《中压开关柜现状及发展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中压开关柜现状及发展（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中压开关柜的现状及未来的发展方向中压开关柜的现状及未来的发展方向1 1 中压开关柜的现状中压开关柜的现状中压开关柜是指 3.640.5kV 电压等级的高压成套开关设备，简称中压开关柜。目前我国生产的中压开关柜主要分为手车式和固定式两大类。固定式开关柜即主要一次元件（如断路器、隔离开关等）为固定安装，手车式即断路器（或其它主要一次元件）做成可移动手车。按柜体结构还可分为金属封闭铠装式、金属封闭间隔式和金属封闭箱式结构。铠装式：即母线室、断路器室、电缆室、仪表室之间全部用接地的金属封板隔离，安全性较好；间隔式：即断路器室或其它隔室用绝缘板封隔，安全性次之；箱式：即柜的四周及上下用金属板封闭，除仪表
2、室外，柜内部却没有分隔，安全性较差。目前各制造厂生产的各类型中压开关柜主要问题如下：1.1 10kV 主流产品中置式手车柜，其主要缺点是小车的一次插头接触发热。由于一次插头在触头盒内，其散热性差，普遍存在在额定容量下不能保证长期安全运行，特别是大电流的一次插头发热更严重，曾多次发生崩烧、干式 PT 爆炸等重大设备事故。造成这种严重发热的原因是一次插头偏移接触电阻增大局部发热接触电阻再增大扩大发热面积恶性循环，发热越来越严重，最终造成开关柜崩烧。其次是机械联锁不可靠，有的小车在断路器储能或合闸状态也能强行推进。另外，中置式手车柜普遍未装设紧急脱扣装置，并且无关上前门后才能操作的机械联锁装置。1.
3、2 10kV 固定柜以 XGN2-12 为代表，其主要的缺陷是体积过大，机械联锁操作板可靠性差，特别是操作 1600A 以上隔离开关时，操作力过大，因是双断口，扭矩大，有时造成瓷套扭断的事故；配一体化断路器时参数检测困难，断路器的拆装都很不方便；电缆室无排气通道，不能靠墙安装，没有小母线室，只能将小母线装在仪表室上方，也不安全。1.3 35kV 手车柜中目前以 KYN61-40.5 和 JYN1-40.5 为代表，JYN1-40.5 柜存在手车定位不准，活门撞开后，手车退出时鸭嘴撞块与活门发生倒挂，所以在用户处，用户常将活门取掉。鸭嘴易与静刀发生偏移，且最主要的是 ZN12-35 断路器所配的
4、手车可以在断路器合闸状态将手车推入，其机械联锁无法进行可靠联锁。另外，此柜的静刀一部分是装在电流互感器上，电流互感器厂家不一样，电流互感器的高度就不一样，使得静刀与断路器动臂不能标准化生产，即造成互换性差；且手车靠人力推进，车进人跟进，安全性差；柜体为焊接结构，精度差，也是导致手车定位差的原因。1.4 KYN61-40.5 柜的主要问题是：触头盒及穿墙导管易产生电晕放电，目前各制造厂正采用屏蔽的方法予以解决。有的手车的二次插头在车的左边，使用不方便，软管在车体推入时会发生摩擦多次后损坏。柜内母线室的三相母线呈三角形排列，但 B 相触头盒的分支线一定在 A、C 母线之间，且距离较近，易造成电场不
5、均匀放电，且 C 相母线对封板底部距离太近（约 220mm），绝缘风险太大，应布置成水平式排列。ZN85 型断路器推进丝杆下面的“舌头”（超越离合器）有时在途中挂住丝杆，使手车并未到工作位置或试验位置时产生丝杆空转。另外，ZN85 断路器手车没有手车位置辅助触头，只能在柜内装行程开关来代替 S8、S9 辅助位置开关，既不方便又不可靠，需反复调试。1.5 40.5kV 的固定柜如 XGN17 体积偏大，母线无隔室，无专门的泄压通道，隔离开关操作力大，也无专门的小母线室，小母线只能混装在仪表室内；断路器与隔离开关操作板联锁不可靠，联锁环节太多。以上归结起来为三大类问题：以上归结起来为三大类问题：（
6、1）绝缘事故主要是柜内放电、CT 闪络和相间闪络、绝缘尺寸不够（包括爬电距离和空气净距、隔板间距）、柜内隔板吸潮等，占所有事故 14.3左右，开关柜及断路器占其中73.2%（根据高压开关行业通讯2006 第 3 期“国家电网公司高压开关运行分析”）。（2）载流故障占所有事故的 2.3%，开关柜占其中 77.8%。主要集中在 3.640.5kV 中压开关柜上，触头过热、引线过热，常扩大为绝缘事故。主要是一次插头接触不良，插头偏心等原因导致过热，以致起弧烧坏设备。（3）机械故障主要表现为断路器的操作机构动作可靠差，五防机械联锁稳定性差，操作次数较多就发生损坏或变形，不能正常操作。2 2 未来的发展
7、方向未来的发展方向2.1 用户的需求已经从对基本的功能、参数等要求逐渐转向对高可靠性、方便操作维护性和降低运行成本的要求。2.2 技术标准的制定的角度，为从保证用户运行连续性、使用安全性和可维护的经济性来考虑，这在 GB3906-20063.640.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备附录 E中就指出：前版标准主要围绕可抽出式的空气绝缘外壳而编写的，现在的趋势是朝着固定式和 GIS 方向发展，需要本标准代表这些设备。因此该标准及断路器新标准增加了运行连续性分类（LSC）、内部电弧故障分类（IAC）、机械寿命分类（M1M2）、电寿命分类（E1E2）和容性小电流分类（C1C2），这样就使用户能按
8、照实际需求来选择安全经济性产品。2.32.3 固封技术在开关柜中将得到大发展固封技术在开关柜中将得到大发展从目前来看，进一步提高中压开关柜的绝缘可靠性和小型化只有充气柜（C-GIS）和固体绝缘柜（SIS）这两条路，但 SF6 气体作为“联合国气候变化框架公约”公布的六种温室气体之一，受到了限制使用，并逐步减少使用，因对环境及造成的温室效应是其它气体效应的上万倍，所以充气柜的发展受到了上述因素的制约。SIS 是一种用环氧树脂将一次回路包封起来作为主绝缘，真空灭弧室及操作杆沿表面绝缘，柜内元件的界面绝缘的方式连接的开关设备。由于环氧树脂具有比空气高 56 倍的绝缘强度，可以提高绝缘强度，并实现小型
9、化以及环境保护的要求（环氧树脂可回收）。2.42.4 固定柜将和固封技术结合起来形成固定柜将和固封技术结合起来形成“小型固定柜小型固定柜”由于断路器的可靠性提高，手车柜抽出维修的优势将逐渐弱化，而固定柜简单可靠的优势将逐渐凸现，因此固定柜将发展成与手车柜并存，并逐渐超越手车柜，唯一的是大电流固定柜如何取得突破，目前还有一些难点。2.52.5 固定柜是未来的发展方向固定柜是未来的发展方向当断路器成为真正的免维护的产品时，手车断路器抽出隔离的意义已不大，在固封技术长足发展日趋成熟后，各个功能复合化的开关元件也会有较快的发展，比如真空灭弧室具有合位置、隔离位置、接地位置集断开、隔离、接地为一体的三工
10、位，形成三工位固封真空断路器，将使开关柜变得更简单和可靠。GB3906-2006 在 8.2 条“设计与结构选择”中明确指出：固定式的总装，尤其是采用了少维护元件的总装，可以提供终生低投入高收益的布置。2.62.6 纵向结构将是固定柜发展的主要结构纵向结构将是固定柜发展的主要结构纵向结构减少了连接线，节省了有色金属，也便于观察。2.72.7 24kV24kV 高压开关柜的开发势在必行高压开关柜的开发势在必行在东西亚地区，如越南、老挝、泰国，以及欧州地区，如英国、法国等，都使用24kV 高压供电，根据国家电网公司关于推广 24kV 电压等级的通知精神，目前各省都在纷纷试点，由于采用 24kV 输
11、电比 12kV 输电可大大降低线路损耗，并且在同样的输电线路上，可提高输电容量 1 倍。另外我国青藏高原、云贵高原、西北高原等，24kV 柜也可作为12kV 高原型高压柜使用，即提高一个电压等级的绝缘水平，因此比一般的高原型产品更加可靠，可用于 12kV、4000m 高海拔，所配断路器、电流互感器、接地开关、触头盒等，均符合 24kV 电压等级的技术要求。2.82.8 40.5kV40.5kV 高原型高压开关柜满足特殊环境的需要高原型高压开关柜满足特殊环境的需要40.5kV 高原型铠装手车式高压开关柜，是满足海拔 3000 米以上 4000 米以下高原地区使用的主导产品，在我国青藏地区，西南三
12、省很多处于高海拔地区，空气稀薄，自然环境恶劣，需要更安全高可靠的高原型新产品，满足输配电的特殊环境技术要求，同时又针对国电网十八反事故措施中要求 40.5kV 高原型手车柜满足国电网这一要求，并超过了国家标准的规定，因此绝缘更加可靠，其所配 N85GY 真空断路器已通过国家型式试验，电压电流互感器、接地开关、触头盒等均符合 40.5kV 高原型电器的技术要求。2.92.9 新型真空环网柜新型真空环网柜由于对 SF6 在环保方面问题的不断深入，加上我国是“京都协议”缔约国之一，因此预计清洁、环保型的“真空环网柜”将会得到持续研究和发展，其技术特点是：（1）采用固封极柱技术；（2）采用三工位真空灭弧室，即：合闸、隔离、接地三位置灭弧室与绝缘一体化；（3）分相式绝缘避免了相间放电的可能；（4）带电部件全部密封在环氧树脂套筒和硅橡封闭母线之中；（5）在特殊环境下也能正常工作，而无需另外设计，即低温寒冷地区、高原地区、高温地区及防爆场所。
