開關柜的設計需要考慮很多因素,首先是絕緣,需要制定絕緣方案,何種方式絕緣,是空氣絕緣、氣體絕緣、固體絕緣還是空氣復合絕緣等,完全空氣絕緣就需要滿足相應的空氣絕緣凈距標準。
這一點是非常明確的,對于稍不均勻電場,雷電沖擊耐受電壓決定了帶電導體之間或對地的空氣凈距,不論是IEC還是GB/DL標準都有明確的定義,不滿足這個最小空氣凈距,雷電沖擊耐受電壓就可能無法通過,滿足這一要求,雷電沖擊基本上就可以99%以上通過,超過這一標準要求的最小距離,客戶就可以接受滿足相應的雷電沖擊耐受電壓,也就是說,無需試驗。如IEC電壓等級17.5kV,雷電沖擊耐受電壓95kV,那么采用空氣絕緣,凈距就要≥160mm,國內GB標準12kV開關柜要求≥125mm,因此無法通過95kV的雷電沖擊耐受電壓,也就不能用于17.5kV。
IEC 60071 附錄A的表1 額定雷電沖擊耐受電壓和最小空氣距離之間的關系(海拔1000m)
同樣,采用其它方式也需要相應的設計標準,設計時測量各個關鍵點的距離,必須大于標準要求。按照一次系統方案元器件順序,根據絕緣距離布置到相應位置,主母線-上分支母線-觸頭盒-斷路器-觸頭盒-電流互感器-接地開關-出線電纜連接母線-電壓互感器。
設備溫升的考量,開關柜需要考慮電流額外發熱的溫升,對于高發熱元件,如真空斷路器的滅弧室及上下連接端,抽出式斷路器的一次動靜觸頭,這些地方需要考慮空氣流動,避免熱量集中無法散出,一般互感器可以離觸頭盒遠一些,以便母線帶出動靜觸頭連接處的高發熱溫度,斷路器隔室底部、頂部需要有通風設計。
母線動熱穩定的考量,根據設備峰值耐受電流計算母線絕緣支撐間距,需要考慮的還有主母線的支撐。這個根據相應計算公式計算,確定設計原則。如31.5kA /80 kA,相間距210mm,支撐間距不能大于1米。內部電弧壓力釋放的考量,內部電弧爆炸沖擊波需要將泄壓蓋板打開,這時需要保證泄壓通道流暢,可以減少打開時間,快速釋放壓力。安裝維護方便性,對于非標項目,如客戶要求很多個繞組,需要多個環氧支柱式電流互感器,有的還需要采用穿心式電流互感器以滿足PX級保護要求,而且要求柜前操作維護。
加深柜體,接地開關如果置于柜最后面,則加長操作軸,操作力矩加大,且不利于柜前查看接地開關狀態。保持原標準開關柜接地開關位置,無需加長操作軸。多個電流互感器置于柜后,以滿足互感器繞組要求。電壓互感器手車置于柜前,電纜連接后,插入電壓互感器投入運行。
來源:會說電氣