10kV高压开关柜安全性能的提升方法.pdfVIP

2022 年 6 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 No. 11 第 37 卷第 11 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jun. 2022 DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.201703 10kV 高压开关柜安全性能的提升方法 1 1 2 1 3 董 盼 杨 鑫 贾鹏飞 雷佳成 刘 瑶 （1. 长沙理工大学电气与信息工程学院 长沙 410114 2. 中国电力科学研究院 北京 100192 3. 国网北京市电力公司 北京 100031 ） 摘要 针对 10kV 高压开关柜内部短路电弧引发的爆炸造成二次伤害的问题，该文从开关柜 柜体和柜门安全裕度比较的角度出发，提出提高开关柜安全裕度的计算方法和设计建议。采用热 源等效和分舱建模的方式，利用多物理场耦合的有限元仿真，对开关柜在短路电弧冲击作用下的 安全裕度进行仿真计算。以电缆室为例，得出电缆室柜体和柜门的安全裕度值（分别为51%和2% ）， 指出影响开关柜安全裕度的关键在于提升柜门的安全裕度值。提出在柜门内侧覆盖陶瓷化硅橡胶 高分子复合耐火材料的方法来提升柜门的安全裕度，在电缆室柜门内侧压强较大区域覆盖3mm 厚 的陶瓷化硅橡胶高分子复合耐火材料，可将柜门的安全裕度提升至70% ，进而提升开关柜的整体 安全性能。与传统提升方法相比，更具针对性，促进设备向轻质化发展，为 10kV 开关柜安全等 级提升提供了新的解决思路与方法。 关键词：10kV 开关柜 短路电弧 安全设计 高分子材料 多物理场耦合 中图分类号：TM591 Improve Method the Safety Performance of 10kV High Voltage Switchgear Dong Pan 1 Yang Xin 1 Jia Pengfei2 Lei Jiacheng 1 Liu Yao3 (1. School of Electrical Information Engineering Changsha University of Science and Technology Changsha 410114 China 2. China Electric Power Research Institute Beijing 100192 China 3. State Grid Beijing Electric Power Company Beijing 100031 China ） Abstract Aiming at the secondary damage of the explosion caused by the internal short-circuit arc of the 10kV high-voltage switchgear, the paper proposed calculation methods and design suggestions to improve the safety margin of the switchgear from the perspective of comparing the safety margin of the cabinet box and cabinet door. The heat source equivalent and sub-cabin modeling methods were adopted,