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1、 24kV开关设备设计过程中的绝缘处理 摘要:24kV开关柜的结构设计虽然建立在12kV开关柜的基础上,但是其运行要求方面却远远高于12kV开关柜的要求,而且由于实际运行经验的不足,更加要求在设计过程中应充分考虑消除各种影响绝缘水平的因素。文章根据24kV开关柜的绝缘等级要求,从结构设计、均匀电场、环境控制等角度提出了一些提高绝缘水平的建议。关键词:24kV开关柜;开关设备设计;绝缘处理:TM531:A:1009-2374(2009)20-0037-02随着社会经济的发展,城市用电负荷快速增长,20kV电网系统在城市建设中得到逐步推广。推行20kV电压等级可以有效提高供电能力、节约建设用地、较
2、好地适应不同规模用户的需要、提高电压质量并降低损耗;国内外的实践均证明采用20kV电压供电可以取得很好的经济效益。在可以预见的未来若干年内,24kV开关柜的市场需求会越来越大,因此受到了广大成套开关柜制造厂家的重视。一、开关柜的绝缘要求根据电力行业的标准高压开关设备和控制设备的共用技术要求(DL/T593-2006)中对开关柜的绝缘要求有明确的规定,其中12kV和24kV开关柜的绝缘要求见下表:二、24kV开关柜设计的绝缘处理当前KYN28-12系列中置式开关柜在10kV电网系统中得到了广泛应用,国内许多成套开关柜生产厂家已经积累了丰富的制造经验。因此,24kV开关柜的设计开发大多是在KYN2
3、8中置柜的基础上进行,这样可以充分借鉴12kV开关柜成熟的加工工艺和丰富的运行经验。由于电压等级从12kV提升到24kV,对开关柜的绝缘水平的考验大大提高了,因此在结构设计中必须充分考虑各种细节问题。下面就24kV开关柜结构设计中如何提高绝缘水平提出几点设想:(一)合理选择开关柜宽度从绝缘可靠性的角度出发,空气绝缘是最可靠的绝缘方式,只要保证绝缘净距离,绝缘就可以得到充分保证。如果按照完全空气绝缘的方案考虑:柜体宽度=母排排宽度3+相间净距2+相对地净距224kV开关柜的理论宽度应为:柜体宽度=1003+1802+1802=1020mm在实际生产过程当中,绝大多数的生产厂家都选择1000mm柜
4、宽,这样势必要考虑采用复合绝缘的方式。一般采取的方式是:在母排上使用热缩套管包覆;触头盒安装板采用硫化处理;在相间和导体对地之间安装SMC绝缘隔板。(二)等高结构和品字形母线布置绝大多数的12kV中置式开关柜采用前高后低的结构方式,仪表室为独立结构,可拆卸。24kV开关柜如果采用这种方式,显然不能满足180mm空气净距离的要求。所以,24kV开关柜应采用等高结构的设计,仪表室与柜体为一体结构;适当加高柜体高度到2300mm使得母线室和断路器室有更大的安装空间;母线穿墙套管采取品字形排布,这样才能够满足180mm空气净距离的要求,确保绝缘的可靠性。(三)均匀导体电场从实践经验来看,均匀导体电场是
5、手段是比较有效的。对于母排截断的端头,用成形铣刀将端头加工成圆角;对于触头盒内的母排端头可以先做成半圆状,在用铣床加工成圆角;条件允许的情况下,可以在断路器梅花触头外加装金属屏蔽罩,进一步改善电场分布,可有效提高绝缘水平。(四)使用加热除湿装置在潮湿的环境中,开关柜内部湿度较高,绝缘件表面容易产生凝露;同时由于SMC绝缘隔板的吸潮性,受潮后绝缘性能大大降低,表面容易积污,这些原因都会导致绝缘闪络事故的发生。为了解决这一问题,通常采用的方法是在电缆室和断路器室安装加热除湿装置,降低开关柜内部的湿度。为了能自动控制加热装置,一般还要配套安装温度、湿度传感器和温、湿度控制器,控制器带有远程通信接口,
6、可以实现远程控制。(五)选用大爬的绝缘材料触头盒、穿墙套管、支撑绝缘子等绝缘材料的选用,必须加大伞裙面积,有足够的爬电距离,才能达到24kV的绝缘要求。如图所示,该触头盒在内部和外部都有裙边来增加爬电距离。同时可以考虑将触头盒安装面从250250增加到275(宽)310(高),参考40.5kV开关柜触头盒的安装方式取消六个触头盒之间的金属隔板,以提高绝缘水平。三、结论24kV开关柜的结构设计虽然建立在12kV开关柜的基础上,但是其运行要求方面却远远高于12kV开关柜的要求,而且由于实际运行经验的不足,更加要求在设计过程中应充分考虑消除各种影响绝缘水平的因素。如果是简单的将12kV开关柜的空气距离放大,绝缘件的爬电距离加大,往往难以达到65kV/min的耐压要求。参考文献1马苏龙.20kV电压等级在配电网中的应用J.电网技术,2008,32(19).作者简介:沈狄龙(1976-),男,浙江萧山人,杭州欣美成套电器制造有限公司助理工程师,研究方向:中压成套开关柜结构设计和加工工艺设计。 -全文完-
