简介：10kV配电开关柜不仅内部结构复杂，而且涉及各种设计要点。包括壳体设计、隔板设计、导体截面设计、接地设计、断路器、负荷开关及接触设计、互感器设计、配套变压器设计、隔离开关及接地开关设计、测量仪表、继电保护器及其辅助电路设计、壳体及支架防锈设计等，设计人员必须以科学严谨的态度进行上述设计，确保10kV配电开关柜的正常运行。
1.10kV高压开关柜设计要素
1.1.爬电距离
随着国家实力的增强和人民生活的改善，电力需求不断增加，电力建设要及时跟进，对系统的安全稳定性提出了更高的要求。高压开关柜的设计方案应为其与地面的绝缘距离设置安全数据。高压开关柜一般要设置支撑点，支撑点构件也要求绝缘。绝缘构件制造商一般结合相对高度和组数的具体情况，努力提高爬电间距的性能质量。为保证高压开关柜安全稳定运行，便于维护，绝缘构件通常保持固定规格。现有的10kV配电高压开关柜在设计制造上相当成熟，但制造商根据不同的生产标准，导致成品部件的绝缘等级不同。高压开关柜绝缘构件的设计应遵循统一的技术标准，严格控制产品的质量和性能。正常环境运行的高压开关柜要求达到二次环境污染标准，10kV配电高压开关柜的绝缘构件要求达到每千伏18mm以上的爬电比。同时，设计人员必须明确绝缘体的污染水平，确保爬电间距达到行业标准。
1.2.安全间距
安全间距是绝缘性能的安全间距。高压开关柜设计人员的重点应集中在安全净距离上。①开关柜内三相带电导体间距应达到行业标准，柜内金属材料设备应达到安全间距；②三相带电导体应与地面标准保持安全间距。只要做好上述两个设计内容，充放电过程中的高压线路就不易短路。在电力设施的行业标准中，如果金属构件之间的绝缘体是空气，其到地面的安全间距应大于或等于125mm，与相邻金属构件的间距应大于或等于155mm。如果电力设施安装在高原区域，则需要准确计算安全间距的具体数据。高压开关柜的设计应提前了解施工现场的大小。在满足安全间距的基础上，高压开关柜越小越好。电力设施的绝缘处理通常采用空气与绝缘材料相结合的方式。这种绝缘处理也要保证绝缘材料与金属构件之间的安全间距，因为绝缘体容易冷凝，导致其与金属构件相互放电。为有效避免这种安全风险，开关柜内还应设置防潮除湿专用设施，控制柜内小环境的湿度，防止冷凝问题。绝缘材料的主要生产材料是塑料绝缘材料，一旦使用时间过长容易老化，因此绝缘性能显著下降，必须及时维护更换，绝缘材料不适合无绝缘条件，还必须科学规划高压开关柜的实际占地面积，创造安全稳定的运行环境。
1.3.五防闭锁
供电系统应保持长期安全稳定运行，防止工作人员误操作。高压开关柜必须设计五防闭锁。5.操作是工作人员犯错误最多的问题:带负荷启闭开关，带电布置接地线，带接地线启闭开关，继电器操作错误，误入带电危险区域。高压开关柜在设计五防闭锁时，首先要保证关闭，连锁设施安装质量达标的产品，保证工作过程中安全准确的运行，防止误操作带来的安全风险。带电连锁设施通常包括机械互锁、电气连锁、钥匙盒和高压带电显示器。设计高压开关柜的注意事项是带电时不要出现上述五种错误操作行为。
2.高压开关柜结构故障及压力释放设计
全封闭开关柜通常由金属材料制成。如果柜内部件设计不当，或在不良条件下长期运行，很容易发生充放电等结构故障。故障发生后的第一个问题是人员安全，防止放电弧损坏邻近区域的工作人员。最好的处理方法是尽量不要发生这样的故障。如果开关柜内主线短路，容易发生放电问题，导致柜内温度短时间内飙升，导致标准气压异常升高。此时，如果开关柜不能保证良好的密封性，热空气会迅速扩散，对其他设施造成危害，故障事故风险会迅速扩散。近年来，金属部件的安全问题引起了高度重视。高压开关柜还应结合自身等级加强泄压，压力释放阀的设置位置应合理。压力的上升迫使压力罩迅速启动，柜内过高的工作压力很快就会释放出来，可以有效防止安全事故。
3.10kV高压柜设计组件选择
①主母线。设计10kV配电高压开关柜时，主母线的电流负载能力必须符合行业标准。设计图纸应明确标明主母线的选择依据、额定电流、规格和型号。同时，设计人员应提前与业主沟通合同计划，重点讨论主母线的上述参数，防止意见分歧。高压开关柜的设计方案应反复测试主母线的设计标准，确保设计质量达标，并在此基础上留出足够的空间；②分支母线。主母线选择确定后，下一步要明确分段柜和联络柜的设计标准。这些分支母线的选择标准一般与主母线相同，但如果遇到特殊情况，在满足额定电流负荷的前提下，两者的选择可能会有一些微小的差异。但总体原则是两者力求标准统一，插口尺寸必须一致。分支母线的选择涉及到母线额定电流的潜在变量和具体标准，以及高压开关柜中的电流互感器；③电流互感器。它的作用是对大电流进行分类，也可以转化为小电流，保证电流的随机测量精度，避免电流超限，发挥与继电保护相同的作用。电流互感器有利于保证工作人员的安全，维护电气设施发挥正常作用。即使高压损坏绝缘层，也能保证设备保持安全的低电位差，防止安全事故；④电压互感器。如果运行中的电力系统初级绕组电压过高，会造成一些不安全因素，危及人员和设备的安全。因此，为了保证二次电路电流导地的及时性，可以设置接地设施。为避免二次短路引起的变压器短路二次回路必须设置熔断丝，并在V/V，Y在/Y、一字等连接形式中选择合适的方式，变压器也要保证选择合适；⑤高压真空断路器。10kV配电高压开关柜的关键设施之一是高压真空断路器，其重要功能是：第一，确保空载启闭；第二，一旦系统接近故障瘫痪，可配合设备遏制恶化，确保系统安全；第三，防跳继电器用于相关设备，发挥防跳功能。
结论：综上所述，10kV配电开关柜在电力设施中的地位非常重要，相关部门在设计施工中应高度重视。该开关柜属于高压开关柜，内部结构和部件类型多样，非常复杂，数据计算设计标准要求高，设计人员必须严格按照设计流程和标准科学设计开关柜及其配套部件和辅助设施，确保10kV配电开关柜正常运行，降低故障率，维护变电站及其配套设施的安全稳定。
