基于溫升試驗的10kV開關(guān)柜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

摘 要 隨著時代快速發(fā)展，金屬封閉高壓開關(guān)柜在人們生活中得到了廣泛的應(yīng)用。但是開關(guān)柜在使用過程中常常引起一些危險事故或者故障，威脅人們的生命健康與財產(chǎn)安全，要想解決這一問題就需要將開關(guān)柜結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新、完善，只有這樣才能保證開關(guān)柜在使用過程中的安全性。基于此，本文對溫升試驗的10kV開關(guān)柜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了簡單的研究。

【關(guān)鍵詞】溫升試驗 開關(guān)柜 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

現(xiàn)階段，電力企業(yè)開關(guān)柜在使用過程中憑借著緊湊系統(tǒng)的模型化、程序化進(jìn)行電力設(shè)備安裝、運(yùn)行，如果長時間使用會對電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行造成一定的影響從而發(fā)生一些安全事故。因此，做好電力系統(tǒng)建設(shè)工作，保證電力系統(tǒng)的使用安全，優(yōu)化開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計，使電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)正常使用，從而減少電力事故損失，促進(jìn)電力企業(yè)快速發(fā)展。

1 開關(guān)柜發(fā)展現(xiàn)狀

如果電力企業(yè)的開關(guān)柜的溫升超標(biāo)，就會直接影響設(shè)備的使用安全，導(dǎo)致一些絕緣設(shè)備的生產(chǎn)功能產(chǎn)生影響。溫升實驗是開關(guān)柜結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的重要組成部分，其主要目的就是保證開關(guān)柜導(dǎo)電回路的額定量在使用過程中產(chǎn)生一定的熱量，只有這樣才能保證開關(guān)柜正常運(yùn)行。現(xiàn)階段，我國電力企業(yè)對于10kV開關(guān)柜的溫升實驗工作程中，不能從根本上解決電力企業(yè)開關(guān)柜的主要問題。此外，在開關(guān)柜運(yùn)行時，所消耗電量會逐漸的轉(zhuǎn)變成熱量，這些熱量如果不能及時散熱出去就會導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用。開關(guān)柜的溫升與開關(guān)柜的散熱發(fā)熱設(shè)備有著一定的關(guān)系，只有開關(guān)柜在正常工作的前提下對溫升改進(jìn)才能保證開關(guān)柜的使用安全，從而降低溫升成本，為電力企業(yè)在發(fā)展過程中取得較大利益。

2 開關(guān)柜的熱源與散熱方式

2.1 10kV開關(guān)柜的基本結(jié)構(gòu)

開關(guān)柜主要由固定柜體和可移開的真空斷路器手車組成。開關(guān)柜的柜體外部通過一些較為精密的機(jī)床進(jìn)行加工、折彎、拼接。開關(guān)柜具有較高的穩(wěn)定性，其機(jī)械程較高，在折彎過程中主要以冷軋鋼板繼進(jìn)行折彎，并通過靜電噴涂直至烘干為止，這樣開關(guān)柜的外觀光滑平整，同時還具有一定的抗腐蝕性與耐沖擊性。開關(guān)柜在的內(nèi)部主要有低壓室、手車室、母線室、電纜室組成，各組成部門都有著各自的功能，保證開關(guān)柜在使用過程中的穩(wěn)定性。

2.2 10kV開關(guān)柜的裝配

開關(guān)柜的裝配主要有以下幾點(diǎn)：

（1）工裝準(zhǔn)備：事先做好準(zhǔn)備工作，檢查設(shè)備中是否存在異物，再將設(shè)備所使用尺寸進(jìn)行調(diào)整，保證間距在550mm左右，并以90°的形式進(jìn)行工裝；

（2）將設(shè)備放置底板中，并與開關(guān)柜的母線室進(jìn)行裝配，再將設(shè)備側(cè)板與隔板使用抽芯釘固定；

（3）主安裝板裝配：將設(shè)備的兩端的觸頭盒進(jìn)行安裝，并保證螺釘?shù)墓潭ㄎ恢茫挥羞@樣才能將觸頭盒進(jìn)行玻璃打孔，從而保證設(shè)備可以順利安裝；

（4）頂板蓋板裝配：將開關(guān)柜室中的隔板進(jìn)行裝配，并按照順序?qū)⑵渌舭暹M(jìn)行裝配。

2.3 開關(guān)柜主要熱源

在開關(guān)柜運(yùn)行過程中產(chǎn)生的工作電流主要通過導(dǎo)電回路轉(zhuǎn)化成熱能，從而導(dǎo)致開關(guān)柜出現(xiàn)溫升現(xiàn)象。當(dāng)設(shè)備開關(guān)通過電流工作時，就會出現(xiàn)電阻損耗、渦流損耗現(xiàn)象，將電能轉(zhuǎn)化成熱能，同時開關(guān)柜中的載體流與電流密度、材料、結(jié)構(gòu)等因素都會產(chǎn)生熱源。

2.4 開關(guān)柜散熱方式

如果開關(guān)柜不能及時散熱，設(shè)備就會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，對人們的生命健康安全造成一定的影響。開關(guān)柜的主要散熱形式有以下三種：

2.4.1 熱傳導(dǎo)

通過靜態(tài)介質(zhì)中具有溫度梯度，只有這樣才能將熱量轉(zhuǎn)移，完成降溫工作；

2.4.2 熱對流

當(dāng)開關(guān)柜溫度與流體溫度不同時，在散熱過程中會產(chǎn)生對流問題，只有將這兩者進(jìn)行對流，能使依靠空氣將熱量降溫；

2.4.3 熱輻射

通過電磁波的形式散熱，并保證熱輻射在開關(guān)柜中轉(zhuǎn)換。

3 10kV開關(guān)柜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

只有將開關(guān)柜的設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，才能保證設(shè)備的使用安全。在設(shè)計過程中需要檢查設(shè)備的電纜連接過程中，電纜故障位置，以及電纜中其他軟件設(shè)備，只有這樣才能保證開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作可以順利進(jìn)行下去。在開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中還要注意以下幾點(diǎn)：

3.1 銅排規(guī)格

如果銅排規(guī)格較小，設(shè)備散熱效果不佳，如果銅排規(guī)格較大，設(shè)備的散熱成本就會增加。只有10kV開關(guān)柜的TMY10×60規(guī)格，才能解決銅排規(guī)格問題。

3.2 靜觸頭形狀

連接設(shè)備與鍛煉梅花觸頭的主要工具，它的質(zhì)量好壞，會直接影響開關(guān)柜設(shè)備的散熱效果。

3.3 增加短路器梅花觸頭爪數(shù)

該設(shè)備具有較強(qiáng)導(dǎo)電性與電阻的特點(diǎn)，因此在使用過程中要將該設(shè)備的觸頭爪數(shù)增加，只有這樣才能做到真正的散熱效果。

3.4 母線室大彎板開通風(fēng)孔

其主要目的是增加開關(guān)柜熱對流，并緩解母線室的溫度的上升。

4 10kV開關(guān)柜的溫升實驗

4.1 溫升實驗設(shè)備簡介

在實驗過程中主要使用5000A的設(shè)備溫升檢測系統(tǒng)，只有這樣才能保證實驗的穩(wěn)定性。同時該系統(tǒng)操作方便，使用安全，可以滿足實驗需求。該系統(tǒng)主要包括了開關(guān)柜設(shè)備的控制操作臺、三項電流發(fā)生器、配套電流傳感器等。

4.2 溫升實驗方法

開關(guān)柜溫升試實驗的主要方法：

（1）事前做好設(shè)備檢測工作，保證設(shè)備的使用安全；

（2）將設(shè)備的回路電阻進(jìn)行測試，做好記錄工作；

（3）將開關(guān)柜溫升實驗進(jìn)行布點(diǎn)，保證實驗工作順利進(jìn)行下去；

（4）將斷路器配柜進(jìn)行檢測，并做好記錄工作；

（5）開啟溫升實驗的相關(guān)設(shè)備，確保溫升試驗的路線；

（6）將溫升設(shè)備關(guān)閉，停止實驗；

（7）保持實驗數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行分析；

（8）將溫升回路電阻實驗進(jìn)行分析。

隨著社會不斷的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，電力是人們生活中不可缺少的一部分，人們的用電需求越來越來大，對電力質(zhì)量的要求也越來越高。雖然我國電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，但是一些電力設(shè)備在使用過程中仍存在著一定的不足，常常會發(fā)生一些事故或故障，對電力企業(yè)、社會經(jīng)濟(jì)、人民生命、財產(chǎn)安全等造成很大的影響。只有做好溫升實驗工作才能保證開關(guān)柜的使用安全，從而促進(jìn)電力企業(yè)、社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

5 總結(jié)

本文對溫升實驗的10kV開關(guān)柜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了簡單的研究，文中還存在著一定的不足，希望我國專業(yè)人員加強(qiáng)對其研究。

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作者簡介

遲續(xù)（1989-），男，山東省煙臺市人。現(xiàn)為山東核電有限公司助理工程師。研究方向為電力配電。

作者單位

山東核電有限公司 山東省煙臺市 265100