高压开关柜培训课件

1、 高压开关柜原理及现场试验 1 高压开关柜的定义 开 关装 置（断路器、接触器、隔离开关） 及其相关的控制、测量、保护和调节设备的组合，以及与该组合有关的电气联结、辅件、外壳和支持构件组成的总装的总称。简言之，高压开关是由高压系统、绝缘系统、外壳及二次部分四大类构成。 2 高压开关柜的基本电气符号和一次主接线图 2.1 JPA旁通柜的基本电气符号和一次主接线图 2 .2手车柜基本电气符号和一次主接线图 2 .2手车柜基本电气符号和一次主接线图 3 高压开关柜的构成及分类 3.1 开关柜的构成 高压开关是由高压系统、绝缘系统、外壳及二次部分四大类构成。 JPA旁通柜的构成 KYN28手车柜的构成

2、 3.2 开关柜的分类1）按外壳结构形式分为：箱式、间隔式、铠装式；（虽然新标准并不按这种方式分类，但在相当长的一个时期，这种分类方法仍将适用） 2）按高压元件的安装方式分：手车式、固定式； 3）按主要绝缘介质分为：空气绝缘柜、气体绝缘（SF6）柜、固体绝缘柜；3.3 各种柜型的特点及应用1）箱式、间隔式、铠装式开关柜的特点及应用； 2）手车式、固定式开关柜的特点及应用； 3）空气绝缘柜、气体绝缘（SF6）柜、固体绝缘柜开关柜的特点及应用；4 高压开关柜各组成部分的元件及功能介绍4.1 高压元件介绍 真空断路器介绍 ZN63A-12/1250-31.4 ZN65-12/1250-25 真空接触

3、器介绍 JCZ5-12D/400-4 真空断路器与真空接触器的异同 1）开断电流方面2）机械寿命3）使用场合 高压隔离开关介绍 GN19-12/630-40 高压隔离开关的作用隔离开关没有灭弧装置，不能带负荷进行操作。只能做为隔离断口使用，为检修维护提供 安全断口。安装调试注意事项:项目名称要求实际结论外壳接地应可靠接地断口距离150 mm合闸后的接触动刀全部接触分合闸不同期性3 mm合闸后的剩余间隙5mm分合完毕后定位应可靠锁住直接操作的变压器容量1000KVA注： 电流互感器及电压互感器介绍 4.2 绝缘材料及制品介绍1）环氧树脂 2）3240绝缘板 3）SMC绝缘板 绝缘物质的评定指标

4、1）机械强度 2）绝缘性能3）吸潮性 4）加工性能4.3 外壳（柜体）及基本要求 4.3 外壳（柜体）及基本要求 外壳是金属封闭开关设备的一部分，在规定的防护等级下，保护内部设备不受外界的影响，同时防止人体和外物接近带电部分和触及运动部分。 总则1）外壳必须是金属的（通风窗、排气口除外），不得用网状编织物或类似的材料制造，2）外壳必须满足规定的一种防护等级以保证其防护性能。3）地板的表面虽不是金属的，也可作为外壳的一部分，但如果有电缆沟连通或电缆进入，则必须封闭，且应满足规定的一种防护等级。4）房子的墙壁不能作为外壳的一部分。4.3.1 外壳的防护等级1）第 一位 特 性数字表示外壳对人体提供

5、的防护等级以及防止固体外物进入外壳内部设备的防护等级。 2）第二位特性数字表示防止有害的水浸入，这一防护不 规定等级(第二位特征数字X)外壳防护 等 级 应适用于设备的使用条件。对 于其他条件，如维修、试验等，防护等级可以不同。 详情可参考GB4208 4.3.2）外壳的接地 除金属封闭开关设备上各元件的接地应符合规定外，外壳 还应：1）沿金属封闭开关设备排列的方向设置一接地导体，接地导体应能满足该回路动、热稳定电流的要求。2）为了维护工作的安全，可触及的各主回路元件应能接地，但不包括可触及的可移开部件和可抽出部件，因为它们已从主回路中断开（不包括装有电容器的可移开部件）。3）每个外壳都应与接

6、地导体相连接，除主回路和辅助回路外，凡指定要接地的所有金属零件，也应直接或通过金属构件与接地导体相连接。4）为了保证功能单元内骨架、门、盖板、隔板或其他结构间的电气连通，可采用螺钉或焊接的方法，隔室的门应采用软导线（截面不小于 ）通过接地端子与骨架连通。1）以空气做为绝缘介质的最小空气间隙4.3.3 空气间隙与爬电距离额定电压(kV)3.67.21224相间和相对地（mm）75100125180带电体至门（mm）1051301552102） 户内开关设备外绝缘的爬电距离户内开关设备的相对地间、相和相间、断路器或负荷开关一个极的两个端子间的瓷质的或有机的绝缘子，其最小标称爬电比距应该不小于18m

7、m/kV (瓷质)和20mm/kV (有机)。5 高压开关柜的“五防”联锁 在电力系统中，防止电气误操作，确保发、配电设备及输配电线路的安全可靠运行是首要也是最重要的要求之一，万一发生事故，将造成巨大的经济损失，甚至危及设备和人身安全。为此，电力行业强制要求在电力系统中采取防止电气误操作装置，以满足电力“五防”要求。所谓电力“五防”，是指：1) 防止误分、误合断路器； 2）防止带负荷分、合隔离开关； 3）防止带电挂接地线（或合接地开关）； 4）防止带接地线（或未分开接地开关）合隔离开关； 5）防止误入带电间隔； 五防联锁的种类1） 机械连锁 2 ）机械程序闭锁3 ）电磁闭锁4 ）电气闭锁 5

8、）微机防误装置 注：1）五防联锁的使用前提是：设备正常运用和不使用工具 2）优先采用机械联锁 JPA柜和KYN28柜的五防联锁介绍1）仪表室门上装有提示性的按钮或者KK型转换开关，以防止误合、误分断路器。2）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。3、4）仅接地开关处在分闸位置时，断路器手车才能从试验/断开位置移至工作位置。仅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关合断路器。5）接地开关处于分闸位置时，下门及后门

9、都无法打开，防止了误入带电间隔。断路器手车确实在试验或工作位置，而没有控制电压时，仅能手动分闸，不能合闸。各柜体可装电气联锁。断路器手车在工作位置时，二次插头锁定不能拔除。本开关设备还可以在接地开关操作机构上加装电磁铁锁定装置以提高可靠性，其订货按用户的需求选择。6 高压开关柜的额定参数及选择 6.1 额定电压 额定电压（252kV及以下）3. 6k V - 7 .2kV- 12kV- 24kV- 40.5kV- 72.5kV- 126kV- 252kV 。除真空断路器、隔离开关、接触器外，其它高压元件的电压等级应与系统电压一致。6.2 额定电流开 关设 备 和控制设备的额定电流是在规定的使用

10、和性能条件下能持续通过的电流的有效值。高压元件的电流等级一般按1.25-1.5倍计算电流选取，并需经过相关规则进行校核。6.3 额定绝缘水平注1:本表中项(2)和项(4)的数值取自GB 311.1，斜线下的数值为中性点接地系统使用的数值，项(2)和项(3)斜线 下 的 数 值 亦为湿试时的数值。注2:隔离断口是指隔离开关、负荷一隔离开关的断口以及起联络作用或作为热备用的负荷开关和断路器的断口。7 高压开关柜的使用条件 总则 1）除非 另 有 规定，高压开关设备和控制设备及其操动机构和辅助设备，均应在其额定特性和正常使用条件下使用。2）如果使用条件和正常使用条件不同，制造厂应尽可能按用户提出的特

11、殊要求设计产品，或者应和用户达成适当的协议。7.1 正常使用条件 a) 周 围 空气温度最高不超过40，且在24h内测得的平均温度不超过35 。周围 空 气 最 低 温度为-5 、-15、-25 。b) 阳 光 辐射的影响可以忽略。c) 海 拔 不超过1000M。d) 周 围 空气没有明显地受到尘埃、烟、腐蚀性和/或可燃性气体、蒸汽或盐雾的污染，外绝缘的爬电 比距 应 满 足 5 .1 4.2的要求。e) 湿 度 条件如下: 在 24h内测得的相对湿度的平均值不超过95%; 月相 对湿度平均值不超过90%.在这 样 的 湿度条件下有时会出现凝露。可用特殊设计的建筑物或小室，采用适当的通风和加

12、热 ， 或 装 用 去 湿 装 置，以防凝露。f) 来 自 开关设备和控制设备外部的振动或地动可以忽略。9) 由 于 主回路中的开合操作，在辅助和控制回路上所感应的共模电压的幅值不超过1.6注：5.14.2 户内开关设备外绝缘的爬电距离户 内开 关 设备的相对地间、相和相间、断路器或负荷开关一个极的两个端子间的瓷质的或有机的绝缘子，其外绝缘的最小标称爬电距离应该不小18mm/kV (瓷质)和20mm/kV (有机)。7.2 特殊使用条件 高压 开 关 设备和控制设备可以在不同于规定的正常使用条件下使用，用户的要求应参照下述的特殊使用条件提出。 a) 海拔 对 于使 用 在海拔高于1000m处的

13、设备，其外绝缘在标准参考大气条件下的绝缘水平是将使用场所要求的绝缘耐受电压乘以海拔修正系数Ka，系数Ka按图1选取。 b) 温度和湿度 对 于使 用 在周围空气温度超出7.1中规定的温度范围内的设备，应优先选用的最低和最高温度的范围规定为:围规定为: 对 严 寒气候一50-+40 ; 对 酷 热气候一25C -+ 55 。在 暖湿 风 频繁出现的某些地区，温度的骤变会导致凝露，甚至在户内也会凝露。在 热 带户 内条件下，在24h内测得的相对湿度的平均值能达到98%。此时可采取降容、通风、加热等措施来达到设计和使用要求。c) 震动及其它8高压开关柜试验概述 高压开关设备是电力系统重要的控制和保护

14、设备，对电力系统安全、可靠地运行起着举足轻重的作用。因此电力系统对高压开关可靠性要求高，质量控制严格。每一种高压开关设计、研制出样机后都必须按照国家和行业有关标准进行严格的型式试验的考核和验证，达到设计和标准的要求，并通过技术鉴定（大型产品还要进行试运行）后才能投入生产，提供电力部门使用。高压开关的试验分为型式试验和出厂试验，以及用户进行的交接试验和预防性试验。 8.1 高压开关设备的型式试验 型式试验是指全面验证高压开关设备及其操动机构和辅助设备是否符合国家标准和产品技术标准（条件）规定，能否鉴定和定型生产的试验。 高压开关设备的型式试验应在国家认可的试验室（站）或国际上公认的检验机构进行，

15、并出具有效的试验报告。 型式试验分为如下几个大类，其每一类试验的考核目的不同。（1）绝缘试验考核试品的绝缘强度和绝缘介质的绝缘性能。（2）机械试验考核试品的机械强度和动作可靠性。（3）短时耐受电流和峰值耐受电流试验考核试品的热容量和在电动力作用下的机械强度。（4）短路开断及关合能力试验考核试品在短路条件下的开断及关合能力。（5）主回路电阻测量和温升试验考核试品的长期载流能力。（6）辅助回路和辅助开关的试验考核试品二次回路的可靠性。（7）密封试验、外壳防护等级和内部电弧试验考核试品的密封性能和防护能力。（8）无线电干扰试验（#%)+, 及以上产品）考核试品对周围无线电信号干扰水平。（9）环境试验

16、考核试品在各种环境下的性能。 8.2）高压开关设备的出厂试验 出厂试验是高压开关制造厂按照产品技术条件的要求，对批量生产的产品在出厂前进行的试验。出厂试验的目的是为了确保产品质量。同时，在出厂试验过程中能够揭示出厂前产品在材料、结构制造与装配等方面可能存在的差错和缺陷，以便及时修正，而这种试验不会损伤产品性能和可靠性（非破坏性试验）。高压开关设备的出厂试验由企业质检部门进行，并出具产品检验合格证书，产品才能出厂。 出厂试验主要包括以下项目：（1）主回路绝缘试验（一般为干燥状态下的工频耐压试验）。（2）辅助和控制回路的绝缘试验。（3）主回路电阻测量。（4）结构和外观检查。 （5）机械操作和机械特

17、性试验。 （6）密封试验。 （7）订货规格检查和包装质量检查。8.3高压开关设备的交接试验和预防性试验 电力部门对新安装的高压开关设备投运前要进行交接试验，对大修、小修和维护后的高压开关设备要进行预防性试验，这些试验按照电力行业标准电力设备预防性试验规程和产品技术条件（标准）进行。主要包括绝缘试验、回路电阻试验和机械试验三大类。8.3.1高压开关柜的绝缘试验 高压开关的绝缘性能是一个很重要的质量指标，关系设备和人生安全。高压开关的绝缘一旦失效就会造成对地或相间短路，电弧在无拘束的情况下，除了会造成难以估计的经济损失外，还可能发生人身伤亡等恶性事故。所以，高压开关的型式试验、出厂试验、电力部门的

18、交接试验中都把高压开关的绝缘性能试验作为必试项目。 对绝缘材料制成的元件要进行绝缘试验，对这些元件装配成产品后形成的油、气体和真空等介质间隙也必须进行绝缘试验。除了零部件的绝缘试验要求合格外，对高压开关整机还必须按照有关标准的规定进行绝缘试验，因为装配后各种元件所处的位置不同，电场发生了很大变化的缘故。工频试验电压：10kV系统-42kV 6kV系统-34kV 绝缘试验方法 试验电压应依次加到金属封闭开关设备主回路的每一相，其他各相接地，试验变压器的一出线端应接地并与金属封闭开关设备的外壳相连。 1）对试品施加电压时应从相当低的数值开始，以防止操作瞬变过程引起的过电压的影响。然后应该缓慢地升高

19、电压，以便能在仪表上准确读数，但是也不能升得太慢，以免造成接近试验电压时试品上的耐压时间过长。2）从试验电压达75%起，以每秒增加2%的速度升压至规定的试验电压值并维持至规定的时间。3）试验完毕将试验电压值迅速降压，但不能突然切断，以免出现的瞬变过程而导致故障或得出不正确的结果。4）试验过程中无任何破坏性放电或击穿现象，则试品通过了试验。 绝缘试验注意事项1）电压互感器、熔断器、过电压保护装置在进行工频耐压时应与试验回来路断路断开。2）对现场安装后的金属封闭开关设备进行工频耐压试验，试验电压值取80%的额定值。8.3.2 高压开关的主回路电阻试验 高压开关的每一极载流部分的直流总电阻称为主回路

20、电阻。主回路电阻由1）导体材料本身的电阻、2）固定连接的电阻和3）活动连接的接触电阻所组成。1）导体本身的电阻取决于其材料的电阻率和几何尺寸，对使用同一材料、具有同一几何尺寸的开关，这个电阻是恒定的。2）固定连接的电阻只要接触面的光洁度较好、连接处的压力够大（一般制造厂都能做到），其接触电阻很小。3）活动连接的接触电阻则与其接触形式、接触压力和接触状况有关。如果接触电阻过大，触头在长期工作电流下发热的热量增大，就会使触头接触处严重发热，甚至局部熔焊而影响开关分合。 因此，控制高压开关的主回路电阻非常重要，所以，在高压开关的型式试验、出厂试验和电力部门的交接试验中都规定了主回路电阻测量这个试验项

21、目。 主回路电阻的测量方法 高压开关主回路电阻测量主要有两种方法，一种是直接测量法，另一种是间接测量。直流压降法（伏安法）就是最常用的一种间接测量方法。直流压降法就是给高压开关每一极通以定值的直流电流，用直流电压表测量开关进出线端之间的电压降，然后用欧姆定律计算得出每一极的主回路电阻。 8.3.3高压开关柜的机械试验 在电力系统中，高压开关的主要功能是关合、开断、保护、控制、调节和测量电力线路。要实现这些功能就必须确保高压开关动作可靠，这就要求高压开关具有可靠的机械特性。国内外高压断路器（以下简称断路器）运行的经验表明，绝大多数断路器的事故都是由于机械缺陷所造成的。国际电工委员会统计为88%，

22、我国电力部门统计为85%左右。所以高压开关的机械可靠性就显得十分重要， 机械试验的内容 高压开关的机械试验包括机械特性试验、机械操作试验、机械寿命试验（含机械可靠性试验）等。（1）机械特性试验。用于测量机械特性参数是否达到产品技术条件所规定的数值。机械特性参数是指各种与开关机械运动有关的尺寸、速度、时间、操作力矩及机构的机械运动参数等。如断路器的行程、超行程、分合闸时间及三相同期性等。（2）机械操作试验。用于检查产品在规定条件下的操作性能及分闸、合闸、合分和自动重合闸操作的可靠性。机械操作试验应按照有关标准的要求和产品技术条件的规定进行。（3）机械寿命试验（或机械可靠性试验）。指按照有关标准规定的方法和产品技术条件规定的次数进行的连续的操作试验。机械寿命的次数由产品技术条件规定，但不能低于国家标准的规定。为了进一步保证机械可靠性，对于一些用于频繁操作的产品还规定了比标准高的机械可靠性试验次数，如10000次、20000次等。9 高压开关柜的发展趋 势及制造流程简介9.1）发展趋势：大容量、小型化、高可靠、免维护；9.2）制造流程：建厂申请申请营业执照样机试制型式试验申请