IEC市场17.5kV(95kV BIL)开关柜和国内12kV (75kV BIL)开关柜尺寸基本一致,高端品牌是紧凑型产品,如1250A 31.5kA 600mm宽,2000A 40kA 750mm宽,3150A 40kA 900mm宽。一般品牌产品宽度则是800/1000mm。
首先解决绝缘问题,一般IEC 17.5kV 1250A 31.5kA 650mm宽开关柜,断路器150mm相间距,摇进行程200mm不变,触头盒需要特殊处理。
1)触头盒采用螺栓从板后固定的设计,增大了法兰面,扩大钢板上触头盒的安装孔;
2)增加了内爬距,使爬距大于315mm;
3)出线侧加高凸出,形成接地开关在打开时的刀与触头盒铜排间的绝缘阻挡;
4)采用亨斯曼优质环氧树脂材料,通过ASTM D2303标准的耐电痕试验,有效阻止电弧蔓延。
额定电压17.5kV触头盒的设计,见下图。
这样前部有足够的绝缘屏蔽阻挡断路器触臂根部到触头盒安装板的放电,从梅花触头沿触头盒内壁到安装板的放电路径也得到加长,接地开关动刀到触头盒出线排间的放电路径也被阻挡。采取这些措施后,95kV雷电冲击耐受电压试验顺利通过。
静触头到金属活门的距离不够,需要活门流化绝缘处理,或者活门内侧铺绝缘板阻挡,也可以采用具有内部金属薄板外部环氧树脂的层压板,即满足PM分隔类型的要求,有可以保证绝缘强度。
对于50kA开关柜,上述设计原则是一样,大电流触头盒板后部螺栓固定。50kA接地开关,具有短路关合5次的能力,满足额定电压17.5kV规定的95kV雷电冲击耐受电压的要求。17.5kV 3150/4000A 60Hz开关柜开关柜宽度1000mm,由于电流大,静触头、触臂等直径大,电场趋于均匀。摇进距离200mm。
大电流触头盒可以采用后部直接连接铜排的结构,避免触头发热连接部位密封在触头盒内部,动静触头的连接发热通过静触头传导到触头盒后端,静触头与分支母线的连接部位在空气中有利于辐射、对流散热。必要时还可以安装散热器加强散热,或通过传导型散热器先将热量通过相态转变型传导器传导到温度更低、空气流动更好的位置,再通过散热器降温。
开关柜前下门板下端设置通风孔,通风孔面积尽可能大,与柜顶部出风口高度差大,实现更大的压差推动冷空气流动,下门板通风孔处设置防内部电弧喷出快门机构,内部电弧故障发生时实现快速封堵通风孔并保持密封性,保证电弧不会喷出。3150A母排可以采用2拼10×125mm圆角铜排,相间距275mm,相间净距可以达到150mm,通过3M热缩套管绝缘,完全可以满足95kV雷电冲击耐受电压的要求。
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