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关于小型化开关柜的认识

发布日期:2024-07-31 作者:法腾电力 点击:

有人认为空气绝缘开关柜小型化是伪命题,是不科学的,因为电气间隙是需要保证的,即12kV保证125mm的空气净距是必须的,以1250A铜排80mm宽为例,开关柜的宽度至少应该大于125+80+125+80+125+80+125=740mm,所以那些650/550mm宽的开关柜都是不合理、不可靠的。

俄罗斯破冰船使用紧凑型550mm宽开关柜,极大的节省了船舶电气设备占用空间。

施耐德授权MVnex550紧凑型空气绝缘开关柜

真的是这样吗?首先国内标准125mm的定义是基于非常不均匀电场(矩形导体)、满足标准气候条件、完全裸露导体而定义的,这个不是一成不变的,同样是75kV雷电冲击耐受电压,IEC60071标准定义的空气净距是120mm。同样是冲击耐受电压95kV国际电工委员会标准IEC60071定义的最小空气净距是160mm,IEEE C57.12.00定义的则是140mm,24kV 125kV冲击耐受电压 IEC标准220mm,国内的要求仅为180mm,IEC标准170kV冲击耐压要求的最小空气净距是320mm,而国内185kV要求的最小空气净距是300mm。

虽然上述要求之间距离相差不大,但也说明这不是一个固定值或者是必须值,需要基于电场情况科学定义。

场强可以科学计算出来,通过改变导体形状,使电场均匀就可以承受更高的电压,两个平行的导体,相对面积越大,场强越低,如同电容吸收更大的电压,所以40.5kV穿墙套管需要双屏蔽,即一端屏蔽接高压,外圈屏蔽接地,两层屏蔽之间环氧树脂如同电容,实现分压提高套管的绝缘水平,这一原理电缆中也广泛使用。

同样两个球体也是一样,直径越大,空气电气间隙可以越小,冲击耐压设备的两个保护放电球间距很小就是典型应用示例。

因此不能光拿空气净距说事,而要实事求是,科学的去评判电气间隙。

空气绝缘开关柜当然不只完全靠空气绝缘,还可以依赖固体绝缘辅助,热缩套管的问题在于高温破裂,好的热缩套管在温度符合要求的情况下可以使用30年。环氧流化涂敷,环氧树脂介电强度高,同样实现分压。

缩小相间距离,通过合适的绝缘层设计,使电压降在固体绝缘层、空气绝缘层间合理分布,可以实现比125mm时的空气场强还要低的电场强度,电压强度远低于材料允许的放电电压,具有更大的安全裕度。

小型化另外一个问题就是爬距,似乎距离小了,爬距就难以实现,爬距是抵抗工频耐受电压,是开关设备长期运行时沿着绝缘表面产生的放电路径。

加大爬距就可以使爬的时间长一点,这里面有个问题,就是时间=距离/速度,我们只是加大了距离,但如果速度很大,你再加大距离又有什么用?

通过采用先进的材料,提高材料耐电痕水平,使得漏电爬不动、停滞不前,就不需要很大的爬电距离。耐电痕的性能北美NEMA标准要求300分钟,而我们有些材料仅能承受十几分钟,可见国产材料与NEMA标准材料性能要求相去甚远。

耐电痕性能需要试验验证,外观看不出来,而加大爬距是可以检查的,另外高耐电痕材料价格高,而加大爬距增加不了多少钱,这也应该是目前国网要求大爬距的原因吧。

北美标准绝缘子没有爬距,一样可以使用50年,就是基于严酷的耐电痕指标要求。

土地资源稀缺,环境持续破坏,小型化、智能化开关柜功在当代、利在千秋。

对待小型柜需要科学的认识,基于管型母线及电场均匀设计,优良的材料可以实现更大的安全裕度。

生产厂家也要有严谨的设计、精良的材料、优质的质量管控,来为节能减排贡献力量!


来源:会说电气

本文网址:http://www.shfateng.com/news/1722400744.html

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