空气绝缘中压柜电缆头的绝缘

我们偶尔会收到用户或其安装承包商关于用户与金属封闭开关设备的电缆连接绝缘的需求的询问。用户的电缆连接必须绝缘到与开关设备本身所需的相同性能水平。用户的电缆连接通常按照制造商的说明用胶带绝缘，或者可以使用大多数开关设备制造商提供的可选预制套管绝缘。

ANSI/IEEE C37.20.2 金属封闭开关设备将“金属封闭”定义为“主母线导体和连接处均覆盖绝缘材料”的开关设备（第 3.1.5.e 条）。该标准继续解释了第 7.9 条要求一次导体和连接绝缘的基本原理，其中（部分）说：

这种绝缘覆层是金属封闭开关设备（见3.1.5）的要求，用于最大限度地减少电弧故障的可能性，并防止因异物瞬间接触裸露的母线而导致母线故障的发展。该绝缘覆层通常只是一次绝缘系统的一部分，在这种情况下，该绝缘覆层的外表面不会处于接地电位。因此，不应假定人员可以完全安全地接触该绝缘覆盖物。

连接处必须绝缘

C37.20.2 使用术语“连接”，其中包括与主母线的任何连接，特别是包括用户与开关设备的电源连接（电缆连接端头、母线管道连接等）。所有连接都必须绝缘。

减少故障可能性

ANSI/IEEE 金属封闭开关设备需要绝缘的初级导体。通常假设这是为了让设备更紧凑，但这只是一个次要的考虑。在金属封闭开关设备中使用绝缘导体的真正目的是减少发生电弧故障的可能性。有许多技术论文强调绝缘导体在降低电弧故障可能性方面的价值。绝缘是绝缘系统的一个组成部分在 ANSI/IEEE 开关设备中，绝缘覆盖物不是开关设备的整个绝缘系统，而实际上是绝缘、支撑和导体周围空气协调系统的一部分。要求覆盖母线的绝缘层能承受导体和绝缘外表面之间的额定线电压一分钟（条款 6.2.1.3，母线绝缘试验）。要在整体设计的背景下理解此要求，可将此要求视为绝缘本身的一分钟工频测试。对于 12kV 开关设备，这将需要在母线或导体绝缘层上进行 12kV 的一分钟耐压测试。

整套设备一分钟工频耐压试验要求为42kV。因此，标准要求绝缘本身至少具有 12kV/45kV，或刚好超过系统总绝缘能力的 40%。这意味着在 12kV 开关设备中，多达 60% 的绝缘完整性包含在导体周围的空气中。因此，如果用户的电源端子没有覆盖绝缘层，则绝缘系统介电强度的 40% 左右会丢失。

绝缘外表面不处于接地电位 本段的最后部分提醒用户标准，绝缘外表面不处于接地电位，因此触摸是不安全的。开关设备中的带电绝缘导体必须被视为带电导体。

其他注意事项

开关设备设计的绝缘能力是介电性能、制造成本、设备尺寸、组装和安装的简易性以及许多其他因素之间仔细考虑的平衡。制造商寻求最大限度地减少各种设计之间的差异（例如，1,200 A、2,000 A、3,000A 和 4,000 A 配置之间）并最大限度地利用各种设计中的标准组件。相间导体间距在每个制造商的设计中都是标准化的，导体的尺寸会有所不同以适应连续电流额定值。因此，较低的连续电流设计可能看起来有足够的间隙，因此它们不需要对用户的电源电缆连接端头进行绝缘。然而，这是不明智的，因为通电部件之间看似足够的相间间隙并不一定意味着足够的相间间隙。

此外，制造商必须考虑工频电压耐受能力（如本期前文所述），还必须考虑冲击耐受能力。制造商进行雷电冲击耐受测试以验证其设计的性能。如果电缆连接端头没有绝缘，设计为具有绝缘用户电源电缆连接端头的设备不太可能满足设计的雷电冲击耐受性能水平。

一些用户要求特殊设计以适应未绝缘的用户电缆连接，例如在相之间以及用户电缆连接区域的外相和接地之间安装绝缘屏障。这样做是可以的，但由于以下原因通常是不可取的：由于电缆连接本身不会绝缘，这会导致开关设备不符合金属封闭开关设备的 ANSI/IEEE C37.20.2 标准。

增加屏障会增加设备的成本。

制造商可能会增加屏障，但可能没有对ANSI/IEEE C37.20.2 进行设计测试，以验证设备是否满足标准的介电性能要求，包括工频（一分钟）耐受电压和雷电冲击耐受能力电压电平。

相间/相外屏障的添加增加了电缆连接端头的“混乱”。如果必须拆除障碍物以便为检查主母线提供通道，则屏蔽会使操作更加困难，并且还可能使主母线区域不太可能被定期检查。此外，如果在维护期间移除了屏障并且没有更换，则设备的介电能力会受到损害。

总结:

金属封闭开关设备的标准要求用户电缆连接端头必须绝缘。

绝缘能够降低发生电弧故障的可能性。

绝缘需要满足标准的介电性能水平。