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摘要：随着我国多年来对电网的大力建设和新一轮农网、城网改造的推进，10kV开关柜在电力系统中得到广泛应用。虽然国内10kV开关柜技术已相当成熟，并逐步标准化，但对于不同厂家和项目，开关柜的设计也可能会不同。这就要求我们必须深刻理解并执行相关的国家标准、部颁标准和标准柜型的典型设计要求，以避免给产品的安全运行带来隐患。随着用电需求量的大幅提升，我国不断加大对电网的改造力度，这使得相关电网设备的性能得到了显著提高，降低了故障发生率。本文主要对10kV高压开关柜设计改进进行了分析探讨。
关键词：10kV高压开关柜；设计要点；故障分析
1、10kV高压开关柜的简介
目前我国电力系统中所使用的10kV高压开关是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电气设备。主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器,高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等。
2、10kV高压开关柜的分类
目前，我国在配电系统中使用的10kV开关柜按结构可分为手车柜（包括中置式柜）和固定柜两种，其生产制造均按照国家标准GB3906―2006《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》的相关技术规定进行。以此保证开关柜的质量，使其在配电系统的应用中安全可靠。
3、10kV配电开关柜及其类型
配电是直接与用户相连并向用户分配电能的环节。配电系统的主要组成包括配电变电所、高压配电线路、配电变压器、低压配电线路以及相应的控制保护设备。
配电开关柜是10kV及以下配电的主要设备，开关柜是一种配电设备，外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。10kV开关柜是供配电系统中一个重要环节。
3.1高压开关柜
开关柜是一种配电设备，外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。10kV开关柜是供配电系统中一个重要环节。广泛应用于变电站，它是将电能输送到用户的一个中转站。
3.2低压开关柜
低压开关柜适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。产品符合IEC439-1，GB7251.1-1997《低压成套开关设备》的标准规定。低压开关柜通过了国家3C认证。有以下类型：GCL低压抽出式开关柜、GCS型低压抽出式开关柜、GCS型低压开关柜、GCK抽出式开关柜、GGD低压固定式开关柜、MNSC型低压抽出式开关柜、GCS型低压抽出式开关柜、GCK（L）低压开关柜等。
4、10kV配电工程开关柜设计要点分析
在电力系统中，10kv开关柜具有非常重要且关键的作用，发挥着无可取代的功能。开关柜设计质量将直接影响着电力系统的运行效果，所以，为了提高供电系统的工作水平，就要加强10kv配电工程开关柜设计。为了确保设计的精度与质量，无论哪个生产厂家都必须严格依照国家的相关规范与规定进行设计，从而确保设计质量，要把握好以下设计关键点：
4.1控制电路的设计。控制电路中包含多个器件与设备、按钮等，不同的器件与按钮发挥着不同的功能和作用，必须做好细致的区分，其中要重点把握好继电接触控制电路的设计，其设计关键点体现在：明确工艺流程与具体的控制标准，明确控制系统内部不同电气设备的具体功能和作用，以及这些电器间的控制关系。参照电路控制规定，应该按照从上到下、从左到右的先后顺序来设计，而且要确保图纸上的各种电气设备都要严格依照国家规定进行标识，且统一呈现为无电流状态。
4.2绝缘距离的科学把握。10kv配电系统的开关柜主要发挥着各相电流的分布与分配功能，这就要求无论是导体之间，还是导体与地面之间都具有一定的绝缘能力，特别是对地要达到绝缘距离，从而控制短路问题的发生，维护电力系统的整体安全。具体可以采取以下方法：
第一，在导体之间或者导体与地面之间嵌入绝缘隔板，从而控制对绝缘距离的要求。要确保彼此间的空气间距在6厘米以上，而且要确保绝缘间距处于正中间，然而，这种方式也存在一些弱点，那就是绝缘隔板容易受到客观环境条件的威胁，甚至会腐蚀绝缘板，丧失绝缘功能。第二，选择套缩的方法将带电导体进行绝缘套封，这其中要确保绝缘间距在10厘米以上。第三，最先进的措施就是从带电导体自身入手，实行绝缘改造，从而控制绝缘间距，常见的方法为：热涂敷技术，也就是对高压带电导体进行加膜覆盖处理。
4.3爬电距离。我国电力相关方面的法规文件已经明确规定出了10kv配电工程开关柜内部的一些组件、瓷瓶等的绝缘爬电距离。规定纯瓷绝缘的爬电距离要达到18毫米每千伏，有机绝缘配件的爬电距离则要在20毫米每千伏。可见我国对于爬电距离的严格规定，对于这一爬电距离标准普通的电气元件很难达到，为了解决这一问题，就要事先同电气生产制造商取得联系，通过预订来说明情况，取得专门的供货服务。电气设备制造商一般在生产中，并不增加绝缘子的高度，取而代之的是让裙边的高度增加，从而使电气元件达到所要求的标准。
5、常见10kV开关柜事故预防及处理
5.1预防1OkV高压开关柜事故
预防10kV高压开关柜的事故必须做到以下几点：（1）新建、扩建和改造工程中，宜选用加强绝缘型金属封闭式高压开关柜，特别是发电厂和潮湿污秽地区必须选用加强绝缘型且母线室封闭的10kV开关柜；（2）10kV高压开关柜中的绝缘件（如绝缘子、套管、隔板和触头罩等）严禁采用酚醛树脂、聚氯乙烯及聚碳酸脂等有机绝缘材料，应采用阻燃性绝缘材料（如环氧或SMC材料）；（3）在10kV高压开关柜配电室配置通风防潮的设备，在多雨季节或需要时启动，防止凝露导致绝缘事故；（4）进行母线和柜间隔离是防止开关柜连烧的有效措施，另外，应加强柜内二次线的防护，二次线宜由阻燃型软管或金属软管包裹，防止二次线损伤；（5）对于老式的五防功能不完善的固定柜或手车柜，应完善其五防功能，避免和减少人身及设备事故。
5.2预防10kV开关事故
（1）尽量选择真空断路器，室内少选六氟化硫断路器（防止泄露的六氟化硫有毒气体伤人），不用油断路器（防火，且正常开断8-10次就需检修；短路情况下，1-2次油色就发黑而需检修）。在高压电缆分支箱中，尽量少用一开关多回路的组合式开关，以避免一个回路部件损害造成多回路停电的事故。
（2）开关的额定电流、短路开断电流、短路热稳定电流、短路动稳定电流等急速参数必须完全满足相关计算数据。
（3）装设温湿度控制器及调节装置，以避免因负荷或设备备用而造成的过热、受潮带来的损害。室内高压配电柜其温湿度控制器及调节装置电源可来自站用电屏或变压器低压侧专用出线；户外高压电缆分支箱可加装容量为2-3只1kVA的电压互感器提供电源。
5.310kV开关柜绝缘事故处理措施
为减少10kV开关柜绝缘事故，可采取以下必要的措施：
（1）改善运行环境条件，对事故频发的潮湿和污秽地区，采取加热、通风、吸湿和定期清扫；（2）提高10kV断路器及开关柜的绝缘性能，对运行中的10kV开关柜和断路器加强绝缘增大爬距，柜与柜之间进行封堵，有条件的地区可以更换更大尺寸的开关柜。实践证明，采取上述技术措施是有效的，事故率可以得到初步的控制。
6、结束语
综上所述，安全性是配电系统运行的基础，相关工作人员需要提高对配电开关柜的重视程度，在不断的实践之中总结经验，善于发现现有配电设备中存在的不足并加以改正，严格执行10kV配电开关柜的设计规范，通过设备本身的质量的提高确保配电系统的安全稳定运行，促进我国电力事业的健康发展。
参考文献：
[1]胡拥军.10kV配电线路设计的技术要点研究[J].低碳世界，2016（02）.
[2]苏应同.简析10kV配电开关柜设计应用问题及其对策[J].建筑工程技术与设计，2016（22）.