开关柜毕业设计.doc

中文摘要及关键词摘 要高、低压配电柜（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。高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在3.6kv550kv的电器产品，主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造也得重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。低压开关柜适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。本设计共有三章，第一章主要介绍高压开关柜的分类及型号、各种参数及工艺要求；第二章则详细对KYN28A-12小车式高压开关柜进行介绍；第三章阐述KYN28A-12小车式高压开关柜的操作及存在的缺陷。本设计主要通过上网搜索以及书籍查阅来获取所需的资料。如有不足之处，恳请指教！关 键 词KYN28A-12小车式高压开关柜、原理图、接线图、检修引 言众所周知，电能是生产的主要能源和动力。电能的输送与分配既简单，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。高压开关设备在电力系统中起到了控制和保护的作用。随着科学技术的发展，高压开关设备也在提高自身使用价值的基础上相集成化、智能化方面发展。涉及的工业领域也非常广阔，从电力输、配电到石化、冶金、矿山等均用不同类型的高压开关设备作为其电力资源（或能源）的控制和保护系统。二次回路作为高压开关柜自身控制和保护回路，在高压开关设备中起着控制、保护信息的接受和传递作用，是非常重要的组成部分，因二次回路是有许多二次元件按其各自不同功能用二次导线连接而成，故其涉及、接线、安装错误会造成高压开关设备的功能丧失或误动作，从而使电力（配电）系统发生故障。科学技术的发展带动了人类社会的快速进步，各个行业的发展也越来越快，而电力是国民经济发展及人类文明生活不可缺少的一种宝贵能源，它在现代工农业生产、人们日常生活及各个领域中已获得了广泛的引用。离开了电力，要想实现人类社会的物质文明和精神文明是根本不可能的，因此，保护电力系统的安全可靠地运行和提高电能质量具有极为重要的意义，开关设备在电力系统中的应用具有举足轻重的地位。第一章 高压开关柜开关柜是一种电设备，外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载.开关柜具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。 图11 开关柜 第一节 高压开关柜的概述一、基本概念1、高压开关柜是成套配电装置的一种，它是由制造厂成套供应的设备，按一定的线路方案将有关一次设备和二次设备组装在柜内，从而可以节约空间，方便安装，可靠供电，美化环境。在这些封闭或半封闭式的柜中可装设高压开关电器、测量仪表、保护装置和辅助设备等等。一般是一个柜构成一个电路（必要时用两个柜），所以通常一个柜就是一个间隔。使用时可按设计的主电路方案，选用适合各种电路间隔的开关柜，然后组合起来便构成整个高压配电装置。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。比如：u 高压开关柜内的真空断路器小车在试验位置合闸后，小车断路器无法进入工作位置。（防止带负荷合闸）u 高压开关柜内的接地刀在合位时，小车断路器无法进合闸。（防止带接地线合闸）u 高压开关柜内的真空断路器在合闸工作时，盘柜后门用接地刀上的机械与柜门闭锁。（防止误入带电间隔）u 高压开关柜内的真空断路器在工作时合闸，合接地刀无法投入。（防止带电挂接地线）u 高压开关柜内的真空断路器在工作合闸运行时，无法退出小车断路器的工作位置。（防止带负荷拉刀闸）4、母排位置相序对应关系：表1-1相别漆色母线安装相互位置垂直水平引下线A相黄上远左B相绿中中中C相红下近右5、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.因此要求它应具有足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。第二节 高压开关柜的组成及分类一、高压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，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a) 冷扎钢板或角钢(用于焊接柜) b) 敷铝锌钢板或镀锌钢板(用于组装柜)c) 不锈钢板(不导磁性)d) 铝板(不导磁性)柜体的功能单元：a) 主母线室(一般主母线布置按“品”字形或“1”字形两种结构 b) 断路器室 c) 电缆室 d) 继电器和仪表室e) 柜顶小母线室f) 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 高压断路器如：少油型(S)、真空型(Z)、SF6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.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KYN28A-12。（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)均为固定式安装的，固定式开关柜较为简单经济，如XGN2-10、GG-1A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型高压开关柜。（2）.金属封闭间隔式开关柜（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JYN2-12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XGN2-12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。第三节 高压开关柜的装配一、高压开关柜装配工艺的基本要求（1） 一次、二次接线及选用的电器元件和材料的规格应符合设计图纸的要求。（2） 柜内安装的元件均应为合格产品。要求在开关柜的角螺丝固定的情况下，操作断路器和隔离开关时，状语柜内的二次元件不应产生误动作。（3） 断路器装入柜内后，高、低压下的分、合闸和额定电压下的分、合闸速度特性、行程、超行程和三相同期性均应符合本身原有的技术条件；负荷开关、隔离开关装入柜后的开距和三相接地刀片同时接触性能也均应符合原有的条件。（4） 操作机构及传动装置应操作灵活，辅助触点（动合、动断）分合正确可靠。（5） 高压开关柜内导体相互连接处，当通过开关柜的额定电流时，该处最高温度及允许温升不得超过表1-4所列数据的规定。表1-4 开关柜内导体连接处的最高温度及允许温升测 量 位 置最 高 温 度（）周围介质温度+40时允许温升（）分支母线相互连接处及分支母线与电器端子连接处铜（银）、铜（银）铜（锡）、铜（锡）铝（锡）、铝（锡）铝（锡）、铜（锡）铝 、铝铝 、铜（锡）铝（锡）、铜10590858580808065504545404040在检查最高温度及允许温升时，应满足下列条件：1) 应取高压开关柜最大的额定电流值；2) 高压开关柜两侧应封闭；3) 测量位置应三相同时进行。表1-4中，铝（锡）是指两次到西安搪锡或镀锡，其他相同。（6）高压开关柜内一次设备（包括连接导线）带电体之间以及一次设备（包括连接导线）带电体与骨架之间的最小距离应符合表15所列数值（不包括设备本身内部距离）。表1-5 一次设备带电体之间，带电体与骨架之间的最小距离(毫米)部 位3KV6KV10KV不同相的裸导体之间及裸带电部分至接地骨架之间裸带电部分至正面金属板或金属门裸带电部分至正面网状封板或网状门无遮拦导体至地面高度75105175250010013020025001001552252500（7）高压开关柜的一次回路及其他电器的绝缘应能承受1分钟工频实验（数值见表1-6）而无击穿现象。表1-6 高压开关柜工频实验电压数值额定电压（KV）0.5及以下（二次回路）3610持续一分钟的工频实验电压1243242实验部位：一次电路的相与相之间，相与地之间。（8）门与板要求平整，网门或网状遮拦上的钢丝应张紧，外露的侧板应无明显的凹凸不平现象。（9）母线连接处边缘及孔口应无毛刺或凹凸不平现象，并应连接紧密可靠。母线弯曲处应无裂纹。母线的排列安装层次分明，整齐美观，涂漆应色泽均匀。（10）柜内所有二次回路的仪表、继电器、电器元件、端子排和小母线以及连接导线均应完整、清楚、牢固的标号。以上是固定式开关柜装配工艺的基本要求，小车式开关柜的装配工艺基本要求除应符合上述固定式开关柜的装配工艺基本要求外，并需符合以下几点要求。（1） 同型号、同类型的小车应可以互换。（2） 小车的推进与取出应灵活轻便，无卡涩碰撞现象。（3） 可动触头与固定触头应保证在允许的偏差范围内接触可靠。（4） 小车与柜体之间应有接地触头，接地电阻应不大于1000微欧。（5） 小车抽出柜体后，柜内一次隔离用的静触头安全保护装置应可靠。（6） 小车式开关柜一次回路及其他电器的工频绝缘耐压试验数值见表1-6。其测试部位包括一次回路中断路器动、静触头之间。二、高压开关柜的二次配线高压开关柜和低压开关柜的装配工艺要求较高，尤其对二次回路配线的要求更应正确无误、整齐美观。而且二次回路配线的好坏，关系到整个柜的质量，应给予重视。二次回路配线的工艺要求1. 配线材料 所用的材料包括塑料线（单股和多股，多股线适用于箱架至摇门以及其他活动部分，有条件时可采用镀锡铜芯导线）；异形塑料管；线夹等辅助材料。2. 配线工具 使用的工具包括尖头钳、剥线钳、剪刀、螺丝刀、M3-M6沉孔套筒扳手、线套和螺丝盒等。3. 二次配线的准备工作 应按以下几个方面进行。 （1） 看清图纸，仔细考虑线路的布置方案；（2） 根据任务性质和产品技术要求，选用与图纸要求相符的导线；（3） 核对二次回路的电器元件是否配齐、型号规格是否相符，如果电器元件表面发生碎裂、生锈、发霉等质量问题是应及时调换。4. 二次配线的工艺过程 其基本要求分述与下。（1） 所有电器元件均应有合格证方能进行安装。在安装时，一般按图先将仪表安装在开关板上，然后再安装继电器，对于板后安装的继电器，在接线端上先拧上接线螺杆，用螺母夹紧;对于板前接线的继电器在需连接的接线端上连接片，并用弹簧垫圈和螺母夹紧；注意不可秃扣，如有秃扣则必须调换嵌件螺母或更换继电器；如果发现继电器的接线端嵌件螺孔内有胶木堵塞，要用丝锥铰过，再将继电器按图装入开关柜内。（2） 信号灯、按钮等其他二次回路的组件，也因按图进行安装，在安装时，对于所有部件和走线一律要求水平垂直、整齐、并安装牢固。（3） 将槽板紧固在开关板的适当位置，依次将接线板插入开关板内。（4） 根据需要，试测线路的长短然后下料，并将下好的线勒直，有成型木模者可按照木模预制。（5） 自上而下地将总线束放好，总线束本身要求方行或长方形。然后分路，并将上下笔直的线路放在外档，上下曲折（弯头）的线路顺次序放入内档。线路不能紧贴金属表，必须腾空3-5毫米。（6） 在分路部分，将可连接的一端接好，弯头处用手弯成圆角后，再直、横行走。（7） 分路部分到继电器的线束，一律按水平居中向两侧分开的方向行走，到继电器接线端的每根线应略带圆弧状连接，同一块板内的各种继电器连接线圆弧应力求一致（见图12）。图12 配接继电器形式（8） 分路部分到双排仪表的线束，可用中间分线的布置（见图13）。图13 双排仪表的配接形式（9） 分路部分到单排仪表的线束布置如图14所示。 图14 单排仪表的配接形式（10） 分路部分到按钮、信号灯、熔断器、控制开关等部件的线束布置，原则上按横向对称行走（见图15），但如果受到位置上的限制，允许直向对称行走。（11） 过门部分的线束，在两部分线脚固定以后，线束本身必须留有适当的长度余量，以便打开门时，线束不致过分拉紧。（图16）图15 到各种电器组件的配接形式(a)到按钮；（b）到信号灯；（c）到熔断器；（d）到控制开关过门线束应留适当长度图16 KYN28A-12小车式高压开关柜面板接线图5接线 二次接线应按以下步骤进行；（1） 根据需要的长度和线径用剥线钳剥头，剥头时不应损伤铜丝表面。（2） 按接线图纸选取相应的塑料线套号，且不准将线号套反套，并不得互相错位；（3） 套上塑料线号套后，在导线末端缠环，环根与塑料线号套之间距离应为2毫米，缠出的环以全圆为原则，方向应与压紧螺母拧紧方向一致，其内径应比紧固螺母的内径大12毫米；（4） 两根以上的线头，在两根线之间应垫上一只垫圈，上导线上面再加一弹簧垫圈用螺母压紧。如果是多股线接到接线端上时，如果螺杆的长度不够，可允许用碗形垫圈加弹簧圈省去平面垫圈，螺母拧紧后，要求螺杆伸出螺帽35扣；（5） 连接的线头应镀锡。6线束的包扎 线束每隔100200毫米需用蜡绸包扎，然后再用铝片扎头紧固。对于可动部分的线束，为防止与金属部分摩擦，原则上一律要加套塑料管或缠绕蜡布带。7二次回路配线的检查 应按以下步骤进行。 （1） 接线头螺钉是否有松动现象； （2） 线路的走向和安装是否平、直、齐、牢； （3） 对于各元件所有不接线的端子均应配齐螺杆、螺母、垫圈等，并要求紧固； （4） 按技术条件的各项规定，检查各元件的规格是否符合设计要求。三、高压开关柜常见故障缺陷及处理方法故障的预防措施：开关柜在调试、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.发现有异常情况，如不能解决可同开关柜厂家联系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第二章 KYN28A-12小车式高压开关柜KYN28A-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12KV市场上使用量很大。第一节 KYN28A-12小车式高压开关柜的概述 KYN28中置高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在12kV的电器产品，主要包括高压断路器、接地开关、互感器等。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。KYN28柜体由柜架和可抽出式手车二部分组成，各种手车均采用蜗杆摇动推进和退出，其操作轻便、灵活。整个手车体积小，检查和维修方便。手车在柜体内试验位置和工作位置都有到位装置，以保证机械联锁可靠。根据手车的用途不同，可分为：转运车、PT车、熔断器车、计量车、隔离车、下置PT车、下置避雷器车和接地车等。一、KYN28A-12小车式高压开关柜的结构 型号含义 K Y N 2 8 A-12- 铠装柜 环境特征号 移开式 一次方案号设计序号户内 开关柜基本参数项 目单 位数 据额定电压kV121min工频耐受电压（额定绝缘水平）kV42(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）kV75(相对地及相间)85(隔离断口)额定频率HZ50主母线额定电流A630 1250 1600 2000 2500 3150分支母线额定电流A630 1250 1600 2000 2500 31504S热稳定电流kA16 20 25 31.5 40额定动稳定电流kA40 50 63 80 100防护等级外壳为IP4X, 隔室间和门打开时为IP2X开关柜由固定的柜体和可移开部件(简称手车)两大部分组成。根据柜内电气设备的功能，柜体用 隔板分成四个不同的功能单元。如图21所示的母线室A、断路器手车室B、电缆室C、继电气仪表室D。柜体的外壳和各功能单元之 间的隔板均采用敷铝锌钢板弯折后栓接而成。图21 基本结构剖面图开关柜可移开部件可配置VD4、VS1、3AH等真空断路器手车、电流互感器手车、电压互感器手车、隔离手车等。开关柜内可装设检测一次回路运行情况的带电显示装置(由用户选择)，该装置由高压传感器和显示器两部分组成。传感器安装在馈线侧，显示器安装在开关柜的低压室面板上。开关柜外壳防护等级是IP4X，断路器室门打开时的防护等级为IP2X。开关柜从结构上考虑了开关柜内部故障电弧的影响，并根据PEHLA规程第4号的1-3节和6节以及IEC60298的6.108条规定，GB3906的715条规定，VDE0670的601部分的规定进行了严格的引弧试验，能有效地保证操作人员和设备的安全。由于开关柜的安装与调试均在正面进行，所以开关柜可靠墙安装，以节省占地面积，但如条件允许，仍建议开关柜后到隔板墙之间留出一定安装维修通道，宽度约800mm。开关柜外型尺寸及重量高度mm2300宽度分支母线额定电流1600A及以下短时耐受电流31.5kA及以下mm800短时耐受电流40kA及以上额定电流1600A，短时耐受电流31.5kA及以下分支母线额定电流2000A及以上mm1000深度后封屏为95 mmmm1575重量kg8001200手车： 手车骨架采用钢板经CNC机床加工后铆接而成。手车与柜体绝缘配合，机械联锁，安全可靠灵活。根据用途，手车可分为断路器手车、电压互感器手车、计量手车等等。各类手车的高度与深度统一，相同规格的手车能互换。手车在柜内有隔离试验位置和工作位置，每一位置均设有定位装置，以保证联锁可靠，必须按联锁防误操作程序进行操作。各种手车均采用螺母、丝杆摇动推进、退出，其操作轻便、灵活，适合于值班人员操作。手车当需要移开柜体时，用一只专用转运车，就可以方便抽出，进行各种检查、维护；而且采用中置式，整个手车体积小，检查，维护极方便。母线室：母线从一个开关柜引至另一个开关柜，通过分支母线和静触头盒固定。主母线与联络母线为矩形截面的圆角铜排。用于大电流负荷时需要用二根矩形母线。全部母线用热缩套管覆盖。扁平的分支线通过螺栓接线与静触头盒主母线相连接。母线穿越开关柜隔板处用绝缘套管支撑，如果柜内出线内部故障电弧，能防止母线贯穿熔化，保证事故不致蔓延到邻柜，并避免主母线因电动力的作用而变形。电缆室：电缆室的后壁可安装电流互感器，电压互感器，接地开关，电缆室内也能安装避雷器。手车和水平隔板移开后，施工人员就能从正面进入开关柜安装电缆，在电缆室内设有特定的电缆连接导体，可并接1-6根单蕊电缆，同时在其下部还配制可拆卸的金属封板，以确保现场施工的方便。断路器手车室：在断路器室安装了供断路器手车滑行的导轨。手车能在工作位置、试验隔离位置之间移动。活动帘板由金属板制成，安装在手车室的后壁上。手车从隔离/试验位置移动至工作位置过程中，装在母线小室和电缆联接小室(电缆室)内的静触头盒上的静触头前的活动帘板自动地打开，反方向移动手车，活动帘板自动闭合，把静触头盒封闭起来，从而保障了操作人员不触及带电体。手车在开关柜的门关闭情况下被操作，通过观察窗可以看到手车在柜内所处的位置，同时也能看到手车上的ON（用以使断路器合闸/ OFF（用以使断路器分闸）按钮和 ON/OFF机械位置指示器以及储能/释能状况指示器。 图22 断路器室开关柜上的二次线与手车的二次线联络是通过手动二次插头来实现的。二次插头的动触头通过一个尼龙波纹管与手车相联，二次插座是装设在开关柜断路器室的右上方，只有当手车处于“试验隔离”位置时，才能插上和拔下二次插头。手车处于“工作”位置时，由于机械联锁作用，二次插头被锁定，不能被解下。断路器手车在二次插头未接通之前仅能进行手动分闸，但由于断路器手车的合闸闭锁电磁铁未通电，无法手动合闸。手车框架由冷轧钢板经弯折及焊接而制成。根据用途，在断路器室配置的手车可分为VD4、VS1、3AH真空断路器手车，VC熔断器-真空接触器手车、电流互感器手车、电压互感器手车、隔离手车等。各类手车的高度与深度都统一，相同规格手车能互换。根据需要，在电缆室也可以配置电压互感器手车。断路器手车在柜内有“工作”位置和“试验隔离”位置，每一位置均设有定位闭锁装置，保证手车处于特定位置时才允许进行操作。移动手车必须满足联锁条件，保证手车移动之前断路器必须先分开。断路器手车从服务小车上推入开关柜内时，首先处于“试验隔离”位置，然后由摇动手把或电动操动机构将手车移入“工作”位置。图23 断路器及底盘车继电气仪表室低压室(图24)的面板与室内可装继电保护元件、仪表、带电显示器、模拟母线、操作开关以及特殊要求的二次设备。室内用于安装二次设备的是标准的网格板，可灵活地布置各类二次元件，并可方便布线。控制电缆及二次线敷设在两侧有足够空间的线槽内，并有金属盖板。左侧线槽为与柜外连接的控制电缆预留的，开关柜内部的二次线则敷设在右侧线槽内。在低压室的侧板上还留有小母线穿越孔，便于现场安装。图图24 低压室二、主要元器件简介1.真空断路器真空断路器是开关柜一次回路中最主要的电器元件，主要选型有ABB公司产的VD4型真空断路器，SIEMENS公司产的3AH型真空断路器，森源公司产的VS1型真空断路器等，在此处仅对VD4真空断路器作简略说明。VD4真空断路器VD4真空断路器是开关柜一次回路中最主要的电器元件(见图25)，它是由ABB集团提供的，完全符合国际标准和国家标准的要求。 图25 VD4真空断路器VD4真空断路器可在工作电流范围内频繁操作及多次开断短路电流。机械寿命可高达30000次满容量短路电流开断次数可高达100次。它适用于重合闸操作，并有极高的操作可靠性。在正常的工作条件下，断路器在允许技术参数范围内使用，可保证安全、可靠地运行。使用过程中VD4真空断路器仅需少量的清扫、润滑等维护工作。当断路器用于控制3.6-12kV电动机时，若起动电流小于600A，且为频繁起动时，建议装设氧化锌避雷器用来限制操作过电压。 与VD4真空断路器配套的操动机构是结构紧凑、性能稳定的平面蜗卷弹 簧操动机构。操动机构同时操作三相灭弧室。蜗卷弹簧可同时配有手动和电动两种储能方式。操动机构可适用自动重合闸操作。 操动机构的基本配置模式可满足多数用户的要求，它具有完善、可靠的电气和机械的辅助元件。VD4真空断路器手车可电动操作。2. 负荷开关负荷开关主要选型有NAL12型负荷开关及NALF12型负荷开关一熔断器组合电器，FN12-12D630-20型交流高压负荷开关、FN12-12(R)D100-31.5型交流高压负荷开关熔断器组合电器等。负荷开关应设计合理、结构简单、操作方便、性能稳定，它适用于范围广泛的中压开关设备，可用于变压器、电容器、电缆、架空线、馈线及环网系统。负荷开关能在开关柜门板关闭情况下进行操作，负荷开关与接地开关具有可靠的机械闭锁。在正常的工作条件下，该负荷开关可在额定参数下长期运行，仅需少量的维护。3.无间隙氧化锌避雷器开关柜中避雷器主要选型有ABB公司产的MWD无间隙氧化锌避雷器和国产的HY5WS型避雷器4.接地开关接地开关主要选型有ABB公司产的EK6型接地开关和国产的JN15型接地开关。接地开关带有辅助接点，提供接地开关分合闸状态的信号。5.电流电压互感器随着数字技术在测量和保护方面的应用和发展，中压系统对测量元件的要求也发生了改变。与传统测量元件相比，现在的测量元件仅需有微小的电信号便可满足要求。电流电压互感器技术术参数见下表：电流互感器技术术参数项目单位数据额定电压kV3.612工频耐压（1min）kV42雷电冲击耐压（峰值）kV75额定一次电流A504000额定二次输出A1 5精度级别0.2 0.5 1.0 5P10 5P20 10P10 10P20额定容量VA1030额定短时耐受电流kA2540*额定峰值耐受电流kA63100*电压互感器技术术参数项目单位数据额定电压kV10/3工频耐压（1min）kV42雷电冲击耐压（峰值）kV75额定二次电压V100 100/3 100/3精度级别0.2 0.5 1.0 3P 6P额定容量VA1550三、开关柜的其他装置1.外壳、隔板和压力释放装置开关柜的外壳和隔板是采用教务敷铝锌板经C N C机床加工和弯折之后在专用夹具上组装栓接而成，因此，装配好的开关柜能保证尺寸上的统一性及很高的机械强度。开关柜的门板面漆采用静电喷涂后焙烤，表面抗冲击，耐腐蚀并保证外形的美观。开关柜的顶部在断路器室、母线室和电缆室的上方均设有压力释放装置，当发生内部故障电弧时，伴随电弧的出现，开关柜内部气压升高，顶部装设的压力释放金属板将被自动打开，释放压力和排泄气体，装设在门上的特殊密封圈把柜前面封闭起来，以确保操作人员和开关柜安全。2.防止误操作和联锁装置开关柜内装有安全可靠的联锁装置，完全满足五防的要求。a.仪表室门上装有提示性的按扭或者KK型转换开关，以防止误合、误分断路器手车。b.断路器手车在试验或工作位置时，断路器才能进行合分操作，而且在断路器合闸后，手车无法移动，防止了带负荷误推拉断路器。c.当接地开关处在分闸位置时，断路器手车（断路器断开状态）才能从试验/断开位置移至工作位置。当断路器手车处于试验/断开位置时，接地开关才能进行合闸操作（接地开关可带电压显示装置）。这样实现了防止带电误合接地开关及防止了接地开关处在闭合位置时移动断路器手车。d.接地开关处于分闸位置时，前下门及后门都无法打开，防止了误入带电间隔。e.装有电磁闭锁回路的断路器手车在试验或工作位置，而没有控制电压时，仅能手动分闸，但不能合闸。f.断路器手车在工作位置时，二次插头被锁定不能拔除。g.按使用要求各柜体间可装电气联锁及机械联锁。3.压力释放装置 在手车室、母线室和电缆室的上方均设有压力释放装置，当断路器或母线发生内部故障电弧时，伴随电弧的出现，开关柜内部气压升高，顶部装配的压力释放金属板将被自动打开释放压力和排泄气体，以确保操作人员和开关柜的安全。4.二次插头与手车的位置联锁 开关柜上的二次线与手车的二次线的联络是通过二次插头来实现的。二次插头的动触头通过一个尼龙波纹管与手车相连，二次静触头座装设在开关柜断路器隔室的右上方。手车只有在试验/隔离位置时，才能插上和解除二次插头，手车处于工作位置时于机械联锁作用，二次插头被锁定，不能解除。断路器手车在二次插头未接通之前仅能进行分闸，由于断路器手车的合闸机构被电磁锁定，所以无法使其合闸。5.带电显示装置 开关柜内设有带电显示装置。该装置由高压传感器和可携带式显示器两部分组成。传感器安装在母线或馈线侧，显示器的插接口安装在开关柜低压隔室上，当需检测ABC三相是否带电时，可将携带式显示器的插头插入L1L2L3接口，如果显示器动作，则表示母线或馈线侧带电，反之，则说明不带电。同时也能作为相序检测器或电光指示器，其作用也是检测高压侧上否带电。6.防止凝露和腐蚀 在为了防止在高湿度或温度变化较大的气候环境中产生凝露带来之危险。在断路器和电缆室内分别装设加热器，以便在上述环境中使用和防止腐蚀发生。7.接地装置 在电缆室内单独设立有540mm的接地铜排能贯邻相邻的开关柜，并与柜体良好接触。此接地排供直接接地之元器件使用。同时由于整个柜体用敷铝锌板相拼联，这样使整个柜体都处在良好接地状态之中，确保运行操作人员及柜体安全。第二节 KYN28A-12小车式高压开关柜的原理安装图一、原理图原理接线图是表示二次回路构成原理的最基本图纸。它能使看图者对整个装置的构成由一个整体的概念，是二次回路设计的原始依据。图26 KYN28A-12小车式高压开关柜一次原理图二、安装图安装图是加工配电屏和现场安装中不可缺少的图纸，也是运行、调试和检修的主要参考图纸。在这种图上，设备和器具均按实际情况布置。设备、器具及端子和导线、电缆的走向均用符号、标号加以标志。两端连接不同端子的导线，为了便于查找其走向，喜爱用专门的“对面原则”的标号方法。安装图包括屏面布置图、屏背接线图和端子排图。（1）屏面布置图 开关柜的屏面布置图是加工制造屏、盘和安装屏、盘上设备的依据。上面每个元件的排列、布置，都是根据运行操作的合理性，并考虑维护运行表示设备和器具在屏面的安装位置，屏和屏上的设备、器具及其布置均按比例绘制。屏内的二次设备应按一定顺序布置和排列。如国家规定：电器屏上，一般把电流继电器、电压继电器放在屏的最上部，中不放置中间继器和时间继电器，下部放置调试工作量较大的继电器、压板及试验部件。在控制评上，一般把电流表、电压表、周波表和功率表等靠在屏的最上部，光字牌、指示灯、信号灯和控制开关放在屏的中部。（2）屏背面接线图 又称安装接线图，是以屏面布置图为基础，并以展开图为依据而绘制成的接线图。它是瓶内元件相互连接的配线图纸，标明屏上各个元件在屏背面的引出端子之间、元件与端子排之间的连接情况，是安装、施工和运行时的重要参考图纸。图28 KYN28A-12小车式高压开关柜安装接线图（3）端子排图 端子是二次接线中不可缺少的元件，虽然屏内电器元件的连接多数是直接相连，但屏内元件与屏外元件之间的连接，以及同一屏内元件接线要经常断开时，一般是通过端子或电缆来实现。许多端子的组合称为端子排，端子排图就是表示屏上需要装设接线端子数目、类型、排列次序以及它与屏内元件和屏外二次设备连接情况的图纸，用于表达连接屏内外各设备和器具的各种端子排的布置及电气连接。端子排提通常表示在屏后接线上。KYN28A-12小车式高压开关柜的端子排图如图210所示。端子排的主要作用：1、利用端子牌可以迅速可靠地将电器元件连接起来；2、端子排可以减少导线的交叉和便于分出支路；3、可以在不断开的情况下对某些元件进行试验或检修。端子排布置原则 每一个安装单位应有独立的端子排。垂直布置时，由上而下；水平布置时由左到右，按下列回路分组顺序地排列：1、交流电流回路（不包括自动调整励磁装置的电流回路），按每组电流互感器分组，同一保护方式的电流回路一般排在一起。2、交流电压回路，按每组电压互感器分组，同一保护方式的电压回路一般排在一起，其中对按数字大小排列，再按U、V、W、N、L(A、B、C、N、L)排列。3、信号回路按预备、指挥、位置及事故信号分组。4、控制回路，其中又按各组熔断器分组。5、其他回路，其中又按远动装置、励磁保护、自动调整励磁装置、电路电压回路、远方调整及联锁回路分组，每一回路对按极性、编号和相序排列。6、转接回路，先排列本安装单位的转接端子，在安装别的单位的转接端子。图210 KYN28A-12小车式高压开关柜端子排图图211 KYN28A-12小车式高压开关柜成品图 第三章 KYN28A-12小车式高压开关柜操作及缺陷第一节 KYN28A-12小车式高压开关柜操作开关柜在运行中,操作人员除应遵守有关规程外,还应注意以下问题:1.1操作程序虽然开关设备设计有保证开关设备各部分操作程序正确的联锁,但是操作人员对开设备各部分的推入和退出,仍应严格按操作规程和本技术文件的要求进行,不应随意操作,更不应在操作受阻时,不加分析强行操作,否则,容易造成设备损坏,甚至引起事故.1.1.1无接地开关的断路器柜的操作a.将断路器可移开部件装入柜体:断路器小车准备由柜外推入柜内前,应认真检查断路器是否完好,有无漏装部件,有无工具等杂物放在机构箱或开关内,确认无问题后将小车装在转动车上并锁定好.将转运车推到柜前,把小车升到合适位置,将转运车前部定位锁板插入柜体中隔板插口并将转运车与柜体锁定之后,打开断路器小车的锁定钩,将小车平稳推入柜体内同时锁定.当确认已将小车与柜体锁定好之后,解除转运车与柜体的锁定,将转运车推开.b.小车在柜内操作:小车在从转运装入柜体后,即处于柜内断开位置,若想将小车投入运行,首先使小车处于试验位置,应将辅助回路插头插好,若通电则仪表室面板上试验位置指示灯亮,此时可在主回路未接通的情况下对小车进行电气操作试验,若想继续进行操作,首先必须把所有柜门关好,用钥匙插入门锁孔,把门锁好,并