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摘要：随着社会的进步和时代的发展，我国电力系统得到了迅速发展。在电力系统运行的过程中10kV高压开关柜发挥着十分重要的作用，也正因如此，其在电力系统发展和运行过程中才得到了相对比较广泛的应用。为了能够更好的满足不同客户对高压开关柜的需求，需要对高压开关柜进行相应的优化设计，在设计的过程中还要对相关的原则和规律予以充分的遵守，从而也就使得设计的质量和水平有了更好的保证。
关键词：10kV；高压开关柜；设计
引言
电力设备是供电能够顺利进入到千家万户进行使用的基本条件。10kV高压开关柜又是整个配电系统中必不可少的电气设备，开关柜的可靠性直接影响着配电系统的正常运行和供电质量。我们必须对高压开关柜的优化设计以及应用进行系统且全面的研究，在不断的实践之中积累经验，善于发现现有高压开关设备设计中存在的不足并加以改进。
1完善10kV高压开关柜的设计的必要性分析
近年来，我国的经济和人民生活水平都得到了很好的发展，这使得电力系统的重要性越来越凸显出来。在这种背景下，电力系统需要不断提升自己的工作水平，提高自己的效率，只有这样，才能满足现实的需要。高压开关柜是电力系统中非常关键的装置，对整个电力系统有非常大的影响，其对电力系统的运行起着基础性的维持作用，因此，如果其出现问题就会给电力系统带来很大的麻烦。而近些年来，随着电力系统的不断改革，10kV高压开关柜被广泛的应用，其能够有效维持电力系统的运行，可以在电力系统出现故障时及时断开连接，从而保证设备及工作人员的安全。然而，10kV高压开关柜在应用过程中还是存在一定的问题的，其受到了如环境因素、老化因素以及设计因素等的影响，使得其有时候会出现一些问题，这对保护电力系统来说无疑是一个重大的隐患。正因为如此，加强对10kV高压开关柜的故障诊断，提升其设计水平是非常有必要的。
2 10kV高压开关柜的设计要点
2.1绝缘距离
电力系统是供电部门的核心系统，在高压开关柜电气设计时，需要对交流电进行分配，需要保证绝缘距离的准确性，否则在运行的过程中就会出现弧光放电及短路问题，严重的还会直接导致供电系统的崩溃。安全净距离在电力标准有明确规定，一般情况下，以海拔1000米的高度作为分界点，在1000米及以下的时候，10kV等级的开关柜设备确保一次元件相对地及相对相间之间的安全净距不能少于125mm；对于高海拔地区因空气压力、密度、绝对湿度和温度等方面的改变对高压开关柜的影响，应加大爬电距离、增加绝缘距离、改进母排形状防止尖端放电，具体10kV等级相对地，及相和相间的绝缘距离，则需严格按照GB3906相关标准适当修正绝缘距离。
2.2爬电距离
电力系统在运行的过程中需要具有非常强的可靠性，所以在操作过程中一定要满足以下几个条件。开关柜当中各个组件和支撑绝缘件爬电距离，如果是纯瓷器绝缘件通常是每千伏18毫米，如果是有机绝缘件通常是每千伏20毫米。所以在电力系统运行的过程中，一般的元件是无法满足这一要求的，所以我们在设计和施工的过程中需要把我们的需要详细的告知厂家，然后厂家按照我们的需求去制作和生产。厂家一般会选择增加伞裙高度的方法，所以在选取元器件的过程中应该对伞裙的高度和伞裙的间距予以合理的控制，在筛选的过程中，一定要保证其施工的过程中，所有的环节必须要满足施工的要求，在比例方面不能过于悬殊。
在对开关柜进行选择的时候我们也应该充分的注意到开关柜运行的状态，周围的环境会对其运行的状态产生较大的影响，所以必须要对周边的环境予以高度的重视，避免因为环境因素的影响而出现比较严重的安全隐患，在工作的过程中尤其应该重视对凝露现象的控制，所以我们在这一过程中可以添加一个自动控制加热器对温度进行有效的控制和调整。
2.3开关柜五防联锁
为了保证电力网的安全运行，开关柜需设有完善的联锁结构，以保证操作合理可靠及操作人员的人身安全，防止操作人员误操作。国家标准对高压开关设备“五防”闭锁设计有着明确的要求。即我们在设计制造开关柜设备时，必须遵守以下设计原则：①高压开关柜内只有当手车锁定在试验位置或工作位置时，手车上的电气闭锁回路才能接通，同时手车底盘车内阻止断路器合闸的联锁机构才能解锁，断路器才能合闸。当手车推在中间位置时，断路器的电气合闸闭锁回路和合闸机械传动机构均被闭锁，断路器不能合闸。（防止带负荷合闸）。②高压开关柜内接地开关在合闸状态时，接地开关操作轴上的联锁机构将阻挡手车移动，阻挡手车不能向工作位置推进。（防止带接地线合闸）。③高压开关柜内的断路器在工作位置并处于合闸状态时，柜体前门后门应该用接地开关上的机械联锁构件或闭锁电磁铁与柜门闭锁。（防止误入带电间隔）。④在进行高压开关柜设计时，只有当断路器手车处于试验位置或移开位置时，手车上阻档接地开关关合的联锁机构才能解锁，这时开关柜设备的接地开关才能进行合闸。（防止带电合接地线）。⑤高压开关柜内的断路器手车在工作位并处于合闸状态时，手车底盘车内阻止手车移动的机构闭锁，无法从工作位置推出手车。（防止带负荷拉刀闸）。
3高压开关柜内部故障及压力释放设计
由于金属封闭开关设备柜内元器件的缺陷，或由于工作场所的环境特别恶劣引起的绝缘事故，可能导致柜体隔室内出现电弧，称为内部故障。出现内部故障时，首先要保证人身的安全，其次还要使内部电弧限制在尽可能小的范围内不致波及附近的其他部分；当然，最重要的是避免内部故障的发生。当金属封闭开关设备内的母线短路时，电弧释放的能量加热气体，使气体压力升高；其次，电弧在回路电动力的作用下从母线的电源侧向负荷侧运动。如果隔室或柜体间密封不严，被加热和游离的气体还会扩散到其他部分，使事故范围不断扩大，严重时还会波及到整组的金属封闭开关设备。金属封闭开关设备的内部故障问题日益受到重视，10kV开关柜的手车室、母线室、电缆室均需设计与外壳相同的防护等级的压力释放盖，压力释放盖通常采用一边铰链和一边尼龙螺栓的方式固定，同时压力释放盖的释放压力口要求朝向柜后和柜顶方向（即防止人身受到燃弧释放压力的危害），压力释放盖在正常情况下为关闭状态，当突发燃弧的情况下释放盖能迅速打开，以便尽快释放压力，将事故降低到最小，所以一般要求压力释放装置能尽快地实现抑制故障，快速、安全地排出高温气体及燃烧微粒，并把电弧故障的内部效应限制在本隔室内，不致因燃弧或其他效应在外壳上造成穿孔和破坏接地系统。
结语
安全是电力系统的重中之重，预防则是保证电力系统正常运行的关键。作为电力系统中重要的成套设备，10kV高压开关柜能否在高效经济的条件下运行，将对供配电网的供电电能质量造成最直接的影响。笔者在多年的设计实践中，深深感到开关柜的设计深度永无止境，而新技术、新材料的不断应用也无形中加深了10kV高压开关柜的设计难度。因此，开关柜设计工作者需要多总结经验，依靠科学的设计手段，重视产品结构设计以及精细化制造，不断提高效率和效益，只有这样才能制造出优质的高压开关柜。
参考文献：
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