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摘要：随着我国社会经济水平的不断提升，电力工程建设规模不断扩大，电力工程作为社会经济发展中的重要能源，而电力设备是确保能源供应的重要工具。高压开关设备作为电力工程建设中常见的电力设备，其设计水平的高低显得极其重要。本文简要地阐述了10kV高压开关柜设备的类型及结构，从而就高压开关设备要点进行了分析，并探讨了高压开关设备设计过程中存在的问题及解决对策。
关键词：高压开关设备；设计原理；风险问题
目前，高压开关设备的应用已经得到了普及，并为社会正常的用电秩序提供坚实的保障。10kV高压开关柜是一种普遍应用的设备，在电力供应的整体框架中发挥着重要作用，因此对于该型高压开关设备的科学设计及优化具有重要意义。本文结合笔者的工作实践，就10kV高压开关设备设计要点及关键问题进行探讨，以供大家参考。
1 10kV高压开关设备概述
（1）设备类型。10kV高压开关设备内部主要依靠空气或复合绝缘材料为介质，对电网内的电能进行有效的接受与分配。按照10kV高压开关的类型划分，又可分为半封闭式高压开关柜、金属封闭式高压开关柜、金属铠装式高压开关柜、间隔式高压开关柜、箱式高压开关柜以及绝缘封闭式高压开关柜等。
（2）设备结构。高压开关柜是一种关键的电力供应设备，通过该设备可以实现各电力网络的衔接与转化，从而保证电力的持续、有效、安全的供应。其主要的部件分为高压断路器、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部分，并配合控制、测量、保护、调节装置，内部连接件、辅件、外壳和支持件等成套配电装置组成。10kV高压开关设计结构如图1所示。
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图1 10kV高压开关设计结构
2 10kV高压开关设备设计
2.1 外壳设计
10kV高压开关设备的外壳是整体设计的基础，通常高压开关设备的外壳均需要采用金属结构，使其具备一定的使用强度，并且杜绝以网络编织物及不耐火材料进行制造。在金属封闭式的高压开关设备的主回路设计过程中，所有组件都应当安装于金属外壳内部，以达到安全的防护设计标准。由于10kV高压开关本身的高压特点，对于其安全防护等级要求极为严苛，故在外壳的设计过程中，必须要满足相关的设计标准，才能够真正发挥安全防护的作用。
2.2 导体截面设计
导体截面是有效连接主回路、各单元及组件的重要部分，在10kV高压开关设备的导体截面设计中，应当充分考虑其额定电流的需求，以大于额定电流的10%为宜。同时，在10kV高压开关设备的主回路最小截面设计中，在满足铭牌中额定电流值的基础上，还应参照铭牌中的额定峰值耐受电流、额定短时耐受电流以及额定短路持续时间的要求，加强对限流熔断器的主回路设计，使熔断器与母线之间的连接导体能够满足铭牌中各项电流值的要求，以保证高压开关设备的安全设计原则。
2.3 接地设计
接地设计是10kV高压开关设备中不可或缺的必要环节，通过科学的设计以保证电力维修人员及相关设备的安全，保障电力的安全持续供应。在设计中应当对除能够从高压开关设备中，分开后能触及的部件以外的接近回路中的所有部件实现接地，以实现完整的接地方案。与此同时，对于10kV高压开关设备的整体延伸方面，实施专用接地导体的设计，以铜质材料为例，其在出现接地故障时，电流的密度不得超过200A/mm2，最小截面不小于30mm2。此外，在接地设计过程中应设置相应的接地标识。
2.4 互感器设计
互感器是高压开关设备中的重要元件，在10kV高压开关设备设计过程中，应重视对互感器的固定，并使其处于隔离的状态，以保证即使在高压开关设备内其它电组件异常时，仍然能够发挥其作用。对于互感器的位置设计上，要突出便捷的特点，使其在后续的检查与巡视过程中，能够更加方便，且在主回路不带电时的情况下，仍然能够进行检修、更换及预防试验。同时，互感器在符合标准负载及继电保护的要求外，还需要具备抗铁磁谐振的能力，其基本的数据以10kV高压开关设备的铭牌数值为准。
3 10kV高压开关设备设计中存在的问题及对策
3.1 隔离开关问题
隔离开关作为10kV高压开关设备中关键设备，在实际应用中发挥着重要作用，因此在隔离开关问题上要突出针对性，以快速的对相应问题进行处置和预防。1）坚持定期检修制度，一般情况下，对于隔离开关的大修时间为3-5年为宜，在特殊情况下应压缩检修的时间。尤其是10kV高压开关设备的隔离开关的检修中，以1-2年小修1次为宜。2）实施预防性检修制度，在一些特殊情况下，导致部分隔离开关长期处于待检修状态，为满足后续的安全使用，应对久未停电检修的隔离开关进行停电或带电检修，降低安全问题的风险。3）形成科学保养制度，针对电力设备的功能特点，要加强对隔离开关的相关接触、转运及机械操作部件进行检查与润滑，防止在使用的过程中出现卡涩及断裂的事故发生，以提升高压开关的可靠性。
3.2 绝缘问题
10kV高压开关设备的绝缘问题的合理处理是确保人们供电及设备安全的前提条件，故我们应引起重视。为防止高压开关设备出现绝缘事故，可以采取有效的规避措施。1）加强对使用环境的监测，对事故频发的区域进行针对性处理，如对通风、加热和除湿条件进行优化。2）提升元器件的自身性能，在10kV高压开关设备设计中，可以对断路器性能进行提升，如增加断路器绝缘爬距，或者在柜体之间进行隔离封堵，必要时可以增加高压开关柜的尺寸。
4 结语
总之，高压开关作为电力系统中重要的设备之一，其设计的合理性、科学性直接影响着电力系统的安全稳定运行。因此，在高压开关设备的设计过程中，我们要引入先进的设计理念，把好各个环节的设计质量控制关，在保证高效电力供应的基础上，为电力设备的安全使用提供保证，霏同提升电力供应的可靠性，推动我国社会经济的可持续发展。
参考文献：
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