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摘要:对于10kV高压室内设备交接试验而言,高压开关柜的交接试验是一项关键的实验过程。本文结合10kV高压开关柜交接试验，对交接试验所出现的问题展开深入的研究，并提出对应的防范对策，以避免不必要的事故发生。
关键词:10kV高压开关柜；交接试验；防范原理；泄压
中图分类号：O521文献标识码： A 文章编号：
高压开关柜是电力系统中十分重要的设备环节之一，主要的作用是对发电、分电、送电等过程进行控制、通断和保障，虽然其内部故障事故很少发生，但是一旦发生将会造成很大的影响，为了确保电能的供应和电力设备运行人员的安全，我们要进行10kV高压开关柜交接试验，并对所出现的问题展开深入的分析，提出对应的防范对策。
1高压开关柜内部燃弧故障防范原理
如图1所示，在封闭式高压开关柜中，一般在结构上均要考虑故障时高温高压气体的压力释放问题。在断路器手车室、母线室和电缆室的上方均需设有泄压顶板。
图1高压开关柜泄压防爆结构
通常情况下，高压开关柜泄压顶板设计成图2所示的结构。高压开关柜泄压顶板由金属板沿四周折弯而成，并在A、B处留有缺口。一端用金属螺钉固定，另一端用尼龙螺钉固定。
当断路器、母线室或电缆室发生内部故障电弧时，伴随电弧的出现，开关柜内部气压升高，装设在门上的特殊密封圈把柜前面封闭起来，顶部的泄压金属顶板在内部气压的作用下，安装泄压金属顶板上的尼龙螺钉被拉断或被剪开，泄压金属顶板沿AB弯曲变形，形成较大的开口，释放压力和排泄气体，以确保操作人员和开关柜的安全。泄压后顶板也将报废。
在实际运行中，由于金属顶板体积较大，其抗弯应力较大，对故障高温气体压力要求较大，当故障压力较小时不能及时排除，易造成故障压力的积压，难以满足较小故障压力的完全释放，安全性能不能完全体现。
封闭式高压开关柜安全泄压通道的事故，大多发生于开关柜的安全泄压通道存在缺陷，安全泄压装置不畅，高温气流由高压柜正面释放，造成操作人员的严重烧伤。封闭式开关柜故障气体压力释放不畅是造成事故扩大的重要原因。
2高压开关柜泄压顶板改进结构
如图2所示，设高压开关柜内部故障时所产生的压力为P，金属板的抗弯应力为M，两颗尼龙螺钉抗拉或抗剪应力为F，则使泄压顶板动作的压力为：
（1）
式中：S为金属顶板的有效面积，L为尼龙螺钉到折弯线的长度，W为金属顶板的宽度，H为金属顶板的厚度。
图2高压开关柜泄压顶板
由式(1)可知，P的取值与金属板的抗弯应力M成正比，与金属板沿AB的横截面积成正比。当的值较大时，使泄压顶板动作的压力也就较大。采用如图3所示带铰接的泄压顶板结构，可有效减小使泄压顶板动作的压力。此时，使泄压顶板动作的压力为：
图3带铰接的泄压顶板
式中：L为为尼龙螺钉到铰接点的距离，W为金属顶板的宽度，F为尼龙螺钉的最大抗拉或抗剪应力。
比较式（1）和式（2），带铰接的泄压顶板，其动作的最小压力与金属板的强度无关，且动作的压力小于不带铰接的动作的压力。
在内部故障压力的作用下，带铰接的泄压顶板动作后，很容易达到完全打开的状态，使内部故障压力释放更通畅，安全性更好。而且泄压顶板动结构不会受到破坏，更换尼龙螺钉即可重复使用。
3泄压防爆动作校验
在10kV高压开关柜中，根据3个隔室的结构安排，断路器泄压顶板的最小尺寸为L=700mm，W=200mm；断路器隔室前门用2.5mm钢板冲压而成，其结构及尺寸如图4所示。
3.1泄压顶板动作压力
如图3所示，尼龙螺钉为M2，材料为尼龙66，两颗尼龙螺钉能承受的拉力F为521.24N，由式(2)得：
3.2玻璃窗的承压能力
玻璃窗采用2块5mm的钢化玻璃中间一层防爆网叠装而成。其承压能力为：
图4断路器隔室前门结构
3.3门构件抗剪能力
根据构件的结构，其抗剪能力最弱点在6个固定螺栓处。设故障时所产生的气压为P，则构件抗剪能力为：
3.4門构件抗弯能力
如图4所示，门构件弯曲形变的中性轴X在竖直方向的坐标
门构件对中性轴的惯性矩
门构件抗弯能力
综上分析，门构件的承压能力为0.027N/mm2，大于泄压顶板动作压力0.007N/mm2，泄压顶板能可靠动作，能起到可靠的防爆作用。
4结论
综上所述，由于高压开关柜是多个电气设备的组合，其内部涉及电、磁、温度等多种物理现象，故障的表现形式和产生机理千差万别，因此，应该采用多种方法结合来进行故障诊断。我们不仅要运用泄压的方法来防范故障，还要学习先进的方法，更好地分析高压开关柜交接的问题和进行有关的对策研究。
参考文献
[1] 潘邦浩.10kV高压开关柜交接试验分析[J].科技资讯.2010年第13期
[2] 莫银强.高压开关柜事故原因分析与预防措施探讨[J].城市建设理论研究.2011年第19期
关键词:10kV高压开关柜；交接试验；防范原理；泄压
中图分类号：O521文献标识码： A 文章编号：
高压开关柜是电力系统中十分重要的设备环节之一，主要的作用是对发电、分电、送电等过程进行控制、通断和保障，虽然其内部故障事故很少发生，但是一旦发生将会造成很大的影响，为了确保电能的供应和电力设备运行人员的安全，我们要进行10kV高压开关柜交接试验，并对所出现的问题展开深入的分析，提出对应的防范对策。
1高压开关柜内部燃弧故障防范原理
如图1所示，在封闭式高压开关柜中，一般在结构上均要考虑故障时高温高压气体的压力释放问题。在断路器手车室、母线室和电缆室的上方均需设有泄压顶板。
图1高压开关柜泄压防爆结构
通常情况下，高压开关柜泄压顶板设计成图2所示的结构。高压开关柜泄压顶板由金属板沿四周折弯而成，并在A、B处留有缺口。一端用金属螺钉固定，另一端用尼龙螺钉固定。
当断路器、母线室或电缆室发生内部故障电弧时，伴随电弧的出现，开关柜内部气压升高，装设在门上的特殊密封圈把柜前面封闭起来，顶部的泄压金属顶板在内部气压的作用下，安装泄压金属顶板上的尼龙螺钉被拉断或被剪开，泄压金属顶板沿AB弯曲变形，形成较大的开口，释放压力和排泄气体，以确保操作人员和开关柜的安全。泄压后顶板也将报废。
在实际运行中，由于金属顶板体积较大，其抗弯应力较大，对故障高温气体压力要求较大，当故障压力较小时不能及时排除，易造成故障压力的积压，难以满足较小故障压力的完全释放，安全性能不能完全体现。
封闭式高压开关柜安全泄压通道的事故，大多发生于开关柜的安全泄压通道存在缺陷，安全泄压装置不畅，高温气流由高压柜正面释放，造成操作人员的严重烧伤。封闭式开关柜故障气体压力释放不畅是造成事故扩大的重要原因。
2高压开关柜泄压顶板改进结构
如图2所示，设高压开关柜内部故障时所产生的压力为P，金属板的抗弯应力为M，两颗尼龙螺钉抗拉或抗剪应力为F，则使泄压顶板动作的压力为：
（1）
式中：S为金属顶板的有效面积，L为尼龙螺钉到折弯线的长度，W为金属顶板的宽度，H为金属顶板的厚度。
图2高压开关柜泄压顶板
由式(1)可知，P的取值与金属板的抗弯应力M成正比，与金属板沿AB的横截面积成正比。当的值较大时，使泄压顶板动作的压力也就较大。采用如图3所示带铰接的泄压顶板结构，可有效减小使泄压顶板动作的压力。此时，使泄压顶板动作的压力为：
图3带铰接的泄压顶板
式中：L为为尼龙螺钉到铰接点的距离，W为金属顶板的宽度，F为尼龙螺钉的最大抗拉或抗剪应力。
比较式（1）和式（2），带铰接的泄压顶板，其动作的最小压力与金属板的强度无关，且动作的压力小于不带铰接的动作的压力。
在内部故障压力的作用下，带铰接的泄压顶板动作后，很容易达到完全打开的状态，使内部故障压力释放更通畅，安全性更好。而且泄压顶板动结构不会受到破坏，更换尼龙螺钉即可重复使用。
3泄压防爆动作校验
在10kV高压开关柜中，根据3个隔室的结构安排，断路器泄压顶板的最小尺寸为L=700mm，W=200mm；断路器隔室前门用2.5mm钢板冲压而成，其结构及尺寸如图4所示。
3.1泄压顶板动作压力
如图3所示，尼龙螺钉为M2，材料为尼龙66，两颗尼龙螺钉能承受的拉力F为521.24N，由式(2)得：
3.2玻璃窗的承压能力
玻璃窗采用2块5mm的钢化玻璃中间一层防爆网叠装而成。其承压能力为：
图4断路器隔室前门结构
3.3门构件抗剪能力
根据构件的结构，其抗剪能力最弱点在6个固定螺栓处。设故障时所产生的气压为P，则构件抗剪能力为：
3.4門构件抗弯能力
如图4所示，门构件弯曲形变的中性轴X在竖直方向的坐标
门构件对中性轴的惯性矩
门构件抗弯能力
综上分析，门构件的承压能力为0.027N/mm2，大于泄压顶板动作压力0.007N/mm2，泄压顶板能可靠动作，能起到可靠的防爆作用。
4结论
综上所述，由于高压开关柜是多个电气设备的组合，其内部涉及电、磁、温度等多种物理现象，故障的表现形式和产生机理千差万别，因此，应该采用多种方法结合来进行故障诊断。我们不仅要运用泄压的方法来防范故障，还要学习先进的方法，更好地分析高压开关柜交接的问题和进行有关的对策研究。
参考文献
[1] 潘邦浩.10kV高压开关柜交接试验分析[J].科技资讯.2010年第13期
[2] 莫银强.高压开关柜事故原因分析与预防措施探讨[J].城市建设理论研究.2011年第19期