开关柜电气设计

如果你是搞开关柜设计的，目前的当务之急应是多看元器件样本，要了解元器件的外形尺寸、技术性能、安装方式等，要学习国家、行业标准，知道不同电压等级下的带电距离、绝缘方

式、防护等级和连锁要求等，标准必看GB3906和GB7251，书可看《成套电气开关设备设

计》（上、下）。二次原理图可参考公司生产过的产品图纸和断路器厂家的原理图，对你来说

可看《怎样看懂二次电气原理图》（书和图纸可以在你们资料室借），电气图纸由设计单位设

计，你设计的或改动的一定要请设计单位签字盖章，因你们没有资质。你的作用是将设计要

求变为产品，要满足尺寸、功能、温升和技术性能要求。

成套开关设备实用技术

35KV及10KV高压开关柜设计的几点体会

中国论文下载中心 2010年01月28日 【转载】 责任编辑：电气通

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目前电力装机的快速增长，推动了高压开关市场的快速扩容，尤其是35KV，l0kV中压开关柜在电力系统中的应用是极其广泛。所以本文作者重点针对中压开关柜的设计方面写出自己的几点经验，写出拙见,仅供同行参考,并请指正。

几点经验

①关于柜体的结构要求。所有开关柜的壳体必须是金属外壳，并具有一定的机械强度，柜体内的断路器室，母线室，电缆室的上方均设有压力释放通道，二次线的敷设美观并便于检查。开关柜内所有一次电器元件的安装梁必须是金属的且应可靠接地。

②关于防护等级的要求。10KV ,35KV高压开关柜属于高压带电设备，为了防止人体接近高压开关柜的高压带电部分和触及运动部分，在设计开关柜时，我们必须考虑柜体防护等级的要求，对于10KV固定式开关柜如GG-1A-10，XGN2-10,必须满足防护等级IP3X的要求，移开式JYN和KYN系列如JYN2-10,KYN1-10,KYN11-10,KYN28-10等必须满足防护等级IP4X的要求,对于35KV固定式开关柜如XGN17-40.5等必须满足防护等级IP3X的要求，移开式柜如 GBC-40.5,JYN-40.5必须满足防护等级

IP3X的要求, 移开式KYN系列开关柜如KYN10-40.5,KYN61-40.5必须满足防护等级IP4X的要求。

当然开关柜设计时，我们可以追求更高的防护等级，但存在的问题是随着防护等级的提高，生产成本相应提高，散热条件变差，所以不能一味追求高的防护等级，一般以IP3X和IP4X为宜即可。

③绝缘距离。由于10Kv ,35KV开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相间及相对地之间必须保证一定的绝缘距离，否则会引起短路，对整个电力系统造成危害。故我们在设计开关柜必须满足一下绝缘距离的要求：如单纯以空气作为绝缘介质且海拔高度在1000m时，对于10kV相对地，及相与相之间满足大于等于125MM,35kV相对地，及相与相之间满足大于等于300MM，但若海拔高度超过1000m时，应按GB3906的要求对绝缘距离给予修正。但有时受配电室地方的限制，我们所制作开关柜的外形尺寸往往不能满足绝缘距离的要求，所以可以采取以下几种方法来解决绝缘问题：

第一，在金属封闭高压开关柜中，采用非金属的绝缘隔板，以此来加强相间或相对地绝缘，达到缩小对绝缘距离的要求。但必须注意10kv时带电裸导体与该绝缘板间应保持不小于30mm，在40.5kv时带电裸导体与该绝缘板间应保持不小于60mm。该方法的缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。

第二，使用热缩套管把高压带电导体整个热缩起来，实践中10KV要确保绝缘距离不小于

100mm,35kV要确保绝缘距离不小于200mm。缺点是热缩套管同样存在绝缘老化的问题。随时间推移绝缘强度会降低。

综上所述，在设计许可的情况下，尽可能地使用空气绝缘来满足绝缘的要求。

④爬电距离.电力系统是供电部门的核心系统，不能有丝毫的马虎，用户往往追求高可靠性，在爬电距离方面对我们制造厂家提出了十分严格的要求，实践中我们要符合以下条件：高压开关柜中各组件及其支持绝缘件(纯瓷及有机绝缘件)的外绝缘爬电比距 (高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比) 在Ⅱ级污秽对于纯瓷绝缘为18mm/kV，对于有机绝缘为20mm/kV。为了满足以上要求我们所采取的措施是，要求配套厂家增大增加绝缘子的伞群，另外在开关柜使用环境较潮湿的场所，为了防

止发生凝露，在开关柜中的电缆室，断路器室加入带温控装置的加热器。

⑤五防联锁功能。开关柜能否可靠安全的运行，五防联锁是十分重要的，国家标准对开关柜的五防联锁有明确的要求，所以我们在设计制造开关柜时必须遵守以下原则：高压开关柜因具备防止误拉合断路器，防止带负荷分合隔离开关，防止带地刀闸(或接地线)送电，防止带电合接地刀闸(或挂接地线)，防止误入带点间隔等五种防误措施。目前为了实现五防功能，各个厂家各种型号的开关柜，如GG—1A、XGN2、JYN、KYN柜机械联锁制作各有特色，且功能齐全。其目的都为了防止现场工作人员的误操作。

⑥温升。电力系统开关柜中，各电器元件在正常工作时均有不同程度的发热，所以国标GB3906中，对于开关柜各组件的温升做出了明确的要求，即柜内各组件的温升不得超过该组件相应标准的规定，对于可触及的外壳和盖板的温升不得超过20K.主回路的温升在额定电流和频率下应遵守GB763《交流高压电器在长期工作时的发热>>的规定。

为了达到温升的限制条件必须做好以下几点：制造上加强开关柜制造工艺(如母线搭接面上镀银，烫锡);设计上避免涡流现象的发生或采用不倒磁材料;大电流增加风冷装置。

⑦高压开关柜的接地：开关柜中各电器元件均为带电体，为了保证检修时人身的安全，所以各电器元件必须安全可靠接地。在设计制造开关柜时必须做到以下几点：沿所有开关柜的宽度方向设有专用贯通的接地母线，该接地母线因与接地网相连;开关柜中各电器元件的接地必须与专用接地母线相连。

结语

随着我国电力事业的发展，开关柜的设计永无止境，我们需要不断学习国家标准，借鉴国外大公司先进经验，为我国电力事业的发展做出贡献。

摘 要：文章探讨了35kV，l0kV高压开关柜制造设计中关于防护等级，绝缘距离、爬电距

离、五防联锁功能、温升，接地问题。

关键词：10kV 35V高压开关柜；设计；探讨

目前电力装机的快速增长，推动了高压开关市场的快速扩容，尤其是35KV，l0kV中压

开关柜在电力系统中的应用是极其广泛。所以本文作者重点针对中压开关柜的设计方面写出

自己的几点经验，写出拙见,仅供同行参考,并请指正。

1几点经验

①关于柜体的结构要求。所有开关柜的壳体必须是金属外壳，并具有一定的机械强度，柜体内的断路器室，母线室，电缆室的上方均设有压力释放通道，二次线的敷设美观并便于检查。开关柜内所有一次电器元件的安装梁必须是金属的且应可靠接地。

②关于防护等级的要求。10KV ,35KV高压开关柜属于高压带电设备，为了防止人体接近高压开关柜的高压带电部分和触及运动部分，在设计开关柜时，我们必须考虑柜体防护等级的要求，对于10KV固定式开关柜如GG-1A-10，XGN2-10,必须满足防护等级IP3X的要求，移开式JYN和KYN系列如JYN2-10,KYN1-10,KYN11-10,KYN28-10等必须满足防护等级IP4X的要求,对于35KV固定式开关柜如XGN17-40.5等必须满足防护等级IP3X的要求，移开式柜如 GBC-40.5,JYN-40.5必须满足防护等级IP3X的要求, 移开式KYN系列开关柜如KYN10-40.5,KYN61-40.5必须满足防护等级IP4X的要求。

当然开关柜设计时，我们可以追求更高的防护等级，但存在的问题是随着防护等级的提高，生产成本相应提高，散热条件变差，所以不能一味追求高的防护等级，一般以IP3X和IP4X为宜即可。

③绝缘距离。由于10Kv ,35KV开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相间及相对地之间必须保证一定的绝缘距离，否则会引起短路，对整个电力系统造成危害。故我们在设计开关柜必须满足一下绝缘距离的要求：如单纯以空气作为绝缘介质且海拔高度在1000m时，对于10kV相对地，及相与相之间满足大于等于125MM,35kV相对地，及相与相之间满足大于等于300MM，但若海拔高度超过1000m时，应按GB3906的要求对绝缘距离给予修正。但有时受配电室地方的限制，我们所制作开关柜的外形尺寸往往不能满足绝缘距离的要求，所以可以采取以下几种方法来解决绝缘问题：

第一，在金属封闭高压开关柜中，采用非金属的绝缘隔板，以此来加强相间或相对地绝缘，达到缩小对绝缘距离的要求。但必须注意10kv时带电裸导体与该绝缘板间应保持不小于30mm，在40.5kv时带电裸导体与该绝缘板间应保持不小于60mm。该方法的缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。

第二，使用热缩套管把高压带电导体整个热缩起来，实践中10KV要确保绝缘距离不小于100mm,35kV要确保绝缘距离不小于200mm。缺点是热缩套管同样存在绝缘老化的问题。随时间推移绝缘强度会降低。

综上所述，在设计许可的情况下，尽可能地使用空气绝缘来满足绝缘的要求。

④爬电距离.电力系统是供电部门的核心系统，不能有丝毫的马虎，用户往往追求高可靠性，在爬电距离方面对我们制造厂家提出了十分严格的要求，实践中我们要符合以下条件：高压开关柜中各组件及其支持绝缘件(纯瓷及有机绝缘件)的外绝缘爬电比距 (高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比) 在Ⅱ级污秽对于纯瓷绝缘为18mm/kV，对于有机绝缘为20mm/kV。为了满足以上要求我们所采取的措施是，要求配套厂家增大增加绝缘子的伞群，另外在开关柜使用环境较潮湿的场所，为了防止发生凝露，在开关柜中的电缆室，断路器室加入带温控装置的加热器。

⑤五防联锁功能。开关柜能否可靠安全的运行，五防联锁是十分重要的，国家标准对开关柜的五防联锁有明确的要求，所以我们在设计制造开关柜时必须遵守以下原则：高压开关柜因具备防止误拉合断路器，防止带负荷分合隔离开关，防止带地刀闸（或接地线）送电，防止带电合接地刀闸（或挂接地线），防止误入带点间隔等五种防误措施。目前为了实现五防功能，各个厂家各种型号的开关柜，如GG—1A、XGN2、JYN、KYN柜机械联锁制作各有特色，且功能齐全。其目的都为了防止现场工作人员的误操作，

⑥温升。电力系统开关柜中，各电器元件在正常工作时均有不同程度的发热，所以国标GB3906中，对于开关柜各组件的温升做出了明确的要求，即柜内各组件的温升不得超过该

组件相应标准的规定，对于可触及的外壳和盖板的温升不得超过20K.主回路的温升在额定电流和频率下应遵守GB763《交流高压电器在长期工作时的发热>>的规定。

为了达到温升的限制条件必须做好以下几点：制造上加强开关柜制造工艺（如母线搭接面上镀银，烫锡）；设计上避免涡流现象的发生或采用不倒磁材料；大电流增加风冷装置。 ⑦高压开关柜的接地：开关柜中各电器元件均为带电体，为了保证检修时人身的安全，所以各电器元件必须安全可靠接地。在设计制造开关柜时必须做到以下几点：沿所有开关柜的宽度方向设有专用贯通的接地母线，该接地母线因与接地网相连；开关柜中各电器元件的接地必须与专用接地母线相连。

4结语

随着我国电力事业的发展，开关柜的设计永无止境，我们需要不断学习国家标准，借鉴国外大公司先进经验，为我国电力事业的发展做出贡献。

参考文献

[1]输变电常用标准汇编.高压开关卷[M].中国标准出版社,2001