电力系统中l0kV高压开关柜的应用设计思考

陈健

摘要：当前，随着我国电力行业的飞速发展，人们对于怎样提高电力设备的利用率的关注程度也随之上升。近几年间，我国高压开关柜逐渐完成了从落手车式到中置手车式的转换。在高压柜的功能方面也得到了一定的完善。在高压开关柜的使用过程当中，人们也在不断地了解其优缺点，并寻求破解之法。高压开关柜作为电力系统当中非常重要的一部分，也理应引起人们的关注。在本文中，主要对电力系统中10kV高压开关柜的应用设计进行思考分析。

关键词：电力系统；高压开关柜；应用；设计

1. 开关柜的结构

一般而言，开关柜的结构为组装式。通过改变几个零件，便可以达到改变开关柜结构和方案的目的。通常情况下，10kV的开关柜由断路器室，电缆室、仪表室以及母线室四个相互独立的小室构成，在对开关柜元件进行布置时，要从安全和经济两个方面进行考虑。

2. 当前主流运转车结构特点和性能比较

1. 主要结构形式

开关对电力系统的发电、传输、以及转换都有着重要的意义，人们可以根据电压等级的不同，采用合适的高压开关。此外，高压开关柜作为电力系统正常运行的关键部分，有着极为重要的意义。以下，就对当前主流运转车的结构特点和性能进行分析。就目前为止，中置手车式高压柜运转车主要有两种结构形式，分别为螺杆式结构和挂钩式结构。以下，对两种运转车的主要结构形式进行分析。螺杆式结构主要代表是在西门子公司门下的中置柜运转车。首先，螺杆式结构可以让高压柜和运转车相连接，其次，通过螺杆的传动可以让断路器手车能够在高压柜进出高压柜内外，此外，螺杆装置主要操控断路器手车运转车的上升或是下降。挂钩式结构的主要代表是在ABB公司门下的中柜置运转车。挂钩式结构，这种结构形式主要利用了挂钩和导向杆两个设备，让运转车和高压柜体进行连接，其次，利用可供调节的手轮可以让运转车和高压柜体内部的导轨面保持一致，最后，挂钩式运转车内部没有可以提升的机构，需要人为干预将断路器手车放置到运转车或是高压柜内部，由此达到断路器手车进出的目的。

2. 优缺点对比

这两种高压柜运转车都有着自身的优缺点，但是二者就使用功能方面而言，螺杆式运转车要比挂钩式运转车更具优势，其所能够实现的功能也更加的全面，更能够符合电力系统工作的要求。但是，就目前我国的电力设备生产状况而言，螺杆式运转车的应用并不广泛，要比挂钩式运转车的数量少得多，造成这样的原因首先是由于螺杆式高压柜运转车自身的结构十分的复杂，繁多的运转车加工程序，高昂的生产成本，此外，螺杆式高压柜运转车和其他开关柜的配套设施的组装有所冲突，一些厂家生产出此类运转车仅仅是为了满足电力企业的需要，而不会为了研制出成熟的生产技术而花费较多的精力。而对于挂钩式高压柜运转车，虽然在功能方面不及螺杆式高压柜运转车，但是其生产成本较为低廉，生产工艺简单容易操作，因为上述两点，得到了运转车生产厂家的青睐。就二者实际使用情况而言，由于挂钩式高压柜运转车存在着较大的问题，这些问题会为电力系统的正常运转造成诸多不便，且维护该设备的工作量十分巨大，更有甚者还会造成大规模停电现象。

3. 常规挂钩式运转车的结构分析

1. 挂钩式运转车的两种结构形式

挂钩式运转车有两种结构形式，分别为挂钩式运转车和高压柜体有钢和金属板件经过组装而形成的中置柜。第一种，挂钩式运转车主要是由敷铝锌板制作而成，挂钩式运转车的生产技术一般来说都是一致的，VD4真空断路器手车是与其相匹配的主要系列，但是，人们经过实践可得知，这种挂钩式运转车的缺点众多，在开关柜的使用方面会产生一定程度的影响。首先，此运转车上的导向杆承受力的能力极差，仅仅可以起到导向的作用，运转车与开关柜二者之间仅依靠一个连接点。此外，人们在对挂钩式运转车进行设计时，需要将运转车的挂钩和开关柜之间留存一定的缝隙，以便于挂钩能够准确的插入开关柜当中。最后，人们在使用运转车的过程当中，运转车上的挂钩由于其使用年限不断增长，其所遭受的撞击力也就会更大，长期以来就会导致运转车的挂钩出现形变，使得两个导轨之间的缝隙逐渐增大，对运转车的行车安全造成了极大的威胁。第二种，由钢和金属板见共同构成的中置柜，VD4和VS1系列的真空断路器手车都可以安装到此类柜体当中，这种结构可以将两个导轨之间的缝隙最小化，并对其设计出一个垂直高度差，产生了较大的撞击力。与此同时，人们若是对这个垂直高度差没有调整仔细，还会导致此高度变大。综上所述，就二者的使用结果来看，第二种要比挂钩式运转车的操作性能和安全性能都要差。

2. 运转车的结构对实际使用结果的影响

在现实中，通过对不同结构的运转车的使用，每种运转车的结构对中置柜的操作性能都有着较大的影响。首先，对操作性能和安全使用性能而言，随着使用时间越长，所产生的影响越深远，能够很大程度上降低运转车的操作与安全使用性能。此外，由于撞击力较大，极大可能会造成断路器手轮车轮发生形变，进而对断路器手车造成影响。在运转车的安装调试阶段，由于人们对断路器手车的推拉动作过多，就会导致车轮的形变，轻则会使得手车的推拉动作困难，重则就会导致断路器手车卡到运转车或是柜体的导轨内。若是在停电维修时出现此种情况，那么停电时间也会相应的延长，如果不能够及时恢复供电，则会造成供电故障。根据抽样研究表示，在运转车产品投入使用之前，基本上都会有十分之一或是十分之二的车轮存在着形变，人们需要对其做好维修处理工作。

4. 对10KV配电系统高压开关柜结构设计的改进措施

通过以上内容的分析，主要向人们介绍了高压开关柜运转车的一些问题，并在实际的应用过程当中，通过具体的实践，对各种问题采取解决措施。现如今，针对10KV配电系统高压开关柜的结构设计的改进措施进行简要的阐述和分析。首先，运转车在工作过程当中，开关柜与运转车上的导轨之间会存有较大的缝隙，运转车在运转过程当中会产生较大的冲击力，进而对其产生较大的影响。为此，人们应该让运转车和开关会的导轨严密接触，禁止出现缝隙，以便在运行过程当中遭受较大的冲击力。此外，此结构还应该设置锁定装置。通过采用摩擦自锁的原理，通过设置凸轮装置，锁定运转车。具体表现为在凸轮未被所定之前，挂钩和柜体的接触面之间留存一定的操作空间，由此一来便可以使得运转车的挂钩直接插入和钩住柜体。之后再逆时针转动凸轮，消除间隙。锁定运转车和柜体，人们在推拉断路器手车时，也不再需要人为去顶靠运转车，大大提高了操作的可靠性。与此同时，人们为了保证挂钩转轴不发生形变，通常都会将挂钩转处设置为腰孔形，在锁定之前，弹簧可以牵拉挂钩，使得挂钩与柜体之间能够留存一个合适的操作间隙。最后，运转车在投入使用一段时间之后，挂钩与凸轮的磨损情况就会加大，导致挂钩和凸轮之间的空隙逐渐增大，由此一来便会造成锁紧力的下降。在实际的使用过程当中，人们为了避免这一情况，就会将调整垫放置在挂钩和凸轮之间。

结语：综上所述，在本文中通过对当前主流运转车的结构特点和性能常规挂钩式运转车的结构进行分析，人们需要在两方面进行改善，首先，人们需要降低成本，进行技术改进，提高其性能，此外，需要了解用户的需求和感受，改革运转车的生产技术，进一步提高开关柜的可靠程度。

参考文献：[1]傅新凯. 电力系统中l0kV高压开关柜的应用设计分析[J]. 科技创新与应用,2012(11Z).

[2]韩宁. l0kV高压开关柜在电力系统中的应用设计[J]. 城市建设理论研究,2014(10). 

[3]卢敏波.浅析变电站 10kV 高压开关柜的机械联锁[J].黑龙江科技 信息，2011-12-15.