成套开关柜范文

西南地区浪得一些声誉的大哥级经纪人。

他，

长得不帅，却热衷于批发倒卖无辜的.摩登男女、才子佳人及其他；

他，

实足的人来疯，哪里热闹，就在哪里煽风点火；

他，

夸尽千般好，不讲一家坏，一个纯粹的广告的公关的演艺的活动的“托”；

他，

军人出身，却喜好舞文弄墨，学着人家做公关，当经纪，搞传媒，玩策划。。。

呵呵。。。不知道他还会不停地冒出些什么明堂？

黄尚，

活跃在成都及周边地区的活动承包商，专业地接各类商务活动。

四川乐山人，生于1972年4月30日，复转军人。

此间博客，以商会友，文笔稚嫩，还请斧正。

他，

是一个广告人，传媒人，娱乐人，经纪人，策划人，执行人，管理人，投资人；

他，

也是一个好男人，坏男人，率真男人，复转军人，自由撰稿人，冒险家，沙盘棋客。

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成套开关柜凝露成因及防范措施浅析 第3篇

关键词：开关柜,凝露,防范措施

0.引言

多年来, 成套开关柜因其配置的断路器体积小、重量轻, 密封性好, 检修和维护方便, 许多单位在10k V、35k V系统广泛应用。由于成套开关柜会直接影响供电系统供电质量, 但是由于其位置特殊, 结构复杂, 若安装不当或后期维护不到位极容易出现问题, 影响供电质量。最显著的问题集中在一些开关柜在使用过程中, 因电缆沟积水、本身通风不畅、温湿度控制装置工作不正常等原因, 开关柜内壁空气凝露形成水珠, 引起柜体锈蚀、带电设备腐蚀、绝缘件损坏的故障频发, 以此导致供电系统故障, 影响供电质量, 不但造成了巨大的经济损失, 还会给后期供电系统的正常运行埋下安全隐患, 因此如何解决成套开关柜凝露问题始终是电气安装技术研究的重点。

1.何谓凝露

在阐述凝露现象时, 我们首先要弄清楚空气的露点温度。它是指在一定温度的空气中, 含有水蒸气的最大含量称为空气的饱和水蒸汽量, 此时的空气称为饱和空气, 当饱和空气的温度下降时, 空气中的水蒸气将凝结成水珠, 此时含有水蒸气的饱和温度就称为露点温度。所谓的凝露现象, 就是指物体表面温度下降到空气露点温度以下时, 在物体的表面发生水珠凝结现象。可见, 结露是否发生主要决定于空气的温度、空气的相对湿度、物体表面温度及空气的露点温度。

2.开关柜凝露的主要因素

2.1温湿度控制器安装位置不合理, 启控湿度不灵敏。现在大部分开关柜的温湿度控制器安装在开关柜的上门板上, 温湿度传感器直接在控制器内, 并不能真实反映柜内的温湿度, 从而不能正确启控加热器。当开关柜内外的空气温差较大时, 虽然柜内的空气相对湿度已经超过传感器的启控湿度, 但是由于安装位置的不合理, 温湿度控制器并不启动柜内的加热器, 从而造成柜壁温度低于空气温度, 造成柜内凝露。即开关柜的表面温度低于了空气的露点温度。

2.2开关柜本体气密性较好, 空气流动不畅。成套开关柜装置因为要求防尘, 防小动物, 所以设计时密封性做的较好, 没有空气的对流口。在另一方面带来的后果就是柜内的空气流通不畅, 当水汽进入柜内后, 室内空气湿度的下降后, 柜内水汽不易排出, 造成长期积聚在里面, 当开关柜柜壁温度下降时, 就形成凝露。即空气的相对湿度增大了。

2.3电缆沟设计不合理, 容易积水, 引起水汽积聚。现在室内开关柜都是电缆进出线, 传统的开关室设计时为节约土建成本, 电缆进出线的管沟大都产用地沟式, 这种电缆沟相当于在开关柜的底部挖了一个地下的沉井。在运行过程中如果进出线封堵不良, 极易进水, 沉积在开关柜下面。遇到开关室内的温度升高, 大量水分蒸发, 水汽上升, 容易引起大量的水汽积聚在开关柜内, 使开关柜内的空气相对湿度长期处于高湿度状态。这种结构的变电所内的开关柜凝露严重, 设备腐蚀情况不容忽视, 也是事故频发的主要原因。

2.4开关室为封闭式结构, 空气流动不畅。现在的开关室大部分为封闭结构, 没有窗户, 空气流动不畅, 容易引起室内空气的湿度上升, 当温度变化时容易在开关柜内引起凝露。

3.几点改进方法

在分析了凝露的机理及开关柜凝露成因的几点因素后, 我们发现要想有效预防开关柜发生凝露现象, 首先一点是要提高开关柜柜体的温度, 使柜体的温度要始终大于环境温度, 一般只要高个2℃~3℃就可以了。第二点就是要防止水分的入侵, 主要目的就是要降低空气的相对湿度。第三, 就是要加强空气的流通, 及时排除开关室、开关柜内的潮湿空气。

3.1温湿度控制器安装在柜门板上后, 不能真实反映柜内的空气温湿度。可以将温湿度控制器内的传感器通过引线, 放置在开关柜的顶部, 将信号接入控制器。以便真实反映开关柜内的温湿度, 根据温湿度的变化启动加热器, 达到加热柜壁及干燥柜内空气的目的。

3.2改进开关柜设计, 加装空气通风对流的排气口或者风扇, 以利于加强柜体内外的空气流通。在开关室内安装大功率的除湿装置, 干燥开关室内空气, 也可以达到一定的除湿目的。

3.3对于成套开关柜装置的开关室, 建议采用半地下的电缆层结构。半地下电缆层结构便于电缆安装, 相比较于预埋电缆管的方式, 这种半地下电缆层操作空间大, 便于工作人员操作, 因而在目前的建筑电气安装领域得到了一致肯定。现在系统内有部分变电所就采用此种结构。这种电缆层结构的主要好处是开关室离地设计, 可以有效地保证电缆层内不进水。同时可以设置排水泵, 进入电缆层的水也可以及时排除, 加之半地下结构, 在地面上的墙体上设置通风窗, 可以及时排除水汽, 使之潮湿空气不进入开关柜内, 从而有效防止柜内凝露的产生。

最为常见的半地下电缆层设计同上部结构相连, 形成一个整体框架。而随着混凝土施工技术的发展, 越来越多的半地下电缆层采用了箱型混凝土结构。

结论

在提出的几点改进意见中, 对于变电所内成套开关柜装置的开关室, 采用半地下的电缆层结构, 是解决开关柜凝露的最有效的方法, 结合运行经验来看, 采用这种设计的变电所, 开关室内清洁干燥, 开关柜本体基本没有凝露现象, 建议在变电所设计时优先采用。

同时在运行中对于开关柜的温湿度控制器的改进及加强开关柜空气流通的方法, 要求生产厂家在开关柜的设计生产时就要采取措施。现在有些生产厂家在生产时供应到高湿度的地区的开关柜已经改进了设计, 在开关柜的顶部采用了相互嵌入型的通风窗口, 既能有效地起到防爆防尘效果, 又能加强开关柜的通风空气流通, 投入运行后取得了良好的效果。作为运行单位, 我们在进行设备技术规范书编制的时候, 就应该提出这方面的要求, 也不失为一种有效手段。

参考文献

[1]吴江, 刘成鹏.高压开关柜常见故障及使用介绍[J].大众科技, 2004 (9) :44-45.

成套开关柜 第4篇

核电是一种技术成熟的清洁能源, 与火电相比, 核电不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳。以核电替代部分火电, 不但可以减少煤炭的开采、运输和燃烧总量, 而且是电力工业减排污染物的有效途径、是减缓全球温室效应的重要措施。我国核电已经进入积极稳妥发展的新时期, 当前中国在运和在建核电规模总计4 875万千瓦, 根据核电发展相关规划, 到2020年核电运行装机容量将达到5 800万千瓦, 在建3 000万千瓦。

1E级低压抽出式成套开关设备 (下简称:1E级低压柜) 安装于核电厂核岛厂房内, 负责对核电厂安全系统供电, 是完成核电厂反应堆安全停堆、安全壳隔离、堆芯冷却以及从安全壳和反应堆排出热量, 以及防止反射性物质向环境过量排放所必需的重要设备;若1E级低压柜在假设始发事件 (PIE) 时失效, 可能导致严重后果, 如堆芯熔化、大量放射性物质大量向环境释放等[1]。核电工业属于高技术产业, 其中核电设备设计与制造的技术含量高、质量要求严, 由于国内能设计、生产核电厂1E级低压柜并通过质量鉴定的厂家很少, 导致市场份额基本为被ABB、Schneider等跨国企业或其合资公司垄断。

根据国内外市场现状、结合现有基础条件, 研制1E级低压柜具有重大的意义。

1 功能要求

目前, 国内外低压成套开关设备元器件和配套件品种齐全, 在设计过程中, 需要合理选择和配置元器件, 优化产品机械结构, 确保设备在核电厂运行工况 (包括正常条件、异常工况) , 以及在设计基准事件 (地震事件) 下执行其预定的功能, 同时, 当设备运行期间发生内部故障电弧时, 也须确保设备周围运行人员的人身安全。有鉴于此, 1E级低压柜需具备下列功能[2]:

(1) 主回路能承受运行电压和瞬态过电压;

(2) 断路器和设备能关合、承载和开断运行规定的负荷电流;

(3) 断路器和设备能关合、承载和开断运行规定的短路或异常电流;

(4) 在正常、异常工况下, 主回路元器件只有在规定的指令下可靠动作;

(5) 保护器件、控制和辅助系统应能支持主回路的功能特性;

(6) 在地震载荷下, 开关设备应能执行1~5点功能;

(7) 当开关设备发生内部故障电弧时, 确保周围运行人员人身不受伤害。

2 结构设计

根据设备鉴定试验项目、安装、运行和维护等方面要求, 需对1E级低压柜结构进行综合评估和优化, 主要考虑下列几点。

2.1 产品温升

按照核电厂用户要求, 开关柜额定分散系数比GB 7251.1-2005的第4.7条[3]规定高一档, 同时, 母线连接处的温升极限比GB/T 24274-2009的第7.10条低20 K;因此, 1E级低压柜的通风散热是结构设计的重点。

成套开关设备的发热现象与热源和传热两个方面有关。对1E级低压柜来说, 热源主要由开关设备内部载流导体的损耗和电接触损耗产生;传热主要考虑对流和辐射两个方面。

从下列几个方面解决1E级低压柜发热问题。

2.1.1 发热抑制措施

内部发热问题是成套开关设备的重要问题, 如果开关设备内部发热问题解决得不好, 将导致开关设备内部器件绝缘材料加速老化, 可能导致绝缘件绝缘性能劣化, 甚至出现开裂、碎化现象, 从而引发内部短路故障, 造成设备损坏和停电事故等重大事故。根据阿伦纽斯定律可推算出:有机材料工作温度每升高10℃, 有机材料的寿命将缩短一半 (即10℃规则) , 如果有机材料工作温度升高20℃, 有机材料的寿命将为原来的1/4;因此, 开关设备内部发热问题直接影响设备的安全运行和寿命。

主回路所产生的热量与流过该回路的电流和回路总电阻成正比 (P=I×R) , 回路总电阻包括导体本身的电阻和电接触电阻, 因此, 减少主回路总电阻是减少设备内部发热量最有效方法之一, 可采取下列措施:

(1) 采用高纯度铜母线或铜导线;

(2) 相同截面积的母线, 尽可能采用周长大的规格, 以减少母线的集肤效应对母线载流量的影响。

导体与元器件连接螺栓的拧紧力矩严格按照元器件使用说明书或产品标准要求, 导体与导体连接螺栓的拧紧力矩严格按照表1要求, 防止由于过大的拧紧力矩导致导体接触不良。

2.1.2 提高导体耐热性

银的电阻率和硬度都小, 低温时不易氧化, 高温时银的化合物又很容易还原成金属银, 且银的氧化物电阻率也低。为了提高主回路导体的运行允许温升, 主回路导体搭接面如经过镀银处理, 其允许温升比裸铜高至少10 K。

2.1.3 提高设备散热效果

1E级低压柜主要从下列几个措施提供设备的散热效果:

(1) 由于不同颜色导体的辐射系数不同, 因此, 母线表面刷色漆可提高散热效果, 刷漆后的铜母线与裸露的铜母线相比较, 在相同条件下, 温升可降低20%~35%;

(2) 在开关设备的外壳开通风孔, 在柜体内部形成烟囱效应, 可明显降低设备内部温升。

2.2 抗地震性能

地震事件作为核电厂和缓环境下唯一设计基准事件[4], 抗地震性能对于1E级低压柜来说是重点的考核项目。1E级低压柜需有足够的机械强度, 保证能承受5次运行基准地震 (OBE) 和1次安全停堆地震 (SSE) ;在地震期间, 1E级低压柜必须可靠执行其预期功能;试验后, 1E级低压柜结构不能出现裂痕, 螺栓不能有出现松动脱落现象, 柜体结构无变形和损伤[4]。因此, 抗地震性能是1E级低压柜最关键指标之一。

开关柜是否具有强的抗地震性能, 外壳机械强度是影响设备抗地震性能的关键因素, 开关柜外壳具有足够的机械强度, 是设备抗地震性能的基本保障;此外, 由于各功能单元采用接插连接结构, 其抗震动能力最差, 抽屉单元的可靠锁定是开关设备具有抗地震性能的重要因素。

通过下列措施提高1E级低压柜的抗地震性能。

(1) 柜体框架采用焊接形式[6], 保证设备有足够机械强度和尺寸精度。

目前, 国内绝大多数开关设备的框架采用三角连接器连接而成, 由于震动过程中, 连接器根部容易发生变形或断裂, 使柜体框架变形甚至解体。1E级低压柜框架连接采用插接定位, 该连接形式具有以下优点:

立柱和横梁均采用优质钢板经数控机床折弯成G字型材, 具备很高的机械强度;

各零件之间的配合设计为插接定位, 具备极高的配合精度;

(2) 抽屉单元设计专用的锁定机构, 防止抽屉单元在震动过程中发生位移或脱离现象[6]。

抽屉锁定机构 (图1) 是由Z字型定位件、抽屉底板定位槽、抽屉单元两侧导轨和涡轮推进机构组成的定位系统, 其中, Z字型定位件和抽屉单元底板定位槽实现抽屉单元的左右方向的定位, 并与导轨实现上下方向限位, 涡轮推进机构除实现抽屉单元的推进功能外, 也提供对抽屉单元的前后方向的限位作用。通过实施本定位机构, 可防止在地震期间, 抽屉单元可能发生X-Y-Z方向移位。

2.3 耐内部故障电弧

封闭式低压成套开关设备内产生电弧伴随着各种物理现象, 例如:电弧产生的能量将引起内部压力升高和局部过热, 将造成成套设备的机械应力和热应力;此外, 涉及到的材料可能产生热蜕变, 以气体或蒸汽形式释放到壳体外部。由于电弧产生的高压热气体对外部释放, 如开关设备没有采取有效的防护措施, 可能对设备周围的运行人员及设备造成损伤。对于核电用户, 耐内部故障电弧性能验证是1E级低压柜的重要试验项目[5]。因此, 必须通过优化产品机械结构, 使1E级低压柜具备耐内部故障电弧能力。

由于封闭开关设备的异常环境或工作条件导致绝缘性能劣化, 或由于闭锁措施不完善导致人员误操作, 最终引发开关设备内部故障电弧。如开关设备没有采取有效的防护措施, 可能对设备周围的运行人员及设备造成损伤。对于1E级低压柜来说, 可以考虑的方法如下:

(1) 增加设备外壳厚度, 提高其抗电弧能力;

(2) 提高设备外部盖板 (门板) 的密封性能;3

(3) 柜体配置合理的压力泄放通道, 减少内部气压;

(4) 提高隔室之间的相对独立性, 减少隔室之间相互影响。

若采用第一种方法, 增加板材厚度, 对设备耐电弧能力有明显提高, 设备重量增大, 对设备抗地震性能不利;若采用第二种方法, 由于设备外壳密封性提高, 设备对流散热效果差, 导致内部温升增大;若采用最后一种方法, 如过于考虑减少隔室之间相互影响, 隔室隔板不开对流通风孔, 将导致隔室过于密闭, 影响抽屉单元对流散热效果, 导致温升过高, 因此, 1E级低压柜主要从电弧合理泄放角度来实现产品的耐内部电弧能力, 在设计上采用下列措施:

抽屉隔室设计泄压通道, 实现抽屉单元发生短路故障时的压力释放, 防止电弧从抽屉单元面板释放而导致对周围运行人员的伤害;

设备顶部设置的泄压装置, 当柜顶母线发生内部故障电弧时, 柜内气压升高, 泄压装置会自动打开, 释放压力和排出气体, 以确保周围运行人员和开关设备的安全;

门板内侧设置挡板, 防止发生短路故障时, 电弧从门缝泄放。

3 总结

通过对国内外核电建设标准体系 (法国RCC-E标准和美国IEEE标准) 的研究, 结合我国目前核电建设实际情况及国内试验单位检测能力, 1E级低压柜应满足设备温升、具备抗地震性能及耐内部故障电弧等方面的特殊要求。在进行设备结构设计时, 应分别采取对应的措施, 优化开关柜结构, 使1E级低压柜具备了良好的散热效果、抗地震和耐内部故障电弧能力, 满足1E级低压柜的功能要求。

摘要：核电厂属于特殊应用领域, 近年来, 为了确保核电厂配套设备质量, 国家相关部门及核电用户正对核电厂关键电气设备进行严格监管。1E级低压抽出式成套开关柜安装于核电厂核岛厂房内, 是负责对核电厂安全系统供电的重要设备。研究了1E级低压抽出式成套开关柜设计上应采取措施, 提出了降低产品温升, 提高开关柜抗地震性能及其耐内部故障电弧性能等方案, 能够满足核电相关标准及核电厂用户的要求。

关键词：开关柜,温升,抗地震性能,耐内部故障电弧性能

参考文献

[1]IEEE 323-2003.IEEE Standard for Qualifying Class 1EEquipment for Nuclear Power Generating Stations[S].

[2]RCC-E法国核岛电气设备设计和监造规则[S].

[3]GB 7251.1-2005.低压成套开关设备和控制设备第一部分:型式试验和部分型式试验成套设备[S].

[4]GB/T 13625-1992.核电厂安全系统电气设备抗震鉴定[S].

[5]GB/Z 18859-2002.封闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导则[S].

低压成套开关设备技术发展探析 第5篇

作为终端用电设备电能分配、控制、转换、保护和测量的枢纽, 低压成套开关设备技术的发展和应用水平, 直接关系到我国供电系统的正常运行能力。随着我国社会经济的发展, 人们对电力负荷的需求也不断增加, 这就要求供电系统要具备运行可靠性高、安全性高、运行费用低的特点。低压成套开关设备在技术领域面临着巨大的供需压力, 因此对其技术的研究成了我们电力工作的重心。低压成套开关设备技术该如何发展才能更好地满足人们生产、生活的用电需要, 成为当前亟待解决的问题。

1 我国低压成套开关设备技术的发展历程

低压成套开关设备虽然在我国仅有50多年的发展历程, 但却在这短短的时间内建立了较为完善的技术体系。综合比较在我国诞生的四代低压成套开关设备, 我们不难发现, 我国低压成套开关设备正朝着容量越来越大, 性能越来越高, 体积越来越小, 功能越来越完备, 电子化、信息化程度越来越高, 功能单元模块化、智能化的方向迈进。

我国低压成套开关设备在发展初期, 受加工设备精度、加工工艺和手工作图精度的制约, 因此低压配电柜的柜体设计不甚理想。如早期的GCK柜型设计比较混乱, 功能单元互换性较差, 操作机构的灵活性不强, 只能实现基本的联锁, 运行的安全性和可靠性也较差, 且不便于日常的检修维护。同时低压成套开关柜受元器件功能和性能的制约, 容量和分断能力都有限。低压成套开关柜在电气技术上只局限于继电控制和继电保护, 控制电路比较复杂, 可靠性也较低, 很难实现大系统的集中控制。

改革开放以来, 随着我国经济的快速发展, 各类企业遍地开花, 用电需求量的增大给低压成套开关设备技术的发展带来了机遇。设计人员将我国的低压成套开关设备与发达国家的作了对比, 找到了自身的不足, 通过引进发达国家的先进技术, 并结合我国科研人员的研究, 将我国低压成套开关设备进行了升级改造, 在一定程度上取得了突破。

(1) 引进计算机辅助作图软件代替手工作图, 提高了作图精度和速度, 减少了人为误差。 (2) 引进先进的数控钣金加工设备, 将柜体结构的所有连接方式改为无螺母连接, 提高了柜体的加工精度。同种柜型采用标准的型材和连接件, 模数化终端组合安装, 有很好的通用性和灵活性。抽屉柜的插接部件和执行机构的设计更加合理, 连接更可靠, 操作更顺畅。 (3) 引进先进的母线加工设备和技术, 对母线系统进行优化处理, 满足大电流母线的制作要求, 这对低压柜的容量增大、体积减小有着重要的意义。 (4) 低压元器件的技术革命给低压成套开关设备的发展注入了新的血液。断路器、接触器的额定电流和分断关合能力在不断提高, 热稳定性和动稳定性在不断提高, 智能化程度也在不断提高且体积不断减小。同时测量仪表和保护单元的功能和精度都有了很大提高, 具备远程通讯功能, 可以实现远程数据读取和控制。 (5) 工业自动化控制技术的发展, 实现了大系统的远程数据采集和集中控制, 人机接口更加友好、和谐, 复杂的联锁启停控制可以通过编程实现, 从而减少了人为的误操作, 使低压成套开关设备朝着智能化的方向迈进。

2 低压成套开关设备技术的创新发展

通过不懈的努力, 我国低压成套开关设备技术的创新已经取得了很大的成绩。低压配电设备的体积由大到小、容量由小到大, 功能由单一到多样以及智能化水平提高, 这些都是我国低压成套开关设备技术在不断探索发展过程中所取得的成就。近几年来, 随着一些技术的突破性发展, 低压成套开关设备技术也有了创新发展。

(1) 随着冶金技术的发展, 导体的纯度和线路的载流能力都在不断提高, 线路的损耗降低, 发热也减少, 这对大容量的供电系统有着重要的意义。新材料的应用使绝缘性能加强, 强度增大, 阻燃材料的使用增加了柜体在极端故障起火时的安全性, 防止了事故的进一步扩大和恶化。低压断路器灭弧室材料和技术的创新应用使分断能力有了很大提高, 同时也提高了整个低压配电系统的安全性和稳定性。

(2) 无功补偿装置的应用可以改善低压配电系统的电能质量, 其功能主要有无功补偿、抑制谐波、降低电压波动和闪变以及解决三相不平衡等。随着微处理器和晶闸管技术取得突破性进展, 采用微处理器无功功率实时监测、晶闸管零过渡过程快速投切、谐波电流抑制等先进技术对低压电网进行补偿, 对于异步电动机大量使用和频繁启动的场合, 可以实现准确、快速、无暂态扰动的动态无功补偿, 从而可有效提高电网的功率因数, 改善电能质量, 降低线损, 实现节能降耗的目的。

(3) 断路器的智能保护单元和各种电机保护器技术的发展, 使采样电路的精确性和速度大大提高, 先进的微处理器和高效的算法可以更快地计算出线路电流的有效值, 并根据一系列的逻辑判断发出动作指令, 从而缩小动作范围, 提高保护精度, 这对精密设备的保护有着重要的意义。

(4) 现场总线技术、以太网技术和工业自动化控制技术的发展, 为低压成套配电设备走向智能化提供了强有力的技术支持。后台控制系统可以把所有元器件的测量数据、状态集中到一起, 并进行横向、纵向对比, 及时发现故障征兆, 实现实时在线检修。大的供配电系统的运行控制可以实现统一调度、远程控制, 从而减少了人工作业和人为误操作。

3 低压成套开关设备的未来发展趋势

(1) 科学技术的飞速发展和人们需求的快速增长, 使原本设计的容量和功能很快就不能满足要求。因此, 低压成套开关设备的标准化、统一化及其功能单元的可方便无障碍的移植、替换、扩展和升级是未来发展的一个趋势。

(2) 伴随着全球经济的高速发展和对能源的过度消耗, 人们逐渐意识到了能源危机和气候的恶化, 环保、节能已日渐深入人心。低压成套配电设备可从以下2个方面进行节能:1) 无功补偿方面。现在供电系统使用的大都是分组投切电容器组的方式, 在运行过程中会出现涌流和过电压现象, 这对电容器会造成冲击, 对用电设备也会造成危害, 且在投切的过程中存在充放电的问题。动态无功补偿装置技术的发展和应用, 可以克服以上缺点, 能更好地提高电网质量, 降低系统的视在功率和线路电流, 提高变压器容量的利用率, 从而达到节能、环保的目的。2) 对于日常的用电系统开发节能装置, 如照明配电系统可以安装节能装置, 根据不同的时段自动调整电压, 既满足照明的要求, 又能起到节能的效果。对于大型的工矿企业, 可以通过变电所后台控制系统, 建立用电设备的信息共享, 优化用电设备的调度, 合理安排用电设备的运行。

(3) 低压成套开关设备故障自诊断技术是智能化研究的重要课题。在低压成套设备自身加装传感器, 可实现对温升、机械性能和绝缘老化等的实时监控。在低压成套设备之间实现互相通讯, 并借助后台系统, 进行自身不同时段各类参数的比较, 以及各设备之间在同一时段进行参数比较。对微小的变化和异常进行分析, 及时发现低压成套设备存在的安全隐患, 发出报警信号, 并提供解决方案以供参考。实现低压配电设备的全状态实时监控和故障自诊断功能, 从而可真正实现低压成套开关设备的智能化运行。

4 结语

为满足我国电力事业实际运营的工作需要, 低压成套配电设备必须通过技术创新来提高自身的应用价值。低压成套开关设备技术的创新, 有效应用了工业网络平台, 并与双向通讯技术有机结合, 建立了较为完善的操作系统和友好的人机界面, 提供了完全智能化的人工体验, 从而可真正实现低压成套开关设备完全自动化、智能化运行。

摘要：主要就我国低压成套开关设备的发展历程及其技术、工艺等进行了阐述, 并对未来的发展趋势进行了分析。

关键词：低压成套开关设备,技术,创新,发展

参考文献

[1]刘金桂, 许万有, 卓清筠.基于PROFIBUS总线技术的智能化金属封闭开关设备的研究与开发[J].电气时代, 2010 (1)

[2]黄丹.我国继电保护技术发展趋势[J].科技资讯, 2006 (19)

[3]孙麟, 韩彦召, 邢晓东.灵控嵌入式软件在智能配电系统中的应用[J].电工电气, 2009 (9)

[4]薛俊鹏, 陈家涛.浅谈国内外低压配电柜的发展趋势[J].民营科技, 2011 (5)

低压成套开关设备存在的问题解析 第6篇

关键词：低压成套开关设备,安装工艺,标准,防水

0 引言

随着现在低压成套开关设备市场需求量的逐年增大,生产厂家也逐年增加,产品的翻新速度加快,品种增多,产品的标准也逐步向国际标准靠拢,产品的特性也有了明显的提高。2015 年国家全面实施了低压成套开关设备的新标准GB 7251.1—2013、GB 7251.12—2013,在新标准中对低压成套设备的各项性能、参数要求有了更加具体规范的规定,同时增加了许多新的检测项目。这给生产厂家在加工工艺及设备安装等方面上提出了更多的要求。为了保证产品各性能的安全,必须通过严格的型式试验验证等必要的技术措施和手段,确保成套开关设备在电力系统中可靠、稳定、安全、经济地运行[1]。本文拟通过在送检的低压成套开关设备检测过程中发现的几个普遍问题,提出一些整改措施与防护建议,避免造成不必要的影响。

1 供外接导线端子高度小于要求值

在GB 7251.1—2013 低压成套开关设备和控制设备第1 部分总则中8.5.5 条款规定:端子,不包括保护导体端子,应位于成套设备的基础面上方至少0.2 m,并且端子的位置应使电缆易于与其连接[2]。这里规定的主要适用于成套设备安装方式是属于落地式安装,悬挂式、嵌入式安装方式暂不考虑。然而,在实际的产品检测当中,许多企业在生产动力柜、补偿柜、GGD3、抽出式开关柜等常见的低压成套开关设备中,其外接端子与地面安装高度都小于0.2 m。其中一种情况是N排的安装位置,这也是低压成套开关设备中比较常见的不符合标准要求的位置。而造成这个问题的原因是很多成套设备的N排都安装在柜体内底部,又没有适当地提高N排的安装高度,因而不满足要求。另一种情况是N排装在顶部,而开关外接端子小于0.2 m。这种情况一般会出现在抽出式开关柜中。

针对这两种情况,企业除了需要对标准的理解外,还得在制造生产工艺方面按照标准的要求进行设计安装,并加强出厂前的自检,以免造成在整改过程中时间和材料的浪费。

2 设备N、PE排使用不规范

许多企业在生产的低压成套开关设备中N、PE排一般会出现以下两个问题:

(1)N、PE排未为每条电路的出线回路提供一个尺寸合适的单独端子。

生产企业应当为每台成套设备中的每条回路配备相应的端子数。其中,对于中性导体N排端子的数量按供外接N端子数计算,包括供外接的元器件上的N端子。保护导体PE排端子的数量可按导体上的端子数计算,不包含已用于连接箱(柜)体、门、盖等接地端的端子。动力柜应提供的端子数如表1所示。

如表1 所示,当动力柜中有4 个分支回路时,N、PE排端子数应至少提供5 个,包含4 个分支回路和主回路1 个,PE排端子数不包含已被使用的。表1 所示中,PE排实际总端子数应提供7 个才能满足要求值。这是企业在生产制作N、PE排时会疏忽的一点。

(2)N、PE排尺寸不满足标准要求的最小截面积。

在新标准GB 7251.1—2013 中明确规定,除非成套设备制造商与用户之间有其他协议,否则在带中性导体的三相电路中,中性导体的端子应允许连接具有以下最小截面积的铜导线:

(1) 如果相导体的截面积大于16 mm2,则截面积等于相导体截面积的一半,但最小为16 mm2;

(2) 如果相导体的截面积小于或等于16 mm2,则截面积等于相导体的截面积[2]。

对于拼柜成套设备,当控制柜也带有中性排时,其尺寸应至少为控制柜垂直母线导体截面积的一半,如:一台电流为2 500 A的GCK,其中性导体尺寸应如表2 所示。

保护导体的最小截面积应满足表3 要求。

(PE)

这里的相导体截面积是指柜体中的主母线截面积,主开关进出线导体截面积不能作为参考值。因此,不论是中性导体还是保护导体的最小截面积应以主母线导体截面积作为参考值。主母线截面积大于16 mm2,中性导体需等于或大于它的一半,保护导体按表3 要求。

3 铭牌标志信息填写和使用不正确

铭牌中第一个问题会出现在铭牌标识中。在GB 7251.1—2013 总则中6.1 条款明确规定成套设备的下列信息应在铭牌上标出:

(1)成套设备制造商的名称或商标;

(2)型号或标志号,或其他标识;

(3)鉴别生产日期的方式;

(4)GB 7251.X(应标明特定部分“X”[2]。

以上规定的四个信息是必须要在铭牌上标识出来的。另外,产品名称、额定电压、额定电流、补偿柜的补偿容量也需要在铭牌上标出。而防护等级、绝缘工作电压、额定频率、短时耐受电流、峰值耐受电流、地址、电话等信息可以不在铭牌中标出,在一些技术文件中规定就可以了。这里需要注意的是,铭牌的参数填写需要与企业在网上申请的值一致,以免出现送试的设备铭牌参数与网上申请的不一致的情况。

另外,抽出式开关柜的铭牌需要特别标识,因它由三个柜拼起来的,所以铭牌有三个。为了规范填写铭牌信息,建议企业可以根据图1 模板填写,避免不必要的整改。

如图1 所示,图a) 是适用于除三拼柜和补偿柜之外的成套设备,图b) 是适用于三拼柜的成套设备。需要注意的是,三拼柜中的配电母线额定电流一般是指控制柜( 配电回路) 带有母线时的额定电流值。因此,配电母线额定电流值只需在控制柜上填写就好,其它柜体就不需要填写此电流值。

铭牌的另一个问题为材质和填写。在新标准的总则10.2.7 标志条款中规定,铭牌信息填写可以用模压、冲压、刻字或类似方法制作的标志,包括带有塑料覆膜的标签。在新标准实施中要验证标志的耐久性,因此铭牌的材质最好用铝制、塑料覆膜等坚固耐用的材质制作。其中信息的填写不能用记号笔等类似容易被擦除的填写方式。信息填写一定要满足被水和石油溶剂油浸泡过的布各摩擦15 s要求。

4 电气和爬电间隙隔离方式不恰当

为了成套设备在使用过程中的安全,以及在短路试验中以免发生相间短路,就需要成套设备开关相间距离必须要符合要求的电气间隙值。在根据日常检验中发现以下部位存在这方面的问题,需加强防护:

(1) 抽出式开关柜控制柜中的抽屉柜开关进出线铜排连接未采取绝缘套管保护,直接裸露。某家企业因存在这个问题,在验证短路试验时发生相间短路,导致控制柜其它抽屉柜也被其破坏,造成成本、时间、材料上的浪费。因此,使用铜排连接时必须使用绝缘热缩套管防护。

(2) 开关相间未使用隔弧板或其它隔离方式隔离。特别一些回路中带有接触器和热过载继电器时,要注意接触器和热过载继电器的相间距离是否能满足电气间隙要求。

(3) 带电部件对裸露导电部件之间无保护措施。对于抽出式开关柜这种结构比较复杂、模块比较多的柜体,要注意开关的进出线连接导体对金属部件的距离能否满足爬电距离要求。这种情况可以用环氧绝缘板和热缩套管隔离。

电气和爬电距离作为防止由于电路基本绝缘损坏通过接触外露可导电部分而引起的电击,其值必须要满足要求值。企业在生产低压成套设备中必须要特别注意这几个部位的隔离防护,保证人身和设备的安全。

5 户外式综合配电箱防水试验中存在的问题

无功功率补偿装置在输配电系统中起到提高用电系统及负载的功率因数,稳定电网的电压,降低设备容量减少功率损耗的作用。而对于户外使用的综合补偿柜来说,防水功能尤为重要。目前用于户外使用的补偿柜,其防水等级一般为IPX4、IPX5。

在日常检测中发现,许多户外式综合补偿柜在进行防水试验时,有些部位经常会使水流进柜体内部,触碰到带电部件,造成安全隐患,这些部位如图2 数字所示。

1—顶盖与柜体连接处2-观察窗与柜体结合处3-门与柜体结合处4-排气扇通风口5-柜体两侧通风孔

图2 所示的五个部位是在防水试验过程中,容易使水流入进柜体的部位。这五个数字部位描述以及防水措施与建议如表4 所示。

针对这五个部位,生产厂可以结合表4 中防水措施与建议进行防护。除这五个部位之外,柜体底部也应设置泄水孔。

6 结语

以上几类问题在低压成套开关设备中是经常存在的,为了避免出现这类问题,作为企业相关负责人不仅应加强对标准的学习与研讨,更应在设备出厂前实行对设备进行自检、互检、专检的三检制度,严格控制产品在装配各项技术指标的检定,满足标准技术要求后再出厂。

参考文献

[1]陆俭国,何瑞华,陈德桂,仲明振.中国电气工程大典第十一卷:配电工程[M].北京:中国电力出版社,2009.

低压成套开关设备绝缘配合问题分析 第7篇

低压成套开关设备绝缘问题关系到电气设备的安全问题,在对低压成套开关设备进行绝缘配合的时候一定要注意电压对设备的影响。很多时候不重视对低压成套开关设备绝缘问题的配合导致安全事故的产生,所以在进行低压成套开关设备绝缘问题的配备的时候一定要安全稳定,保证电气设备的安全性。

1 产生低压成套开关设备绝缘配合问题原因

造成低压成套开关设备进行绝缘配合出现问题的因素很多,本篇文章就以以下三个因素进行考虑分析。

(1)低压成套设备绝缘配合问题受电压影响。因为电压电网的电压分为四级[1],不同区段电压的级别也是不一样的,比如在电表的前端和保险丝的部分使用的就是Ⅳ级电压。在整个低压设备中的设备大都使用的是Ⅲ电压,比如点灯的开关。因为使用三级电压的设备使用最广,所以要着重考虑。使用电能的设备就是Ⅱ级设备,比如电视机等等。Ⅰ级设备就是电流瞬间通过的设备。所以在进行低压成套开关设备绝缘配合问题的时候一定要对不同级别的电压进行考虑,一定要满足最高级别的电压。如果在考虑的时候考虑不周,忘记了某项电压,就有可能对低压成套开关设备造成过高电压的冲击,使低压成套开关设备受到破坏。因此在进行低压成套开关设备绝缘配合的时候一定要考虑电压对绝缘配合的影响。

(2)低压成套设备绝缘配合问题受环境影响。绝缘配合的环境一般有宏观和微观的区分,宏观环境[2]主要包括外界的环境条件,比如温度湿度等。而微观环境主要包括热量、形变等。宏观环境好微观环境对低压成套开关的绝缘配合问题都有着巨大的影响。在正常环境下可以不用考虑宏观因素,但是对开关设备要求较为严格的环境下就要认真考虑宏观因素对这杯安全带来的影响。如果绝缘设备的使用环境超出自身的所能承受的环境,那么就要及时修正。环境对低压成套开关设备的影响也是非常大,在进行低压成套开关设备绝缘配合问题考虑的时候一定要对环境进行综合分析,如果考虑的不周全,低压成套开关设备在使用的过程中就有可能受环境的影响特别大,从而对低压成套开关设备造成不必要的损害,从而导致财产的损失。所以在对环境进行考虑的时候一定要仔细避免在分析的时候漏项。

(3)低压成套设备绝缘配合问题受设备自身材料影响。设备自身材料对绝缘设备的配合有着极大的影响。因为绝缘介质的破坏是不可逆的,所以一旦产生破坏就对设备的影响极为巨大。另外,由于设备的不断使用,也会使设备自身材料不断老化,这也是降低设备绝缘配合的主要原因。所以,在对低压成套开关设备绝缘材料进行选择的时候一定要选择抗损能力特别好的材料,还要选用在使用过程中能够对过电压有着极强抵抗能力的材料。只有在选材时候精益求精,制造出来的低压成套开关设备才能符合使用要求,才能带来更好的使用体验。所以在进行绝缘配合的时候一定要考虑到设备自身的材料,避免材料选取不当造成不必要的麻烦。

2 低压成套开关绝缘问题解决方法

(1)用额定电压冲击设备的绝缘配合。首先调节检验设备的冲击电压为1.2/50μs,然后让这个冲击电压来模拟瞬间过电压和大气过电压。对于额定冲击电压的确定应该根据低压成套开关设备使用环境以及使用额定电压来确定。额定冲击电压的确定还和设备的使用海拔有一定的关系,根据主要原因确定额定冲击电压以后还要对额定冲击电压进行修正。但是现在电压成套开关设备对某些测试条件没有明文规定,但是在进行验证的时候又不得不考虑这些因素对设备的影响,所以只能对设备设置一个平均范围,然后在实验的过程中如果超出平均范围再对其进行修正,在进行修正的时候有固定的修正公式,必须参考修正公式进行修正。

(2)替代冲击电压的的介电实验。对绝缘设备进行检验的时候不光有额定电压冲击中一种办法,还有直流或者交流电对低压成套开关进行实验的方法。采用这种方法时,检验的标准比额定电压冲击的标准更为严格,所以在进行此项实验的时候需要向厂商征求测试意见,只有厂商同意以后才能测试。在进行交流实验的的时候,持续通交流电三个周波。在进行直流实验的时候,在正负极各施加三次电压,每次施加电压的时间持续10ms。

3 我国低压成套开关设备配合存在问题

(1)产品格局不合理。我国目前低压成套开关设备产品格局非常不合理,低压成套开关应该多层次,多品种。但是在实际生活中,低压成套开关产品使用环境单一。

(2)企业独立开发能力欠缺。生产低压成套开关的厂家有很多,但是以小厂家为主。这些小厂家经济能力薄弱,自主研发能力比较低。基本都是通过仿冒他家技术或者购买其他技术进行产品生产。

(3)产品质量问题明显。虽然现在制造行业相当发达,但是在低压成套开关设备加工行业技术还是比较缺乏,虽然有少量厂家引进国外先进技术,但是国内大部分厂家还是使用老技术,导致生产出来的产品存在很多质量问题。

4 结束语

低压成套开关设备的好坏与绝缘配合问题有着直接的联系。绝缘配合问题处理的好,那么低压成套开关设备在使用的时候才能得到保证。在对绝缘配合问题进行考虑的时候一定要考虑全面,千万不能发生漏项的现象。只有将绝缘配合问题优化好,低压成套开关设备使用的时候才能放心。我国对于低压成套开关设备绝缘配合问题处理的还是不够好,还有许多需要向发达国家学习的地方。所以要想快速解决绝缘配合这一问题,就要积极发展科学技术,虚心学习其他国家的成功经验。

摘要：因为我国大部分公共场所和居民使用的都是低压,所以低压成套开关设备在实际应用中是非常广泛的。因此低压成套开关设备绝缘配合问题就显得尤为重要。同时低压成套开关设备绝缘配合问题也对电气设备的安全性具有一定的影响。低压成套开关设备绝缘配合问题间接的反映出国家的经济发展水平高低。因此一定要重视低压成套开关设备绝缘配合问题。

关键词：低压,成套开关设备,绝缘,配合问题

参考文献

[1]童林杰.低压成套开关设备绝缘配合问题研究[J].科技资讯,2014(08):110.

[2]金丹.低压成套开关设备的绝缘配合问题[J].黑龙江纺织,2012(02):33-34-39.

成套开关设备智能化温度检测研究 第8篇

从大量案例分析和实际工作经验可知, 成套开关设备发生故障或事故的主要原因, 往往是由于开关设备内部连接部位, 如:隔离开关、断路器动静触头、电缆分支接头、母联等部位, 长时间在大负荷电流的作用下, 温升效应不断加强, 温度不断升高, 进而引起开关设备绝缘老化、操控机构磨损、过负荷、过电压等, 引起元器件接触电阻增大, 运行热量不断积累, 导致绝缘过热破坏设置绝缘、结构等出现烧损问题, 造成设备发生线间或相间短路故障, 严重时可能瞬间引起火灾。为了提高成套开关设备运行的安全可靠性, 加强开关设备易发热部位的温度监测就显得尤为重要。常规成套开关设备连接部分处发热运行工况, 主要由值班人员定期采用红外热像仪、测温仪或示温贴片等技术手段, 对开关设备的温度进行静态监测。由于开关设备工作环境是一个集电、磁、热等为一体的复杂环境, 常规人工定期监测只能测量某一时刻的温度状况, 也即只能对慢性温升故障进行监测分析, 而对于瞬时温升故障的监测在实时性、准确性等方面均很难实现, 不能实现实时动态监测, 更不能根据监测结果及时通过通信网络告警。通过案例分析结果可知, 成套开关设备的温升事故起因, 主要由于小车隔离插头不到位、动静触头有效接触面积降低、母线分支接头不牢固等引起, 进而引起设备或元件在强烈热效应下发生老化。

2 成套开关设备智能化温度检测方案

对于成套开关设备中触头、接头等部位的运行温度进行实时动态检测, 对保障成套开关设备的安全可靠运行, 乃至整个配电系统的安全稳定调控运行均具有非常重要的实践应用研究意义。智能化温度检测系统, 实在传统接触方式的温度检测手段的基础上, 结合Zig Bee网络通信技术发展起来的温度在线动态监测系统, 整个系统由安装在集控中心的上位机、Zig Bee网关、Zig Bee网络、测温点、电力开关设备等共同组成, 其逻辑组成结构如图1所示。

基于Zig Bee网络通信技术的智能化实时动态温度检测系统, 能够连续检测成套开关设备内部触头、连接点等部位的实时运行温度, 同时可以通过内部DSP数据处理单位自动分析判断触头、连接点等部位的过热程度, 一旦发现存在温度不断升高趋势或超温现象时, 检测系统就会自动发出告警信号, 提示运行人员及时查看相关部位的问题并及时处理。

3 成套开关设备智能化温度检测系统的功能单位

3.1 数字智能化温度传感器

随着传感器技术研究的进一步深入, 传统的模拟式温度传感器已逐步向集成一体的数字式温度传感器所取代。数字智能化温度传感器在测量实时性、准确性、电路结构等方面均要优于传统的模拟式温度传感器。由于直接采用数字智能化温度传感器, 优化了传统模拟式温度检测系统中电路结构, 减少了A/D模/数转换电路及必要的调理电路, 数字智能化传感器其数字式输出数字信号可以被DSP数据处理单位直接采用, 并可以根据预设功能要求对相关信号进行动态运算分析, 形成对应的调控策略, 避免了常规模拟式温度采集电路中电路设计中存在的协调优化问题。防水封装DS18B20数字温度传感器, 其在成套开关设备智能化温度检测系统中的应用, 不仅可以实现封闭式开关及隐蔽性开关接点温度的在线实时检测, 同时还可以将相关数据通过Zig Bee通信网络传输到集控中心的上位计算机中, 实现温度限制设置、实时温度数据查询、历史温度数据分析等操作、查询、分析计算功能。

3.2 Zig Bee通信网络

在传统接触式温度检测方案的基础上, 结合Zig Bee通信网络实时检测安装在成套开关设备内部易发热的测温点上, 对这些测温点的温度变化进行实时在线检测, 及时掌握开关设备的运行工况状态, 并将DS18B20温度传感器采集的温度数据经Zig Bee网关进行接受、远程传输共享和实时处理分析, 实现开关设备就地和远端温度数据的同步共享, 显示测温点部位的实时温度值。当检测系统发现采集的温度数据超过系统预先设置的限值时, 就会自动产生相应的告警信号, 通过声、光等信号, 提醒运行人员对系那个过部位进行现场查看, 及时排除可能存在的安全隐患及故障。另外, Zig Bee通信网络具有节点容量大、自动协议转换组网、自动路由、以及故障自检自愈等功能, 且其通信信号在强磁场、高电压、大热量等环境中具有较好的传播性能, 数据传输速率高、能力强、可靠性高, 能很好解决温度检测系统绝缘、抗干扰等问题, 是实现成套开关设备智能温度在线动态检测监测较为优越的通信方案。

4 结语

智能化温度检测系统在成套开关设备上的安装、调速和实施应用后, 能很好地解决成套开关设备封闭空间内触头、接头等易发热部位的温度在线动态检测难题, 实现了对开关设备温度的在线动态检测, 及时掌握开关设备易发热部位的运行工况, 正确了解温度发展趋势, 有效地避免了由于异常发热引起触头烧损或开关爆炸等恶性事故的发生, 可以有效保障成套开关设备的安全可靠运行, 乃至整个配电系统的安全稳定调控运行。

参考文献

[1]邢晓敏, 李波, 陈静.电力高压触点无线温度监测系统的研发[J].电力系统保护与控制, 2010, 38 (22) :174-178.

[2]郑义, 王小华, 许玉玉, 等.成套开关设备温度在线检测用接触式传感器的研制[J].高压电器, 2004 (1) :20-21.

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