17.5kV是IEC62271-1标准中额定电压序列1的电压等级，一般应用于标称电压13.8、15kV的电力系统，这个电压等级在南美、中东及菲律宾等地区或国家使用。国外客户来华采购17.5kV的开关柜，国内厂家都是以24kV的开关柜来销售，产品尺寸大，成本高。而国外厂家生产的17.5kV开关柜尺寸和12kV的一致，尺寸小，绝缘水平等却能满足雷达冲击耐受电压95kV的要求。
ABB、西门子、施耐德等跨国公司是将IEC标准的额定电压17.5kV断路器、开关柜产品引进中国后转换为中国标准的12kV产品，因此尺寸上和国内12kV的一致，最小的如ABB的550mm宽开关柜，在欧洲南美等地区国家是额定电压17.5kV销售的。IEC标准的17.5kV断路器、开关柜的额定短时工频耐受电压是38kV，低于GB标准12kV的42kV，但额定雷电冲击耐受电压是95kV，比GB标准的12kV断路器、开关柜的额定雷电冲击耐受电压75kV高了很多，而尺寸需要保持一致则难度很大。
IEC标准规定95kV雷电冲击耐压的空气净距最小160mm;因此对于600mm宽的开关柜，相间距是150mm，无法保证净距160mm，但可以采用热缩套管等复合绝缘、环氧树脂硫化涂敷、加绝缘板等方式减小距离。采用瑞侃等公司热缩套管作为复合绝缘，净距可以大幅度减小。1250A每相采用2根50×8铜排，包覆瑞侃25kV热塑套管BPTM，相间净距可大于95mm，符合瑞侃技术规格书要求相间最小85mm的要求，铜排相对地最小净距115mm也大于要求的105mm的要求。瑞侃BPTM热缩套管对净距的要求，见表。
瑞侃BPTM热缩套管对静距的要求
瑞侃热缩套管工作温度范围最大到125度，低于该温度下长时间使用，热缩套破裂、绝缘失效风险非常低，瑞侃有加速老化试验等证明资料。通过优化设计，每相采用2根50×8铜排，60Hz 1250A电流下温升值只有60k左右，小于最大耐热温度限值，不会发生破裂问题。之所以有热缩套管开裂，绝缘失效的现象发生，是因为有些公司铜排使用偷工减料、产品质量不高，导致铜排温度过高，热塑套耐热温度又低才会发生。
采用标准12kV开关柜应用于17.5kV，绝缘薄弱点主要集中在3个位置：断路器在试验位置时静触头对活门的绝缘，断路器在工作位置时的绝缘，还有接地开关。
（1）静触头对活门的耐受电压
断路器在试验位置时静触头对活门的放电，由于活门关闭时活门板对静触头的距离只有125mm，大电流时只有115mm，95kV的雷电冲击耐受电压无法通过。由于有关IEC标准要求开关柜满足LSC 2B PM级要求，因此必须是金属活门。
采取的措施主要有：
1）环氧硫化活门可以解决耐压问题，但硫化质量是关键。由于95kV雷电冲击耐受电压，活门硫化最薄处厚度要大于1.5mm，而薄钢板很难保证硫化厚度，厚度不一，而且当出现磕碰等情况时，环氧硫化层很容易脱落，造成绝缘损害，可靠性不高；
2）绝缘板加钢板模式，即面向静触头的一侧采用SMC等绝缘板，而外侧贴一层金属板，这种活门厚度大，重量大，活门提升机构操作困难，而且绝缘板会感应电荷，缺乏可靠接地；
3）层压铝箔板活门即可满足金属活门要求，又具有良好的绝缘性能，厚度稳定，质量可靠，内部层压铝箔与活门导向板可靠接地，同时不会因磕碰造成硫化脱落。
环氧硫化涂覆活门板和层压铝箔活门板示意，见下图。
（2）断路器在工作位置时的耐压
断路器在工作位置，试验过程中发现触头盒放电。由于断路器触臂与极柱连接处无法完全绝缘，因此会通过触臂根部到触头盒安装螺栓之间放电，也有通过梅花触头沿着内伞裙表面到触头盒安装螺栓放电，找到放电路径以后，对症下药，重新设计了触头盒，同时设计触臂套一直包覆到梅花触头的中部位置，彻底阻挡放电路径。
采取的措施主要有：
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。
（3）接地开关的耐压
接地开关尺寸需要和12kV的保持一致，由于开关柜工作状态时接地开关静触头始终处于高压状态，因此对地和相间的雷电冲击耐受电压都是需要解决的，相间可以通过加装绝缘罩或绝缘隔板的形式来解决，而接地开关静触头距地130mm，不满足160mm的要求，且触头与地之间无法加装绝缘隔板。因此主要采取以下措施：
1）接地开关静触头采用Ø12圆柱形触指；
2）接地开关主轴处增加均匀电场的薄平板。
这样形成了圆柱与平板之间的均匀电场，也从根本上解决了原接地开关不能通过95kV雷电冲击耐受电压的问题。额定电压17.5kV 接地开关的绝缘优化示意，见下图。
因此采用标准12kV开关柜，不改变开关柜尺寸（宽度可以更小，如1250A/31.5kA宽度600mm，2000A/40kA宽度750mm）通过上述优化，既可以通过17.5kV绝缘试验，顺利应用于海外项目。
来源：会说电气
