低压开关柜结构设计对电气性能的影响

孙梦潇 郭江波

摘 要：低压开关柜优越的结构设计对提升系统运行使用稳定性有很大的帮助，文章针对结构设计在低压开关柜使用中的优点进行分析，并总结了对电气性能的影响作用。整理出一些开关柜使用阶段常见的故障，探讨有效的解决方案，帮助提升结构设计的合理性。

关键词：低压开关柜；结构设计；电气性能；安全性

1 低压开关柜结构设计优点

1.1 节省空间

对低压开关柜的结构进行设计，能够更合理的利用空间，检修任务开展也更简便。电力系统运行是十分严谨的，一旦出现隐患将会造成严重的安全事故，低压开关柜对系统运行起到调控的作用，设计过程中也可以采用抽屉式设计理念来进行，各开关位置的划分更合理，并且运行使用阶段不容易产生电流干扰。基础设施达到规定的安全标准后，加强设计能够开关柜的稳定性。与此同时，若选取了同类规格，突发故障情形下即可替换预备着的抽屉，规避了偏长时段的断电。现存市场之中，低压成套的这类设备正被推广采纳，开关柜现有产量、电气性能及类别都更为优良，超越了常用的固定柜。现有市场之中的开关柜可分成概要的三类，它们有着近似的外在形态。筛选开关柜时，要依循开关柜固有的特性。

1.2 单元划分更合理

开关柜内部是由多个单元格组成的，分别安装不同电力系统的控制开关，以及继电保护装置。设计阶段对单元格的组成形式进行优化，各开关所在位置也处于最优化的形式，这样使用阶段可以避免出现电磁波之间的互相干扰，开关闭合后不会影响到其它单元的线路运行。单元整合了若干内在的配件，抽屉形态的开关柜可分成细化的三类位置：开关连接位置、试验位置、开关彼此分离的位置。在分离位置上，开关柜可被随时抽出，断开了微动开关衔接的触点；虽可以推进抽屉，开关却没能合闸，由于闭锁了试验构件。在试验位置上，抽屉移动至后侧，依循顺时针旋转了布设的操作机构。这种状态下，钢球也将发出声响，连通了预设的微动开关及辅助电路，闭锁情形的合闸受到阻碍。

1.3 安全性高

设计期间技术人员会考虑低压开关柜运行使用可能会遇到的风险隐患问题，并采取有效的解决措施，依照结构设计方案进行的安装施工也更科学合理。低压开关柜在使用期间即使需要人工操作也能保障其安全性，并不会出现打火等安全隐患问题。这样一来工作人员操作时接触到的仅仅是开关的绝缘部分，并且与线路之间保持一定距离，从而确保的工作人员在操作时的人身安全。锁定了抽屉以后，闭合开关将不会再被拉出。这些流程终结后，依循逆时针显示了盖板，操作孔被闭合。若抽屉开关布设了相同构架，即可灵活替换彼此。开关柜构架密切关联着联锁的电气特性，合闸以后的抽屉将不会被拉出，也不能够合闸。拉出抽屉的状态下，绝缘构件挡住了一次部分，人员不可再去触摸。由此可得，设计开关柜先要辨析电气联锁显现的安全状态，确认人员是安全的。

2 解析电气性能的影响

低压状态的抽屉柜布设了更适宜的总架构，布局大方且美观，内置了更顺畅的线条。细化的内在单元也吻合了预设参数，简易的构架便利了安装。为此，低压这样的开关柜正受到欢迎。整体架构下的开关特性关乎电气性能、抗动热表现出来的稳定属性、配合的绝缘性能。若某一电弧凸显了故障，将会增添预设的保护能力。具体而言，设计结构针对于电气性能有着如下影响：

2.1 影响了稳定性

低压开关柜使用期间内部线路会有电流流经，技术人员如果需要对闭合电路进行调控可以通过触动开关来进行。电气配网运行阶段，因开关柜部分的故障常常会导致短路问题，开关处的温度也会逐渐升高，造成电阻阻值变化，此时对电气设备使用性能已经造成了影响。这种现象在传统的开关柜中常常会出现，并且影响十分严重。通过加强低压开关柜部分的结构设计，在母线的排布形式上采取防干扰技术，降低短路问题发生的几率。在对开关进行操作时，如果出现了接触也很容易导致短路问题发生，结构设计时采用转角技术，这样无论是开关的闭合还是导通都不会影响到最终的电气性能的安全性。

例如：某大型电厂配有300MW规格的机组，进线超越了3000A经由的电流。依循设定好的工艺规格，筛选了3乘3特有的主体母排。真正去布线时，可分成双层去构建单相，每层布设两根。绝缘母线夹是特制的，这种设计侧重去分散电流，从根本上抵抗了短路故障的发生。除此之外螺栓还强化了彼此衔接，也增添了抵抗性。

2.2 影响柜体表现的温升特性

结构设计对散热影响也比较明显。如果结构设计不合理，低压开关柜使用阶段热量不能及时散发，聚集在开关柜内部，随着使用时间增长影响作用也会变大。温度影响电阻阻值，阻值损耗后线路中流经的电流便会增大，适当的增大功率能够提升电气设备运行效率，但如果超出了额定的荷载参数，便会引发故障问题。结构设计时通风口所在位置要保障性能发挥，能够对开关柜使用阶段产生的热量进行散发。定时去测验温升，获取了可查验的温升数据。条件准许时，可以修正初始的开关柜构架。例如：设计流程之内，设计院为规避偏多耗费的设备，配备了过多抽屉。这样虽能顺利予以安装，但炎热时节内的柜体温升也将凸显。若配电室平日通风并不优良，柜内显现了偏高的温升，损毁绝缘以至于短路。设计流程不可忽视潜藏的细微隐患，要着力去避免。

2.3 影响绝缘及抗过电压

绝缘层受环境变化影响性能也会出现异常，例如在潮湿的雨季，绝缘层表面湿度增大，绝缘能力因此而下降，使用期间一旦通过强电流时临近的导线之间很容易击穿，很有可能会引发电气故障。过电压的有效调控也与结构设计相关，要保障导线之间的间隔距离。抽屉柜含有多类的内在绝缘构件，例如母线夹、线路之中的绝缘子。可选取聚碳酸酯调配成的原材来制备接插件。柜体表现出来的整体特性含有绝缘性质，绝缘体系也很易引发故障。若周边环境不佳，则应侧重去考虑绝缘。例如：主母线布设的绝缘要采纳较优的等级，设定最适宜的电气间隔及相关爬电距离，绝缘配件拟定了合适的规格。

结束语

低压开关柜配有这样的性能单元，它们关乎表现出来的开关柜性能。特有的新架构提升了各类配件必备的绝缘属性，规避了过电压态势下的突然短路。发挥电气性能，在最大范畴内调控最适宜的柜内温度。布设的开关柜吻合了本体的电气特性，可被推广并采纳，完善综合的开关柜结构。■

参考文献

[1]赵凤华.低压开关柜结构设计对电气性能的影响[J].科技创新导报，2012（7）.

[2]程显，韩书谟，何周，焦连曜，杨芳，陈占清.40.5kV环保型气体绝缘开关柜气室结构设计[J].高电压技术，2015（8）.

[3]刘小刚，潘寅.论6～10kV配电系统高压开关柜的结构设计[J].企业科技与发展，2011（1）.

[4]左涛.KYN44-12开关柜内部电弧故障的结构设计[J].科协论坛（下半月），2011（10）.