开关柜的设计需要考虑很多因素,首先是绝缘,需要制定绝缘方案,何种方式绝缘,是空气绝缘、气体绝缘、固体绝缘还是空气复合绝缘等,完全空气绝缘就需要满足相应的空气绝缘净距标准。
这一点是非常明确的,对于稍不均匀电场,雷电冲击耐受电压决定了带电导体之间或对地的空气净距,不论是IEC还是GB/DL标准都有明确的定义,不满足这个最小空气净距,雷电冲击耐受电压就可能无法通过,满足这一要求,雷电冲击基本上就可以99%以上通过,超过这一标准要求的最小距离,客户就可以接受满足相应的雷电冲击耐受电压,也就是说,无需试验。如IEC电压等级17.5kV,雷电冲击耐受电压95kV,那么采用空气绝缘,净距就要≥160mm,国内GB标准12kV开关柜要求≥125mm,因此无法通过95kV的雷电冲击耐受电压,也就不能用于17.5kV。
IEC 60071 附录A的表1 额定雷电冲击耐受电压和最小空气距离之间的关系(海拔1000m)
同样,采用其它方式也需要相应的设计标准,设计时测量各个关键点的距离,必须大于标准要求。按照一次系统方案元器件顺序,根据绝缘距离布置到相应位置,主母线-上分支母线-触头盒-断路器-触头盒-电流互感器-接地开关-出线电缆连接母线-电压互感器。
设备温升的考量,开关柜需要考虑电流额外发热的温升,对于高发热元件,如真空断路器的灭弧室及上下连接端,抽出式断路器的一次动静触头,这些地方需要考虑空气流动,避免热量集中无法散出,一般互感器可以离触头盒远一些,以便母线带出动静触头连接处的高发热温度,断路器隔室底部、顶部需要有通风设计。
母线动热稳定的考量,根据设备峰值耐受电流计算母线绝缘支撑间距,需要考虑的还有主母线的支撑。这个根据相应计算公式计算,确定设计原则。如31.5kA /80 kA,相间距210mm,支撑间距不能大于1米。内部电弧压力释放的考量,内部电弧爆炸冲击波需要将泄压盖板打开,这时需要保证泄压通道流畅,可以减少打开时间,快速释放压力。安装维护方便性,对于非标项目,如客户要求很多个绕组,需要多个环氧支柱式电流互感器,有的还需要采用穿心式电流互感器以满足PX级保护要求,而且要求柜前操作维护。
加深柜体,接地开关如果置于柜最后面,则加长操作轴,操作力矩加大,且不利于柜前查看接地开关状态。保持原标准开关柜接地开关位置,无需加长操作轴。多个电流互感器置于柜后,以满足互感器绕组要求。电压互感器手车置于柜前,电缆连接后,插入电压互感器投入运行。
来源:会说电气