Strukturdesign von Mittelspannungsschaltanlagen

Strukturdesign von Mittelspannungsschaltanlagen

Grundlegende Anforderungen, sollte wissen und können:

Isolationsabstand, einschließlich elektrischem Abstand und Kriechweg

Isolation ist die grundlegendste Anforderung. In inländischen Projekten beträgt der Luftabstand laut nationalen Standards größer als 125mm@12kV. Der Kriechweg > 240mm@12kV. Daher hat eine allgemeine 800mm breite Schaltanlage einen Phasenabstand von 210mm, eine 80mm breite Sammelschiene, einen Phasenabstand von 130mm und einen Abstand zum Erdpotential größer als 140mm. Der Oberflächenkriechweg von Isolationskomponenten wie Kontaktkästen, Wanddurchführungen und Isolatoren ist größer als 240mm, und die Isolatorhöhe wird in der Regel auf 145mm gewählt.

Bei ausländischen Projekten kann dies basierend auf der Isolationsmethode der Sammelschiene festgelegt werden, wie z. B. die Ruikan-Wärmeschrumpfschläuche BPTM25kV. Für 17.5kV reicht ein Phasenabstand größer als 85kV und ein Erdabstand größer als 105mm aus. Daher wird ein Phasenabstand von 150mm verwendet, und die Sammelschiene besteht aus 2 Stücken 8 × 50mm@1250A. Die 600mm breite Schaltschrank kann einen Phasenabstand von 100mm und einen Erdabstand größer als 120mm erreichen, was die Isolationsanforderungen voll erfüllt.

Die Fähigkeit, den Kurzschluss-Spitzenstrom zu ertragen, d. h. die Fähigkeit, die dynamische Stabilität zu ertragen. Die Spitzenstrom-ertragende Fähigkeit hängt von der Phasenabstand, der Phasenstützabstand und der Kontaktanlage ab. Man kann nicht einfach sagen, dass die Stützabstand kleiner als ein bestimmter Wert sein sollte. Beispielsweise wird allgemein angenommen, dass die Stützabstand ≤ 800mm@80kA sein sollte. Das ist jedoch nicht genau. Bei fehlenden dynamischen Verbindungen oder Kabelverbindungen kann die Stützabstand größer sein, während es im Gegenteil kleiner sein kann. Die Stützposition muss auf der Grundlage der Layoutberechnung vernünftig festgelegt werden.

Mechanischer Betrieb und Verriegelung, mechanische Lebensdauer. Schaltschranktüren, Instrumentenräume usw. erfüllen die Funktionsanforderungen sowie die mechanischen Festigkeitsanforderungen für das Heben, Transportieren usw. Die Lebensdauer des mechanischen Betriebs und die Zuverlässigkeit der Verriegelung sind eng mit dem Schaltschrank verbunden. Einige Betriebsstützen sind direkt an der Seitenplatte befestigt, wie beispielsweise der Kniehebelbetrieb des Erdungsschalters und die Montage der Wellenstützplatte an der Seitenplatte. Die Drehung der Betriebswelle treibt den Kniehebel an, der einer großen Kraft ausgesetzt ist. Die Seitenplatte kann jedoch keine starke Stütze bieten, was zu Verformungen führt und viel Kraft verbraucht, wodurch der Betrieb des Erdungsschalters mühsamer wird und langfristiger Gebrauch Schäden verursachen kann.

Schutzgrad und Schlagfestigkeit. Dazu gehören der Gehäuseschutz und der Schutz zwischen den Abteilungen. Im Allgemeinen hat das Gehäuse der Schaltanlage den Schutzgrad IP4x, und zwischen den Abteilungen, insbesondere wenn der Schaltwagen des Leistungsschalterabteils die Betriebsposition erreicht, wird der Schutzgrad IP2x gefordert. Bei Außen-Schaltanlagen, die einen Schutzgrad von IP42 oder höher erfordern, sollte beachtet werden, dass IP4x und IPx2 separat implementiert werden können, da die Luftströmung gekrümmt sein kann und feste Fremdkörper nicht eindringen können. Dadurch kann eine Belüftung erreicht werden, feste Fremdkörper und Wasser verhindert werden.

Der Schutz umfasst auch die Korrosionsbeständigkeit, die vernünftige Materialauswahl und die Oberflächenbeschichtung, die den Einfluss der langfristigen Betriebsumgebung standhalten können.

Hochwertige Anforderungen

Thermische Verwaltung bezieht sich auf das Design zur Reduzierung der Temperaturerhöhung. Die internen Komponenten der Schaltanlage erzeugen während des Betriebs Wärme. Wenn sich die Wärme ansammelt und nicht abgeführt werden kann, überschreitet die Temperaturerhöhung den Standard, was direkt zu Isolationsschäden führt. Wenn die Schrumpfschlauch-Temperatur größer als 120 ° C ist, bricht er, und die Isolationsfehler beschleunigen die Alterung. Leitung, vernünftige Auswahl der Sammelschienen-Spezifikationen, Reduzierung der Wärmeerzeugung, Erhöhung der Wärmeleitung und der externen Wärmeabfuhr. Das Innere des Schaltschranks absorbiert die Strahlungswärme von der heißen Stelle und leitet sie nach außen ab. Der wichtigste Aspekt ist die Konvektion. Das Design der Lufteintritts- und -austrittsöffnungen führt Kaltluft von der Schrankunterseite ein, lässt sie durch die wärmeerzeugenden Komponenten strömen, nimmt die Wärme auf und lässt sie an der Schrankoberseite austreten, wodurch ein Kamineffekt entsteht. Ein Kreislauf ist sehr wichtig. Die effektive Fläche der Lufteintrittsöffnung ist groß, die Trennwände im Schrank leiten die Strömung effektiv, und auch der Schutz gegen interne Lichtbögen wird berücksichtigt.

Das Design mit der Fähigkeit zur Innenbogenabwehr und der Schaltenschrank mit Innenbogenklassifizierung müssen die folgenden Eigenschaften aufweisen.

1. Hohe mechanische Festigkeit

Schrankverbindungen, insbesondere die Verbindungen zwischen Vorder- und Rückschrank. Die Festigkeit von Schranktüren, Deckeln, Scharnieren und Schlossern muss den Unterdruck der Innenbogenstoßwelle aushalten, ohne beschädigt zu werden. Das Labyrinthdesign stellt sicher, dass die Luftströmung nicht geradlinig austritt und den Indikator entzündet.

2. Der Druckentlastungskanal ist frei

Die Druckentlastung des Schaltenschranks muss reibungslos funktionieren, insbesondere die Druckentlastung im Kabelraum. Ein horizontales Anheben oder eine zu hohe Montage des Stromwandlers am hinteren Teil verhindert die Druckentlastung. Eine reibungslose Druckentlastung kann die Energie schnell abführen, die momentanen mechanischen Auswirkungen durch Innenbögen und die langfristigen Schäden durch thermische Auswirkungen verringern, wie z. B. ein länger andauerndes Brennen im Inneren des Schaltenschranks durch Innenbögen, was zu mehr Schäden im Schaltenschrankraum führt.

Anforderungen an die fortschrittliche Konstruktion

Spezielle Anforderungen an das Design von Schaltanlagen-Schränken

Erdbebensicherheit: Für Anwendungen in Gebieten mit hoher Erdbebengefahr müssen Schaltanlagen erdbebensicher sein. Die Schwerpunktverteilung der Komponenten, die Pufferzeit und andere Schwingungsdämpfungsmaßnahmen müssen ausgelegt werden.

Überlegungen für spezielle Anwendungen

Für Schiffsanwendungen muss die Anlage niedrigfrequenten Schwingungen und Neigungen über mehrere Stunden standhalten. Der Schutz vor Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsumgebungen sowie der langfristige Korrosionsschutz müssen berücksichtigt werden.