第4章变配电所-中压柜

1、第四章 工厂变配电所及其一次系统Substation and its Main System2012年10月第四章 工厂变配电所及其一次系统 工厂变配电所的任务、类型及所址选择 电气设备中的电弧及对触头的要求 中压开关设备及其选择1、中压元器件2、中压开关柜目 录第四章 工厂变配电所及其一次系统第3节 中压开关设备及其选择 中压元器件 中压开关柜第3节 中压开关设备及其选择中压开关柜Medium-Voltage Switchgear (Switchboard)中压开关柜额定电压3.640.5kV的开关柜 气体绝缘中压开关柜NXPLUS 空气绝缘中压开关柜ZS1中压开关柜 引言 有关标准 术语和

2、定义 技术数据 产品分类 空气绝缘型交流金属封闭式中压开关柜（AIS） 气体绝缘型交流金属封闭式中压开关柜（C-GIS） F-C回路开关柜（交流接触器熔断器组合电器） 特殊用途开关柜 智能化开关柜中压开关柜 中压开关柜，全称：3.6kV40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备，是装有以断路器为主要开关元件的成套开关设备，在配电系统中作接受和分配电能之用，是中压领域中量大面广的产品。 中压开关柜的发展，经历了敞开式 构架式 金属封闭式 密封式的技术发展历程，体积愈来愈小。引言中压开关柜 80年代以来，我国不断引进国外先进技术，尤其是90年代以来，成立了多家合资企业、独资企业，新兴企业也层出不穷

3、；同时国内市场的需求也日益多样化，国内开关行业推出了几十个新型开关柜产品，大部分配有真空断路器、负荷开关、接触器和熔断器等。引言中压开关柜国外生产中压开关柜的主要公司及其代表产品：ABB公司：ZS1中置式开关柜、ZS3.2、ZS8等AIS，ZX系列CGIS；德国西门子公司：8BK20系列中置柜、NXAIR开关柜等AIS， 8DA10、 8DB10、8DC11、NXPLUS系列CGIS；日本三菱公司：MA-EC型下置式手车柜；美国伊顿公司（收购Holec ）：Unitole UR 中置柜、UT4落地式柜；法国阿海珐公司（收购Alstom ）： PID型中置柜、VISAX智能型开关柜； GE公司：

4、PV型双层柜等；施耐德公司：MC set 手车柜；东芝公司：VE型中置柜引言中压开关柜我国生产中压开关柜的主要公司：江苏东源电器集团股份有限公司、安徽鑫龙电器股份有限公司、天水长城开关厂、上海柘中（集团）有限公司、华仪电器集团有限公司、北京北开电气股份有限公司等中压开关柜主要合资/独资企业：厦门ABB开关有限公司、上海西门子开关有限公司、西门子中压开关技术（无锡）有限公司、西电三菱电机开关设备有限公司、上海通用电气开关/广电有限公司、镇江伊顿电器有限公司、伊顿电气（苏州）有限公司等引言中压开关柜DL/T 404-1997 户内交流高压开关柜订货技术条件GB 3906-2006 3.6kV40.

5、5kV交流金属封闭开关设备和控制设备IEC 62271-200: 2003 High-voltage Switchgear and Controlgear Part 200: AC Metal-enclosed Switchgear and Controlgear for Rated Voltages above 1kV and up to and Including 52 kV高压开关设备和控制设备 第200部分：1kV52kV交流金属封闭开关设备和控制设备GB 290020 电工术语 高压开关设备有关标准中压开关柜 中压开关柜 medium-voltage switchboard由一次回路

6、元件（中压断路器、负荷开关、接触器、熔断器、隔离开关、接地开关、互感器及站用电变压器等） ，以及控制、测量、保护、调节装置，内部连接件、辅件、外壳和支持件等组成的成套配电装置，其内的空间以气体或复合绝缘材料作为介质，用作接受和分配电网的三相电能。 金属封闭式中压开关柜 metal-enclosed MV switchboard 除进、出线外，所有元器件组件及其辅助回路完全安装在接地金属外壳内的中压开关柜。有：金属铠装式、间隔式、箱式中压开关柜术语和定义中压开关柜 金属铠装式中压开关柜 metal-clad medium-voltage switchboard金属封闭式开关柜的一种，某些组件分别

7、装在用接地的金属隔板隔开的隔室中，金属隔板的防护等级应达到IP2XIP5X（或者更高），至少包含下列4个单独的隔室： 1、断路器室 2、母线室 3、电缆室 4、低压室术语和定义中压开关柜 金属铠装式中压开关柜 metal-clad medium-voltage switchboard1、母线室A：与主断路器另一侧连接的组 件，如母线2、断路器室B：主断路器3、电缆室C：与主断路器一侧连接的组件， 如馈电线路4、低压室D术语和定义中压开关柜间隔式中压开关柜 compartmented switchboard金属封闭式开关柜的一种，某些组件分装于单独的隔室内（与金属铠装式开关柜一样），但具有一个或

8、多个非金属隔板，隔板的防护等级应达到IP2X IP5X（或者更高）的要求 。箱式中压开关柜 cubicle switchboard除铠装式和间隔式开关柜以外的金属封闭式中压开关柜。它具有下列特征：1）隔室的数目少于金属铠装式和间隔式开关柜；2）隔板的防护等级低，或3）没有隔板。 术语和定义中压开关柜 隔室 compartment开关柜的组成部分，除因实现电气连接、控制、通风或必须在隔板上开孔外，所有隔室呈封闭状态或互相隔开。隔室可由内装的主要组件命名，如断路器隔室、母线隔室等。连接隔室之间的孔应以套管或有效方式隔开。母线可以贯穿若干功能单元。术语和定义中压开关柜 组件 component主回路

9、和接地回路中承担特定功能的主要部件，如断路器、负荷开关、接触器、隔离开关或隔离插头、接地开关、高压熔断器、互感器、套管、母线等。术语和定义中压开关柜活门 shutter开关柜的一个部件，它具有两个可转换的位置。一个位置是允许可移开部件的动触头插入静触头；而在另一个位置，则成为遮住静触头的隔板或外壳的一个部件。活门打开 open活门关闭 closed术语和定义中压开关柜压力释放装置 pressure relief device用于限制隔室压力的装置。术语和定义中压开关柜套管 bushing 导体与隔板或外壳绝缘的部件，它使导体穿过隔板或外壳。术语和定义中压开关柜主回路 main circuit开

10、关柜中传送电能的所有导电回路（不包括与电压互感器连接的导电回路）。又称一次回路。辅助回路 auxiliary circuit 开关柜中除主回路外的所有控制、测量、信号指示和调节回路的导电回路。又称二次回路。接地回路 earthing circuit每个接地装置或接地点到开关柜用于与外部接地系统相连的端子间的连接。术语和定义中压开关柜运输单元 transport unit开关柜的一部分，不需拆开而适合运输。功能单元（开关柜的） functional unit 开关柜的一部分，包括能满足完成单一功能的主回路和辅助回路的所有组件。功能单元可以根据预定的功能来区分，例如：进线单元、出线单元等。外壳 e

11、nclosure开关柜的一部分，在规定的防护等级下，它能保护内部设备不受外界的影响，防止人体和外物接近带电部分或触及运动部分。术语和定义中压开关柜内部电弧级开关柜（IAC） internal arc classified switchboard经试验验证能满足内部电弧情况下保护人员规定要求的开关柜。防误功能（简称“五防”） mal-operation防止误分、合断路器，防止带负荷分、合隔离开关或隔离插头，防止接地开关合上时（或带接地线）送电，防止带电合接地开关（或挂接地线），防止误入带电隔室。“五防”措施要灵活、简单、可靠术语和定义中压开关柜防护等级 degree of protection

12、开关柜的壳体、隔板防止人体接近柜内带电部件以及固体外物、灰尘的侵入和/或防止水的侵入而具备的保护程度。防护等级用IP和两个数字表示，如IP44。第一个数字表示防止人体接近柜内带电部件以及固体外物、灰尘的侵入而具备的保护程度，第二个数字表示防止水的侵入而具备的保护程度。 表1 防护等级分类规定防护等级 解 释 IP2X能阻挡手指或直径大于12mm、长度不超过80mm的物体进入 IP3X能阻挡直径或厚度大于2.5mm的工具、金属丝等物体进入 IP4X能阻挡直径大于1.0mm的金属丝或厚度大于1.0mm的窄条等物体进入 IP5X能防止影响设备安全运行的大量尘埃进入，但不能完全防止一般灰尘进入术语和定

13、义中压开关柜型式试验 type test型式试验是验证开关柜及其电器组件、辅助元件的各种性能是否达到技术条件的要求，是否能定型生产。产品的强制型式试验项目主要有： 绝缘试验 主回路电阻测量和温升试验 短时耐受电流和峰值耐受电流试验 关合和开断能力试验 机械操作和机械特性测量试验 防护等级检查 非金属隔板和活门试验 密封试验（漏气率及含水量） 充气隔室的压力耐受试验和气体状态测量 电缆试验回路的绝缘试验 内部电弧故障试验（对IAC级开关柜） 气候防护试验 机械撞击试验 局部放电试验 人工污秽试验 耐腐蚀试验术语和定义中压开关柜 型式试验 type test目前，我国有资质进行中压开关柜型式试验的

14、机构主要有：国家高压电器质量监督检验中心（西安高压电器研究所）、机械工业高压电器产品质量检测中心（沈阳）、北京电科所等中压开关柜出厂试验 routine test 制造厂应在厂内对每个运输单元进行出厂试验，以保证出厂产品与通过型式试验的产品一致。出厂试验报告应随产品移交用户。 出厂试验项目包括：1）主回路的工频耐压试验 2）辅助回路和控制回路的工频耐压试验3）局部放电试验 4）测量主回路电阻5）机械性能、机械操作及机械防止误操作装置或电气连锁装置功能的试验6）仪表、继电器元件校验及接线正确性检定7）密封试验 8）充气隔室的压力试验和气体状态测量9）设计检查和外观检查 10）电气、气动和液压辅助

15、装置的试验11）在使用中可以互换的具有同样额定值和结构的组件，应检验互换性12）现场安装后的试验术语和定义1）额定电压 kV Rated voltage 额定工频耐受电压 kV Rated power frequency withstand voltage 额定雷电冲击耐受电压 kV Rated lightning impulse withstand voltage2）额定电流（主母线和分支母线） A Rated current（of main busbar and tee-off) 额定短时耐受电流（4s/3s） kA Rated short-time withstand current,

16、4s/3s 额定峰值耐受电流 kA Rated peak withstand current 额定短路开断电流（断路器） kA Rated short-circuit breaking current (of CB)3）防护等级 Degree of protection4）工作条件 Ambient conditions, such as （海拔高度、温度和湿度等） Altitude, ambient temperature, humidity etc. 中压开关柜主要技术数据 Technical Data GB IEC GB IEC1）额定电压 kV 12 12 40.5 40.5 额定工频耐

17、受电压 kV 42/48 28/32 95/118 70/80 额定雷电冲击耐受电压 kV 75/85 75/85 185/215 170/1952）额定电流 A , 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, （主母线和分支母线） 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000 额定短时耐受电流（4s; 3s） kA , 20, 25, 31.5, 40, 50, 63 额定峰值耐受电流 kA 为额定短时耐受电流的2.5倍3）辅助回路的额定电压 V 直流：24、48、110、220 交流：100、220、380中压开关柜注：斜线下的数值是隔离断口间绝

18、缘值。隔离断口间绝缘是指隔离开关、隔离负荷 开关、手车柜隔离插头完全断开时的断口间绝缘。主要技术数据 Technical Data中压开关柜 按安全等级，分为： 铠装式、 间隔式、 箱式 按柜内主要元件（断路器）的安装方式，分为： 移开式（简称手车柜）、 固定式（简称固定柜）产品分类中压开关柜 按柜内主绝缘介质，分为： 空气绝缘（复合绝缘）型（ 简称AIS ） Air-Insulated Switchgear 气体绝缘型（ 简称充气柜 C-GIS ） Cubicle type Gas-Insulated Switchgear 产品分类中压开关柜按使用场合，分为： 通用型 general switchgear 智能型 Intelligent switchgear F-C回路开关柜 Fuse-Contactor combination switchgear 特殊开关柜 special-application switchgear 高原型 For plateau 电气化铁路 For electrical railway 矿山用隔爆型 Explosio