015.一种新型铠装式空气绝缘金属封闭开关柜

Sep. 2012 Vol. 31 No. 9 http: // www. jzdq. net. cn 誖 BUILDING ELECTRICITY2 0 1 2 年第 9 期 A New Armored Air - insulated Metal -enclosed Switchgear Cabinet JIA Changsong WENG Jianhan （XuJi （Xiamen） Intelligent Switchgear Manufacturing Co.， Ltd.， Xiamen 361101， Fujian Province， China） 贾昌松 翁建汉 （许继 （厦门） 智能电力设备股份有限公司， 福建省厦门市 361101） 一种新型铠装式空气绝缘金属封闭开关柜 作者信息 贾昌松， 男 ， 许继 （厦门） 智能电力设备股份有限公司， 工程师， 中压产品经理。 翁建汉 （新加坡）， 男 ， 许继 （厦门） 智能电力设备股份有限公司， 高级工程师， 技术总监 （中压产品）。 Abstract A new high-reliability miniaturized switchgear cabinet is introduced， including the main technical parameters， design and test conditions. And the major application is described based on its structural features. Key words Switchgear cabinet Miniaturization Reliability Compound insulation Full-sealed 摘 要 介绍一种新型的高可靠性小型化开关 柜， 包括主要技术参数、 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、 试验情况等。 根据其 结构特点， 对主要应用场合进行说明。 关键词 开关柜 小型化 可靠性 复合绝缘 全密封 0 引言 目前市面上中置式铠装式空气绝缘金属封闭 开关柜 （以下简称开关柜）， 主要宽度以 800 mm、 1 000 mm 为主， 只有个别厂家有 550 mm 和 650 mm 的设计。 对一般的变电站和工业用户而言， 800 mm、 1 000 mm 柜宽一般布置上不存在问题。 但对于旧站 改造、 商业地产、 公用设施和大型小区用户项目， 由 于地价寸土寸金， 配电房的空间十分有限； 同时由于 停电造成的影响越来越大， 对开关柜可靠性的要求也 越来越高， 因此市场对高可靠性的小型化开关柜的需 求日渐突出。 本文介绍一种由厦门许继中外专家团队 研发， 可满足上述要求的新型开关柜。 1 开关柜主体结构和基本参数 该开关柜由固定的柜体和可移开部件两大部分组 成， 柜体用接地的金属隔板分成母线室、 断路器室、 电缆室和低压室四个不同的功能单元， 见图 1。 开关 柜的外壳和隔板是采用高强度、 耐腐蚀的覆铝锌钢板 经 CNC 数控机床加工和折弯之后， 在专用工装夹具 上由螺栓铆接而成， 将累积公差降至最低， 保证了尺 寸上的统一性和互换性， 具有极高的机械强度。 不仅 可以防止开关柜在运输、 安装过程中的变形， 同时可 以确保在机械操作过程中五防联锁的可靠性。 开关柜 的顶部， 在断路器室、 母线室和电缆室上方均设有压 力释放装置。 当内部产生电弧时， 伴随电弧的出现， 开关柜内部气压升高， 顶部装设的压力释放金属板将 被自动打开， 释放压力及排泄气体， 装设在门上的特 殊密封圈把柜前密封起来， 以确保操作人员和开关柜 安全。 该开关柜外形尺寸为： 600mm×2260mm× 1500mm （宽 × 高 × 深）， 电缆顶出线时深度 1 600 mm。 开关 柜基本参数见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 2 开关柜设计 基于 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化和一次元器件 （包括断路器、 接地 开关、 VV 接法的一体式电压互感器等） 通用性的考 虑， 产品设计上相间中心距设为 150 mm。 因此只能 将开关柜两侧的活门驱动机构、 断路器与接地开关 的联锁机构、 接地开关与电缆室门的联锁机构尺寸 缩小， 需要对这些机构重新进行设计， 以满足五防 624 60 淘宝专业学术杂志店 http://xszz.taobao.com http: // www. jzdq. net. cn 一种新型铠装式空气绝缘金属封闭开关柜 （贾昌松 翁建汉） 联锁的要求。 2. 1 绝缘 2. 1. 1 热缩套管 由于相间和相对地的净距无法满足 125 mm 的国 标要求， 产品设计采用复合绝缘， 最小净距出现在相 间。 当分支母排宽度为 80 mm 时， 相间净距为 150 - 80 = 70 mm。 设计选用美国 Raychem 公司生产的 BPTM型热缩套管， 其要求的最小净距见表 2。 从表 2可见， 选用 BPTM 要求的最小相间净距对 圆形母线为 55 mm、 对矩形母线为 65 mm， 因此设计 的相间净距 70 mm满足要求。 热缩套管的选择需要考虑在设备发热情况下其长 期运行的老化问题。 根据 GB / T 11022 - 2011 《高压 开关设备和控制设备标准的共用技术要求》， 主回路 中用螺栓的或与其等效的镀银联接在周围空气温度不 超过 40℃时允许的最高温升为 75 K， 加上一般地区 年平均温度为 25 ℃， 这样在设计上需要按设备在 100 ℃ 下长期运行考虑。 根据 BPTM 热老化加速试 验， 在 105 ℃ 并保持 100 % 极限延伸率和相关电气 性能的前提下其寿命超过 40年。 2. 1. 2 断路器选用 断路器采用厦门许继自主研发的 VX1、 VX2、 VX3 系列真空断路器。 VX 系列真空断路器采用模块 化弹簧机构， 配备固封式极柱， 触臂采用环氧树脂浇 注， 具有极高的机械可靠性和绝缘水平， 并能适用于 较恶劣的工况。 2. 1. 3 电流互感器的选用 采用侧面增加伞裙 （用于增加爬电距离） 的设 计 （如图 2）， 使装配完成后铜排的裸露部分和螺 表 1 开关柜基本参数 Tab. 1 Basic parameters of switchgear cabinet 额定电压 / kV 12 额定电流 / A 630、 1 250 额定短时耐受电流 / kA 25、 31. 5 额定短时耐受时间 / s 4 额定峰值耐受电流 / kA 63、 80 额定工频耐受电压 （1 min） / kV 42 额定雷电冲击耐受电压 / kV 75 图 1 开关柜的不同功能单元 Fig. 1 Functional units of switchgear cabinet 电缆顶出线电缆下出线 注： A ——— 断路器室； B ——— 母线室 ； C ——— 电缆室； D——— 低压室。 母线 额定电压 / kV 相间净距 / mm 相对地净距 / mm 圆形母线 12 55 65 17. 5 70 85 24 95 125 36 150 205 矩形母线 12 65 75 17. 5 85 105 24 115 150 36 200 285 表 2 BPTM 型热缩套管要求的最小净距 Tab. 2 Minimum clear distance required for BPTM heat-shrinkable tubing 注： 此表为 Raychem公司推荐值。 图 2 增加伞裙设计的电流互感器 Fig. 2 Current transformer with adding creepage distance design 产 品 技 术 625 61 淘宝专业学术杂志店 http://xszz.taobao.com Sep. 2012 Vol. 31 No. 9 http: // www. jzdq. net. cn 誖 BUILDING ELECTRICITY2 0 1 2 年第 9 期 栓高度低于电流互感器 （CT） 的侧面 （如图 3） ， 从而大大提高相间和相对地的绝缘水平 。 同时 CT 采用高短路电流耐受能力的设计， 确保在变比较小 的情况下， CT 具备同主回路一样的动热稳定耐受 能力。 2. 1. 4 母线的选用 考虑到净距较小， 为提高绝缘水平， 选用的分支 母线采用倒全角的设计， 如厚度为 10 mm 的铜母线 倒角为 R5。 矩形母线倒全角的设计使得其侧面呈球 形状， 大大改善了电场分布， 提高了绝缘的可靠性。 采用长寿命的板式加热器， 与开关柜柜体侧壁充 分接触， 使开关柜柜体温度略高于周围环境温度， 防 止在开关柜内凝露的产生； 同时可有效降低加热器本 体的温度， 从而提高其使用寿命。 高压室门板带有密封圈， 防止外界尘埃、 潮气进 入柜体， 粘附在绝缘件上， 造成爬电， 破坏绝缘件表 面， 产生臭氧， 从而破坏整柜绝缘。 2. 2 母线室 主母线采用 D 型母线， 具有良好的导电性能， 改善电场分布， 加强了母线的动、 热稳定效应。 主母 线包覆美国 Raychem 公司生产的热缩套管， 在 D 型 母线与分支母线连接处罩有绝缘罩， 从而形成可靠的 复合绝缘。 分支母线直接固定在静触头盒上， 取消了 母线室的支撑绝缘子， 减少了因灰尘积累而造成的沿 面闪络。 2. 3 电缆室 电缆室设计成为后接线方式， 可连接多根平行电 缆， 电缆搭接高度达 780 mm， 非常方便电缆施工。 电缆室前后门与接地开关和线路侧带电显示器间设有 可靠的机械 / 电气联锁， 可有效防止误操作， 以确保 人身和设备安全。 根据国内用户的习惯， 接地开关的 安装可通过电缆室门上的观察窗， 直接看到接地开关 的状态 （见图 4）， 以确保现场操作的安全性。 2. 4 低压室 低压室采用与一次柜体分离式设计， 在二次元器 件安装布线完成后整体吊装到柜体上， 通过螺栓连接 完成与柜体的连接。 这样的设计有利于厂内安装接 线， 提高安装质量； 同时在将来二次设备改造时可以 先在厂内单独进行低压室的设计和制造， 到现场后直 接吊装更换， 可以大大减小现场更换的时间， 从而减 少停电带来的损失和影响。 开关柜柜顶设有专用二次小母线通道， 二次小 母线采用插接式， 在厂内预制完成， 方便现场快速 地连接。 3 试验 开关柜依据 DL / T 404 - 2007 《3. 6 kV ～ 40. 5 kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 》、 DL / T 593 - 2006 《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要 求》、 GB 3906 - 2006 《3. 6 kV ～ 40. 5 kV 交流金属封 闭开关设备和控制设备》、 GB / T 11022 - 1999 《高压 开关设备和控制设备标准的共用技术要求》 等标准， 在国家相关权威机构通过了标准要求的全部必试型式 试验。 温升试验中， 在 1 250 × 1. 1 A 情况下温升最高 点出现在断路器 L 2相上触臂触指， 与标准允许最高 图 3 电流互感器在开关柜内的安装示意 Fig. 3 Installation schematic of current transformer in the switchgear cabinet 图 4 通过观察窗可看到接地开关状态 Fig. 4 State of earth switch seen from the observation window 626 62 淘宝专业学术杂志店 http://xszz.taobao.com http: // www. jzdq. net. cn 温升还有近 5 K的裕度。 在 630 × 1. 1 A试验时， 开关 柜在全密封状态下试验 （断路器室水平隔板无通风栅 格、 柜顶压力释放板不带网格、 柜门全部用密封条密 封） 最高温升只有 35 K。 接地开关与接地回路分别通 过了 31. 5 kA 4 s、 31. 5 kA × 86. 7 % 2 s 的短时耐 受试验， 并且接地开关通过了 80 kA两次的关合试验。 另外， 依据 GB 3906 - 2006 第 6. 106 条， 分别 对电缆室、 断路器室、 母线室进行了内部燃弧试验， 均获通过， 参数为： IAC 级 ， AFLR 12 kV 31. 5 kA （峰值 80 kA）、 1. 0 s。 试验结果表明， 该产品完全满足设计和标准的 要求。 4 产品特点 该型号开关柜在小型化和可靠性方面有了较大的 突破， 具有非常明显的特点： a. 完全金属铠装： 各隔室间均采用金属隔板相 互隔离 （隔板等级： PM级）； 可靠性高， 运行连续性 丧失类别达到最高的 LSC2B级。 b. 绝缘水平： 可靠的复合绝缘材料、 均匀电场 的设计大大提高了绝缘水平。 c. 元器件通用性好： 选用尺寸通用和经长期运 行验证过的成熟产品设计， 没有专门为此柜型重新设 计开发新的元器件， 保证了通用性和互换性， 有利于 故障时现场的及时更换和减少备件的种类和数量。 d. 可靠的工艺水平： 主回路采用高强度螺栓、 锥形垫片、 搭接面镀银， 使用力矩扳手操作 （对不同 规格、 不同等级的螺栓规定了不同的扭矩）， 防止搭 接不良， 以保证搭接的可靠性， 降低主回路的温升。 e. 电缆搭接高度达到 780 mm， 有利于现场施 工； 零序电流互感器可方便地安装在电缆室内， 提高 了整体的可靠性。 f. 具有短路电流关合能力的接地开关在电缆室 门关闭的状态下刀口状态可视， 避免位置指示器和辅 助接点动作不可靠给出错误信号， 导致操作人员误操 作或误入带电隔室。 g. 小电流应用下全密封设计： 根据上述试验情 况， 一般额定电流在 1 000 A 内完全可采用全密封设 计， 不需要外部空气的自然风冷， 可以避免潮气、 灰 尘进入开关柜， 将外部环境对开关柜的影响降至最 低， 达到近似 GIS （气体绝缘开关设备） 的效果， 从 而大大降低维护工作量， 以提高设备运行的可靠性。 h. 尺寸小、 大大节省空间和降低基建成本。 i. 柜宽 600mm， 与同系列柜宽 800mm、 1000mm 的开关柜以 200 mm递增， 便于设计和现场施工。 j. 开关柜通过相同额定值下参数最高的内部燃 弧试验 （31. 5 kA 、 1. 0 s）， 充分证明其在内部电弧 情况下结构的强度和对人员防护方面的安全性达到最 高水平。 5 应用 该开关柜可用于绝大多数配电场合， 可与 SGC1 系列的 800 mm、 1 000 mm 开关柜拼柜， 主母线额定 电流可达 4 000 A， 实现任意组合、 形成灵活的配置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 根据其小型化的特点， 尤其适用于以下场合： a. 旧站改造、 商业地产、 公用设施和大型小区 等配电室空间十分有限的场合。 b. 配电房位于地下室的场合： 考虑到潮湿和小 动物等危害， 需要采用全密封设计； 对常用的电缆顶 进顶出方案深度也只有 1 600 mm。 c. 船用或移动 /整体式发电机组。 d. 配熔断器 - 真空接触器 （F - C 回路） 用于 电厂或港口等需要电动机频繁启动的场合。 6 结语 这款由厦门许继中外专家团队研发的开关柜， 在 对国际顶尖技术的掌握、 国内电网特点和用户习惯充 分了解的基础上， 以其可靠的电气机械性能和明显的 产品优势， 将为设计、 施工和用户带来诸多好处， 将 成为高可靠性、 小型化空气绝缘开关柜的新代表， 是 国内空气绝缘开关柜高端产品的一个代表作。 ［1］ 西安高压电器研究院有限责任公司， 河北省电力 科学研究院， 中国电科院开关所， 等． GB / T 11022 - 2011 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 ［S］． 北京： 中国标准出版社， 2012． ［2］ Raychem． EDR-5537： BPTM Tubing Qualification Report ［R］， 2011． 2012 - 07 - 18 来稿 2012 - 08 - 28 修回 产 品 技 术 一种新型铠装式空气绝缘金属封闭开关柜 （贾昌松 翁建汉） 参考文献 627 63 淘宝专业学术杂志店 http://xszz.taobao.com