10kV配电系统高压开关柜结构设计的改进对策

张 明

国网福建尤溪县供电有限公司

如今，在我国配电系统使用的设备中，应用较为广泛的属高压开关柜。高压开关柜是一种的常见电力设备，主要在电力系统发电、输电、配电以及电能转换中起作用。目前，在我国高压开关制造业对于整个电力工业有着重要意义，尤其在输变电设备制造业中必不可少。

1 .主流运转车结构及性能

1.1 运转车主要作用及其影响

运转车作为中置手车式高压柜的一个重要附件，在开关柜安装调试及运行检修时体现得尤为突出，主要是作为载体将断路器手车移出柜外。对于运转车来说，不仅要实现运转车导轨与开关柜内断路器手车的对接，而且要保证两者间连接的可靠性，这对于设备的保护和操作人员安全具有重要的意义。

在大量的调查和研究比对中发现，运转车对于中置手车式高压柜的影响，主要体现在操作性、使用安全性、断路器手车等方面。①对操作性和使用安全性来说，效果在早期并不明显，而是在使用过程中慢慢发挥作用，在最后较大程度地降低运转车操作性和使用安全性。②对于断路器手车来说，主要是由于撞击力使车轮发生巨大形变，最终导致断路器手车被困在导轨内不能行走；因此，如发生此种故障，将带来停电时间延长等一系列问题，大量数据显示，10%～20%不同程度的车轮变形发生在产品投入运行前。

1.2 主流运转车的基本类型及比较

目前，常使用的中置手车式高压柜运转车主要类型为螺杆式结构与挂钩式结构。①对螺杆式结构来说，运转车与柜体连接以及断路器手车的升降主要由螺杆装置驱动来实现；断路器手车在柜内进出通过螺杆传动装置操作运行。其中，西门子公司中置柜运转车为此种类型的典型代表。②对挂钩式运转车来说，运转车与柜体的连接是通过挂钩和导向杆来实现；另外，该种运转车类型不设升降机构，断路器手车在运转车或柜内的放置主要是由人力来完成，再由运转车的运行来进行操作；在挂钩式运转车中，运转车与柜体内两个导轨面间的一致性是通过对手轮的调节来维持。这种类型的典型代表是由ABB公司生产的中置柜运转车。

通过两种类型内部结构来看，螺杆式运转车相对更精密一些，功能也更完善。但由于其复杂的内部结构和较多精密零件的需求，使得生产成本也大幅度增加，并且与开关柜配套使用的运转车所需数量比较少，因此国内大多数生产厂家对于这种运转车并没有较多重视和投入。虽然螺杆式在性能上有很大优势，但较大的生产成本局限了它在社会上的普遍应用。相反，结构简单、成本较低的挂钩式运转车成为了大多数生产厂家的首要选择，得到广泛应用。但通过研究和现场实验可看出目前市面上生产的常规挂钩式运转车都存在有不同程度的缺陷。不仅会对断路器手车造成潜在的损害，使增加日常维修工作量，且会延长停电时间，对供电的可靠性产生一定影响。

1.3 挂钩式运转车常规结构分析

第一种中置柜主要是用敷铝锌板制造，柜内可安装VD4系列或VS1系列的断路器手车，此种运转车的中置柜大多与ABB公司生产的ZS系列较相似。此类运转车的不足之处在于：①在运转车和柜体之间的连接只是依赖挂钩来支撑，运转车上的两个杆并不受力，仅仅起指引方向作用；②在进行推拉操作时，运转车导轨与柜体导轨之间必须留有一定的距离，使挂钩能够顺利插入开关柜柜体内，以保证操作的顺利进行；③在长时间使用后，由于撞击力的作用将会引起开关柜柜体上与挂钩相连处及运转车上挂钩轴的形状发生改变，导致加大导轨间距离，增加在使用过程中的不安全因素。

第二种结构中置柜柜体主要由型钢与金属板件组装。此种结构的柜体同第一种相似，VD4系列或VS1系列真空断路器手车同样可安装，且此种结构可消除导轨间水平距离。但由于设计上存在垂直高度差，能引发产生更大的撞击力，而且这种垂直高度差会因调整不当持续增大，带来一定的安全隐患。

2 .对于10kV配点系统高压开关柜结构设计的改进对策

上文中对于常规的挂钩式运转车提出了一些不足之处，为此，下面主要介绍一些改进方案，主要分为以下几方面：

(1)关于优化安全净距的设计

对于电路系统运行过程中出现的短路现象，可通过对安全净距的优化设计来完善。选择最佳的安全净距，可有效防止出现短路现象，保障电力系统的正常运行。

(2)关于消除导轨间隙的操作设计

为保证运转器的高效运行，更好地优化开关柜结构设计，最大程度地减少柜体导轨和运转车间的距离至关重要。在结构设计上，要确保当运转车紧靠开关柜柜体时，两导轨间可靠接触、无间隙，避免两者间产生较大撞击力，造成设备损伤和故障。

(3)关于锁定装置特别设计

为了更好地锁定运转车，相关技术人员设计了一个凸轮装置。在凸轮锁定之前，挂钩和开关柜柜体连接面会存在一个操作距离，以保证挂钩的正常插入；之后，旋转凸轮，操作间隙即可被消除，使运转车和开关柜两个导轨之间紧密相靠，在进行推拉断路器手车操作时，大大提升了操作的可靠性。

(4)关于操作间隙的调整设计

开关柜在长期使用后，由于摩擦作用导致的一些损坏，运转车上挂钩和凸轮之间的操作间隙会增大，从而使锁定的效果有所减小。因此，调整垫的出现就可避免这种情况，将调整垫加在凸轮与运转车之间，可产生比较理想的效果。

结语

目前，我国的电力设备产业对国内电气产业的正常运行起着至关重要的作用，但目前使用的部分设备依然存在有一定的问题，对我国居民正常的生产生活用电带来一些困扰和影响。本文在提出一些关于设备的优化建议后，并且通过实验证明，改进后的运转车在操作可靠性、安全性、操作简便程度以及对断路器手车的保护程度方面都有大幅度的提升，为10kV配电系统高压开关柜的发展作出重要的意义。

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[2]黄晓波.浅谈10kV高压开关柜结构设计问题探讨[J].科技创新导报，2013(20)

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