开关柜设计范例(3篇)
开关柜设计范文
论文摘要:目前国内市场10kv配电系统高压开关柜,其结构形式逐步从落手车式发展为中置手车式。这一行业技术人员来说,较多关注开关柜结构、电气性能、开关使用可靠性等。长期技术实践发现,生产厂家对中置手车式开关柜一个重要辅件——运转车设计重视不够,运转车结构设计不合理,操作性能不好,有些会导致断路器手车底盘车变形,使开关柜无法正常工作。本文就当前市场上主流中置柜运转车结构特点及优缺点加以分析,并对改进方法进行初步探讨。
1.引言
在电力系统中,l0kv高压开关柜的应用极其广泛。由于电力系统用户的需求五花八门,作为制造厂家,我们不得不针对用户的需求,为用户量身定做。这就要求我们必须真正深刻地理解相关的国家标准、部颁标准和标准柜型的设计要求。
高压开关是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用,电压等级在3.6kv~550kv的电器产品,主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器,高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分,在整个电力工业中占有非常重要的地位。
2.目前主流运转车结构特点及性能比较
2、1主要结构型式
经了解,中置手车式高压柜运转车,主要基本类型有两种:螺杆式结构和挂钩式结构。螺杆式结构,主要体现:(1)螺杆实现运转车与柜体连接;(2)螺杆传动,实现断路器手车从柜体内进出;(3)断路器手车运转车上升降由螺杆装置驱动。这种结构代表是西门子公司中置柜运转车。挂钩式结构,主要体现:(1)挂钩和导向杆实现运转车与柜体连接;(2)调节手轮,实现运转车导轨面与柜体内导轨面一致性调整;(3)挂钩式运转车没有提升机构,需靠人力将断路器手车放置运转车或柜内,再运转车实现断路器手车进出。这种结构代表是abb公司中置柜运转车。
2、2优缺点对比
相挂钩式运转车,螺杆式运转车提供了比较完善使用功能。但国内生产厂家选用螺杆式运转车并不普遍,主要原因是螺杆式运转车结构比较复杂,机加工零件较多,生产成本高,同时,与开关柜配套运转车所需数量较少,许多厂家并没有运转车上投入更多设计,重视不够。挂钩式运转车功能上不及螺杆式,但因其结构简单,易于加工制造,成本低廉,到了生产厂家广泛选用。,现场实践及对挂钩式运转车设计分析,发现目前常规挂钩式运转车均存一定缺陷,这种缺陷会对断路器手车造成潜损害,增加维护工作量,会引起非正常停电时间延长。下面,对当前主流挂钩式运转车缺陷进行了初步分析,并给出了一种可行改进方法,
3.常规挂钩式运转车结构分析
3、1挂钩式运转车两种常规结构
第一种结构常见于由敷铝锌板加工组合而成中置柜,柜内生产厂家大多与abb公司生产zs系列中置柜结构相类似,可安装vd4系列或vs1系列真空断路器手车。这类运转车存下列缺点:(1)运转车上两个导向杆只起导向作用,不受力。也就是说,运转车与开关柜体间仅靠挂钩一个点连接一起。(2)使挂钩顺利插入柜体内,设计上,必须留有一定间隙,以方便操作。推拉断路器手车时,间隙反映运转车导轨与柜体导轨之间。(3)经长期使用后,撞击力作用下,柜体上与挂钩连接处,以及运转车上挂钩轴会变形,这种变形导致了两导轨间间隙进一步扩大。间隙越大,撞击力越大,两者间形成恶性循环,最后导致运转车不能使用,或严重影响运转车使用安全。
第2种结构常见于柜体由型钢与金属板件组装而成中置柜。这类柜体也可安装vd4系列或vs1系列真空断路器手车。这种结构可以消除两导轨间水平间隙,设计上却存一个垂直高度差,它导致了更大撞击力。同时,使用时如不仔细调整,会使垂直高度差变更大。从使用效果来看,这种结构同前者比,操作性及安全性更差。
3、2运转车结构对实际使用影响
通过现场调查和分析对比,发现运转车结构对中置柜操作性能影响是渐进,影响巨大。其主要表现两个方面:(1)对操作性和使用安全性影响:这种影响产品交付前期影响并不显著,时间推移,影响越来越明显,运转车操作性和使用安全性大大降低。(2)对断路器手车影响:这种影响主撞击力造成,撞击力导致断路器手车车轮变形。安装及现场调试阶段,对断路器手车推拉操作次数最多,车轮变形往往是这一阶段出现。车轮变形导致手车推拉困难,会将断路器手车卡死运转车或柜体导轨内。是例行停电维修时出现此种故障,必然会延长停电时间,形成不能按时供电事故。统计发现,产品投运前,约有10%~20%手车轮存不同程度变形,每个工程中约有一、二台变形较大影响正常操作,需维修处理。
4.对10kv配电系统高压开关柜结构设计改进的措施
针对上文所述运转车存问题,我们设计了一种改进方案,这种方案着重解决了上文所述挂钩式运转车存各种缺陷,主要表现以下几个方面:
(1)消除柜体导轨与运转车导轨之间间隙,避免产生撞击力,结构上,确保当运转车靠紧柜体时,运转车导轨与柜体导轨可靠接触,基本无间隙。
(2)特别设计了锁定装置:利用磨擦自锁原理,一个特别设计凸轮装置,可以实现运转车锁定。其工作方式为:凸轮未锁定前,弹簧作用下挂钩与柜体接触面间有一定操作间隙,可以使运转车挂钩顺利插入并钩住柜体。逆时针转动凸轮,消除操作间隙,将运转车与柜体可靠锁定,推拉断路器手车时,无需再靠人力顶住运转车,操作可靠性以提升。同时,为保证挂钩转轴不因受力变形,将挂钩转轴处改为腰形孔,锁定前,弹簧将挂钩向前拉,保证了挂钩与柜体正常操作间隙。
(3)操作间隙调整:一段时间使用后,挂钩及凸轮会磨损,间隙增大,会降低锁紧力,针对可能出现这种情况,凸轮与运转车之间,增设了调整垫。调整垫可以作为配件,由用户需要自行添加。
5.结语
开关柜设计范文篇2
关键词：高压开关柜设计质量
中图分类号：M9文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0096-01＼
10kV高压开关柜的广泛使用，在一定程度上促进了社会的发展，但也不能忽视存在的问题和弊端，要对其进行有效的检测，以防质量问题或老化问题影响到10kV高压开关柜的正常运行，利用对它在设计上的优化，推进我国电力系统的发展。
110kV高压开关柜事故问题分析
（1）高压开关柜的绝缘性能是一项重要指标，在市场上销售的电力产品的质量参差不齐，一旦质量偏低的产品在电力项目中被使用，极易造成设备设施绝缘性能的破坏。比如像常用的PT手车和避雷器手车等，如果它们的外形尺寸与配套元器件的配置没有统一在投入到运行后极易受到外部环境的影响造成其性能的减退；另一方面，通常来讲当低于10kV等级的电力配套设备如果在它的主回路或是联络桥中采用的铜排规格不统一，则需要对冷缩管、热缩管等增加绝缘层来加强系统的安全性。
（2）为了便于了解高压开关柜dB值得变化规律，在制定开关柜dB值的图表时，一般应用的都是英国公司的UltraTEV+，这样就很容易了解到dB值是否正常。在定位方面，如果放电的强度很强，就会出现定位不准确的现象，即使是运行良好的TEV的检测设备，也会出现一定的偏差。造成不准确的因素是因为一旦出现局部的放电，而通行的路径又会发生折反射，使得信号开始时的顺序不能准确呈现出来。所以，很多大型的电力公司会使用PDL1来对局部放电进行定位，因为在双通道模式下它能对工作人员指示出距离放电源不远的探头。
（3）高压柜的基本元件一般都能通过各种检验，但把元件组合在一起形成一个整体后却会出现很多问题，很多情况下都是因为设备的质量不过关或是制造的工艺水平不高。有些公司对高压柜的配置要求较低，质量自然不高，越小的事越容易忽略，即使是紧固螺丝的操作，都会不按正常程序来，使得螺杆的长度远远超过标准值，而对支持瓷柱不做任何特殊处理的结果就是使得局部的电场加强，影响绝缘效果。除了设备本身的问题外，对其的防护不重视也是问题的关键点，设计者在设计高压开关柜时，没有对合闸和分闸的具置做出明显的辨别标志，造成了开关机械联锁设计的不合理，这使让操作者增大误操作的几率，以致出现事故。
（4）安装人员在安装程序中会经常使导体的外表面形成金属的突出，这样的金属突出就会造成放电现象的出现。再加之高压主电线的连接处和高压开关的的触头存在接触不良的现象，高压柜内又容易产生易导电的金属颗粒，就会加大局部放电的概率。而很多绝缘设施由于年久失修或维护不当，使得绝缘设施的内部存在气隙，也会产生放电现象。
2防范10kV高压开关柜事故的措施
（1）要防范高压开关柜出现问题，方便对其开展维修，不仅应对放电脉冲进行检测，还要对放电的电源位置进行定位。定位的精确度不高，就会造成多次定位，使得成本增加，所以要使得成本下降，减少重复操作，就要选用先进的仪器来提高精准度。很多公司的定位方法是利用两路信号的到达前后来判断的。在能量法中，信号值会由于波的到达而产生波动，这就会造成信号能量的变化，而且是大幅度的变化。所以对于防护而言，定位的精准性是十分值得重视的。
（2）对高压开关柜进行设计时，要使得设备的元件都在规定的净距内，特别是一些露在外面的的元件，因为这些元件都是带电的，所以保持一定的距离十分必要，这样才能保证整个大环境的安全。为了保护电力系统的正常运行，避免不利因素的干扰，降低短路问题的出现概率，就要保证元件间的空气间隙在要求范围内。在海拔超千米的的的地方，要是把空气作为高压配电系统的绝缘介质，那么标准的设计规范就要求高压开关柜相与相之间的间隙要大于125mm，还要使得其和地面的间隙也要大于125mm，而当海拔过于高时，还应对高压开关柜的距离间隙进行再次的调整，以便使绝缘距离保持在合理的范围内。对于高海拔可以采取以上措施，但对于空间有限的配电室而言，随意调整距离是不现实的，因为它的有限空间使得开关柜不能太大，在绝缘距离上没法下手，就得在绝缘材料上下工夫，有些配电室于是采用了一些绝缘热缩材料，或者是DMC、SMC之类的绝缘板，但是在应用的过程中要注意的是如果利用绝缘热缩材料，就必须使得绝缘的间隙大于80mm。对这些热缩材料要精心养护，减缓缩套管的老化进度，使得它们的绝缘力保持在良好的强度内，让专人负责定期的检查工作，有问题及时上报，及时解决。采用绝缘的材料若是绝缘板，就不像绝缘热缩材料那样，而要保持绝缘板和导体的距离在15mm以上。
（3）一个好的外界环境，会减少很多干扰因素，从而促使电力设备更好的工作，所以要采取一系列措施来使得环境符合电力设备的要求，由于温湿度很容易影响开关柜，因此首先要对温湿度进行控制。在线监测温度、湿度需要增加温度、湿度传感器及加热器、风扇控制输出触点。一般来说，开关柜的湿度监控范围为0～99%RH，温度监控范围为0～99℃。还要及时对室内采取通风措施，使空气得到对流，但还要注意在外界环境或空气不好时要减少通风，避免灰尘飘入室内，影响设备的运行；还要防止一些小动物进入设备内，对孔柜底部采取堵挡的措施。
3结语
10kV高压开关柜是维持电力系统安全的重要设备，要保证其的安全稳定，就要总结相关的经验教训，提高工作人员的操作水平，做好问题诊断分析，对10kV开关柜局部的放电进行检测和定位，实现控制10kV高压开关柜的智能化和科学化。
参考文献
[1]魏振，张强，齐波，等.高压开关柜典型缺陷局部放电TEV特征的研究[J].高压电器，2014（2）：60-67.
开关柜设计范文
中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：
1.引言在电力系统中,l0kv高压开关柜的应用极其广泛。由于电力系统用户的需求五花八门,作为制造厂家,我们不得不针对用户的需求,为用户量身定做。这就要求我们必须真正深刻地理解相关的国家标准、部颁标准和标准柜型的设计要求。高压开关是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用,电压等级在3.6kv~550kv的电器产品,主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器,高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分,在整个电力工业中占有非常重要的地位。
2.目前主流运转车结构特点及性能比较
2、1主要结构型式
经了解,中置手车式高压柜运转车,主要基本类型有两种:螺杆式结构和挂钩式结构。螺杆式结构,主要体现:(1)螺杆实现运转车与柜体连接;(2)螺杆传动,实现断路器手车从柜体内进出;(3)断路器手车运转车上升降由螺杆装置驱动。这种结构代表是西门子公司中置柜运转车。挂钩式结构,主要体现:(1)挂钩和导向杆实现运转车与柜体连接;(2)调节手轮,实现运转车导轨面与柜体内导轨面一致性调整;(3)挂钩式运转车没有提升机构,需靠人力将断路器手车放置运转车或柜内,再运转车实现断路器手车进出。这种结构代表是abb公司中置柜运转车。2、2优缺点对比
相挂钩式运转车,螺杆式运转车提供了比较完善使用功能。但国内生产厂家选用螺杆式运转车并不普遍,主要原因是螺杆式运转车结构比较复杂,机加工零件较多,生产成本高,同时,与开关柜配套运转车所需数量较少,许多厂家并没有运转车上投入更多设计,重视不够。挂钩式运转车功能上不及螺杆式,但因其结构简单,易于加工制造,成本低廉,到了生产厂家广泛选用。,现场实践及对挂钩式运转车设计分析,发现目前常规挂钩式运转车均存一定缺陷,这种缺陷会对断路器手车造成潜损害,增加维护工作量,会引起非正常停电时间延长。下面,对当前主流挂钩式运转车缺陷进行了初步分析,并给出了一种可行改进方法,
3.常规挂钩式运转车结构分析
3、1挂钩式运转车两种常规结构
第一种结构常见于由敷铝锌板加工组合而成中置柜,柜内生产厂家大多与abb公司生产zs系列中置柜结构相类似,可安装vd4系列或vs1系列真空断路器手车。这类运转车存下列缺点:(1)运转车上两个导向杆只起导向作用,不受力。也就是说,运转车与开关柜体间仅靠挂钩一个点连接一起。(2)使挂钩顺利插入柜体内,设计上,必须留有一定间隙,以方便操作。推拉断路器手车时,间隙反映运转车导轨与柜体导轨之间。(3)经长期使用后,撞击力作用下,柜体上与挂钩连接处,以及运转车上挂钩轴会变形,这种变形导致了两导轨间间隙进一步扩大。间隙越大,撞击力越大,两者间形成恶性循环,最后导致运转车不能使用,或严重影响运转车使用安全。
第2种结构常见于柜体由型钢与金属板件组装而成中置柜。这类柜体也可安装vd4系列或vs1系列真空断路器手车。这种结构可以消除两导轨间水平间隙,设计上却存一个垂直高度差,它导致了更大撞击力。同时,使用时如不仔细调整,会使垂直高度差变更大。从使用效果来看,这种结构同前者比,操作性及安全性更差。
3、2运转车结构对实际使用影响
通过现场调查和分析对比,发现运转车结构对中置柜操作性能影响是渐进,影响巨大。其主要表现两个方面:
(1)对操作性和使用安全性影响:这种影响产品交付前期影响并不显著,时间推移,影响越来越明显,运转车操作性和使用安全性大大降低。
(2)对断路器手车影响:这种影响主撞击力造成,撞击力导致断路器手车车轮变形。安装及现场调试阶段,对断路器手车推拉操作次数最多,车轮变形往往是这一阶段出现。车轮变形导致手车推拉困难,会将断路器手车卡死运转车或柜体导轨内。是例行停电维修时出现此种故障,必然会延长停电时间,形成不能按时供电事故。统计发现,产品投运前,约有10%~20%手车轮存不同程度变形,每个工程中约有一、二台变形较大影响正常操作,需维修处理。
4.对10kv配电系统高压开关柜结构设计改进的措施
针对上文所述运转车存问题,我们设计了一种改进方案,这种方案着重解决了上文所述挂钩式运转车存各种缺陷,主要表现以下几个方面:
(1)消除柜体导轨与运转车导轨之间间隙,避免产生撞击力,结构上,确保当运转车靠紧柜体时,运转车导轨与柜体导轨可靠接触,基本无间隙。
(2)特别设计了锁定装置:利用磨擦自锁原理,一个特别设计凸轮装置,可以实现运转车锁定。其工作方式为:凸轮未锁定前,弹簧作用下挂钩与柜体接触面间有一定操作间隙,可以使运转车挂钩顺利插入并钩住柜体。逆时针转动凸轮,消除操作间隙,将运转车与柜体可靠锁定,推拉断路器手车时,无需再靠人力顶住运转车,操作可靠性以提升。同时,为保证挂钩转轴不因受力变形,将挂钩转轴处改为腰形孔,锁定前,弹簧将挂钩向前拉,保证了挂钩与柜体正常操作间隙。
