斷器等相關成分組成；最后一部分是由測量、控制、保護、內部連接件、輔件、支持件以及相關調節裝置和外殼等器件組成。10 kV高壓開關柜關系到整個電力系統的正常運行，因此其內部絕緣介質的構成材料一定要具有強大的絕緣性能，這樣才能保證該套設備的正常工作。一般來說，其內部的絕緣材料主要有兩種：一種是空氣，另外一種是復合絕緣材料；它們起到的作用就是接受和分配電網的電能。不同的廠家其配電設施不同，使用的開關柜的種類也不同，所以該種設備的設計也不一，但所有開關柜的設計都必須符合國家的相關標準，以保證該設備在運行中的安全、可靠。下面就從該種設備設計中出現的相關問題為視角點，進而深入的討論和研究其設計的安全性與可靠性。
1 有關10 kV開關柜的設計問題
1.1 距離的問題
1.1.1 關于安全凈距的設計問題
安全凈距是指10 kV開關柜內部的元器件之間以及對地空氣間隙的相隔距離。安全凈距是保證10 kV高壓開關柜正常運行的有效保證，合理的安全凈距能有效的避免該設備在運行的過程出現短路，防止因為短路的原因而導致電力系統受到破壞。依據我國相關設計規范文件的要求，若是海拔高度位于1000 m且只以空氣為絕緣介質，該套設備相對地以及相與相之間的距離至少在125 mm，而且這個距離還要根據海拔高度的改變而進行相關修整和設計改造。然而，一般的配電室都會因為空間的狹窄而縮小開關柜的大小，使得相關絕緣距離不能滿足安全凈距的要求，此時就需要使用相關的絕緣材料來增強絕緣強度，常常使用的絕緣材料有以下幾種：DMC、SMC絕緣板以及其他高壓絕緣熱縮材料。
1.1.2 關于爬電比距的設計問題
高壓電器組件本身具有一定的外絕緣性，該種外絕緣的爬電距離與額定電壓之比就是外絕緣爬電比距。在我國的相關規定標準對上述爬電比距做出了明確的規定，若是10 kV開關柜內部所使用組件為純瓷絕緣，其爬電比距一般為18 mm/kV；若是組件構成為有機絕緣，那么其爬電比距為20 mm/kV。上述要求對于常規廠家來說是相對較高的，這使得很多廠家生產的常規器件都不能滿足上述要求，所以很多元器件都是定制生產的，而廠家為滿足器件的相關要求，往往都不會采取增加絕緣子高度的方式來達到標準，而是采取增多裙邊的方式來達到相關的要求標準。同時，為了保證10 kV高壓開關柜能在各種環境下都穩定的工作，為預防發生凝露問題，一般都在其內部加入自動控制的加熱器。
1.2 五防連鎖的設計問題
10 kV高壓開關柜中的構造成分五防連鎖是較為重要的一部分，它能提前預防多種問題的發生，保證電力系統供電的穩定性、可靠性以及安全性。五防連鎖主要有以下功能：①防止斷路器發生誤分誤合；②保證隔離開關處于正常狀態，不會因為帶負荷而出現上下開合的問題；③保證操合接地開關處于正常狀態，保證與接地線之間的距離。目前五防連鎖采取的聯鎖方式主要是機械聯鎖方式，該種聯鎖方式主是通過機械零部件之間的相關傳動，逐步實現的控制，除非相關部件沒有出現損耗或者破壞，否者操作人員必須要根據預定好的程度進行操作，保證聯鎖的正常運行，該種聯鎖方式非?？煽?，但是組成和構建的零部件相對較為復雜，對生產該部件的工藝技術要求很高。
2 設計10 kV高壓開關柜相關元器件的選擇
在10 kV高壓開關柜的設計中，選擇元器件的好壞將決定整個設備的質量好壞，下面就從該套設備的主母線、分支母線、電流互感器以及溫度的變化來作分析和說明。
2.1 主母線
在進行10 kV開關柜的設計時，選擇的主母線必須要滿足相關要求：母線所能承受的額定電流一定符合相關的設計要求。從設計的角度來看，主母線選擇的規格、標準以及必須滿足的額定電流值都會在相關的接線設計圖紙中標示出來。同時，在設計人員和用戶簽訂相關的技術設計協議時，也會將主母線的選取規格和額定電流值明確的表現出來，避免發生分歧。因此，在設計該套設備時往往需要反復的核查選取的主母線標準是否能承受相關的額定電流值，而為了保證開關柜的正常工作，選取的主母線常常會保留一定的裕度。
2.2 分支母線
大多數情況下，一旦主母線的規格被確定，進線柜、分段柜以及聯絡柜的母線選擇標準也就是隨之確定，它們選擇的標準一般都和主母線的選擇標準相同。然而，在很多特殊情況下，在能承受額定電流的前提下，其他母線的規格可以和主母線的規格不相同，但是為了保證整體的連貫性，接口尺寸上一定相同。分支母線的選擇標準除了與母線的選擇標準以及額定電流有一定的聯系外，還本柜中電流互感器的變化程度有關。
2.3 電流互感器
電流互感器一般存在于大電流交流回路中，它的主要作用就是將電路中大電流分流或者將其轉換為相對較小的電流，以便相關設備能夠隨時測量電流，保證電流值不會超過母線的額定電流值，有繼電保護的作用。電流互感器的作用能有效的保證操作人員的人身安全以及二次設備的正常運行，同時當一、二次繞組間的絕緣材料遭到破壞而使得其被高壓擊穿時，電流互感器能通過接地點將高壓引入大地之中，使得相關器件的電位保持在低電位狀態，以免發生安全事故。
2.4 溫度的變化
由于10 kV開關柜所控制和承載的電流強度極高，最高能承載的工作電流一般在4000 A左右，而由于構成開關柜的許多器件都是設定在一個相對封閉的空間之中，而在工作電流流經相關器件時，會產生并釋放出大量的熱量，而這些熱量會持續存在器件所在的封閉空間中，難以散發出去，這會使到柜內的溫度急劇增長，一旦操作元器件所能承受的極限溫度，就會導致相關器件出現損壞，影響整個供電系統的正常運行。因此，為了保證相關元器件能正常的運行，保證整個開關柜的可靠性和安全性，就必須設計一定的防溫措施，可以采取在相關連接層面涂上導電膏或者鍍錫等降溫材料的方式來防止相關事故的發生，同時其他器件的生產以及組裝一定采取嚴密的監控措施，保證質量可靠，避免因為器件不合格而對電力系統造成一定的破壞。
3 結束語
綜上所述，在電力設計以及生產的實際過程中，往往會出現一些設計之初未曾考慮到的問題，這會給整個電力系統的運行帶來一定的影響，因此，開展10 kV高壓開關柜的相關設計研究，有著非常重要的實際意義，它能有效解決相關問題，保證電力系統能安全可靠的運行。
參考文獻
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開關柜設計范文4
【關鍵詞】大型開關柜；真空化；優化設計
0 引言
井下中央變電所是井下的供電中心，我公司井下中央變電所有進線之間設有聯絡；其擔負著生產水平的主排水工作和所有采區變電所的供電，其重要程度可想而知。變電所內高壓開關柜為GFW型，斷路器均為DN-10.400型多油斷路器，保護方式采用DL型繼電保護。
1 原老式高壓開關柜存在問題
（1）多油斷路器絕緣介質為10#變壓器油，滅弧效果差，易滲油，補油換油頻繁，動靜觸頭損傷嚴重，維修工作量大，費用高，在開關內所占空間大，且易發生電氣火災事故。
（2）手動操作機構分合閘速度低，工人不易操作。
（3）保護方式采用DL型繼電保護，保護方式落后，繼電器試驗整定困難，且可靠性差，經常發生遲動，誤動或拒動現象，致使保護失靈，造成越級跳閘，影響供電安全。
2 GFW高壓開關柜真空化優化方案
針對井下中央變電所6KV高壓開關柜存在的安全隱患，技術人員經過充分調研及論證，認為老式高壓開關柜優化改造勢在必行，方案如下：
（1）保留原老式高壓開關柜殼體，隔離開關及母線排。
（2）斷路器采用ZNA-7.2/400真空型斷路器，彈簧貯能電動、手動兩種操作方式。
（3）開關柜門與隔離開關安裝機械閉鎖，只有當開關柜門外處于停電狀態時方可打開開關柜門，柜門關不上，無法送電操作。
（4）在四個進線柜設有127V操作電源，每個聯絡柜之間又有127V聯絡開關，保證萬一有一進線開關柜出現問題時，每一個開關柜上面都有操作電源。
3 優化改造效果
貯能合閘一體化的真空斷路器機構簡、靈活，提高了開關分合閘速度，避免了原老式多油斷路器遲動、誤動、拒動，機構滑脫等現象，保證了礦井安全供電。
LL-10型過流繼電器具有反時限保護功能，產品采用電磁系統和晶閘管組合而成，維修工作量大為減輕；與DL型過流繼電器相比具有靈敏度高、動作速度快、可靠性高、功耗少，體積小，耐震動。
改造后的6KV高壓開關柜，由于采用一體化真空斷路器，大幅度降低了維修工程量及維修費用，運行將近一年，節約維修經費8萬元。
改造程序簡單，施工方便，既不影響礦井安全生產，又培訓了職工，鍛煉了隊伍，并且改造費用低，比更換整臺開關柜節省97萬元。
開關柜設計范文5
論文摘要: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。本文就當前市場上主流中置柜運轉車結構特點及優缺點加以分析，并對改進方法進行初步探討。
1.引言
在電力系統中，l0kV高壓開關柜的應用極其廣泛。由于電力系統用戶的需求五花八門，作為制造廠家，我們不得不針對用戶的需求，為用戶量身定做。這就要求我們必須真正深刻地理解相關的國家標準、部頒標準和標準柜型的設計要求。
高壓開關是指用于電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，電壓等級在3.6kV~550kV的電器產品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構、高壓防爆配電裝置和高壓開關柜等幾大類。高壓開關制造業是輸變電設備制造業的重要組成部分，在整個電力工業中占有非常重要的地位。
2.目前主流運轉車結構特點及性能比較
2、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。
2、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。下面，對當前主流掛鉤式運轉車缺陷進行了初步分析，并給出了一種可行改進方法，
3.常規掛鉤式運轉車結構分析
3、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。(3)經長期使用后，撞擊力作用下，柜體上與掛鉤連接處，以及運轉車上掛鉤軸會變形，這種變形導致了兩導軌間間隙進一步擴大。間隙越大，撞擊力越大，兩者間形成惡性循環，最后導致運轉車不能使用，或嚴重影響運轉車使用安全。
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。
3、2運轉車結構對實際使用影響
通過現場調查和分析對比，發現運轉車結構對中置柜操作性能影響是漸進，影響巨大。其主要表現兩個方面:(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。統計發現，產品投運前，約有10%~20%手車輪存不同程度變形，每個工程中約有一、二臺變形較大影響正常操作，需維修處理。
4.對10KV配電系統高壓開關柜結構設計改進的措施
針對上文所述運轉車存問題，我們設計了一種改進方案，這種方案著重解決了上文所述掛鉤式運轉車存各種缺陷，主要表現以下幾個方面:
(1)消除柜體導軌與運轉車導軌之間間隙，避免產生撞擊力，結構上，確保當運轉車靠緊柜體時，運轉車導軌與柜體導軌可靠接觸，基本無間隙。
(2)特別設計了鎖定裝置:利用磨擦自鎖原理，一個特別設計凸輪裝置，可以實現運轉車鎖定。其工作方式為:凸輪未鎖定前，彈簧作用下掛鉤與柜體接觸面間有一定操作間隙，可以使運轉車掛鉤順利插入并鉤住柜體。逆時針轉動凸輪，消除操作間隙，將運轉車與柜體可靠鎖定，推拉斷路器手車時，無需再靠人力頂住運轉車，操作可靠性以提升。同時，為保證掛鉤轉軸不因受力變形，將掛鉤轉軸處改為腰形孔，鎖定前，彈簧將掛鉤向前拉，保證了掛鉤與柜體正常操作間隙。
(3)操作間隙調整:一段時間使用后，掛鉤及凸輪會磨損，間隙增大，會降低鎖緊力，針對可能出現這種情況，凸輪與運轉車之間，增設了調整墊。調整墊可以作為配件，由用戶需要自行添加。
開關柜設計范文6
[關鍵詞]高壓開關柜；絕緣設計；結構設計；24kV
中圖分類號：TM591文獻標識碼：A文章編號：2306-1499-（2014）11-0059-02
高壓開關柜已經在電力系統中得到了廣泛應用，由于多數開關柜需要在相對惡劣的環境下運行，容易遭到蒸汽、煙霧及粉塵等不良因素的侵襲，因此開關柜的絕緣表層會被腐蝕并生成大量導電物。導電物的出現與配電線路故障的發生會對開關柜的安全運行造成不良影響，為了提高高壓開關柜的運行可靠性，則應完善結構與絕緣設計[1]。本文分析了24kV高壓開關柜結構和絕緣設計問題，旨在減少開關柜絕緣事故。
1.24kV高壓開關柜絕緣要求
24kV高壓開關柜具有負荷容量大、運行性能穩定等優點，是國家電網公司大力推廣的電氣設備。為了確保24kV高壓開關柜能夠滿足配電需要，應根據（DL/T593-2006）標準中所提出的絕緣要求進行結構設計與絕緣設計工作。在DL/T593-2006標準中規定24kV高壓開關柜應滿足以下絕緣要求：（1）空氣凈距，包括相間與相對地應≥180mm；爬電比距，包括有機絕緣與純瓷絕緣應≥18mm/kV、20mm/kV。如高壓開關設備使用的是絕緣隔板，則絕緣隔板與高壓導體之間的空氣間隙應≥50mm[2]。（2）雷電沖擊耐壓（1min，峰值），隔離斷口為115/145kV，相間及對地為95/125kV；（3）工頻耐壓（1min，有效值），隔離斷口為64/79kV，相間及對地為50/65kV；（4）控制回路與輔助回路的工頻耐壓（1min，有效值）為2000V；系統中性點的接地方式應為經消弧線圈、低電阻接地或不接地；斜線上方的接地方式應為低電阻接地或不接地，斜線下方則采用消弧線圈的接地方式或不接地。
2.24kV高壓開關柜結構設計和絕緣設計分析
2.1 24kV氣體絕緣SF6環網柜的設計
SF6環網柜具有體積小、安裝靈活及運行安全等優勢，且具有較強的環境適應能力，防護等級已經達到了IP67，因此SF6環網柜在許多發達國家中得到了普遍應用。為了改善SF6環網柜的絕緣性能，則進行結構設計及絕緣設計時應注意做好以下工作。
2.1.1結構合理性設計
由于SF6環網柜采用的是SF6氣體密封開關，因此在進行結構及絕緣設計時應對SF6氣體的濕度及絕緣強度進行充分考慮； 確保開關柜當中的接地開關、斷路器、負荷開關及母線等能夠被完全密封于柜體當中。首先，要采用密閉性能良好的電纜靴保護開關柜的進出線，使開關柜的絕緣耐壓值可以達到50kV。在設計柜體時，應保證外形尺寸的合理性，從而使SF6環網柜具有結構簡單、操作方便的優點。其次，柜架、蓋板可采用敷鋁鋅鋼板，氣箱采用不銹鋼板，以改善環網柜的密封性能；確保環網柜可以向左側及右側隨意拓展，同時在熔斷器倉當中安裝熔斷器。第三，將負荷開關設計為三工位形式，即接地工位、分工位及合工位，確保負荷開關與接地開關相互獨立；從開關柜外部引入操作電源（蓄電池及充電器），或直接將操作電源設置在開關柜當中，確保在系統停電的情況下，開關柜仍可維持正常工作。
2.1.2注重絕緣可靠性設計
絕緣性能出現退化現象時就會給SF6環網柜的安全運行造成嚴重影響。SF6氣體泄露、絕緣部件裂紋、SF6氣體含水量、柜體內部結露等均可能導致環網柜的絕緣性能出現退化現象，因此在進行絕緣設計時應考慮以下問題，以提高絕緣的可靠性。首先，如制作氣體容器的材料為不銹鋼且容器被完全焊接，無密封開孔，則應采用環氧樹脂制作而成的套管連接電纜，并同時將氣體容器與電氣套管焊接在一起，以提高氣體容器的密閉性能，從而預防氣體泄漏與改善環網柜的絕緣性能。其次，可將SF6氣體水分含量測試儀安裝在環網柜中，以便于定期檢測氣體的水分含量；密封箱體當中的干燥劑必須定期更換，烘烤零部件時應嚴格按照規定的烘烤時間與溫度，以避免因柜體內部結露而對絕緣性能造成不良影響[3]。第三，將充氣管道設計為可以采用高純度SF6氣體、N1氣體進行沖洗的形式，同時在設計時盡量采用可以降低絕緣部件機械應力的設計形式，從而延緩絕緣部件的老化及預防部件內部、表面出現裂紋。
2.2 24kV中置柜的設計
24kV中置柜具有外形簡潔、組裝及檢修方便、堅固耐用與安全可靠等優勢，具有廣闊的應用前景。但從另一方面來看，24kV中置柜相對地、相間距離均處于標準參數邊緣，如沒有做好結構與絕緣設計工作，則將有可能導致實際參數低于標準參數，并由此對24kV中置柜的運行造成嚴重影響。在設計24kV中置柜時應做好以下工作。
2.2.1柜體結構設計
為了能夠使24kV中置柜可以滿足180mm空氣凈距的要求，則應對前高后低形式的柜外形設計進行優化，將柜體結構設計為等高形式，使柜體與儀表室之間貫通為一體。為了能夠增大斷路器室、母線室的空間，則可以在設計時增加柜體的高度，使柜體高度可以達到2400mm左右。對于母線室當中的三相主母線，則設計為品字形排列形式；同時在柜體下部安裝互感器，柜體中部則安裝接地開關，開關的操作工具應為拐臂或錐齒輪，靜刀頭應朝上安裝，以免因接地開關意外落下而引起開關柜出現短路事故。下圖為中置柜結構設計簡圖。
圖1.柜體結構設計簡圖
2.2.2絕緣設計
為了有效改善24kV中置柜的絕緣性能，在開展設計工作時應把握好以下幾個關鍵點：（1）根據絕緣要求對開關柜的高度進行合理設計。由于空氣絕緣為各類絕緣方式中最有效，也是最安全的一種方式，因此在設計時必須確保絕緣凈距離達到相關標準。目前24kV中置柜的柜寬多為1000mm，但其理論寬度應達到1020mm左右，因此為了滿足絕緣要求，則必須重視優化選取分支母排。如母排寬度為100mm，則空氣凈距離僅為175mm，無法達到180mm，與技術規范不符，對此可以在保證母排載流量及截面不變的前提下，將母排的寬度設計為80mm，從而使相間距離達到195mm。如無法加厚母排，則可以利用絕緣隔板進行復合絕緣處理。（2）在設計時應盡量確保電場實現均勻分布。如電場分布處于均勻狀態，則能夠有效預防因電場集中而對開關柜造成破壞[4]。先對母排截斷端頭進行加工處理，使母排端頭成為圓角狀，如條件允許則可將金屬材質的屏蔽罩安裝于斷路器的梅花觸頭中，也可以在澆注觸頭盒時直接將屏蔽網安裝在開關柜中。此外，在選用絕緣材料時應考慮到爬電距離因素，盡量確保選用的絕緣材料能夠使開關柜的爬電距離得以增大。例如，在選用支撐型絕緣子、觸頭盒及穿墻套管時，應根據需要將傘裙面積加大，將觸頭盒的內腔設計為舌狀結構，從而有效避免觸頭盒當中形成凝露、污穢等。
3.結束語0
綜上所述，結構設計與絕緣設計水平是決定高壓開關柜運行性能的重要因素。為了能夠有效提高24kV高壓開關柜運行的可靠性，則應采取有效的措施對開關柜結構與絕緣性能進行優化設計。此外，應注重在實際的設計工作中不斷積累相關經驗，當發現24kV高壓開關柜存在設計上的不足時應及時加以改進，并在改進設計方案的過程中綜合考慮多種因素，從而為24kV高壓開關柜的推廣應用提供有利條件。
參考文獻：
[1]郭文勇,楊亞妮,雷文鵬,付峰,許小渭.基于單片機的高壓開關柜溫濕度控制系統的設計[J].電子世界,2014(9):53-54.
[2]李歡,李永倩,王虎,何青爾.拉曼測溫系統在高壓開關柜監測中的應用研究[J].電力科學與工程,2012,28(3):40-44.
