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電工考試復(fù)習(xí)網(wǎng)上報(bào)名，一部手機(jī)輕松搞定

一、絕緣距離

由于10kV開(kāi)關(guān)柜用于分配三相交流電，因此必須保證相間和相對(duì)地之間有一定的距離，否則會(huì)造成短路，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成危害。然而，當(dāng)我們僅使用空氣作為絕緣介質(zhì)時(shí)，絕緣距離要求如表1所示。

有時(shí)，為了減少開(kāi)關(guān)柜的外部尺寸，可以使用以下方法:

1)在氣隙中插入非金屬絕緣隔板，從而降低絕緣距離的要求。但應(yīng)注意的是，凈空氣距離不小于60毫米，相間絕緣隔板應(yīng)設(shè)置在中間位置。這種方法的缺點(diǎn)是絕緣隔板受使用環(huán)境影響大，存在絕緣老化的問(wèn)題。

2)用熱縮套管覆蓋整個(gè)高壓帶電導(dǎo)體。在實(shí)踐中，確保絕緣距離不小于100毫米。缺點(diǎn)是熱收縮套管也有絕緣老化的問(wèn)題。

序列號(hào)

位置

絕緣距離(mm)

1

導(dǎo)體和地面之間的凈距離

125

2

不同相導(dǎo)體之間的凈距離

125

3

導(dǎo)體和無(wú)孔塊之間的凈距離

155

4

導(dǎo)體和網(wǎng)塊之間的凈距離

225

5

裸導(dǎo)線(xiàn)和地板之間的凈距離

2425

6

裸導(dǎo)線(xiàn)之間的水平凈距應(yīng)在不停電的情況下進(jìn)行檢修。

1295

7

出口套管與室外通道地面之間的凈距離

400

當(dāng)海拔超過(guò)1000米時(shí)，第1項(xiàng)和第2項(xiàng)的值每1000米修改10%，第3項(xiàng)至第6項(xiàng)的值分別修改1項(xiàng)或2項(xiàng)。

3)國(guó)外ABB公司有均勻電場(chǎng)的設(shè)計(jì)理論，可以通過(guò)改進(jìn)帶電導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)來(lái)降低絕緣距離的要求。缺點(diǎn)是國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)用戶(hù)難以接受這一理論，因?yàn)樗环螪I/T 401997標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4)國(guó)外三菱公司采用熱噴涂工藝，可在高壓帶電導(dǎo)體表面均勻附著一層絕緣材料。缺點(diǎn)是需要增加流化床設(shè)備。

綜上所述，在設(shè)計(jì)允許的情況下，應(yīng)盡可能采用空氣絕緣，以滿(mǎn)足上表的要求。

第二，爬電距離

由于電力系統(tǒng)用戶(hù)通常追求高可靠性，在實(shí)踐中我們必須滿(mǎn)足以下條件:

高壓開(kāi)關(guān)柜時(shí)，各部件及其支撐絕緣(純瓷和有機(jī)絕緣)的外絕緣爬電比距離(高壓電氣部件外絕緣爬電距離與額定電壓之比)，純瓷絕緣為18毫米/千伏，有機(jī)絕緣為20毫米/千伏。

由于這一要求相對(duì)較高，許多傳統(tǒng)部件往往不能滿(mǎn)足要求，這就要求我們通知部件制造商對(duì)其進(jìn)行定制。部件制造商通常采用增加或增加裙緣而不增加絕緣體高度的方法。

在選擇款式時(shí)，我們應(yīng)該注意裙高與裙距的比例。此外，我們還應(yīng)該注意使用開(kāi)關(guān)柜的地方的環(huán)境條件。為了防止冷凝，我們可以在開(kāi)關(guān)柜處增加一個(gè)自動(dòng)控制的加熱器。

三、五防聯(lián)鎖功能

為了防止現(xiàn)場(chǎng)操作人員無(wú)意識(shí)地進(jìn)行錯(cuò)誤操作，造成事故，除了加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)和執(zhí)行工作票制度外，還應(yīng)在開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)中增加強(qiáng)制聯(lián)鎖裝置或采取提示措施。

對(duì)于開(kāi)關(guān)柜，應(yīng)提供五種防誤操作功能:

1)防止斷路器誤分合閘

對(duì)于載人變電站，可以使用不同數(shù)量的紅色和綠色瓷磚。也就是說(shuō)，每個(gè)斷路器對(duì)應(yīng)于唯一數(shù)量的紅色和綠色擋板，它們通常放置在控制屏幕上。

對(duì)于無(wú)人值守變電站而言，由于斷路器是從遠(yuǎn)處操作的，因此不能使用紅綠卡轉(zhuǎn)向方法，只能增加電氣聯(lián)鎖。

2)防止負(fù)荷分離開(kāi)關(guān)上下或負(fù)荷手車(chē)推出斷路器。

該功能一般采用機(jī)械聯(lián)鎖進(jìn)行強(qiáng)制聯(lián)鎖。

這一要求的原因是手車(chē)的隔離開(kāi)關(guān)和動(dòng)、靜觸頭不具備斷開(kāi)和閉合正常負(fù)載電流的能力。如果誤操作，隔離開(kāi)關(guān)和手車(chē)的動(dòng)、靜觸頭將被燒毀，事故可能進(jìn)一步擴(kuò)大。

3)防止接地開(kāi)關(guān)帶電操作或臨時(shí)接地線(xiàn)懸空。

該功能需要機(jī)械聯(lián)鎖，因?yàn)樗c人工短路接地有關(guān)。

4)防止用臨時(shí)接地線(xiàn)或接地開(kāi)關(guān)切換電源。

該功能需要機(jī)械聯(lián)鎖，并且還旨在防止人為短路接地。

5)防止人們誤入帶電區(qū)間。

該功能通常也是機(jī)械聯(lián)鎖的，以防止電擊。

綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)五防功能，機(jī)械聯(lián)鎖是必不可少的。各種類(lèi)型的型號(hào)和開(kāi)關(guān)柜，如GG-1A、XGN2、GGX2、JYN、KYN、KGN和GZSl，在機(jī)械聯(lián)鎖方面都有自己的特點(diǎn)。它們中的大多數(shù)都是由機(jī)械零件一個(gè)接一個(gè)地驅(qū)動(dòng)的。除非操作者用外力損壞零件，否則只能按照預(yù)定程序操作，可靠性高。然而，零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝要求高。

有時(shí)，我們也可以使用機(jī)械程序鎖，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但由于萬(wàn)能鑰匙的存在，很難完全避免操作者的誤操作。此外，這種方法不能滿(mǎn)足無(wú)人值守變電站的要求。

在萬(wàn)不得已的情況下，如果不帶斷路器的進(jìn)線(xiàn)等于0+，我們只能使用電磁鎖。電磁鎖、分壓瓷瓶和電線(xiàn)都容易損壞，還需要外部電源，可靠性差。至于高壓帶電顯示裝置，它只能被視為一種暗示性的措施，沒(méi)有可靠性。通常不建議這樣做。

當(dāng)然，對(duì)于操作者來(lái)說(shuō)，通過(guò)高壓帶電顯示設(shè)備來(lái)知道主電路的哪一部分正在通電是另一回事。

四.保護(hù)水平

為了防止人體接近高電壓開(kāi)關(guān)柜的高壓帶電部分和接觸運(yùn)動(dòng)部分，在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)柜時(shí)，應(yīng)考慮達(dá)到幾個(gè)保護(hù)級(jí)別。

在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意隨著防護(hù)等級(jí)的提高，生產(chǎn)成本相應(yīng)增加，散熱條件變差。因此，我們不能追求高保護(hù)級(jí)別，IP3X和IP4X通常是合適的。

V.動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性

在電力系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)柜通常能承受20kA、31.5kA、40kA甚至50kA的額定短路開(kāi)斷電流。當(dāng)如此大的電流通過(guò)電力系統(tǒng)時(shí)，開(kāi)關(guān)柜時(shí)，相間母線(xiàn)和同相母線(xiàn)之間將產(chǎn)生巨大的電力。此時(shí)，我們需要支撐絕緣子的支撐，以防止母線(xiàn)發(fā)生明顯位移。

一般來(lái)說(shuō)，兩個(gè)絕緣子之間的距離不應(yīng)超過(guò)800毫米，一些薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)。由于動(dòng)力穩(wěn)定性的理論計(jì)算極其復(fù)雜，一般設(shè)計(jì)需要依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，最后需要通過(guò)型式試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)。

六.升溫

在電力系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)柜通常能承受4000安及以下的正常工作電流。由于主要部件通常在密封的機(jī)柜中運(yùn)行，因此它們產(chǎn)生的熱量很難散發(fā)到機(jī)柜外部，從而導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)部的溫度升高。如果溫度超過(guò)以下限值，部件將被燒毀，并會(huì)發(fā)生事故。

表3:

部件

懸而未決

在SF6

在石油中

溫度(℃)

環(huán)境溫度不超過(guò)40℃時(shí)的溫升(k)

溫度(℃)

環(huán)境溫度不超過(guò)40℃時(shí)的溫升(k)

溫度(℃)

環(huán)境溫度不超過(guò)40℃時(shí)的溫升(k)

接觸

裸銅或裸銅合金

75

35

105

65

80

40

鍍銀或鍍鎳

105

65

105

65

90

50

鍍錫

90

50

90

50

90

50

螺栓或等效連接

裸銅或裸銅合金

90

50

115

75

100

60

鍍銀或鍍鎳

115

75

115

75

100

60

鍍錫

105

65

105

65

100

60

易接近的零件

溫度(℃)

環(huán)境溫度不超過(guò)40℃時(shí)的溫升(k)

在正常運(yùn)行期間可接近

70

30

正常運(yùn)行時(shí)無(wú)需觸摸

80

40

為了達(dá)到溫度上升的極限，我們必須加強(qiáng)制造過(guò)程。雖然我們可以在電氣連接表面涂凡士林、導(dǎo)電膏、鍍錫、鍍銀等措施，但最終的保證在于制造?？梢哉f(shuō)，在操作開(kāi)關(guān)柜期間發(fā)生的絕大多數(shù)事故都是由于生產(chǎn)過(guò)程過(guò)密而導(dǎo)致的溫度過(guò)高引起的。當(dāng)然，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)該盡力避免渦流現(xiàn)象。當(dāng)確實(shí)不可避免時(shí)，可以使用具有高磁阻率的材料。

在實(shí)際工作中，我們深深感受到開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)深度是無(wú)窮無(wú)盡的。有時(shí)候，我們根本無(wú)法從理論上證明和分析它。我們只能依靠經(jīng)驗(yàn)和類(lèi)型測(cè)試。這可能是每一門(mén)學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展的根本原因。

(來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng))