一、絕緣距(ju)離

由于10Kv開關柜用于對三相交流電進行分配，因此相間及相對地之間必須保證一定的距離，否則會引起短路，對整個電力系統造成危害。但我們單純以空氣作為絕緣介質時，絕緣距離要求如表1。

有時為了減少開關柜外形尺寸，可以有以下幾種方法：

1)在空氣間(jian)隙中插入一塊非(fei)金屬的(de)(de)絕緣(yuan)隔(ge)板(ban)(ban)，從而縮(suo)小對絕緣(yuan)距離(li)的(de)(de)要求。但要注意的(de)(de)是空氣凈距離(li)不小于60毫米，相間(jian)絕緣(yuan)隔(ge)板(ban)(ban)應設置在中間(jian)位置。該方法的(de)(de)缺(que)點是絕緣(yuan)隔(ge)板(ban)(ban)受使用(yong)環境影響(xiang)很大，存在絕緣(yuan)老化(hua)的(de)(de)問題(ti)。

2)使用熱縮套管把高壓帶電導體整個套起來，實踐中要確保絕緣距離不小于100毫米。缺點是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問題。  

表1：

3)國外ABB公司有一(yi)種均勻電場的設計理(li)論，可(ke)以通過改善帶電導(dao)體的結構來(lai)縮小(xiao)對(dui)絕緣距(ju)離的要(yao)求。缺點是(shi)國內電力系(xi)統(tong)用戶很難接(jie)受(shou)這一(yi)理(li)論，因為這不(bu)符合DI/T 404—1997標(biao)準的要(yao)求。

4)國外(wai)三菱公司(si)有(you)一種(zhong)熱涂(tu)敷(fu)工藝，可以在高壓帶電導(dao)體表(biao)面均(jun)勻附上一層(ceng)絕(jue)緣材料。缺點是需要增添(tian)流化床設備。

綜上(shang)所述，在設計許可的情況下，盡可能地使用空氣(qi)絕緣(yuan)，滿足上(shang)表的要求。

二、爬電(dian)距離(li)

由于電力系統用戶往往追求高可靠性，實踐中我們要符合以下條件：

高壓開關柜中各組件及其支持絕緣件(純瓷及有機絕緣件)的外絕緣爬電比距(高壓電器組件外絕緣的爬電距離與額定電壓之比)對于純瓷絕緣為18mm/kV，對于有機絕緣為20mm/kV。

由于這一要求比較高，很多常規的元器件往往滿足不了要求，這就要求我們告知元器件生產廠家加以定制。元器件生產廠家往往會采用不增加絕緣子高度而增多或增高裙邊的方法。

我們(men)在(zai)(zai)選(xuan)型時要注意(yi)裙(qun)(qun)邊的高(gao)度與裙(qun)(qun)距比例不能太懸殊，另外，我們(men)還應(ying)注意(yi)開關柜使(shi)用場所的環境(jing)條件(jian)，為(wei)了防止發生凝露，我們(men)可以在(zai)(zai)開關柜中(zhong)加入帶自動控制的加熱器。

三、五防連鎖功能

為了防止現場操作人員無意識地實施錯誤的操作，從而導致事故，除了加強對操作人員的培訓以及實施工作票制度，我們還應在開關柜的設計中加入強制聯鎖裝置或采取提示性措施。

對于開(kai)關柜而(er)言，需提(ti)供五(wu)種防止誤(wu)操作功(gong)能(neng)：  

1) 防止誤分誤合斷路器

對于有人值守的變電站，可采用不同編號的紅綠翻牌來實現。即每臺斷路器均對應唯一編號的紅綠翻牌，平時紅綠翻牌置于控制屏上。

對于無人值守的變電站，由于斷路器的分合均從遠方操作，無法應用紅綠翻牌方法，只能加入電氣聯鎖。

2) 防止帶負荷分合上下隔離開關或帶負荷推入拉出斷路器手車。

這一功(gong)能一般都采(cai)用機械(xie)聯鎖進行強制性聯鎖。

這一要(yao)求的原因是隔離開(kai)關和手(shou)車(che)動(dong)靜(jing)觸(chu)頭(tou)之間不具(ju)備分斷和關合(he)正常負(fu)荷電流(liu)的能力。萬一誤操(cao)作，會燒毀隔離開(kai)關和手(shou)車(che)動(dong)靜(jing)觸(chu)頭(tou)，事(shi)故(gu)還(huan)可能進(jin)一步(bu)擴大。

3) 防止帶電操合接地開關或掛接臨時接地線。

這一功能要求(qiu)用(yong)機械(xie)聯鎖，因為(wei)它(ta)關系到人(ren)為(wei)短路接地(di)。

4) 防止帶(dai)有臨時接地線或接地開關合(he)閘時送(song)電。

這(zhe)一(yi)功能要求用機械聯鎖，目的(de)也是為(wei)了防止人為(wei)短路接(jie)地。

5) 防止(zhi)人誤入(ru)帶(dai)電間隔。

這(zhe)一功能一般(ban)也采用機械聯鎖，目的是為了防止人員觸(chu)電。

綜上所述，為了實現五防功能，機械聯鎖必不可少。各種型號的開關柜，如GG-1A、XGN2、GGX2、JYN、KYN、KGN、GZSl均在機械聯鎖方面各具特色。多數采用機械零部件傳動方式，一環扣一環，除非操作人員用外力將零部件損壞，否則只能按預定程序操作，可靠性高，但零部件結構復雜，對加工工藝要求較高。

有時(shi)，我們(men)也可(ke)采用機械程序鎖方式，結構非常(chang)簡單(dan)，但由于(yu)存在萬(wan)能鑰匙(chi)，很難(nan)完(wan)全避免操(cao)作人員(yuan)誤操(cao)作。而且，這一(yi)方式無法適應無人值守變電站的要求。

在萬不得已的情況下，如不帶斷路器的進線開關柜中，我們只能采用電磁鎖方式，由于電磁鎖、分壓瓷瓶和導線均有損壞的可能，還需外部電源供電，可靠性差。至于高壓帶電顯示裝置，只能算是提示性措施，毫無可靠性可言，一般不推薦使用。

當然，運行人員要想通過高壓帶電顯示裝置來了解哪段主回路在帶電運行，又另當別論。

四、防護等級

為了防止人體接近高壓開關柜的高壓帶電部分和觸及運動部分，在設計開關柜時，我們應考慮要達到幾級防護等級。 

設計時我們要(yao)注(zhu)意隨著(zhu)防護等級的提(ti)高(gao)(gao)，生(sheng)產成本(ben)相應提(ti)高(gao)(gao)，散熱(re)條件變差，所以不能追求高(gao)(gao)的防護等級，一般以IP3X和IP4X為(wei)宜(yi)。

五(wu)、動穩定

在電力系統中，開(kai)(kai)關柜通(tong)常要能承受20kA，31.5kA，40kA甚至50kA的(de)(de)額定短路開(kai)(kai)斷電流(liu)，當開(kai)(kai)關柜中通(tong)過(guo)如此大的(de)(de)電流(liu)時(shi)，相間及同相母線(xian)之間會(hui)(hui)產(chan)(chan)生很大的(de)(de)電動力。這時(shi)，我們需借助支(zhi)撐絕緣子的(de)(de)支(zhi)撐，使(shi)母線(xian)不(bu)會(hui)(hui)產(chan)(chan)生明顯位移。

一(yi)般(ban)而言，兩個絕緣子之間的距離不應(ying)超(chao)過800毫米，對于某(mou)些薄弱環(huan)節還應(ying)給予加強。由于動穩定的理(li)論計(ji)(ji)算(suan)極其復雜，一(yi)般(ban)設(she)計(ji)(ji)時(shi)需依靠(kao)設(she)計(ji)(ji)者的經驗(yan)，最終需通過型式試驗(yan)加以檢驗(yan)。

六、溫升(sheng)

電力系統中開關柜(ju)(ju)通常要能承(cheng)受(shou)4000A及以(yi)下的(de)(de)正常工作電流，由于一次(ci)元器件通常處于密封的(de)(de)柜(ju)(ju)內(nei)運行(xing)，他們產生的(de)(de)熱(re)量很(hen)難(nan)散發到(dao)柜(ju)(ju)外，所以(yi)導致柜(ju)(ju)內(nei)溫(wen)(wen)度(du)升高。若溫(wen)(wen)度(du)超過以(yi)下極限值，便會燒毀元器件，釀成事故。

表(biao)2：

為了(le)達(da)到溫升的限制(zhi)條件，我(wo)們(men)必須加(jia)強制(zhi)造工藝(yi)。雖然(ran)我(wo)們(men)可(ke)(ke)以(yi)采(cai)取(qu)在電氣聯接面上涂凡士林、導電膏(gao)、鍍(du)錫、鍍(du)銀等種種措(cuo)施(shi)，但最終的保證在于制(zhi)造。可(ke)(ke)以(yi)說，運行中發(fa)生事故的絕大多數(shu)開(kai)關(guan)柜(ju)都是(shi)由于制(zhi)造工藝(yi)不(bu)過(guo)(guo)關(guan)，從而導致溫升過(guo)(guo)高引發(fa)的。當然(ran)，在結構設計(ji)中，我(wo)們(men)要極(ji)力避免渦流現象的發(fa)生，實在無法避免時，可(ke)(ke)采(cai)用磁(ci)阻率高的材料(liao)。

實際工作中，深深感到開關柜的設計深度永無止境，有時，我們根本無法從理論上加以論證分析，只能求助于經驗，求助于型式試驗，這也許是每門學科發展的現狀，也是它得以發展的根本原因。