基于温升试验的10kV开关柜结构优化设计

摘 要 随着时代快速发展，金属封闭高压开关柜在人们生活中得到了广泛的应用。但是开关柜在使用过程中常常引起一些危险事故或者故障，威胁人们的生命健康与财产安全，要想解决这一问题就需要将开关柜结构进行不断的创新、完善，只有这样才能保证开关柜在使用过程中的安全性。基于此，本文对温升试验的10kV开关柜结构优化设计进行了简单的研究。

【关键词】温升试验 开关柜 结构优化

现阶段，电力企业开关柜在使用过程中凭借着紧凑系统的模型化、程序化进行电力设备安装、运行，如果长时间使用会对电力网络系统运行造成一定的影响从而发生一些安全事故。因此，做好电力系统建设工作，保证电力系统的使用安全，优化开关柜结构设计，使电力系统网络正常使用，从而减少电力事故损失，促进电力企业快速发展。

1 开关柜发展现状

如果电力企业的开关柜的温升超标，就会直接影响设备的使用安全，导致一些绝缘设备的生产功能产生影响。温升实验是开关柜结构优化中的重要组成部分，其主要目的就是保证开关柜导电回路的额定量在使用过程中产生一定的热量，只有这样才能保证开关柜正常运行。现阶段，我国电力企业对于10kV开关柜的温升实验工作程中，不能从根本上解决电力企业开关柜的主要问题。此外，在开关柜运行时，所消耗电量会逐渐的转变成热量，这些热量如果不能及时散热出去就会导致设备无法正常使用。开关柜的温升与开关柜的散热发热设备有着一定的关系，只有开关柜在正常工作的前提下对温升改进才能保证开关柜的使用安全，从而降低温升成本，为电力企业在发展过程中取得较大利益。

2 开关柜的热源与散热方式

2.1 10kV开关柜的基本结构

开关柜主要由固定柜体和可移开的真空断路器手车组成。开关柜的柜体外部通过一些较为精密的机床进行加工、折弯、拼接。开关柜具有较高的稳定性，其机械程较高，在折弯过程中主要以冷轧钢板继进行折弯，并通过静电喷涂直至烘干为止，这样开关柜的外观光滑平整，同时还具有一定的抗腐蚀性与耐冲击性。开关柜在的内部主要有低压室、手车室、母线室、电缆室组成，各组成部门都有着各自的功能，保证开关柜在使用过程中的稳定性。

2.2 10kV开关柜的装配

开关柜的装配主要有以下几点：

（1）工装准备：事先做好准备工作，检查设备中是否存在异物，再将设备所使用尺寸进行调整，保证间距在550mm左右，并以90°的形式进行工装；

（2）将设备放置底板中，并与开关柜的母线室进行装配，再将设备侧板与隔板使用抽芯钉固定；

（3）主安装板装配：将设备的两端的触头盒进行安装，并保证螺钉的固定位置，只有这样才能将触头盒进行玻璃打孔，从而保证设备可以顺利安装；

（4）顶板盖板装配：将开关柜室中的隔板进行装配，并按照顺序将其他隔板进行装配。

2.3 开关柜主要热源

在开关柜运行过程中产生的工作电流主要通过导电回路转化成热能，从而导致开关柜出现温升现象。当设备开关通过电流工作时，就会出现电阻损耗、涡流损耗现象，将电能转化成热能，同时开关柜中的载体流与电流密度、材料、结构等因素都会产生热源。

2.4 开关柜散热方式

如果开关柜不能及时散热，设备就会出现老化现象，对人们的生命健康安全造成一定的影响。开关柜的主要散热形式有以下三种：

2.4.1 热传导

通过静态介质中具有温度梯度，只有这样才能将热量转移，完成降温工作；

2.4.2 热对流

当开关柜温度与流体温度不同时，在散热过程中会产生对流问题，只有将这两者进行对流，能使依靠空气将热量降温；

2.4.3 热辐射

通过电磁波的形式散热，并保证热辐射在开关柜中转换。

3 10kV开关柜结构优化设计

只有将开关柜的设计结构进行优化，才能保证设备的使用安全。在设计过程中需要检查设备的电缆连接过程中，电缆故障位置，以及电缆中其他软件设备，只有这样才能保证开关柜的结构优化工作可以顺利进行下去。在开关柜结构设计过程中还要注意以下几点：

3.1 铜排规格

如果铜排规格较小，设备散热效果不佳，如果铜排规格较大，设备的散热成本就会增加。只有10kV开关柜的TMY10×60规格，才能解决铜排规格问题。

3.2 静触头形状

连接设备与锻炼梅花触头的主要工具，它的质量好坏，会直接影响开关柜设备的散热效果。

3.3 增加短路器梅花触头爪数

该设备具有较强导电性与电阻的特点，因此在使用过程中要将该设备的触头爪数增加，只有这样才能做到真正的散热效果。

3.4 母线室大弯板开通风孔

其主要目的是增加开关柜热对流，并缓解母线室的温度的上升。

4 10kV开关柜的温升实验

4.1 温升实验设备简介

在实验过程中主要使用5000A的设备温升检测系统，只有这样才能保证实验的稳定性。同时该系统操作方便，使用安全，可以满足实验需求。该系统主要包括了开关柜设备的控制操作台、三项电流发生器、配套电流传感器等。

4.2 温升实验方法

开关柜温升试实验的主要方法：

（1）事前做好设备检测工作，保证设备的使用安全；

（2）将设备的回路电阻进行测试，做好记录工作；

（3）将开关柜温升实验进行布点，保证实验工作顺利进行下去；

（4）将断路器配柜进行检测，并做好记录工作；

（5）开启温升实验的相关设备，确保温升试验的路线；

（6）将温升设备关闭，停止实验；

（7）保持实验数据，并对其进行分析；

（8）将温升回路电阻实验进行分析。

随着社会不断的发展，人们的生活水平逐渐提高，电力是人们生活中不可缺少的一部分，人们的用电需求越来越来大，对电力质量的要求也越来越高。虽然我国电力系统发展迅速，但是一些电力设备在使用过程中仍存在着一定的不足，常常会发生一些事故或故障，对电力企业、社会经济、人民生命、财产安全等造成很大的影响。只有做好温升实验工作才能保证开关柜的使用安全，从而促进电力企业、社会经济快速发展。

5 总结

本文对温升实验的10kV开关柜结构优化设计进行了简单的研究，文中还存在着一定的不足，希望我国专业人员加强对其研究。

参考文献

[1]谢亮.运行中高压开关柜实际温升分析[J].电力安全技术，2015（07）：10-11.

[2]陈康.高压开关柜的实际温升及发热解决措施[J].电气工程与自动化，2013：59-60.

作者简介

迟续（1989-），男，山东省烟台市人。现为山东核电有限公司助理工程师。研究方向为电力配电。

作者单位

山东核电有限公司 山东省烟台市 265100