（西电宝鸡电气有限公司 陕西宝鸡 721000）
概述：输配电行业目前广泛使用防护等级为IP4X高压开关柜。在潮湿、污秽等级较高的恶劣环境下已不能满足客户的使用和安全要求，长时间使用存在事故隐患。本文阐述的是一种10kV的IP42型空气开关柜，是一种防护等级高且能适应恶劣的环境条件的新型开关柜。
根据GB4208-2008/IEC60529-2001外壳防护等级标准，IP42中第一个数字4指防止直径大于1mm的物体进入；IP后第二个数字2指倾斜15度可防止滴水侵入。本文所述工程应用柜体为空气类，在应用中注意以下因素：
一、使用条件
包含设备使用项目地的气象条件、抗震能力、地质条件、环境条件及系统环境，以下因素对设备的工程应用有很重要的影响：
海拔高度
设备使用地海拔高度必须满足GB/T_11022中海拔修正参数的要求。对于安装在海拔1000米以上的高压电气该使用场所要求的绝缘耐受耐受电压是在标准大气条件下的绝缘耐受电压乘以修正系数 来决定，其计算公式为：
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式中：e=2.17828(近似)；H=安装地点的海拔高度；
为了简单起见，取下述确定值:
m=1用于工频、雷电冲击和相间操作冲击电压；
m=0.9用于纵绝缘操作冲击电压；
m=0.75用于项对地操作冲击电压。
随海拔高度的变化，电力设备的空气间隙也乘以修正系数ka来修正。
环境条件
主要为污秽、盐雾等级。当技术协议中要求满足III级污秽时，通用II级污秽的20mm/kV的爬电比距已经不能满足使用要求，要使用加强爬距型绝缘件，使其达到25mm/kV。
地震烈度
由于各地地理条件的差异，应根据柜体使用地的地震烈度等级，采取必要的措施，参考措施如下：
a、加强柜体、柜体并柜、柜体与地基间的连接强度；
b、固定用绝缘件下部使用减震橡胶垫；
c、柜内手车导轨选用加强型产品，保证导轨能承截困倾斜、振动而生的力。
4、防护要求
根据项目的要求选择符合的产品类型。户内开关柜内项目常用IP20-IP4X，最高IP42；室外设备如预制舱为IP54,但在其内部设备一般为IP4X。
二、结构设计、装配
户内10kV产品空气柜应满足IP4X的防护要求，本工程应用的防护等级满足IP42的要求，要合理选择产品材质，包括结构、散热及装配等因素带来的影响。
1、材料
a、敷铝锌板。作为开关设备的主要使用材料，可替代冷板镀锌（受表面处理因素影响较大，镀层小于6um时易出现锈蚀）。使用敷铝锌板时断面应涂防锈漆处理。柜顶及外漏部分的标准件数量较少，可以使用不锈钢材质标准件连接。
b、冷板材质为Q235，表面喷漆或者静电粉末处理后作为面板使用。未经表面处理的冷板禁止直接使用。
c、铝板和不锈钢板。无磁,防涡流使用。铝板强度差，主要用来做盖板或者封板使用。不锈钢板强度高，主要用来做连接板、支撑件、安装板使用。奥氏体型是无磁或者弱磁性的，如201、202、304、316等，马氏体或者铁素体是有磁性的，如430、420、410等。不锈钢板折弯处要有折弯线处的工艺缺口。不锈钢经过冷加工，折弯处的结构组织也会向奥氏体转化，冷加工变形度越大，马氏体也转化越多，磁性也就越大。不锈钢经冷镦冷轧后他们的分子排列会发生改变造成带微磁性。但这只是物理性，化学性没有改变。要想完全消除304不锈钢折弯后产生的磁性，可以通过高温处理恢复稳定奥氏体结构，从而消除磁性。
d、母排。材质不低于T2等级，保证良好的导电性能。因其熔点不同，铝排与铜排不允许直接搭接，必须使用铜铝过渡排连接。固定母排的标准件不小于8.8级别。
2、人字顶盖
a、前、后顶盖延长，在柜体倾斜15度时仍可防止滴水侵入；
b、前、后顶盖3度倾斜设计，不会造成水滴的积累、渗漏；
c、前、后顶盖衔接部分密封条覆盖；顶盖、泄压盖部分密封垫处理；
d、向上突出式压包，硬橡胶型平垫作为密封垫；
e、柜顶钣金件连接装配采用弹性橡胶压接以防止漏水；
f、仪表箱顶部向前延伸，保证柜体倾斜时保护二次元件防水；
g、延伸部分对于安装于仪表箱门板上的二次元件形成防护，防止水滴进入或者渗入；
顶盖结构可按照模块设计，可单独组装成部件直接安装于柜体顶部，减少总装作业时间，也可减少安全隐患。
3、门板密封
前后门与柜体的密封，防止水的渗入。前门为突出式密封条安装结构,密封条采用内置金属卡紧型。胶性粘结密封在III级污秽及受热后易老化，造成密封粘结失效和脱落。前门与密封条属于接触线密封，在安装时以木榔头轻微敲击，使其不得有凸起、密封中断及高低不平现象。
后门封板与柜体采用高压配电柜防尘不干胶密封海绵条密封，属于接触面密封。密封条均需环保、抗腐蚀。密封条黏贴无中断区域、横平竖直且不得超过门板外露边沿；当前后门板有元件安装时，需要加装防水罩措施。
4、吊装位置
IP42型柜体顶盖的结构不适合在顶盖上部安装吊环（减少安装位置产生渗漏的可能性），在柜体的侧面安装吊环是一种比较有效的方法。采用柜体两侧外伸式吊具，缆绳吊装时不能对顶盖产生挤压导致其变形。可在包装出厂前安装，现场并柜时予以拆除，对柜体结构及防护等级不会产生影响。
5、散热、震动
a、小电流方案可以采用自然散热的方式，但当电流达到2000A及以上柜体要以风机方式强制风冷。风道设计要合理，杜绝柜内风道方向对冲。散热开口要垂直朝下且不能在IP42状态下漏水；
b、柜体要有防涡流措施，以防止温升超过规定的使用范围、保证设备的运行及人身安全；
c、大电流方案可在绝缘件安装位置下增加减震垫、增加支撑数量以及采用高强度安装梁以减少电动力较大时引起的噪音；
d、柜体必须有加热装置以防潮气，必要时还可增加除湿装置。安装绝缘件及母线时必须按照规定预紧力矩操作并做好标记。
6、柜顶连接
相邻柜顶采用橡胶密封条，在集结交叉采用十字卡扣压接处理；柜顶连接部件作为附件在现场调试及检查完毕后最后实施。
三、包装、运输
目前产品的标准化程度较高，厂家提供的是标准化模块的产品，方便现场安装。除了满足常规时的包装要求，还应注意以下：
1、IP42型开关柜因柜体有小尺寸范围内变化，重新定制新的包装会增加成本。其顶盖部分，前后顶盖部分盖板可拆卸，出厂前不安装，随项目作为附加在用户现场进行安装，不会影响原有产品包装成本。
2、出口项目因运输时间长，设备到位后安装周期的不确定性，常规包装不能保证产品的完整性，必须要满足防雨、防腐、环保等要求。
随着科技的不断进步和电力泛在物联网的发展，电力设备的安全运行与我们生产、生活越来越紧密。在实际的工程中应以设备的使用条件为出发点，以符合技术协议要求为目标，具体结合工艺、生产、装配的可实施性因素，提供符合用户需求的电力设备。
参考文献
[1]GB 3906-2006 3.6～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备；
[2]GB/T_11022-2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求；
[3]GB T4208-2017/IEC 60529:2013外壳防护等级（IP代码）；
[4]GB T5048-2017 防潮包装；
[5]GB T4879-2016 防锈包装；
[6]GB T19142-2016 出口商品包装通则；
[7]GB 50149-2010电气装置安装工程母线装置施工及验收规范；
作者简介：
杨超，年龄：37，性别：男，工作单位：西电宝鸡电气有限公司，职称：工程师，学历：本科，从事专业：产品设计。
杨永军，年龄：41 性别：男，工作单位：西电宝鸡电气有限公司，职称：工程师，学历：本科，从事专业：产品设计。
杨建平，年龄：48，性别：男，工作单位：西电宝鸡电气有限公司，职称：工程师，学历：本科，从事专业：产品设计。