（上海市区供电公司 上海虹口 200080）
摘要：10kV高压开关柜是电力系统中非常重要的设备之一，其包括高压断路器、负荷开关、接触器、高压熔断器、隔离开关、接地开关、互感器及站用变压器等装置，同时还包括控制、测量、保护、调节装置，内部连接件、辅件、外壳和支持件等，是一成套的配电装置。从应用上来看，10kV高压开关柜起到了对电力系统的电能进行接受和分配的作用，对电力系统起着很重要的作用。然而，在实际应用中，10kV高压开关柜的设计会随着需求和厂家的不同而不同，这就会出现一些问题，给电力系统的运行带来隐患。正因为如此，完善高压开关柜的设计是非常有必要的。现就对10kV高压开关柜的设计问题进行探讨。
关键词：10kV高压开关柜；设计；探讨
一、10kV开关柜设计中的关键问题
1.1安全净距
在设计的过程中，必须保证所有的元器件尤其是裸露的元器件都能够保持合理的安全净距，确保这些带电元器件能够保持合理的相间，另外元器件的空气间隙也要合理化，以避免短路现象的出现，对电力系统起到一种保护的作用，避免使电力系统发生一些故障。按照相关标准和设计规范的要求，如果高压配电系统利用空气作为一种绝缘介质的话，并且海拔高度较高，达到了1000m以上时，就必须要保证开关柜在相与相之间的距离上保持在125mm以上，同时要保证相与地之间的距离保持在125mm以上，如果海拔高度过高，大于1000m时，应当及时修正开关柜的绝缘距离。在实际应用的过程中，很多配电室的空间有限，这种狭小的空间距离要求开关柜的尺寸不能过大，这样就很容易导致绝缘距离达不到要求。因此，我们必须在绝缘问题上采取相应的措施。例如，很多设计单位采用了一些绝缘热缩材料，或者是DMC、SMC之类的绝缘板，这都是一种很好的做法。但是在应用的过程中也应当注意以下几个方面的问题：一是如果利用绝缘热缩材料，就必须保证一定的绝缘距离，通常要将绝缘距离保持在80mm以上。另外，为了避免热缩套管的老化，要定期对这些材料进行维护和检查，以保证这些材料的绝缘强度；二是如果要利用绝缘板，那么应当使导体与板材之间保持合理的间隙，通常应大于15mm，此外，也要对绝缘板进行定期的维护与检查；三是当开关柜的柜壳与导流体的距离过近时，应当使用穿墙套管，并将其安装在导流体穿越柜壳的地方，但是，如果开关柜是一种非标开关柜则不能应用这种方法。
1.2五防连锁
五防连锁是10kV高压开关柜内的重要设施，可以有效避免断路器的误分或者是误合，也可以防止隔离开关在带负荷的状态下分合与推拉，另外可以避免接地开关在带电的状态下操合，从而确保了10kV高压开关柜的安全性与可靠性。因此，我们在开关柜设计的过程中应当考虑到以上问题，并遵循这些设计的原则，真正发挥五防连锁在10kV高压开关柜设计中的功能。例如，很多开关柜制造厂商设计的开关柜可以有效防止操作人员的错误操作，如XGN2、KYN、GG-1A等型号的开关柜都具有自己的特色，在功能和作用方面都表现良好，增强了高压开关柜的可靠性与安全性。
1.3爬电距离
根据绝缘污秽等级和实验技术条件的规定与要求，对开关柜的爬电距离做出了相对明确的规定，通常要求组件和绝缘件之间的纯瓷绝缘比距应当为18mm/kV，如果采用有机绝缘的办法，就要保证绝缘比距在20mm/kV以上。这就提高了对绝缘的要求，给很多生产厂家带来了一定的难度，因此很多元器件需要在厂家定制。为了满足规定和要求，很多生产厂家往往会采用增高或增多裙边的做法，这样就会在一定程度上使生产的元器件符合要求。除此之外，开关柜的设计也应当考虑到设备使用的外在条件，可以利用加热器来避免凝露现象的出现。
二、设计10kV高压开关柜相关元器件的选择
2.1主母线
在进行10kV开关柜的设计时，选择的主母线必须要满足相关要求：母线所能承受的额定电流一定符合相关的设计要求。从设计的角度来看，主母线选择的规格、标准以及必须满足的额定电流值都会在相关的接线设计图纸中标示出来。同时，在设计人员和用户签订相关的技术设计协议时，也会将主母线的选取规格和额定电流值明确的表现出来，避免发生分歧。因此，在设计该套设备时往往需要反复的核查选取的主母线标准是否能承受相关的额定电流值，而为了保证开关柜的正常工作，选取的主母线常常会保留一定的裕度。
2.2分支母线
大多数情况下，一旦主母线的规格被确定，进线柜、分段柜以及联络柜的母线选择标准也就是随之确定，它们选择的标准一般都和主母线的选择标准相同。然而，在很多特殊情况下，在能承受额定电流的前提下，其他母线的规格可以和主母线的规格不相同，但是为了保证整体的连贯性，接口尺寸上一定相同。分支母线的选择标准除了与母线的选择标准以及额定电流有一定的联系外，还本柜中电流互感器的变化程度有关。
2.3电流互感器
电流互感器一般存在于大电流交流回路中，它的主要作用就是将电路中大电流分流或者将其转换为相对较小的电流，以便相关设备能够随时测量电流，保证电流值不会超过母线的额定电流值，有继电保护的作用。电流互感器的作用能有效的保证操作人员的人身安全以及二次设备的正常运行，同时当一、二次绕组间的绝缘材料遭到破坏而使得其被高压击穿时，电流互感器能通过接地点将高压引入大地之中，使得相关器件的电位保持在低电位状态，以免发生安全事故。
2.4温度的变化
由于10kV开关柜所控制和承载的电流强度极高，最高能承载的工作电流一般在4000A左右，而由于构成开关柜的许多器件都是设定在一个相对封闭的空间之中，而在工作电流流经相关器件时，会产生并释放出大量的热量，而这些热量会持续存在器件所在的封闭空间中，难以散发出去，这会使到柜内的温度急剧增长，旦操作元器件所能承受的极限温度，就会导致相关器件出现损坏，影响整个供电系统的正常运行。因此，为了保证相关元器件能正常的运行，保证整个开关柜的可靠性和安全性，就必须设计一定的防温措施，可以采取在相关连接层面涂上导电膏或者镀锡等降温材料的方式来防止相关事故的发生，同时其他器件的生产以及组装一定采取严密的监控措施，保证质量可靠，避免因为器件不合格而对电力系统造成一定的破坏。
三、结语
保证电力系统的安全是相关部门工作的重点，想要保证电力系统的安全就需要进行有效的预防。10kV高压开关柜是维持电力系统安全的重要设备，其对整个电力系统安全起着至关重要的影响。正因为如此，在对10kV高压开关柜进行设置时一定要总结相关的经验教训，要结合相关的科学技术手段，积极对设备的产品结构进行完善，同时要保证设计的精度和准度。只有这样，10kV高压开关柜才能够更好地保护电力系统的安全。
参考文献：
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