1、 1第一章 高压开关柜概述一、基本概念1.开关柜（又称成套开关或成套配电装置）：它是以断路器为主的电气设备；是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受和分配电能的装置。2.高压开关设备：主要用于发电、输电、配电和电能转换的高压开关以及和控制、测量、保护装置、 电气联结（母 线）、外壳、支持件等组成的总称。3.开关柜防护要求中的“五防” ：防止误分误合断路器、防止 带电分合隔离开关、防止带电合接地开关、防止带接地分合断路器、防止误入带电间隔。4.母排位置相序对应关系：
2、表 1-1母线安装相互位置相别 色别垂直 水平 引下线A 相 黄 上 远 左B 相 绿 中 中 中C 相 红 下 近 右25.防护等级:外壳、隔板及其他部分防止人体接近带电部分和触及运动部件以及防止外部物体侵入内部设备的保护程度。 表 1-2 防护等级 简 称 定 义IP1X 防止直径大于50mm 的物体1.防止直径大于 50mm 的固体进入壳内；2.防止人体某一大面积部分（如手）意外触及壳内带电部分或运动部件IP2X 防止直径大于12.5mm 的物体1.防止直径大于 12.5mm 的固体进入壳内；2.防止手触及壳内带电部分或运动部件IP3X 防止直径大于 2.5mm 的物体1.防止直径大于
3、2.5mm 的固体进入壳内；2.防止厚度(直径) 大于 2.5mm 工具或金属线触及柜内带电部分或运动部件IP4X 防止直径大于 1mm 的物体1.防止直径大于 1mm 的固体进入壳内；2.防止厚度(直径)大于 1mm 工具或金属线触及柜内带电部分或运动部件IP5X 防 尘 1.能防止灰尘进入达到影响产品的程度；2.完全防止触及柜内带电部分或运动部件IP6X 尘 密 1.完全防止灰尘进入壳内；2.完全防止触及柜内带电部分或运动部件6 基本符号3二、开关柜的主要特点：1.有 一 、二 次 方 案 ,这 是 开 关 柜 具 体 的 功 能 标 志 ,包 括 电 能 汇 集 、分 配 、计量 和 保
4、 护 功 能 电 气 线 路 。一 个 开 关 柜 有 一 个 确 定 的 主 回 路 (一 次 回 路 )方案 和 一 个 辅 助 回 路 (二 次 回 路 )方 案 ，当 一 个 开 关 柜 的 主 方 案 不 能 实 现 时可 以 用 几 个 单 元 方 案 来 组 合 而 成 。2.开 关 柜 具 有 一 定 的 操 作 程 序 及 机 械 或 电 气 联 锁 机 构 ，实 践 证 明 : 无 “五防 ”功 能 或 “五 防 功 能 不 全 ”是 造 成 电 力 事 故 的 主 要 原 因 。3.具 有 接 地 的 金 属 外 壳 ，其 外 壳 有 支 承 和 防 护 作 用 .因 此
5、 要 求 它 应 具 有 足Comment x1: 页：44够 的 机 械 强 度 和 刚 度 ，保 证 装 置 的 稳 固 性 ,当 柜 内 产 生 故 障 时 ,不 会 出 现变 形 ,折 断 等 外 部 效 应 。同 时 也 可 以 防 止 人 体 接 近 带 电 部 分 和 触 及 运 动 部件 ，防 止 外 界 因 素 对 内 部 设 施 的 影 响 ;以 及 防 止 设 备 受 到 意 外 的 冲 击 。4.具 有 抑 制 内 部 故 障 的 功 能 ， “内 部 故 障 ”是 指 开 关 柜 内 部 电 弧 短 路 引 起的 故 障 ，一 旦 发 生 内 部 故 障 要 求 把
6、电 弧 故 障 限 制 在 隔 室 以 内 。三、高压开关柜正常使用条件:1.环境温度:周围空气温度不超过 40(上限)，一般地区为-5 (下限)，严寒地区可以为-15 。环境温度过高,金属的导电率会减低,电阻增加,表面氧化作用加剧;另一方面, 过高的温度,也会使柜内的绝缘件的寿命大大缩短,绝缘强度下降.反之,环境温度过低,在绝缘件中会产生内应力,最终会导致绝缘件的破坏。2.海拔高度:一般不超过 1000米. 对于安装在海拔高于 1000米处的设备,外绝缘的绝缘水平应将所要求的绝缘耐受电压乘以修正系数Kaka=1(1.1-H10-4)来决定。由于高海拔地区空气稀薄,电器的外绝缘易击穿,所以采用
7、加强绝缘型电器，加大空气绝缘距离，或在开关柜内增加绝缘防护措施。3.环境湿度: 日平均值不大于 95%，月平均值不大于 90%。4.地震烈度: 不超过 8度。 5.其它条件:没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀及剧烈振动的场所。5第二章 高压开关柜组成及分类一、开关柜的组成；开关柜应满足 GB3906-19913-35 kV 交流金属封闭开关设备标准的有关要求，由柜体和断路器二大部分组成，具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。柜体由壳体、 电器元件( 包括绝缘件)、各种机构、二次端子及连线等组成。 .柜体的材料: 1).冷扎钢板或角钢(用于焊接柜); 2)敷 铝锌钢板或镀锌钢板(用于组
8、装柜). 3).不 锈钢 板( 不导磁性).4).铝 板 (不导磁性).柜体的功能单元：1).主母线室( 一般主母线布置按“ 品”字形或“1” 字形两种结构2).断路器室 3).电缆室 4).继电器和仪表室 5).柜顶小母线室6).二次端子室.柜内电器元件：1. 柜内常用一次电器元件（主回路设备）常见的有如下设备：电流互感器简称 CT如：LZZBJ9-10电压互感器简称 PT如:JDZJ-10接地开关如:JN15-12 避雷器(阻容吸收器)如:HY5WS 单相型;TBP 、JBP 组合型隔离开关如:GN19-12、GN30-12、GN25-12 6高压断路器如：少油型(S)、真空型(Z)、SF
9、6 型(L)高压接触器如： JCZ3-10D/400A 型 高压熔断器如：RN2-12、XRNP-12、RN1-12 变压器如:SC(L)系列干变、 S 系列油变 高压带电显示器GSN-10Q 型 绝缘件如:穿墙套管、触头盒、绝缘子、绝缘热缩( 冷缩)护套主母线和分支母线高压电抗器如串联型:CKSC 和起动电机型:QKSG负荷开关如:FN26-12(L)、 FN16-12(Z) 高压单相并联电容器如:BFF12-30-1 等等2.柜内常用的主要二次元件（又称二次设备或辅助设备，是指对一次设备进行监察、控制、测量、 调整和保护的低压设备）,常见的有如下设备:1.继电器 2.电度表 3.电流表 4
10、.电压表 5.功率表 6.功率因数表 7.频率表 8.熔断器 9.空气开关 10.转换开关 11.信号灯 12.电阻 13.按钮 14.微机综合保护装置等等。二、高压开关柜分类:1.按断路器安装方式分为移开式（手车式）和固定式（1）.移开式或手车式(用 Y 表示)：表示柜内的主要 电器元件( 如: 断路器)是安装在可抽出的手车上的，由于手车柜有很好的互 换性,因此可以大大提高供电的可靠性，常用的手车类型有:隔离手车、计量手车、断路器手车、PT 手车、电容器手车和所用变手车等，如 KYN61-40.5。7（2）.固定式(用 G 表示): 表示柜内所有的电器元件(如:断路器或负荷开关等)均为固定式
11、安装的，固定式开关柜较为简单经济 ，如 XGN17-35 等。2.按安装地点分为户内和户外（1）.用于户内(用 N 表示);表示只能在户内安装使用， 如：KYN28A-12 等开关柜；（2）.用于户外(用 W 表示); 表示可以在户外安装使用， 如: XLW 等开关柜。3.按柜体结构可分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类（1）.金属封闭铠装式开关柜（用字母 K 来表示）主要组成部件（例如：断路器、互感器、母线等）分别装在接地的用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。如 KYN28A-12 KYN61-40.5 型高压开关柜。（2）.金属封闭间隔
12、式开关柜（用字母 J 来表示）与铠装式金属封闭开关设备相似，其主要电器元件也分别装于单独的隔室内，但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。如 JYN1-40.5 型高压开关柜。（3）.金属封闭箱式开关柜（用字母 X 来表示）开关柜外壳为金属封闭式的开关设备。如 XGN17-35 型高压开关柜。（4）.敞开式开关柜，无保护等级要求，外壳有部分是敞开的开关设备。如 GG-1A(F)型高压开关柜第三章 常见高压开关柜产品8KYN61-40.5 型铠装移开式交流金属封闭开关柜系三相交流 50Hz、额定电压 40.5kV 的户内成套配电装置。作为发电 厂、变电站及工矿企业接受和分配 50Hz、35
13、kV 电网的三相电能之用，对电路起到控制、保护和检测等功能，还可以用于频繁操作的场所，具备完善的“ 五防”功能。本产品符合我国国家标准 GB390620063.6kV -40.5kV 交流金属封闭开关设备和国际电工委员会标准 IEC298（1990）1kV 以上3. 产品特点52kV 及以下交流金属封闭开关设备和控制设备及电力行业标准 DL/T 404-20073.6kV40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备的有关规定。 2.型号的组成及含义3. 产品特点3.1 柜体采用优质冷轧钢板组装而成，精度高， 易于批量生产； 3.2 配用全新型复合绝缘真空断路器，断路器采用手车落地式结构，并具有
14、互换性 好，更换简单的特点；93.3 手车架中装有丝杆螺母推进机构可轻松 移动手车，并能防止误操作而损坏推进 机构；3.4 所有的操作均在柜门关闭状态下进行；3.5 主开关、手车、柜体之间的联锁均采用 强制性机械闭锁方式，满足“五防“功能；3.6 断路器室、母线室和电缆室上方均设有泄压盖板；3.7 主回路采用绝缘母线，相间及连接头配 用阻燃材料注塑而成的绝缘套，主母线为分段母线，相邻柜间;用母线套管隔开，能有效防止事故蔓延；3.8 电缆室空间充裕、可连接多根电缆；3.9 外壳防护等级为 IP4X，手车室门打开防 护等级 IP2X。4. 产品设计、制造、检验所遵循的主要标准IEC62271 额定
15、电压 1kV 以上 52kV 及以下交流金属封 闭开关设备和控制设备IEC60694 高压开关 设备和控制设备标准的共用条款GB3906 3.6kV-40.5 kV 交流金属封闭开关设备和控制设备GB311.1 高压输变点设备的绝缘配合 GB/T11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求；DL/T404 户内交流高 压开关柜订货技术条件；5. 主要技术参数5.1 使用环境条件：5.1.1 正常工作条件 10a.周围空气温度： 上限 +40， 下限 -10。 b.海拔：设备安装场所的最大海拔高度 1000m。c.湿度相对湿度：日平均值不大于 95%；月平均值不大于 90%；饱和蒸气压：
16、日平均值不大于 2.210-3 Mpa，月平均值不大于 1.810-3 Mpa。d.地震：地震烈度不超过 8 度。e.适用于周围没有火灾爆炸危险，没有剧烈震动及化学腐蚀等严重污染的场所。5.1.2 特殊工作条件 在超 过 GB3906 规定的正常的正常环境条件下使用时，由用户和制造厂协商。5.2 设备额定参数5.2.1 系统标称电压： 35kV 最高电压 40.5kV5.2.2 额定频率： 50HZ5.2.3 相数：三相5.2.4 母线接线方式：单母线分段5.2.5 系统接地方式：不接地5.3 KYN61-40.5 型铠装移开式交流金属封闭开关柜主要技术参数 序号 项目 单位 参数 1 额定电
17、压 k 40.511V2 主母线额定电流 A630、1250、1600、2000 、2500 、3150、 40003 分支母线额定电流 A630、1250、 1600、2000 、2500、31504额定短路开断电流 （有效值） kA16 20 25 31.5 40 505额定短路关合电流 （峰值）kA40 50 63 80 100 1256额定峰值耐受电流 （峰值）kA40 50 63 80 100 12574s 额 定短时耐受电流 （有效值）kA16 20 25 31.5 40 50相间相对地 一次隔离断口 1min 工频耐受电压 95 1158额定绝缘水平 雷电冲击耐受电压 kV185
18、 2159辅助回路和控制回路1min 工频耐受电压 kV210额定操作电压 分合闸线圈 V 110、220 11 主回路电阻 A 6301250160020002500 31501213 200 160 12014 接地电阻 100015 操作顺序 O-0.3s-CO-180s-CO16外壳可触及的部分允许温升 K 3017 一次隔离触头允许温升 K 6518 防护等级 外壳：IP4X隔室间、断路器室门打开时：IP2XKYN61 26001400280019 外形尺寸（高 宽 深） mmKYN61A24001200260020 重量（断路器柜） kg 1000200021 动态负荷/台 kg
19、1800022005.4 ZN85-40.5 型断路器技 术参数序号 项目 单位 参数 1 型式 小车式真空断路器 2 系统标称电压 kV 353 额定电压 kV 40.54 额定电流 A 630、1250、1600、2000 13、2500、 31505 额定频率 Hz 50、60通用值 kV 1856 雷电冲击耐受电压 隔离断口 kV 215通用值 kV 95 7主回路工频耐受电压 1min隔离断口 kV 1158 辅助回路工频耐受电压 1min kV 29 4S 额 定短 时耐受电流 kA 16 20 25 31.5 40 5010 额定峰值耐受电流 kA 40 50 63 80 100
20、 125 11 额定短路开断电流 kA 16 20 25 31.5 40 50 12 额定关合电流 kA 40 50 63 80 100 125 13 额定短路电流开断次数 2014 操作顺序 O-0.3s-CO-180s-CO15 类型 弹簧操动机构 16 合闸时间 mS 10017 分闸时间 mS 6018 机械寿命 次 10000 注：用户也可选用其它型号断路器如 VD4/VG1-40.5 等真空断路器或六氟化硫断路器 146.柜体结构6.1 开关柜的结构功能分为手车室、母 线室、电缆室、低压室。 图 1展示了柜体的结构和电器设备的安装。6.2 开关柜为金属外壳，其外壳及隔板包括活门的防
21、护等级为 IP4X 标准，柜底用钢板封闭。 6.3 高压开关柜外壳及隔板采取防腐防锈粉末喷涂措施。6.4 母线、断路器及 电缆出线等主要设备采用单独隔室。6.5 开关柜外壳和金属隔板可靠接地， 设专用铜材质接地导体，接地导体（大于 200mm2）满足额定短时和峰值时耐受电流要求。避雷器柜接地线独立引出接地。各柜接地线有集中接地螺栓，接地线经接地螺栓集中接地。6.6 接地母线能承受柜体的 4S 额定短路电流时电流而不超过规定温升。6.7 高压开关柜中各组件及其支持绝缘件的外绝缘采用加强型，其爬电比距不小于 2.0cm/kV(SMC 绝缘)。6.8 断路器、隔离开关、互感器、 过电压保护器、避雷器
22、等 电气设备的安装位置便于运行中进行检查、巡视、检修，预防性试验及必要的更换等工作。6.9 开关柜内各相导体的相间及相对地间的净距离不小于 300mm。6.10 同型产品内额定值和结构相同的组件可实现互换。156.11 在运行位置上的隔离插头能耐受短路冲击电流，并保证接触良好，隔离插头符合 SD201 规定。7. 手车室7.1 手车室安装了导轨，保证可移开单 元可靠的在工作位置和试验/隔离位置之间移动。7.2 可移开单元从工作位置退到 试验/隔离位置时，活门 13/14 自动关闭,可防止接触到带电体。可移开单元在试验/隔离位置时手车室门仍可完全关闭。此 时，断路器分/合指示和储能/未储能指示可
23、通过视察窗观察。7.3 断路器的操作 时应关好前门。8. 可移开单元8.1 触臂和梅花触头安装在断路器的电极上，当可移开单元在工作位置时，它们形成与静触头的电气连接。8.2 开关柜和断路器之间信号、保护和控制线( 以下简称二次线)的连接由安装在断路器二次插头和安装在开关柜上的二次插座共同实现的。9. 继电器室继电器室内板和面板可安装控制、保护元件、计量、显示仪表、带电监测显示器等二次元件。10. 电缆室电缆室可安装 PT、接地开关、避雷器、电缆。11. 母线室16主母线从一台开关柜引致另一台开关柜，通 过分支母线和静触头盒固定，在穿越临柜侧板时用母线套管固定。母线采用复合绝缘方式。12. 联锁
24、装置12.1 断路器手车只有在断开/试验位置或工作位置时，合上推进机构提手，断路器才能进行合分操作，而且在断路器合闸后,手车的推进机构无法操作，防止带负荷推拉断路器手车；12.2 只有当断路器退至断开/试验位置，手车才能从柜体拉出；12.3 仅当接地开关处在分闸时，断路器手 车才能从断开/ 试验位置运动至工作位置，仅当断路器手车处于断开/试验位置时，接地开关才能合闸操作，这样实现了防止带电误合接地开关处于闭合状态时关合断路器。12.4 接地开关处于分闸状态时，电缆室 门无法打开，防止了误入带电间隔；而电缆门打开后，接地开关不能分闸。12.5 断路器手车处于试验或工作位置而没有控制电压时， 仅能
25、手动分闸而不能合闸；12.6 断路器手车在工作位置时，二次插头被锁定不能拔除。13. 泄压装置在断路器室、母线室和电缆室上方均设 有泄压盖板。泄压盖板的一端用金属螺栓紧固，另一端用塑料螺栓固定，当柜内发生故障时，内部的高 压气体能很容易的将泄压盖板冲开，释放压力，以确保操作人员的安全。1714. 带电显示装置柜内可装监测一次回路带电状态的带电显示装置。 该装置不但可以提示高压回路带电状况，而且可以与电磁锁配合实现强制闭锁手柄、门，从而提高 产品的防误性能。图 1 柜体结构和电器元件安装示意 图1.本体结构 6.活门 11.接地开关 2.真空断路器手车 7.母线室 12.电缆室 3.断路器室门
26、8.触头盒 13.电流互感器 4.二次插头 9.后盖板 14.销子 5.仪表室（低压室） 10.后门 15.铰链 一、产品 KYN28A-1218KYN28A-12 型户内金属铠装抽出式开关设备主要用于发电厂、工矿企事业配电以及电力系统的二次变电站的受电、送电及大型电动机的起动等。实行控制、保护、 实时监控和测 量之用。有完善的五防功能,配用浙开 VS1(ZN63A-12)真空断路器，也可配由 ABB 公司生产的 VD4 真空断路器、由上海富士电机开关有限分司生产的 HS 型(ZN82-12) 真空断路器、中外合资厦门华电开关有限分司生产的 VEP型（ZN96-12 ）真空断路器，目前在 12
27、KV 市场 上使用量很大。 1.型号含义 KYN28A-12-铠装柜 环境特征号移开式 一次方案号设计序号 户内 2.柜体外形尺寸:( 标准架空进出线方案; 电缆进 出线方案)*电缆进出线及联络柜标准方案: 宽 800(1000)深 1500高 2300*架空进出线标准方案: 宽 800(1000)深 1660高 2300 注: 1.GZS1+电缆进出线及联络柜标准方案: 宽 650深 1500高 2300; 相间距为 150mm; GZS1 柜柜宽为 800 的相间距为 210mm; 柜宽为1000 的相间距为 275mm;3.产品结构外形: 194.开关柜基本参数表 3-1项 目 单 位
28、数 据额定电压 kV 121min 工频耐受 电压（额 定绝缘水平）kV 42(相对地及相间)48(隔离断口)雷电冲击耐受电压（额定绝缘水平）kV 75(相对地及相间)85(隔离断口)额定频率 HZ 50主母线额定电流 A 630 1250 1600 2000 2500 3150分支母线额定电流 A 630 1250 1600 2000 2500 31504S 热稳定电流 kA 16 20 25 31.5 40额定动稳定电流 kA 40 50 63 80 100防护等级 外壳为 IP4X, 隔室间和门打开时为 IP2X205.五防联锁简介:（1）.当手车在柜体的工作位置合闸后,在底盘车内部的闭
29、锁电磁铁被锁定在丝杠上,而不会被拉动.以防止带负荷误拉断路器手车。（2）.当接地开关处在合闸位置时, 接地开关主轴联锁机构中的推杆被推入柜中的手车导轨上,于是所配断路器手车不能被推进柜内。（3）.断路器手车在工作位置合闸后,出线侧带电,此时接地开关不能合闸. 接地开关主轴联锁机构中的推杆被阻止,其操作手柄无法操作接地开关主轴.（4）.对于电缆进线柜;母线分段柜和所用变方案,由于进线电缆侧带电,下门上装电磁锁,来确保在电缆侧带电时不能进入电缆室; （5）.通过安装在面板上的防误型转换开关(带红绿牌), 可以防止误分误合断路器. 第四章高压开关柜常见故障缺陷及处理方法一、故障的预防措施开关柜在调试
30、、运行过程中由于各种各样的原因会发生故障，为减少故障频率应进行下列项目的检修：1.检修程序锁和联锁，动作保持灵活可靠，程序正确2.按断路器、隔离开关、操作机构等电器的规定进行检修调试3.检查电器接触部位，看接触情况是否良好，检测接地回路4.有手车的须检查手车推进机构的情况，保证其满足说明书的有关要21求5.检查二次辅助回路有无异常，并进行必要的检修6.检查各部分紧固件，如有松动应立即紧固7.检查接地回路各部分的情况，如接地触头，主接地线及过门接地线等，保证其导电的连续性8.对 SF6 负荷开关须检查 气体压力指标数据， 视情况及时进行补气9.清扫各部位的尘土，特别是绝缘材料表面的尘土。10.发
31、现有异常情况，如不能解决可同开关柜厂家联系二、常见故障及处理方法1.绝缘故障：绝缘故障形式一般有：环境条件恶劣破坏绝缘件性能、绝缘材料的老化破损、小动物进入等原因造成的短路或击穿。定期检修发现绝缘材料老化或破损立即更换，清除绝缘材料表面的污渍，电缆沟、开关室安装防护板防止小动物进入，发生故障查找原因并立即整改2.操作机构故障：经常是由于造成拒分拒合线圈烧坏，检查原因并立即更改，同时更换新的线圈3.保护元器件选用不当的造成的故障：如熔断器额定电流选用不当，继电器整定时间不匹配等原因造成的事故，发生故障及时查找原因并更换合适的元器件4.不按操作规程造成的事故：由于未按操作规程操作造成的误分误合或造成元器件损坏引起的故障，应了解产品操作规程，按程序操作5.由于环境变化引起的故障：如由于环境温度、湿度及污染指数等的22急剧变化引起的故障，应注意改善环境如：安装空调加热器、了解污染源并及时清除等方法解决
