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1、XGN2B开关柜培训教程,百色供电局变电管理所 2009年03月,XGN2B12系列箱式 交流金属封闭开关柜,一、XGN2B开关柜 的外型,二、XGN2B开关柜的结构及原理,XGN2B开关柜 内部结构图,XGN2B开关柜柜中的主要电器元件均有独立的隔室，如： a、断路器室 b、母线室 c、电缆室 d、仪表室 各个隔室之间及柜与柜之间均采用接地的金属钢板分隔离（柜内无非金属绝缘板），互不干扰，能有效的防止故障的扩大，大大提高运行的安全性和可靠性。 断路器室、母线室均设有独立的泄压通道，若隔室内发生短路故障而燃弧时，所产生的高压气体将通过泄压通道迅速释放，可确保操作人员和开关柜的安全。,XGN2B

2、开关柜的结构及原理,XGN2B开关柜的结构及原理,1、母线室汇集和分配电能即电流安全的中转站 主母线室贯穿于相邻的柜之间，由分支母线、纵向分隔板和母线套管支撑。主母线与分支母线的连接处罩有硅橡胶制成的绝缘罩。柜与柜之间的母线室通过母线套管及隔板而达到互相隔离目的，从而限制相邻柜之间内部故障电弧产生的影响。 2、电缆室充裕的空间，方便安装 在电缆室里可装设电流互感器、接地开关、电压互感器、避雷器等。宽裕的空间便于多根电缆的连接。 3、仪表室 仪表室可以根据不同的控制和保护的要求安装各种二次元器件。开关柜内的二次控制电缆通道均有金属板加以保护和屏蔽。这样既防止了高压带电设备的电磁干扰，也确保了高压

3、带电设备不停电情况下，保护二次回路工作人员的安全。,XGN2B开关柜的结构及原理,4、开关柜的辅助设施 a、在开关柜的正面及背面门板上，均设有高强度防爆、阻燃透明材料制成的观察窗，用于方便观察柜内相关设备的运行情况。 b、在开关柜的正面及背面门板上，分别装有高压带电显示装置，以满足柜前、柜后安全维护的要求。 c、二次回路中的辅助开关、信号灯、控制把手灯元件，均设置在用接地的金属钢板封闭的控制小室内，并与高压室隔离，既防止了高压回路产生的电磁干扰，也方便了检修，并确保运行维护人员的安全。,XGN2B开关柜的结构及原理,5、防误机械联锁装置 五防闭锁功能是通过装配于开关柜上的防误机械联锁装置来实现

4、的。且以闭锁功能手柄处在“检修”、“工作”、“分断闭锁”三个不同的位置来限制进行各种操作。 （1）闭锁功能手柄处在“检修”、“工作”、“分断闭锁”三个不同的位置时的作用： a 、在“分断闭锁”位置时，不能分合开关（由于限位机构闭锁，一但合上立即自动跳开），开关柜门处于关闭状态，只能操作刀闸和地刀，这是为了防止运行时带负荷合刀闸。,XGN2B开关柜的结构及原理,b 、在“检修”位置时（此时两侧刀闸已断开，地刀在合上位置），断路器可分合操作，开关柜门可以打开，这是为了在检修过程中能分合开关，方便调试工作的进行。 c、在“工作”位置时，断路器可分合操作，开关柜门处于关闭状态， 刀闸和地刀无法进行操作

5、。 （2） 五防闭锁功能技术说明： a、当需要进行操作隔离开关或接地刀闸时，必须将闭锁功能手柄转到“分断闭锁”位置，此时断路器一定处于分断位置（否则手柄无法转动），且无法合闸断路器，从而实现防止带负荷分、合隔离开关及误合断路器。 b、当接地刀闸已经断开，隔离开关已经合闸，需要合断路器进行送电时，闭锁功能手柄必须转到“工作”位置，一旦断路器合闸，闭锁功能手柄将被卡死，使之无法转动，从而防止带负荷分合隔离开关，防止带接地刀闸合闸送电。 C、只有当断路器处于分断位置，闭锁功能手柄才能从“工作”位置转到“分断闭锁”位置，且只有隔离开关分闸后，接地刀闸才能进行合闸，从而实现防止在带电时误合接地刀闸。,X

6、GN2B开关柜的结构及原理,d、当断路器分闸后，闭锁功能手柄才能从“工作”位置转到“分断闭锁”位置，进行隔离开关和接地刀闸的操作，；当隔离开关分闸，接地刀闸合闸后，闭锁功能手柄才能从“分断闭锁”位置转到“检修”位置，功能手柄只有在“检修”位置柜门才能打开，反之，只有当柜门关闭后，闭锁功能手柄才能从“检修”位置转到“分断闭锁”或“工作”位置，当柜门处于打开位置时，闭锁功能手柄始终处于“检修”位置，防止误送电到检修间隔。 （3）设备的操作顺序： a、停电检修的操作： 断开断路器把手拔至“分断闭锁”分下隔离分上隔离合接地刀把手拔至“检修”位置开前门拿钥匙去开后门。 b、送电操作： 关后门拿后门的钥匙

7、插在前门上，关前门把手拔至“分断闭锁”分接地刀合上隔离合下隔离把手拔至“工作”位置合断路器。 前门和后门要用钥匙来实现闭锁。这样做，目的是为了预防检修完毕，在没有关好后门的情况下，进行送电操作，防止误入带电间隔。,ZN98真空断路器的结构、使用要求及原理,ZN98-12型真空断路器面板图(正面),1、真空断路器的概况 真空是相对而言的。指的是绝对压力低于一个大气压的气体稀薄空间。根据实验，要满足真空灭弧室的绝缘强度要求，真空度不能低于6.610-2Pa。新真空灭弧室的绝缘强度要求达到7.510-4Pa以下。真空间隙的绝缘强度远比空气的高。 真空断路器是一种以气体分子极为稀少，分子间的平均自由行

8、程很大，电子与分子相碰撞的机会极少，绝缘强度很高的真空空间为熄弧介质的新型断路器。,ZN98真空断路器的结构、使用要求及原理,2.触头压力弹簧 3.弹簧座 4.接触行程调整螺栓 5.拐臂 6.导向板 7.螺钉 8.导电夹紧固螺栓 9.下支座 10.真空灭弧室 11.真空灭弧室 12.上支座 13.绝缘子固定螺丝 14.绝缘子 15.螺栓 16.连接弹簧或电磁操动机构的大轴,XGN2B开关柜的结构及原理,2、真空断路器各部件的说明 真空断路器按其结构的功能可分为六个部分： 支架：安装各功能组件的架体。 真空灭弧室：实现电路的关合与开断功能的熄弧元件。 导电回路：与灭弧室的动端及静端连接构成电流通

9、道。 传动机构：把操动机构的运动传输至灭弧室，实现灭弧室的合、分闸操作。 绝缘支撑：绝缘支持件将各功能元件，架接起来满足断路器的绝缘要求。 操动机构：断路器合、分间的动力驱动装置,XGN2B开关柜的结构及原理,3、真空断路器的特点及其结构的基本要求 （一）真空断路器的特点 真空断路器受到广大用户青睐，因为它有如下特点： （1）真空介质的绝缘强度高，触头间距离可被大大缩短，所以分合时触头行程很小，对操动机构的操动功率要求较小。 （2）灭弧过程是在密封的真空容器中完成的，电弧和炽热的金属蒸气不会向外界喷溅，因此不会污染周围环境。 （3）介质不会老化，介质不需要更换。 （4）电弧开断后，介质强度恢复

10、迅速。 （5）电弧能量小，使用寿命长，且适合于频繁操作。 （6）开断可靠性高，无火灾和爆炸的危险，能适用于各种不同的场合，可以频繁操作。 （7）结构简单、操作简便、维护工作量小，维护成本低，仅为少油断路器的l20左右。,XGN2B开关柜的结构及原理,（二）真空断路器结构的基本要求 （1）机械性能稳定，例如合闸弹跳时间，希望在寿命全程中保持同一状态。 （2）足够的机械强度，使断路器本身具有足够的动稳定度。 （3）高压区和低压区的分隔，一般是前后布置，有助于保证运行中检修及维护人员的人身安全。 （4）操动机构的检查、调整、维修有足够空间、操作方便。 （5）结构简单、工作可靠。 所有真空断路器，不论

11、是何种结构，断路器本体中均装设有分闸拉力弹簧。合闸过程中操动机构既要提供驱动开关运动的功，又要同时将分闸弹簧贮能。当需要分闸时，操动机构只需完成脱扣解锁任务，由分闸弹簧释能完成分闸运动。,XGN2B开关柜的结构及原理,（三）真空断路器的操动机构 高压断路器操动机构有弹簧操动机构、液压操动机构、电磁操动机构、手动操动机构、气动操动机构、电动操动机构、永磁操动机构等，各类操动机构的特点对比如下：,XGN2B开关柜的结构及原理,XGN2B开关柜的结构及原理,（四）真空灭弧室内部结构及灭弧原理 真空灭弧室是一种无源器件，是以其内部的气体压强不高于6.610pa的真空状态作为绝缘和灭弧介质并用在真空开关

12、中作为真空开关的灭弧元件，是真空断路器的核心，担负着分合运行电路，开断故障电路及绝缘，承受正常电压及各种过电压，对其性能及可靠性的要求极为苛刻。灭弧室的基本元件为：外壳、波纹管、触头、动静导电杆和屏蔽筒等组成（见下图）。 各元件的作用： 1、绝缘外壳：保持灭弧室气密性及满足灭弧室外绝缘及沿面爬距的耐压水平； 2、屏蔽筒：包括主屏蔽筒、波纹管保护罩等。 主屏蔽筒 吸附灭弧过程中的电弧生成物。当触头间产生真空电弧时，有大量的金属蒸气和液滴向四周喷溅，喷溅物被屏蔽罩吸附，防止了金属喷溅物沉积在灭弧室绝缘外壳的内表面，造成外壳内壁的污染而影响灭弧室的绝缘强度。,屏蔽筒对电弧生产物的吸附有助于弧柱中残余

13、等离子的衰减，提高了灭弧室的开断能力和弧后介质强度恢复速度。 改善灭弧室内部的电场分布，使其电场分布均匀、合理。 波纹管保护罩 屏蔽电弧生产物对波纹管的损伤，特别是防止电弧生成的金属熔液灼伤或烧穿波纹管，提高波纹管的使用寿命。同时也改善灭弧室内的电场分布以提高其耐压水平。 3、波纹管：维持灭弧室内腔的真空度，能保持真空灭弧室外壳密封，又能在其允许的弹性范围内伸缩，具有足够的机械寿命，以满足开关设备的动作性能； 4、触头：开断短路电流，熄灭电弧。开断小电流采用圆柱型触头，开断较大的短路电流一般采用能够产生磁场力作用的触头结构即横磁吹触头和纵磁吹触头结构。,XGN2B开关柜的结构及原理,XGN2B

14、开关柜的结构及原理,真空泡外壳,导电杆及触头,真空泡灭弧室,XGN2B开关柜的结构及原理,真空灭弧室灭弧原理 由于真空有很高的绝缘强度，真空中电弧容易熄灭，真空断路器切断电流触头分开时产生电弧，电弧的高温使触头部分的材料熔化蒸发出的金属蒸气维持电弧。当电流过零时，由于四周真空中气体分子极少，更由于触头在电流通过时产生一磁场，电弧在磁场作用下沿触头表面切线方向快速扩散到金属屏蔽筒上并被冷却而重新凝结起来，使触头间隙在电流过零后几微秒内，就重新恢复到比较高的真空状态，恢复了很高的绝缘强度，使电弧在电流第一次过零时就能熄灭而不重燃。,XGN2B开关柜的结构及原理,纵、横磁吹结构触头灭弧性能比较 横磁

15、吹结构触头只是提高真空灭弧室对大电流的开断能力，不能从根本上改变阳极触头表面的熔化现象，触头磨损较大，电弧电压较高，电弧能量较大，从而限制了这种结的开断能力，逐步被纵磁吹结构触头所代替。 纵磁吹结构触头在足够大的纵向磁场下，大电流的真空电弧仍具有扩散型真空电弧的基本特征，电弧斑点在触头表面均匀分布，不会产生局部的严重熔化。具有电磨损轻微、使用寿命长、电弧压低、电弧能量小的特点，这对于弧后介质强度恢复，提高分断能力是十分有利的。因此纵磁吹结构触头目前大量使用于开断大电流用的灭弧室。,三、开关柜及真空断路器在运行维护中的要求,（一）、开关柜投入运行后的监视： 1、观察主母线和分支母线，并定期测温，如发现母线过热变色，应进行检修； 2、观察照明、控制、信号电源是否正常，各种指示是否正常； 3、记录断路器的动作次数。 （二）真空断路器使用中的正常检查维护 1、应经常保持清洁，定期清理绝缘件和真空灭弧室外壳上的污垢和尘埃，注意不能用水清洗，应用干净的毛巾或绸布擦拭，如需要打湿，应使用酒精； 2、给各个转动部位添加润滑油，各个摩擦部位均应保持有良好的润滑状态，以使机构动作灵活，减少机械磨损。,开关柜及真空断路器在运行维护中的要求,3、定期对断路器的绝缘系统进行试验检查。结合大修或每1