4500米海拔10KV铠装移开式开关柜设计及制造

姚鹏李巧英苏文洲

摘要：近些年来我国工业发展迅速，国家也逐渐的重视西部地区的开发。随着西部大开发政策的提出，我国加快了对西部地区的电力设备建设，10KV的铠装移开式开关柜有着较大的需求，然而西部的高原多山的地区状况，给电力设备的设计带来了更高的要求。高海拔地区与平原地区的环境有的显著的差异，所以电气设备制造以及安装都有其特殊的要求，给电子设备的制造带来了巨大的挑战。本文则是分析了在高海拔下环境因素对开关柜设备的影响，并提出了适用于海拔4500米高度的10KV铠装移开式开关柜设计的关键因素。

关键词：4500米海拔；10KV开关柜；设计；电气间隙

一、高海拔环境对10KV铠装移开式开关柜的影响

（一）外绝缘强度的影响

在高海拔地区的环境相对于平原地区有着气压偏低、并且空气密度低、昼夜温差比较大、气温较低的特点。这些环境条件都会给10KV铠装移开式开关柜使用性能带来一定的影响。随着海拔的升高，空气密度逐渐下降，将会造成开关柜的外绝缘强度下降，尤其是当周围的环境湿度比较高的情况下，会大幅度的降低外绝缘强度。根据开关柜的设计标准，当设备的使用地区海拔高度在1千米以下则不需要对外绝缘强度进行修正。而当海拔高于1千米时，应当按照GB/T20635－2006提供的标准进行修正设计，从而保证设备的使用的稳定性。

（二）设备温升的影响

当时由于海拔的升高，设备的周围环境空气比较稀薄，所以其气压也较低。这样往往导致在设备的使用过程当中，空气作为设备散热的绝介质不能接到良好的冷却效果，相对于平原地区的散热更加缓慢，也就会导致设备散热困难，温度升高过快。在10KV铠装移开式开关柜设计当中其散热主要是通过自然对流或者强迫通风来实现的，所以往往在高海拔地区这种散热方式不能够有效的降低设备使用时的温度。查阅相关文献可知，当设备的使用环境海拔每升高100米，开关柜的温度将升高0.3%。

二、海拔4500m的环境下10KV铠装移开式开关柜的设计

（一）增大电气间隙

根据物理计算可知，电气设备的击穿电压值会与间隙距离有着较大的联系，在相同的使用环境当中增大间隙距离能够有效的增加放电的电压。所以有必要对高海拔地区的开关柜设计过程当中对电气的间隙进行修正处理，这样才能强化设备的外部绝缘性能。本文在对海拔4500米处10KV铠装移开式开关柜设计当中，按照开关柜的电器间隙海拔修正的相关参考标准DL/T404－1997，来适当的增加电气间隙，常用的标准是当海拔每升高100米，电气间隙就相应的增大1%。这可以成为后续验证高海拔地区开关柜的性能指标。

（二）调整母排的形状

通常在设计当中，如果器件的所产生的电场分布比较均匀，这样可以有效的增加击穿电压，保持设备性能的稳定性。电场分布状态跟母排的形状有着比较大的联系。母排的形状特征能够影响曲率半径，当曲率半径过小会形成密集的电场分布，从而导致设备的击穿电压降低，容易使设备发生故障。所以在设计当中应当注意开关柜当中的带电部件的形状设计，需要尽可能的提高使用过程当中的曲率半径。比如在设计母线与分支母线时尽量采用圆角的形状来进行过渡，减少表面的毛刺和棱角。

（三）采用复合绝缘措施

为了有效的增加外绝缘强度，也可以采用复合绝缘的措施。比如首先，在开关柜的断路器选用时用固封极柱式断路器能够有效的增加绝缘效果。其次，各电线的外边缘可以嵌套绝缘套来增加绝缘性能。另外，如果开关会当中的带电部件之间的电器间隙不足，这可以选用更好的绝缘板来进行隔离，这样能够明显的提高击穿电压。同时，你要适当的加强金属活门的绝缘性能，常用的方法是在其两侧涂抹一定厚度的绝缘物质。最后也需要加强固定触头盒的铝质部分或者是安装板杜绝性能同样可以用涂抹绝缘层或者是插入绝缘板的方法。

（四）提高柜体散热效果

虽然在高海拔地区环境温度较低，但是由于空气密度稀薄并且10KV铠装移开式开关柜采用的是固封极柱式断路器，这样导致开关贵的算是性能比较差。而且在高海拔地区开关柜大量的使用了绝缘板材料，导致柜内当中的空气流动不佳。应当在设计当中进行调整，首先，可以增加散热通风的孔径。其次，可以在母线室内的分割板和顶盖板上涂上散热的油漆，可以尽可能的进行散热。另外，在无母线的排放过程当中，应当尽可能的避免出现直角避免局部温度过高。最后，可以增加通风口来进行散热，但要防止灰尘进入到柜内，导致室内带电部件的，外部绝缘性能下降，安装灰尘过滤装备。

（五）辅助措施

在潮湿的环境下对材料的绝缘性能有较大的影响，会严重的降低绝缘性能。而且会严重的影响带电部件表面的清洁，长期积累会造成设备的击穿电压降低。在高海拔地区，由于昼夜温差大，导致设备表面出现凝露的现象，并且在潮湿的天气当中，室内的湿度会更加高。会导致设备出现闪络现象。为了适应4500米海拔的环境，防止发生凝露的情况，需要在设备内加入相应的辅助措施。可以增加凝露加热器，对室内的湿度环境进行检测，从而加热室内的空气环境，防止凝露现象的发生，若是条件允许也可以增加除湿器来降低湿度，这样也可以避免柜内的温度过高，起到良好的效果。

三、结语

高海拔的环境由于空气气压低，空气密度小、昼夜温差大等特点，会对10KV铠装移开式开关柜的性能造成一定的影响。主要会影响开关柜的外绝缘强度和散热性能，严重的危害设备的使用稳定性，所以需要针对高海拔地区对设备进行设计上的调整。本文针对4500米海拔环境下的10KV铠装移开式开关柜的设计进行了分析和探讨，需要从各个方面来加强设备的外绝缘性能提高其散热性能，同时也要加强日常的维护工作，对设备进行定期的检查和清洁，保证设备能够正常使用。

参考文献

[1]张茜,肖霞,徐雁,刘琦,胡浩亮,徐子立.开关柜内电场环境对电阻式电压互感器准确度的影响分析[J].高压电器,2019,55(06):177-183.

[2]王敬.10kV开关柜运行过程中的常见故障及处理措施研究[J].矿业装备,2019(03):114-115.

[3]潘岐泽,杨芳,杨志.12kV高压开关柜受潮凝露机理及防治关键技术探讨[J].电力系统保护与控制,2019,47(05):160-172.

[4]陈浩瀚.基于精益化质量控制的10kV开关柜的合闸线圈更换项目研究[J].通信电源技术,2019,36(02):57-58+61.

[5]宋晓生,周行,师军伟.中压气体绝缘金属封闭开关设备在高海拔地区应用[J].电工电气,2018(11):40-43.