6～10kV高压开关柜压力释放分析

6～10kV高压开关柜压力释放分析

摘要：本文说明了6～10kV高压开关柜压力释放通道的重要性。详细论述了KYN、XGN、DXG、HXGN等柜型，压力释放通道、释放口尺寸的选择，压力释放板的安装。解决高压开关柜的压力释放困难问题，有效地引导电弧喷射的方向，释放高

压气体的能量，保证值班人员的安全。

关键字：高压开关柜；压力释放装置

1、引言

高压开关柜是电网重要的一次变电设备，为保证其运行稳定，应从设计、材料、工艺、试验、选型、运维等各个环节加强管控。严格按照典型设计要求，结

合国家、行业标准，提出设计技术要求，从根本上杜绝接线隐患；依据国家和行

业标准、以及反事故措施，制定严要求的设备招标文件，防止不合格产品入网运行；加强驻厂监造力度，对生产关键点、出厂试验严格见证，对于不合格产品坚

决不允许其出厂；积极开展开关柜缺陷治理，强化反事故措施执行；完善开关柜

防误功能，加强防误闭锁装置的管理，装设带电显示装置，并与“五防”系统配合，保证防误闭锁的全面性和强制性。

2、高压开关柜压力释放的重要性

日常生活中，一般高压开关柜均为封闭式，存在着很大的安全隐患，当断路

器或母线室发生内部故障电弧时，伴随着电弧的出现，高压开关柜内部气压升高，温度升高，如果没有做好高压开关柜安全泄压工作，或者高压开关柜的安全泄压

通道存在缺陷，安全泄压装置不通畅，高温气流便会由高压柜正面释放，甚至发

生爆炸事故，对操作人员或周边人员造成伤害。因此，高压开关柜故障时压力的

及时释放是避免造成安全事故的重要举措。

开关柜在运行过程中，因为种种原因（如绝缘老化、人为操作失误、有异物

进入等）造成一次回路发生短路故障，数千安培的短路电流，产生强大的弧光，

弧光巨大的热量瞬间将柜内气体温度迅速升高，使柜内气体体积快速膨胀，柜内

气体由常温、常压，变为高温、高压。

高温、高压气体若没有效释放通道，会造成本柜炸裂，影响相邻开关柜的完

好性，同时可能对人员造成伤害。因此，开关柜必须考虑有效压力释放措施。

3、压力释放通道设置及释放方向

3.1通道设置

一次回路母线室、断路器室、电缆室必须考虑压力释放通道，且各室压力释

放通道必须独立设置。若共用压力释放通道，当电缆室发生短路故障时，弧光会

对断路器室、母线室造成损害。

3.2释放方向

开关柜的压力释放方向必须优先考虑顶部泄压，在顶部难以实现时，可考虑

柜后泄压。

3.3 开关柜的泄压装置要求

柜体强度：开关柜的柜体强度要能满足内部燃弧试验要求，特别是正面大门、铰链等必须加强设计；泄压装置既要保证可靠，同时也能满足机械强度的要求；

安装：泄压装置的安装施工时必须严格按照设计图纸工艺要求，未经设计许可，

不得擅自更改。

4、各型开关柜的泄压措施

4.1金属铠装移开式开关柜的泄压措施：KYN系列

此系列开关柜的断路器、母线室保、电缆室，设置独立的压力释放通道，泄

压方向为柜顶方向。泄压窗设置在柜顶扣除仪表室柜顶面积后，剩余面积的中部。泄压窗口为长680mm、宽250mm的长方形，泄压窗口长度方向与柜门平行。泄

压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗口

覆盖金属板，绞链侧与柜子正面平行，并用铁螺钉固定，另一侧用尼龙螺钉固定。

4.2箱式开关柜的泄压措施XGN系列

此系列在断器室、母室设置泄压通道，泄压方向为柜顶方向。电缆室的下部

设置泄压通道，泄压方向为柜后方向。

柜顶泄压通道：泄压窗设置在柜顶扣除仪表室柜顶面积后，剩余面积的中部。泄压窗口为长935mm、宽350mm的长方形，泄压窗口长度方向与柜子正面平行。泄压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗

口覆盖金属板，绞链侧与柜子正面平行，并用铁螺钉固定，另一侧用尼龙螺钉固定。

柜后方向泄压通道：泄压窗设置在电缆室门中部，泄压窗口为长300mm、宽125mm的长方形，泄压窗口长度方向与电缆室下底边平行。泄压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗口覆盖金属板，绞链

侧与电缆室上边沿与柜子正面平行，并用铁螺钉固定，另一侧用尼龙螺钉固定。

4.3箱式开关柜的泄压措施DXG、HXGN

箱式开天柜的母室顶部设置泄压通道，泄压方向为柜顶方向。电缆室后下部、关室后部设置泄压通道，泄压方向为柜后方向。

柜顶泄压通道：泄压窗设置在柜顶扣除仪表室柜顶面积后，剩余面积的中部。泄压窗口为长350mm、宽125mm的长方形，泄压窗口长度方向与柜子正面平行。泄压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗

口覆盖金属板，绞链侧与柜子正面平行，并用铁螺钉固定，另一侧用尼龙螺钉固定。

柜后方向泄压通道：泄压窗设置在电缆室（开关室）门中部，泄压窗口为长120mm、宽50mm的长方形，泄压窗口长度方向与电缆室（开关室）上边沿平行。泄压窗口用带绞链金属板覆盖，金属板厚度，不得大于柜架金属板厚度。泄压窗

口覆盖金属板，绞链侧与电缆室（开关室）上边沿平行，并用铁螺钉固定，另一

侧用尼龙螺钉固定。

4.4措施总结

在实际运行中，金属封闭开关柜本身有缺陷，加之运行条件恶劣导致的绝缘

性能劣化或误操作等原因，都会造成内部发生电弧故障。短路产生的电弧温度高、能量大，电弧本身是质量极轻的等离子气体，在电动力和热气的作用下电弧会在

柜内高速移动并造成故障范围迅速扩大。在此情况下，绝缘材料气化，金属融化，开关柜内部温度及压力骤升，如果未设计或安装合格的压力释放通道，巨大的压

力会造成柜体隔板、门板、铰链、观察窗严重变形甚至断裂，电弧产生的高温气

流喷出柜体，造成设备附近的运行维护人员严重灼伤，甚至危及生命安全。因此，必须采取措施，解决设备存在未设置泄压通道、泄压通道设置不合理、内部电弧

释放能力未经试验验证以及试验时的考核不严格等问题。

5、压力释放在柜体设计方面的要求

固体绝缘开关柜的设计与传统的开关柜设计有很大不同，小型固体绝缘开关

柜减小了高压室和电缆室的可用空间，使开关柜内的电弧障碍和长期发热问题有

所改善。同时，由于三相之间的距离减小，使得固体绝缘柜的强度增加。利用环