开关柜结构设计常识培训

1、,开关柜结构设计常识,奥克斯高科技成套技术部：顾克胜,一、开关柜结构设计的依据的相关标准二、开关柜结构设计的优化三、开关柜结构设计的注意点,前言：认识下常见开关的外形,负荷开关,接触器,前言：认识下常见开关的外形,断路器,隔离开关,几种开关的对比,一、开关柜结构设计的依据的相关标准,IEC 62271-200：2003额定电压1kV及以上至52kV交流金属封闭开关设备和控制设备 GB3906-2006 3.6 kV40.5 kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 DL/T 4042007 3.6kV-40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备,一、开关柜结构设计的依据的相关标准,标准中所规定的

2、主要质量关注点 温升试验 燃弧试验 防护等级 动热稳定 运行环境,一）温升试验,1、温升试验的相关标准数据,一）温升试验,2、有关温升试验在设计中的注意点 试验应该在最苛刻条件的元件和布置方案上进行 应该在规定的相数下，通以1.1倍额定电流 应该模拟现场正常的运行条件 以外壳周围的空气温度作为基准进行折算(外壳温升30K，南网20K）,一）温升试验,3、如何让开关柜通过温升试验？ 铜排载流量的核算 电磁感应、涡流现象的防止 加快散热（如表面涂黑、中隔离板开孔、顶板加孔等） 额定电流超过3150A，则柜体必须加强制风冷（重点要注意动静触头盒、手车真空泡）,一）温升试验,1）铜排载流量的核算 核算

3、时不仅要核算额定电流，还要注意短时耐受电流的影响； 铜排螺栓的选型要注意满足GBJ149的要求；,一）温升试验,2）电磁感应、涡流现象的防止 当额定电流小于1250A时，一般采用固定板开缺口的方式； 当额定电流达到1600A以上时，就必须使用镁铝合金或不不锈钢等非导磁材料,一）温升试验,2）电磁感应、涡流现象的防止,一）温升试验,3）加快散热（如表面涂黑、中隔离板开孔、顶板加孔等）,一）温升试验,4）额定电流超过3150A，则柜体必须加强制风冷（重点要注意动静触头盒、手车真空泡） 见图示,二）燃弧试验,总的：IAC级（英文内部电弧等级的缩写）； 可触及性：A,B或C； 试验值：试验电流（单位为

4、kA)、持续时间（单位为s)； 这一命名应包括在铭牌中,A类可触及性：仅限于授权的人员； B类可触及性：不受限制的可触及性，包括一般大众的； C类可触及性：接触不到的设备限定的可触及性,金属封闭开关设备和控制设备采用下述代码表示外壳的不同侧面： F：前面 L：侧面 R：后面,如：我公司金属封闭开关设备和控制设备命名如下： IAC级：AFLR 内部电弧：31.5kA/1S,二）燃弧试验,二）燃弧试验,什么样的柜子才能通过燃弧试验？,二）燃弧试验,什么样的柜子才能通过燃弧试验？,二）燃弧试验,改进型照明灯后部，材质为钢制,原照明灯后部，材质为塑料结构,二）燃弧试验,视窗为10mm后防爆玻璃,二）燃

5、弧试验,关门操作联锁件,关门操作联锁件2,二）燃弧试验,除了外壳坚实外，可靠的泄压顶板，是保证发生危险时能够迅速排除的关键。泄压通道主要有以下三种方式： 1、薄铝板，一侧为螺丝固定，一侧为弹性长钉固定，可以迅速打开； 2、薄铁板，一侧开方孔，一侧用塑料螺丝固定，发生故障时，从方孔处掀起； 3、薄铁板，一侧为铰链，一侧为塑料螺丝固定。,三）防护等级,防护等级：1）开关柜外壳的防护等级为IP4X，其含义为门关上时能防止直径大于1毫米的灰尘等物进入开关柜内部。（与我们工作相关的主要将门的嵌条敲好、上散热窗时将铁丝网压好） 2）当开关门打开时，防护等级为IP2X，其含义是防止直径大于12.5毫米，长度

6、超过80毫米的物体进入开关内部（在我们日常工作时，就是当柜门打开时，用手指不能伸进手车面板后面，以防发生意外）,三）防护等级,关于防护等级，有时在技术协议中还会有以下的标准出现，作一般了解： 1）IP3X，防直径大于2.5毫米以上的物体 2）IP42，柜倾斜15时防止滴水进入； 4）IP41，柜防止垂直滴水进入。,三）防护等级,防护等级需重点关注的地方： 1）电缆室与前下门之间的隔板，有时为了走线，容易将开孔开大； 2）前门关门操作时，挡片与门之间的缝隙过大； 3）门上的黑色嵌条在横、竖交接存在缝隙； 4）风机的通道。,三）防护等级,运行连续性的丧失类别定义：根据主回路隔室打开时其它隔室和/或

7、功能单元是否可继续带电划分的设备类别。,2.说明：LSC2B类提供的运行连续性最高，该级要求在打开一个隔室时，该隔室所在的功能单元的电缆隔室和相临的功能单元仍旧可以继续运行。,3.我公司产品的分类：LSC2B-PM,四）动热稳定,含义：热稳定电流和动稳定电流都是反映开关的性能的重要参数。热稳定电流是断路器在规定的时间内允许通过的最大电流，它表明开关能够承受断路电流热效应的能力。动稳定电流则是有开关机械强度决定的最大短时电流值，三相短路冲击电流不超此值时，开关不会因电动力的作用损坏。它反映了开关的机械强度抗击电动力的能力。,四）动热稳定,当开关的短路开断电流超过40Ka时，要注意以下问题： 绝缘

8、子、触头盒、穿墙套必须选用高抗弯力的产品； 主母线、主接地母线的选用，不仅要考虑额定电流，还要考虑峰值耐受电流； 母排分布间距要尽量缩小，相间铜排避免使用宽度相对。,五）运行环境,开关柜在运行过程中，主要受到以下几个环境因素的影响： 温度 湿度 海拔 地震烈度 污秽等级,五）运行环境,温度：开关柜正常的工作温度-15C- +40C，如温度过高，则导体表面氧化加剧，电阻增大。温度过低，则热缩套管及绝缘板等绝缘件老化加速，最终导致放电等事故的发生。 当环境温度升高时，要对导体的载流量数据进行校正。如果30C时其系数为1，则35C时为0.94、40C时为0.87、45C时为0.79。,五）运行环境,

9、湿度：正常的工作为日平均相对湿度为95%以下，月平均相对湿度为95%以下。过湿的环境易在绝缘件或导体的表面产生凝露，如果加上环境中存在灰尘，就会在绝缘件相间或相对地之间产生放电。中国有许多地区的湿度较高，温度波动速度快且幅度较大，开关柜在这种气候环境下运行，就有凝露的危险，因此开关柜在备用和运行状态下，用户应保证加热器全天候投入！但负荷电流1250A以上的开关柜在运行状态下，加热器可不投入。,五）运行环境,海拔：高海拔地区空气稀薄,随着海拔高度增加,大气的压力下降,从而其相对密度也下降,电介质所受束缚力减小，游离的机会增大，空气的绝缘能力下降，导致电气设备外绝缘的放电电压下降，需要采用加强绝缘

10、绝缘型配置，加大空气绝缘距离。高海拔条件的绝缘修正系数Ka=1/(1.1-H/10000)，如：H=1200米，Ka=1.02。,五）运行环境,地震烈度：不超过8度。真正的抗震柜通常底盘固定在一个焊接的槽钢架上，柜子框架上要多加很多的加强件。在实际工作中，我们还要关心仪表室的防震。通常通过在仪表室网格板上增加防震橡胶圈来实现。,五）运行环境,污秽等级：与之关系最密切就是爬电距离的概念 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仍由5.14.1的关系式确定。但是，其最小标称爬电比距11应该不小 于18mm/kV

11、(瓷质)和20mm/kV (有机)。,五）运行环境,污秽等级：与之关系最密切就是爬电距离的概念,二、开关柜结构设计的优化,开关柜结构设计的优化主要要考虑以下几点： 铜排布局的合理性 客户现场维护的方便性 生产制造及总装的高效性 外形的统一、美观性,二、开关柜结构设计的优化,铜排布局的合理性,CT背装，铜排用量较多。,二、开关柜结构设计的优化,铜排布局的合理性,CT吊装，铜排用量较少。,二、开关柜结构设计的优化,客户现场维护的方便性 要满足客户现场维护的方便性，则必须要了解客户现场需要经常对哪些部位进行维护： 1、电缆头；2、CT、PT接线盒；3、避雷器；4、熔芯是易损件；5、接地开关伞齿需润滑； 6、电缆出线孔要做成双块；7、计量用CT、PT要送供电局校验；8、绝缘件可能损坏，现场并柜后是否可换？。,三、开关柜结构设