抽屜式開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電氣性能要求
2017-02-20 15:30:00
祥泰電氣
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低壓開關(guān)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理涉及到四方面的電氣性能要求：
1、絕緣配合
2、抗動熱穩(wěn)定性能
3、提高故障電弧的保護(hù)能力
4、溫升
?、偌訌?qiáng)設(shè)備的絕緣性能，有助于提高整體抗過電壓的能力。
抽屜式開關(guān)設(shè)備的絕緣配合是按照設(shè)備的使用環(huán)境條件，安裝于供電系統(tǒng)位置（過電壓類別），絕緣材料性能等因素決定最小電氣間隙和爬電距離。絕緣材料的組別是根據(jù)材料的漏電起痕指數(shù)(CTI)的數(shù)值范圍劃分為4類，材料組合別Ⅰ600≤CTI；Ⅱ400≤CTI工程塑料制成的功能板、二次接插件等,這些都影響柜體的整體絕緣性能。有統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，我國的電器產(chǎn)品中有50%左右的事故是由于絕緣系統(tǒng)而引起的。當(dāng)然，如果在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下,絕緣件只要選擇適當(dāng)，質(zhì)量符合要求,其電氣性能仍是完全能滿足要求的,畢竟電壓等級并不高。如果在4級污穢等級的條件下，絕緣件的選材應(yīng)作為一個(gè)重點(diǎn)考慮，例如柜內(nèi)主母線絕緣采用比標(biāo)準(zhǔn)性能高的爬電距離和電氣間隙，用CTI值高的絕緣件等措施。
②柜體動熱穩(wěn)定性能一直是客戶放在首位考慮的。尤其是在大電流情況下，對柜體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求很高，一旦出現(xiàn)短路，柜體應(yīng)具備承受短路電流的能力，作為低壓柜的設(shè)計(jì)人員，首先應(yīng)考慮水平主母排的固定方式及位置放置。舉個(gè)例子：300MW機(jī)組的大電廠低壓進(jìn)線電流普遍大于4000A按工藝要求主母排為3X3（100X10），但在實(shí)際中是不會這樣選取的，一般考慮單相按上下兩層布置，每層2根80X10排,并且采用特制的絕緣母線夾進(jìn)行固定，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分散了短路電流對柜體的沖擊，大大提高了柜體整體抗短路電流能力。加強(qiáng)螺栓連接部位的接觸壓力，保證螺栓連接的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角，也可抵抗短路電流的沖擊。
③為了提高設(shè)備的故障電弧保護(hù)能力，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部普遍采用金屬隔板隔離防范措施，對帶電導(dǎo)體的絕緣隔離，增設(shè)泄壓通道，電弧檢測裝置等。
故障電弧的產(chǎn)生因素有多種，在這里不作討論。IEC4397-1中對電弧保護(hù)的目的作了具體規(guī)定，最終要求就是：①防止觸及相鄰功能單元的危險(xiǎn)部件；②防止固體外來物從成套設(shè)備的一個(gè)單元進(jìn)入相鄰的單元；③提供盡可能高的人身防護(hù)等級。為此將柜體各功能室嚴(yán)格分開，主要分為功能單元室、母線室（水平母線室和垂直母線室）、電纜室等三部分，既防止了事故的擴(kuò)散，又便于帶電檢修，這是低壓抽屜柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的獨(dú)到之處，目的是限制電弧的產(chǎn)生，限制電弧的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。
為了防止開關(guān)設(shè)備中產(chǎn)生的故障電弧對附近人員造成傷害，柜頂增設(shè)泄壓裝置。當(dāng)故障電弧點(diǎn)燃時(shí)所產(chǎn)生的壓力迫使泄壓裝置打開，灼熱的氣體排向柜頂，從而保證了人員安全。此種被動電弧保護(hù)功能是在已經(jīng)發(fā)生電弧不得已采取的措施，主要是保護(hù)人身安全，但卻是柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。順便提一下,開發(fā)故障電弧防護(hù)的低壓成套開關(guān)設(shè)備,并經(jīng)過IEC-1641>的驗(yàn)證，顯得尤為重要。
④抽屜開關(guān)設(shè)備的溫升也是考查柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)。柜內(nèi)的溫升與外殼的尺寸、外殼的安裝形式、是否帶通風(fēng)槽以及通風(fēng)槽的大小，內(nèi)部水平隔板數(shù)，元器件的有效損耗及抽屜單元個(gè)數(shù)等參數(shù)有關(guān)。作為制造廠，設(shè)計(jì)院在完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型的情況下，無法改變圖紙的各種參數(shù)，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中有些甲方或設(shè)計(jì)院為了節(jié)省空間和設(shè)備的數(shù)量，過多地配備了抽屜的個(gè)數(shù),雖然可以完成安裝，但卻忽略了柜體的溫升,尤其是在夏天，如果配電室通風(fēng)不好,常常在使用過程中柜內(nèi)溫升過高而導(dǎo)致設(shè)備損壞引起絕緣破環(huán)，導(dǎo)致短路事故。這一點(diǎn)應(yīng)引起我們廣大設(shè)計(jì)人員的注意，有必要向?qū)Ψ教岢觥?/span>
上下通風(fēng)槽的設(shè)計(jì)除了應(yīng)滿足溫升的要求，還應(yīng)考慮防護(hù)等級是否滿足，IP54柜體應(yīng)充分考慮降容系數(shù)，否則極易引起溫升過高，另外對于企業(yè)而言也應(yīng)定期做溫升試驗(yàn)。以獲得充足的數(shù)據(jù)，并對柜內(nèi)結(jié)構(gòu)做些必要的改進(jìn)和調(diào)整。
