國(guó)內(nèi)中壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的發(fā)展研究

1、國(guó)內(nèi)中壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的發(fā)展研究(固定柜、手車柜簡(jiǎn)介)1 親身體驗(yàn)中置柜面臨的問(wèn)題從我在福州先行機(jī)柜到福州億力電器，均大量工程設(shè)計(jì)KYN28、KYN44中置柜，大量使用于福州各變電站，作為中壓配電的主力柜型。曾經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)的KYN28A、KYN28C、KYN44、KYN96等中置柜，原理幾乎相同。但是隨著真空開(kāi)關(guān)少維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)被廣泛接受，過(guò)去針對(duì)少油斷路器而設(shè)計(jì)的手車柜可能十幾年后逐步退出這一領(lǐng)域，而用固定柜取而代之。由于手車式大電流柜安全性低，主要存在的大問(wèn)題： 緣事故(約占所有事故的14.3%,開(kāi)關(guān)柜及斷路器占其中73.2%)。主要是柜內(nèi)放電、CT閃絡(luò)和相間閃絡(luò)。斷路器與開(kāi)關(guān)柜不匹配，絕緣尺寸不夠

2、，柜內(nèi)隔板吸潮，爬距不足，老舊開(kāi)關(guān)改造不徹底，未進(jìn)行加強(qiáng)絕緣措施等原因造成。載流故障（約占所有事故的2.3%,開(kāi)關(guān)柜占其中77.8%）。主要集中在1240.5kV中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備上，觸頭過(guò)熱，引線過(guò)熱，常擴(kuò)大為絕緣事故。主要是由于插頭接觸不良、插頭偏心等原因?qū)е逻^(guò)熱，以致起弧燒壞設(shè)備。記得上次我設(shè)計(jì)的福清溪頭變電站，因?yàn)槭羌几捻?xiàng)目，進(jìn)線柜的柜深要求在1700mm以內(nèi)。投入運(yùn)行以后，出現(xiàn)不明振動(dòng)聲音，難以查明原因。試探性地將零件更換成弱磁不銹鋼板制作，有效果但并未消除。后來(lái)才發(fā)現(xiàn)工程安裝公司在安裝柜頂母線橋時(shí)，沒(méi)有鎖緊母線橋封板，出現(xiàn)加劇柜體振動(dòng)聲音，工程安裝公司返工后才把問(wèn)題解決（這個(gè)項(xiàng)目處理原委

3、博客內(nèi)另外單獨(dú)描述）。但這件事情引起福州局的關(guān)注，后來(lái)福建省電力有限公司出了個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，閩電生產(chǎn)2008480 號(hào) 福建省電力有限公司戶內(nèi)交流金屬封閉高壓開(kāi)關(guān)柜訂貨技術(shù)規(guī)范。提出以下要求：“4.2 隔板 隔板防護(hù)等級(jí)與外殼相同。當(dāng)電流大于（或等于）2000A 時(shí)，開(kāi)關(guān)柜左右后側(cè)板、中隔板、母線室后封板、背柜左右側(cè)板及頂板、上下觸頭中間隔板、電流互感器的安裝隔板必須采用無(wú)磁性，推薦使用低碳的304鋼；”如此大量使用低碳的304鋼，實(shí)屬無(wú)奈之舉。出現(xiàn)問(wèn)題，我們不敢肯定地說(shuō)：“中置柜沒(méi)問(wèn)題”。出現(xiàn)上述情況的原因固然是多方面的，但是有個(gè)原因是國(guó)內(nèi)、外沒(méi)有開(kāi)發(fā)出比較理想的固定柜，也就沒(méi)有創(chuàng)造出替代手車柜的先

4、決條件。當(dāng)然我們不敢說(shuō)有了固定柜就不會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題，但是會(huì)減少一些問(wèn)題。這篇文章的目的不是推薦那種產(chǎn)品，我只是從技術(shù)角度看待技術(shù)問(wèn)題，甚至我個(gè)人認(rèn)為中置柜在未來(lái)十年內(nèi)仍將是中壓開(kāi)關(guān)柜的主流。2 我們對(duì)固定柜的要求中壓開(kāi)關(guān)柜燒毀事故已呈上升的趨勢(shì),這又不得不引起我們的極大關(guān)注！這些問(wèn)題國(guó)內(nèi)、外有識(shí)之士并不是沒(méi)有重視，這在GB3906-20063.6kV40.5kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中就已充分體現(xiàn)。首先在附錄F中F.1條 “與GB3906-1991相比，分類的變化”中明確指出：前版標(biāo)準(zhǔn)主要圍繞可抽出式的空氣絕緣外殼而編寫(xiě)的?，F(xiàn)在的趨勢(shì)朝著固定式和GIS方向發(fā)展，需要本標(biāo)準(zhǔn)代表這些設(shè)備。

5、其次在8.2條“設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)選擇”中又次明確：固定式的總裝，尤其是采用了少維護(hù)元件的總裝可以提供終生低投入高收益的布置。理想的固定柜的標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有一個(gè)共同的認(rèn)識(shí)。本人鄭遠(yuǎn)林根據(jù)多年的設(shè)計(jì)實(shí)踐和其他同行朋友意見(jiàn)提出以下幾點(diǎn)意見(jiàn)以供參考：在630A4000A范圍內(nèi)體積不應(yīng)大于現(xiàn)有的各種柜型，否則小型化的趨勢(shì)沒(méi)有體現(xiàn)；各項(xiàng)指標(biāo)不低于現(xiàn)有的各種柜型甚至更高，這是沒(méi)有任何折扣的要求；操作要方便、省力，這是一個(gè)共性的要求；必要時(shí)檢修要方便，否則就不具備代替手車柜的條件；外觀的美觀程度不能低于現(xiàn)有的各種柜型，這是現(xiàn)代人們的第一感覺(jué)，不容忽視；以空氣做相間、和相對(duì)地絕緣，這是消除絕緣事故的最實(shí)用的方法；斷口可視、

6、可測(cè)（溫升），方便維護(hù)，這是預(yù)防事故發(fā)生的有效措施；3150A以下最好不用強(qiáng)迫風(fēng)冷，這是替代手車柜的最有利因素；造價(jià)不高于現(xiàn)有的各種柜型，甚至在現(xiàn)有銅價(jià)的基礎(chǔ)上，能節(jié)省20005000元更好。沒(méi)有這一條以上的所有條件都有可能被削弱其意義。成套開(kāi)關(guān)設(shè)備作為一項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)一次這么大的飛躍確實(shí)困難，而且受到以下因素的影響使得固定柜沒(méi)有形成市場(chǎng)的主導(dǎo)： 在沒(méi)有確定真空開(kāi)關(guān)真正達(dá)到免維護(hù)的前提下還有必要使用可移開(kāi)式結(jié)構(gòu)； 任何人都有慣性思維，當(dāng)用真空開(kāi)關(guān)取代少油開(kāi)關(guān)時(shí)人們只是相應(yīng)地把手車變小成為今天的中置式，容易被接受。3 固定柜的研發(fā)狀態(tài)現(xiàn)階段的固定柜，包括下面我介紹的全部固定柜，我認(rèn)為都沒(méi)達(dá)到一個(gè)

7、理想的水平。但卻為后來(lái)者提供了很多可借鑒的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)把相對(duì)比較成熟的產(chǎn)品拿來(lái)進(jìn)行比較、分析，并不是要否定那一型號(hào)的產(chǎn)品，更不是詆毀某個(gè)制造廠，而是放在一個(gè)公正的平臺(tái)上進(jìn)行客觀的分析，討論出一個(gè)正確的發(fā)展方向。由于作者的水平有限，對(duì)產(chǎn)品了解的深度有限，文中所述的觀點(diǎn)與客觀事實(shí)難免有些差異，還請(qǐng)大家批評(píng)指正。(1) XGN2-12箱型固定式金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備這是伴隨ZN28-12型真空斷路器替代少油式斷路器而相應(yīng)開(kāi)發(fā)的替代GG1A型固定柜的產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)理念還是GG1A的原形，目前市場(chǎng)用量很多。雖然有些廠家進(jìn)行了很大的改進(jìn)，但根本問(wèn)題沒(méi)有解決。主要問(wèn)題如下：體積由1200WX1200DX3200H變成1

8、100WX1200DX2650H,占地面積沒(méi)有多大變化,安裝、運(yùn)輸同樣也很困難； 隔室間防護(hù)等級(jí)最高只能到IP20（受旋轉(zhuǎn)隔離限制），外觀不夠理想； 隔離開(kāi)關(guān)操作力太大，聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的應(yīng)變性差； 不論分體式還是聯(lián)體式斷路器，拆、裝都有一定困難； 雖也有敷鋁鋅板柜體，但大多數(shù)還是冷軋板焊接后表面噴涂處理，預(yù)制、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸都是困難，非常不適合規(guī)?；魉鳂I(yè)； 不論材料消耗還是工時(shí)成本都不夠經(jīng)濟(jì)，銅價(jià)上漲后這一問(wèn)題更加突出。1250A額定電流柜的分支母線用銅量達(dá)5500元之多； 配一體式斷路器時(shí)參數(shù)檢測(cè)困難，配分體式斷路器時(shí)因傳動(dòng)環(huán)節(jié)過(guò)多速度很難提高，直接影響短路電流開(kāi)斷能力； 隔離開(kāi)關(guān)因是雙斷口，扭距

9、大，經(jīng)常造成瓷套扭斷的事故發(fā)生，發(fā)熱量也很大。大電流時(shí)此問(wèn)題更加突出； 不能靠墻安裝，有局限性。電纜室排氣通道沒(méi)有考慮好，柜后(R)的通道不能保證人身安全。 (2) ZKS5-12箱型固定式金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備隔離開(kāi)關(guān)仍然使用GN30-12型和GN19-12型，大電流時(shí)操作力大，聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的應(yīng)變性差，程序鎖在使用中比較煩瑣； 斷路器拆、裝非常困難，參數(shù)檢測(cè)也很困難；隔室間防護(hù)等級(jí)最高只能IP20（受旋轉(zhuǎn)隔離限制）； 不論材料消耗還是工時(shí)成本都不夠經(jīng)濟(jì)，銅價(jià)上漲后問(wèn)題更加突出；表面上看體積較小，但其柜后要留出1m以上的維修空間，占用面積很大，更談不到靠墻安裝，局限性過(guò)大； 大電流時(shí)柜體加大很多，小電流

10、饋線柜也要加深否則無(wú)法并柜。工廠內(nèi)裝配都將困難；電纜室只能向后排氣，柜后作巡視通道就無(wú)法保證人身安全，更談不上IAC級(jí)了。電纜室與斷路器室公用一個(gè)門(mén), 電纜有電不能進(jìn)入斷路器室，運(yùn)行連續(xù)性只能達(dá)到LSC2A級(jí)；母線立放，峰值耐受電流很難保證。 (3) KYN97-12型鎧裝移開(kāi)式金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備此柜為參考阿爾斯通(GEC Alsthom)VISAX柜的設(shè)計(jì)，其存在的問(wèn)題如下： 斷路器與兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)（斷口）設(shè)計(jì)成一體，雖然導(dǎo)電回路只有1200mm左右,但因?qū)w太短，沒(méi)有散熱面積，熱源又過(guò)于集中，溫升就很難降低。此柜型只能作到2500A而且還要加風(fēng)冷，這就不能形成全范圍的系列化； 隔離斷口運(yùn)行時(shí)不

11、可見(jiàn)、不可視，安全性不夠； 隔離斷口一但熔焊，前、后方向都無(wú)法維修、更換，只能把相鄰一側(cè)的柜子全部移開(kāi)才能檢修。這一問(wèn)題在西安某公司開(kāi)發(fā)初期就已被同行提出，隱患較大； 雖然主回路縮短一些，但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)不但沒(méi)降低還比常規(guī)產(chǎn)品高很多； 具有短路關(guān)合能力的快速接地開(kāi)關(guān)還沒(méi)見(jiàn)設(shè)計(jì)出來(lái)； 外形尺寸：650(800)W1410D2150H，優(yōu)勢(shì)不夠明顯(800為2500A)。此型號(hào)柜已通過(guò)試驗(yàn)幾年，因上述問(wèn)題至今沒(méi)有推廣成功。(4) KYN67-12型鎧裝移開(kāi)式金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備此柜4000A額定電流的優(yōu)勢(shì)已不明顯，其優(yōu)勢(shì)是開(kāi)斷電流達(dá)63kA，即可用于大型變電站也可用于小型發(fā)電機(jī)出口。除存在其它手車柜

12、的共同的問(wèn)題外，其還存在如下問(wèn)題： 雖可以與KYN18A并柜使用，但要把KYN18柜加深，并非原配結(jié)構(gòu)； 如4000A額定電流穿過(guò)其他小額定電流柜，母線有可能使溫升超標(biāo)； 占地面積、體積都過(guò)大(1110W2150D2650H)，小型化的優(yōu)勢(shì)沒(méi)有體現(xiàn)； 材料成本過(guò)高，造價(jià)達(dá)其它同類產(chǎn)品的兩倍以上，難于推廣。 (5) 總結(jié)綜上所述，國(guó)內(nèi)、外還沒(méi)有一個(gè)產(chǎn)品能夠接近我們上述的理想條件。究其原因主要還有如下幾點(diǎn)：在現(xiàn)階段我國(guó)社會(huì)上還沒(méi)有形成各專業(yè)最強(qiáng)的力量進(jìn)行集中研發(fā)的機(jī)制，各自為戰(zhàn)。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品遠(yuǎn)遠(yuǎn)不具備替代現(xiàn)有產(chǎn)品的條件；急功近利的思想嚴(yán)重，往往以某個(gè)招標(biāo)工程為出發(fā)點(diǎn)才進(jìn)行試制?？紤]問(wèn)題不可能全面；沒(méi)

13、有深刻的認(rèn)識(shí)到固定柜進(jìn)入市場(chǎng)的最有利的切入點(diǎn)-大電流柜。實(shí)現(xiàn)大電流柜的小型化才是真正意義上的小型化。從最大電流覆蓋到最小電流，用系列化來(lái)滿足使用者最迫切的要求，只有這樣才能迅速擴(kuò)大市場(chǎng)份額，最終變成主導(dǎo)產(chǎn)品；設(shè)計(jì)理念仍停留在GG1A的年代，把現(xiàn)成的元件拼湊在一起，設(shè)計(jì)個(gè)外殼即作為一個(gè)新產(chǎn)品，從根本上講沒(méi)有新意，不能給使用者帶來(lái)耳目一新的感覺(jué)；崇洋的思想在一部分人的心中還很重，沒(méi)有用發(fā)展的眼光看待我們今天的社會(huì)。有此思想的人不論在開(kāi)關(guān)設(shè)備的制造領(lǐng)域還是在使用領(lǐng)域都大有人在，這也是制約該領(lǐng)域發(fā)展的原因之一。好在我國(guó)政府已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，提倡“自主創(chuàng)新”的精神，限制盲目進(jìn)口。由于過(guò)去國(guó)內(nèi)以仿造國(guó)外

14、產(chǎn)品為主。當(dāng)國(guó)外沒(méi)好產(chǎn)品推出時(shí)，國(guó)內(nèi)也就沒(méi)有新產(chǎn)品推出了；中置柜大范圍使用不過(guò)七、八年的時(shí)間，復(fù)合絕緣的老化也剛剛開(kāi)始。大電流柜靠強(qiáng)迫風(fēng)冷也不會(huì)馬上出問(wèn)題，大多數(shù)使用者還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這些隱患。( 郵箱： qq:5792 0217)4 研討ASC-12、KGN8-12型鎧裝固定式金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備ASC-12、KGN8-12產(chǎn)品我公司都不生產(chǎn)，所以我要澄清：我不認(rèn)為這兩種產(chǎn)品就是好的，我也不推薦使用，我只是從技術(shù)角度討論這些問(wèn)題，以便我們開(kāi)發(fā)新的固定柜時(shí)作為參考建議，少走前人走過(guò)的彎路。我最初接觸ASC-12產(chǎn)品是在福州先行機(jī)柜。ASC-12是福州東方電器與其它兩個(gè)公司合作開(kāi)發(fā)的，但并未很好推廣。2

15、005年底福州先行機(jī)柜與東方電器合作，我負(fù)責(zé)將原有設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化成工廠化圖紙，并開(kāi)發(fā)裝設(shè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的ASC-12即F-L柜(負(fù)荷開(kāi)關(guān))。元件側(cè)裝，相距統(tǒng)一，導(dǎo)電回路近似于直線。我在2006年初完成了改進(jìn)型的ASC-12的開(kāi)發(fā)，并制造了兩臺(tái)樣機(jī)，分別安裝福州東方電器的側(cè)裝斷路器、側(cè)裝負(fù)荷開(kāi)關(guān)。改進(jìn)后的ASC-12主要元件選擇更加廣泛，零件加工簡(jiǎn)易適合批量生產(chǎn)，而且裝設(shè)斷路器及裝設(shè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜體完美拼柜。 ASC-12、KGN8-12的設(shè)計(jì)方案主要有以下幾點(diǎn)：把統(tǒng)一設(shè)計(jì)的元件柔性連接后，讓導(dǎo)電回路盡量成一條直線，盡量使體積達(dá)到最小、造價(jià)達(dá)到最低。在不影響檢修的前提下，盡量把元件組合化，KGN8-12把分

16、支母線、穿墻套管、上隔離靜觸頭組合成一個(gè)“組合式穿墻套管”，并可壓接主母線，省卻了螺栓連接；把斷路器與上隔離開(kāi)關(guān)組合成一個(gè)元件，即便于裝、卸又節(jié)省空間和造價(jià)，同時(shí)設(shè)計(jì)了滾球、運(yùn)載車，從根本上打消人們對(duì)固定柜檢修不便的顧慮；穿墻套管、電流互感器和下隔離靜觸頭組合在一起，上接線端直接與斷路器的軟連接相連，下端的觸頭再與下隔離動(dòng)刀臂相接觸；把快速接地開(kāi)關(guān)與下隔離開(kāi)關(guān)組合，既節(jié)省了空間又降低了造價(jià)。ASC-12、KGN8-12具有以下優(yōu)點(diǎn): (1) ASC實(shí)現(xiàn)斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)系列化， KGN8實(shí)現(xiàn)最大電流范圍的系列化ASC-12實(shí)現(xiàn)裝設(shè)斷路器和裝設(shè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的柜體完美拼柜，應(yīng)用于環(huán)網(wǎng)具有較大優(yōu)勢(shì)。KGN

17、8實(shí)現(xiàn)最大電流范圍的系列化，在開(kāi)發(fā)初設(shè)階段全部按最大電流-4000A考慮（5000A時(shí)可風(fēng)冷）。這樣50MVA主變壓器6.3kV低壓出線（4580A）、63MVA主變壓器12kV低壓出線（3637A）都能滿足。同時(shí)滿足50MW、10kV出線的發(fā)電機(jī)組出口和125MW及以上發(fā)電機(jī)組的廠用電的要求。這樣的設(shè)計(jì)思路就避免了研發(fā)大電流時(shí)有可能推翻小電流的所有設(shè)計(jì)方案，造成人力和物力的浪費(fèi)。大電流的研發(fā)成功后就不用再懷疑小電流是否成功，只存在經(jīng)濟(jì)上是否合理的問(wèn)題。為了彌補(bǔ)這一問(wèn)題， 630A4000A共七個(gè)規(guī)格全部分別設(shè)計(jì)，用戶選用時(shí)不用“大代小”，避免浪費(fèi)。其它型號(hào)的固定柜還沒(méi)見(jiàn)到4000A以下全部系

18、列化。KYN28A中置柜雖也有5000A柜，但3150A及以上時(shí)就用強(qiáng)迫風(fēng)冷，存在的問(wèn)題以后章節(jié)將進(jìn)一步講述。 實(shí)現(xiàn)大電流、小型化；把固定柜的體積縮小到比手車柜(中置柜)甚至還小的程度，這并不難，好多固定柜也已實(shí)現(xiàn)。在4000A不裝風(fēng)機(jī)冷卻、相間又不能用復(fù)合絕緣的前提條件下就非常困難了。ASC、KGN8-12型開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)主電器元件由具有組合功能的元件相互柔性連接，省卻了所有分支母線。因所有元件側(cè)向安裝，相間距全部一樣，使得各相導(dǎo)電回路長(zhǎng)度最短(2266mm),占用的體積也最小(840(寬)X1400(深)X2450(高)。此項(xiàng)指標(biāo)高于相同用電連續(xù)性的國(guó)內(nèi)、外各種柜型。只有設(shè)計(jì)出了這種新型組合式

19、的各種元件，才能把體積減小到這個(gè)程度。導(dǎo)電回路也縮短到幾乎是直線距離，使其發(fā)熱功率很小，這才實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)大電流、小型化。KYN28A-12型中置柜其導(dǎo)電回路比較長(zhǎng)，不僅散熱條件不好，發(fā)熱功率大約也要增加24%左右。其它各種固定柜的導(dǎo)電回路就更長(zhǎng)了。 空氣絕緣、安全可靠；由于側(cè)向布置，各相回路避免了交叉，相間絕緣全部采用空氣作為絕緣介質(zhì)，這就避免了有機(jī)材料老化問(wèn)題。近些年來(lái)好多柜型為了追求小型化，大量使用有機(jī)絕緣材料。絕緣材料的制造廠家質(zhì)量又參差不齊，絕緣事故時(shí)有發(fā)生。犧牲安全性換來(lái)小型化這是非常危險(xiǎn)的做法。KYN28A及與其相似的中置柜，尤其號(hào)稱更小型化的中置柜，安全性更無(wú)保障。有機(jī)絕緣材料老化

20、是個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，很難用試驗(yàn)室的方法驗(yàn)證。在高溫、高濕地區(qū)絕緣材料老化問(wèn)題相當(dāng)突出?？諝怆m有被污染的可能，但必定是經(jīng)過(guò)歷史檢驗(yàn)相對(duì)穩(wěn)定的。所以相間絕緣全部采用空氣作為絕緣介質(zhì)，可長(zhǎng)時(shí)間耐受線電壓。不得不用的絕緣件僅用做相對(duì)地絕緣，只長(zhǎng)時(shí)間耐受相電壓。這種設(shè)計(jì)方案比較經(jīng)濟(jì)、安全。 運(yùn)行的連續(xù)性等級(jí)達(dá)到LSC2B-PM這表示母線室、電纜室同時(shí)有電的情況下斷路器室也可以進(jìn)入。除此之外，為便于對(duì)外引線，增加了端子排室(有可能還增加操動(dòng)機(jī)構(gòu)室)。隔板和活門(mén)都是金屬的，打開(kāi)的隔室中又沒(méi)有電場(chǎng)存在。ASC-12、KGN8-12型固定柜的導(dǎo)電回路近乎是一條直線，即接近了極限最短距離，也就說(shuō)明在沒(méi)有重大材料技術(shù)突破

21、之前，從理論上講在同樣的運(yùn)行連續(xù)性條件下不會(huì)再有比本柜型更經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)。 較低的發(fā)熱量，較好的散熱效果ASC-12、KGN8-12型固定柜之所以達(dá)到比較理想的溫升效果，主要原因如下：降低發(fā)熱量這是最根本的方法。導(dǎo)電回路盡量采用多根、異形的方法增加表面積，降低集膚效應(yīng)。如槽形母線、多片式隔離刀、管形導(dǎo)體等。另外由于組合式元件，觸點(diǎn)只有4個(gè)，連接點(diǎn)只有5個(gè)，接觸電阻小。KYN28A中置柜觸點(diǎn)雖只有2個(gè)，但連接點(diǎn)多達(dá)11個(gè)。XGN2-12固定柜觸點(diǎn)4個(gè)，連接點(diǎn)達(dá)10個(gè)。另外從導(dǎo)電回路總長(zhǎng)度看：ASC-12、KGN8-12只有2266mm,KYN28A為2810mm，XGN2-12為4680mm?；芈返?/p>

22、長(zhǎng)度直接影響到發(fā)熱功率以及最后的溫升。消除渦流發(fā)熱。柜體結(jié)構(gòu)件的渦流發(fā)熱直接提高柜內(nèi)溫升，同時(shí)也就提高了導(dǎo)電元件的溫升。由于ASC-12、KGN8-12型固定柜導(dǎo)電回路各相近乎平行直線，除導(dǎo)電回路穿越的金屬隔板外，相近側(cè)板的渦流也很嚴(yán)重。采用低磁導(dǎo)率的不銹鋼板基本上消除了渦流發(fā)熱，防腐效果更好。設(shè)計(jì)出合理的對(duì)流通道。ASC-12、KGN8-12柜的高壓三室(母線室、斷路器室、電纜室)為豎直排列，發(fā)熱最多的是斷路器室。柜頂部采用“山” 字形的篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通風(fēng)面積達(dá)670840mm2，又有一定的機(jī)械強(qiáng)度。隔室間的隔板開(kāi)孔后再用篩網(wǎng)封堵，既保證防護(hù)等級(jí)又可通風(fēng)。各功能隔室產(chǎn)生的熱空氣幾乎可以直線向上排

23、出，阻力小、速度高、流量大，實(shí)現(xiàn)了較好的散熱效果。局部發(fā)熱點(diǎn)的處理。觸頭發(fā)熱向來(lái)都是難題，ASC-12、KGN8-12柜采用了兩種方法：a.觸點(diǎn)上部開(kāi)通對(duì)流通道，例如周邊開(kāi)孔的管形導(dǎo)體，熱空氣直接向上排出。上隔離靜觸頭(即組合式穿墻套管)、下隔離靜觸頭(即電流互感器)的結(jié)構(gòu)即如此。b.局部發(fā)熱點(diǎn)安裝散熱器，加大散熱面積。斷路器滅弧室上下兩端即如此。采用低回路電阻的滅弧室也是成功的因素之一。其回路電阻為一般型的80%左右，而且采用完全一次封排技術(shù)，質(zhì)量的穩(wěn)定性得到可靠保障。對(duì)導(dǎo)磁零部件的處理。2000A以上時(shí)接近導(dǎo)電回路的所有導(dǎo)磁零部件渦流發(fā)熱相當(dāng)嚴(yán)重，形成熱源，嚴(yán)重影響溫升。故處理好導(dǎo)磁零部件

24、渦流發(fā)熱很關(guān)鍵。提高對(duì)流散熱系數(shù)。柜內(nèi)絕大部分的熱量是靠對(duì)流導(dǎo)出，其散熱功率如下： Pl=sF(-0)式中 Pl-熱對(duì)流散熱功率 s-對(duì)流散熱系數(shù) F-有效散熱面積 -發(fā)熱面溫度 0-周圍空氣溫度沒(méi)有涂漆的圓導(dǎo)體s=（0.951.1）10-3，而涂漆的導(dǎo)體s=（1.21.6）10-3，提高2050%的效率。KGN8-12柜內(nèi)導(dǎo)電體尤其管形導(dǎo)體的內(nèi)、外壁均涂黑漆。此方法既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。我在設(shè)計(jì)KYN28A、KYN44中置柜時(shí)，也是采取以上措施。各種手車柜(中置柜)，隔室間防護(hù)等級(jí)只要在IP20以上，就要使用封閉的觸頭盒。發(fā)熱最嚴(yán)重的觸頭位于觸頭盒內(nèi)，沒(méi)有直接對(duì)流空氣，熱量首先依靠觸臂和分支母線傳導(dǎo)

25、出去，再靠對(duì)流散到空氣中。VS1-12型斷路器(包括其它類似的斷路器) 觸臂外裹絕緣筒，熱量也無(wú)法靠對(duì)流散出，只能再傳導(dǎo)到滅弧室的上、下出線端對(duì)流散出。而滅弧室的熱量也要傳導(dǎo)到上、下出線端，兩熱源集中后溫升必然很高。上、下出線端處的對(duì)流通道面積只有絕緣筒內(nèi)截面再減去固定件斷面后的大小，熱量更無(wú)法輻射。這是手車柜事故居高不下的最主要的原因。除此以外，發(fā)熱最嚴(yán)重的觸頭位于觸頭盒內(nèi)，根本無(wú)法觀察、檢測(cè)，事故根本無(wú)法預(yù)防！觸頭發(fā)熱問(wèn)題還會(huì)帶來(lái)絕緣問(wèn)題！絕緣材料的壽命理論計(jì)算方法已有過(guò)研究，其中蒙托辛格氏（Montsinger）法則普遍被接受： T=Ae-mt 式中T-絕緣材料壽命（周） A、m-由絕緣

26、材料決定的系數(shù)，對(duì)A級(jí)絕緣材料，A=37210+4，m=0.368; t-工作溫度（C） 我們大多使用的材料為E、B級(jí)，每變化t=10C, 其壽命將減到原來(lái)的一半。這就是手車柜不但容易發(fā)生載流故障，還容易發(fā)生絕緣故障的根本原因。ASC-12、KGN8-12型固定柜的觸頭部位不但采取了上述措施，而且觸頭全部暴露，既利于散熱又便于觀察、檢測(cè)。 (6)外觀比較 由于ASC-12、KGN8-12型固定柜也采用了敷鋁鋅板，這種觀賞效果已被廣泛接受，加工方法非常通用。(7)防護(hù)等級(jí)的比較XGN2-12型固定柜的防護(hù)等級(jí)比較低這很明顯，低于GB3906-2006規(guī)定的IP30等級(jí)。(8)冷卻方式的比較大電流

27、柜使用強(qiáng)迫風(fēng)冷應(yīng)該是沒(méi)有辦法的辦法，主要原因如下： 風(fēng)機(jī)是一長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，本身就有其使用壽命，如不能帶電更換，這直接影響柜子的使用，所以我在設(shè)計(jì)KYN44或者KYN28中置柜時(shí)，將電纜室的整個(gè)前室隔成獨(dú)立隔室，安裝風(fēng)機(jī)以便更換；KYN44或者KYN28中置柜4000A大電流柜時(shí)，包括饋線柜在內(nèi)所有母線室均需加大，需要安裝3根125X10或者4根100X10的母線(4000A時(shí)矩形導(dǎo)體電流密度只有1.0A/mm2)；長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、風(fēng)道受阻都有可能使風(fēng)量降低，使溫升再次超標(biāo)；若將引風(fēng)機(jī)安裝在斷路器室的泄壓口上，內(nèi)部故障時(shí)不能泄壓，且不能更換，故不能在泄壓口上安裝風(fēng)機(jī)；風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音很大

28、，影響了運(yùn)行人員對(duì)異常聲響的判別；KGN8-12型固定柜只有5000A時(shí)使用強(qiáng)迫風(fēng)冷(4個(gè)65W軸流風(fēng)機(jī)，可不停電更換)，其余以下電流等級(jí)均為自然風(fēng)冷。由于主母線為2700mm2的槽形母線，電流密度可達(dá)2A/mm2，自然風(fēng)冷狀態(tài)下就可通過(guò)5000A，不會(huì)出現(xiàn)上面所述情況。(9)安裝的局限性GB50053-94 10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定開(kāi)關(guān)柜可以靠墻安裝，后蓋板距墻不小于50mm即可。絕大部分固定柜都不能實(shí)現(xiàn)靠墻安裝，KYN28A中置柜雖勉強(qiáng)可以，但電纜室在柜子的后下部，距前門(mén)較遠(yuǎn)，接線不便。ASC-12、KGN8-12型固定柜可在正面維護(hù)，完全可以靠墻安裝，這給改造老配電室創(chuàng)造了條件

29、，也節(jié)省了占地面積。(10)檢修的方便性比較在人們以往的印象中固定柜檢修的方便性無(wú)法與手車柜（中置柜）相比，如果仔細(xì)分析情況則不然！“出現(xiàn)故障時(shí)手車柜可以迅速更換一臺(tái)手車”，這是對(duì)出現(xiàn)簡(jiǎn)單的機(jī)械故障和二次線路故障而言可以。如果出現(xiàn)一次絕緣事故柜體本身都要受損，決不可能貿(mào)然再送電。機(jī)械故障和二次線路故障過(guò)去可能經(jīng)常發(fā)生，但隨著機(jī)械加工手段的進(jìn)步故障的幾率已經(jīng)非常小了?！胺奖愕母鼡Q一臺(tái)手車”這是使用少油斷路器時(shí)代的要求，沒(méi)有多大的現(xiàn)時(shí)意義。相反，還會(huì)帶來(lái)前文所述的負(fù)面隱患；( 郵箱： qq:5792 0217)KYN28A型中置柜所使用的VS1-12斷路器(包括其它類似的斷路器)，在工廠內(nèi)檢測(cè)行程

30、和接觸行程都很困難，在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)就更加困難了。至于更換滅弧室、調(diào)整行程和接觸行程就更難上加難了。隨著機(jī)械磨損和電氣燒損接觸行程將變小，小到一定程度后觸頭壓力不夠，直接影響斷路器的正常開(kāi)斷和關(guān)合。這些真正需要檢測(cè)到的參數(shù)不能方便的檢測(cè)到就更談不到便于檢修了；KYN28A型中置柜檢修、試驗(yàn)電流互感器時(shí)，要解除接地開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖，解除麻煩恢復(fù)更加煩瑣；其它型號(hào)的固定柜檢修不便的問(wèn)題就非常突出了，這里不必再說(shuō)了。針對(duì)上述問(wèn)題，ASC-12、KGN8-12型固定柜設(shè)計(jì)時(shí)采用如下方法：斷路器的一般檢測(cè)和更換外兩相滅弧室都可直接進(jìn)行，不必移動(dòng)。斷路器裝有滾球，更換最里側(cè)的滅弧室(只有靠墻安裝時(shí))或更換斷路器才需移到

31、柜前或移出柜外。拆開(kāi)一側(cè)接線，卸掉安裝螺釘和隔離拉桿就可移到柜前部檢修，再借助運(yùn)載車就可移出柜外并可落地；斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)位于柜前，檢修十分便捷。檢測(cè)行程和接觸行程可直接進(jìn)行，無(wú)需拆卸任何零部件；根據(jù)直觀的判別就可解除聯(lián)鎖，且可自動(dòng)恢復(fù)；只有達(dá)到這樣的條件才能從根本上削除歷史上人們對(duì)固定柜檢修不便的一貫看法！(11)聯(lián)鎖操作機(jī)構(gòu)比較受結(jié)構(gòu)的影響，固定柜的聯(lián)鎖操動(dòng)機(jī)構(gòu)向來(lái)都是難題?，F(xiàn)有的聯(lián)鎖操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要存在以下問(wèn)題：操作煩瑣，可靠性低；操作力大，尤其大電流柜問(wèn)題更加突出，不能滿足GB1985-2003的60N的要求。這還可能使操作人員分辨不出是正常操作還是在誤操作；有時(shí)不能阻擋誤操作的進(jìn)行，損壞

32、零部件，甚至發(fā)生誤操作釀成事故；聯(lián)鎖操動(dòng)機(jī)構(gòu)的適應(yīng)性差，當(dāng)聯(lián)鎖的條件發(fā)生變化時(shí)不能滿足。如電氣與機(jī)械的互鎖、長(zhǎng)距離的機(jī)械互鎖等。沒(méi)辦法時(shí)采用程序鎖，在多開(kāi)關(guān)柜的配電室就有可能造成鎖具混淆，慌亂情況下不易操作成功；KYN28A中置柜手車到達(dá)工作位的提示沒(méi)有，出現(xiàn)過(guò)不到位和過(guò)位損壞的事故。針對(duì)上述問(wèn)題，ASC-12、KGN8-12型固定柜專門(mén)設(shè)計(jì)了LCS3型聯(lián)鎖操動(dòng)機(jī)構(gòu)：操作過(guò)程中隨時(shí)可觀察被操作元件的狀況，并有指針提示，保證操作的正確性；采用阻擋式的閉鎖方法，使誤操作無(wú)法進(jìn)行一步，從根本上杜絕誤操作的發(fā)生，也不會(huì)損壞零部件；采用大變比的省力機(jī)構(gòu)，即使操作大電流回路也會(huì)很輕松，操作到位的感覺(jué)也明顯

33、，不易損壞零件；采取積木式設(shè)計(jì)，針對(duì)一次回路的方案來(lái)選配組合方案，使聯(lián)鎖操動(dòng)機(jī)構(gòu)的適應(yīng)性很強(qiáng)。如電氣與機(jī)械的互鎖、長(zhǎng)距離的機(jī)械互鎖等都很容易實(shí)現(xiàn)。根據(jù)直觀的判別就可解除聯(lián)鎖，且可自動(dòng)恢復(fù)。這在檢修、試驗(yàn)時(shí)十分重要。 (12)一次主接線方案的比較過(guò)去經(jīng)常使用的雙母線和單母線帶旁路母線的接線方式近年來(lái)已很少使用，但在有三臺(tái)及以上主變或非常重要場(chǎng)所也要使用上述接線方式。XGN2-12型、KGN7-12型的上述方案體積都過(guò)大，安裝運(yùn)輸都不便。KGN8-12型固定柜的上述方案體積分別減小到1500(W)2300(D)2800(H)、1000(W)2100(D)2450(H)。另外把KGN8-12型固定柜

34、中的組合式穿墻套管換成電流互感器，每相就可裝兩只電流互感器（最多五個(gè)線圈）。(13)KYN28A柜存在的其它問(wèn)題接地的連續(xù)性問(wèn)題沒(méi)有考慮到斷路器本體在試驗(yàn)位置以及任一中間位置時(shí)的接地連續(xù)性；我在設(shè)計(jì)KYN28A、KYN44中置柜時(shí)，設(shè)置摩擦接地，以便路器本體在試驗(yàn)位置以及任一中間位置時(shí)的接地連續(xù)性。電氣間隙和爬電距離不能完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)a.對(duì)于一些輔助手車,其手車動(dòng)觸臂對(duì)觸頭盒安裝板的距離為83mm，現(xiàn)基本都采用復(fù)合絕緣彌補(bǔ)電氣間隙不足的缺陷，是否可靠,沒(méi)有定論。b. 早期的觸頭盒內(nèi)沒(méi)有增加爬距的傘溝，捆綁觸頭至中隔板的爬電距離（折合）為158mm，遠(yuǎn)小于240mm的要求，現(xiàn)在產(chǎn)

35、品中已經(jīng)更改；c.下引母線經(jīng)觸頭盒外表面至金屬隔板的爬電距離為220mm240mm；d.在水泥廠、軋鋼廠等污染企業(yè)，灰塵較大，觸頭盒內(nèi)積累灰塵是常見(jiàn)的。由于KYN28是拿過(guò)來(lái)的ABB技術(shù)，其絕緣件爬電距離本來(lái)就滿足不了DL404的2類設(shè)計(jì)要求，加之積塵，存在絕緣方面的潛在危險(xiǎn)。(14)與充流體開(kāi)關(guān)設(shè)備(C-GIS)的比較近年來(lái)各種充氣柜逐漸使用，GB3906-2005也特意把此類歸總到“充流體類”開(kāi)關(guān)設(shè)備，也比較重視。本文特意針對(duì)此類柜存在的問(wèn)題提出一些見(jiàn)解，與同人探討： C-GIS現(xiàn)只能做到2500A，還遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)5000A以內(nèi)范圍的系列化，受結(jié)構(gòu)限制往后也很難實(shí)現(xiàn)； 空間極度狹小、高海拔、

36、重污染的地區(qū)C-GIS的優(yōu)勢(shì)比較明顯，但必定使用量少，而且好多C-GIS設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)考慮高海拔，只能用在1000m以內(nèi)，更加限制了其使用范圍； 造價(jià)一般是空氣柜的25倍，雖然導(dǎo)電回路可以縮短一些，但整體造價(jià)不會(huì)降低多少，不適合中國(guó)還是個(gè)發(fā)展中國(guó)家的國(guó)情； SF6氣體在京都議定書(shū)中是被限量排放的氣體，應(yīng)多加考慮； 12kV等級(jí)C-GIS與空氣絕緣柜相比體積占用面積相差不過(guò)20%左右，優(yōu)勢(shì)不夠明顯。40.5 kV等級(jí)C-GIS與空氣絕緣柜相比體積占用面積相差可達(dá)5060%左右，優(yōu)勢(shì)比較明顯。但其將面臨我們將要開(kāi)發(fā)的KGN-40.5型鎧裝固定柜的挑戰(zhàn)。該柜體積只有 1000W2600H2200D，空氣絕