高压开关柜设备基础知识讲解，高压开关柜基本知识

中压开关柜的定义和分类：

开关设备是金属封闭开关设备的俗称，用于母线分段系统中，接受电能，对电力电路进行控制、保护、监视和测量。根据GB3906（3.6-40.5kV金属封闭开关设备）的定义，金属封闭开关设备是指除输入、输出线路外完全由金属外壳包围的开关设备。

中压开关柜的分类：

1、按产品名称分：

a. 铠装交流金属封闭开关设备：一种金属封闭开关设备，其中某些组件安装在由金属隔板隔开的接地隔室中。

b.间隔式交流金属封闭开关设备：间隔式与铠装式相同，部分元件位于独立的隔室内，但有一个或多个非金属隔板。

c.箱式交流金属封闭开关设备：指除铠装式、空间式以外的金属封闭开关设备。

2.取决于结构特点

a、固定式：SF6负荷开关、真空负荷开关、压缩空气负荷开关等均采用固定安装方式。特点：运行可靠，无需繁琐的维护。

b.可拆卸式：断路器独轮车、PT独轮车、称重独轮车、隔离独轮车等均采用可拆卸安装方式。特点：维护方便，梅花触点不易损坏。

3.根据使用场所

a.户内；b.户外：箱式变压器、户外交流高压隔离开关、柱上真空断路器ZW32-12。

开关柜型号名称：

开关柜型号按机械工业部颁布的行业标准《JB/T8754高压开关设备型号编制办法》命名。

由于JB/T8754标准是推荐性而非强制性的，开关柜命名不一定完全遵循该标准。

开关柜各型号配置（简体）：

1.1.第一个数字是产品名称。见下表。

K：铠装交流金属密封开关设备

J：间隔式交流金属密封开关设备

X：箱式交流金属密封开关设备

1.2. 第二位数字为结构特征，见下表。

Y：可移动，G：固定。

1.3、第三个地点是使用地点。见下表。

N：室内，W：室外。

1.4 第四位为设计序号，按产品型式合格证颁发顺序用阿拉伯数字表示，由型式颁发机构统一分配。 （西高中）

1.5.第五位为改进序号，按改进顺序表示为A、B、C等，对每个模型问题统一分配。

1.6.第六位数字为额定电压，用阿拉伯数字表示，单位为千伏（kV）。

1.7. 第7位为主开关类型，见下表。

(S)-配备无油断路器，(L)-配备SF6断路器。

(Z)-配备真空断路器，(F)-配备负荷开关。

(F.R) - 配备负荷开关+熔断器组合。

(JR)-带接触器+熔断器组合；(F-C)

(G) — 配备切断开关。

1.8、第8位为主开关操作机构型号。常用的弹簧操作机构T.

1.9、第九位数字为开关柜的额定电流，用安培（A）表示。

1.10.第10位为开关柜的额定短路开断电流或额定短时耐受电流，以千安（kA）表示。

“KYN28-12(Z)/T1250-31.5”型号解读：

K——铠装交流金属密封开关设备。

Y——可拆卸式。

N——室内。

44 - 设计序列号。

12 - 额定电压（12kV）。

(Z)—配备真空断路器。

T——采用弹性运行机构。

1250 - 额定电流（1250A）。

31.5——额定短路开断电流（31.5kA）。

开关柜等级：

1、额定电压：额定电压是开关装置所在系统的最大电压限制。标准值：3.6、7.2、12、24、40.5。 （我们常说的6、10、35、110、220kV等，是指系统的标称电压，而不是设备的额定电压）

2、额定绝缘等级：

衡量开关柜绝缘水平有两个非常重要的指标。

额定短时工频耐受电压（1min）和额定雷电冲击耐受电压。

GB3906-2006 《3.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》；

GB/T 11022-2011 《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》；

DL/T 404-2007 《3.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》；

DL/T 593-2006 《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》。

GB/T是指推荐性国家标准（GB/T），其中“T”读作“推”。推荐性国家标准是指在生产、交换、使用等过程中通过经济手段或者市场调节自愿采用的国家标准。

耐压参数：

《3.6kV ~40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备》(DL/T404-2007) 5.106 最小气隙要求：

对于仅使用空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备和控制设备，相与地之间的最小气隙必须满足下列要求：

对于采用由空气和绝缘板组成的复合绝缘子作为绝缘介质的金属封闭开关设备和控制设备，其本体与绝缘板之间的最小气隙必须满足下列要求：

对于3.6kV、7.2kV、12kV设备，必须为30mm以上。

对于24kV 设备，应为45mm 或更大。

对于40.5kV设备，应为60mm或更大。

采用空气或空气绝缘材料作为绝缘介质的金属封闭开关设备和控制设备必须按照DL 6.2.8的要求进行凝露试验，同时考虑绝缘材料的厚度、设计场地强度和老化。有。 /T593.最小气隙可适当小于上述距离，只要能通过凝露试验即可。

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》：

12.3.1 设计和施工相关要求

12.3.1.1 高压开关设备应优先选用LSC2类（具有连续运行功能）产品，全面具备“五防”功能，外绝缘应满足下列条件：

空气绝缘净距：125mm（12kV）、300mm（40.5kV）。

比爬电距离：18mm/kV（瓷绝缘），20mm/kV（有机绝缘）。

如果采用热缩套管包裹导体结构，该区域必须满足上述空气绝缘网距要求。如果开关柜采用复合绝缘或固体绝缘封装等可靠技术，则可以降低其绝缘距离要求。

这两份文件都指出绝缘距离要求可以减少，但减少多少呢？

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》 附加信息：

以12kV开关柜为例，由于最近对开关柜的故障分析，复合绝缘的可靠性不高，因此建议采用复合绝缘，并且导体间的净距离和导体与地之间的绝缘距离为110 毫米以上。 40.5kV开关柜采用复合绝缘，导体与导体与地之间的净绝缘距离至少为240mm。

浙江地区：《开关柜设备质量提升技术措施》：

8）12kV和40.5kV绝缘护套厚度分别1.8mm和3.5mm，绝缘护套必须符合《电力设备母线用热缩管》（DL/T1059）的要求。 40.5kV优先考虑硫化过程。

9）12kV、40.5kV开关柜绝缘舱壁厚度应分别满足3mm和5mm。

3、额定频率：

额定频率的标准值为16.67Hz、25Hz、50Hz。

三相开关设备的标准额定频率值为50Hz。

4、额定电流：开关柜的额定电流是指开关柜在规定的运行和性能条件下能够连续承载的电流的有效值。 630A、1250A、3150A、4000A等

对于功能单元，单元的额定电流是单元内主电路元件中额定电流最小的元件的值。

5、额定短时耐受电流（热稳定性）：

开关设备在规定的操作条件和性能下，在规定的短时间内在闭合位置所能承载的电流的有效值。 20kA、25kA、31.5kA、40kA、50kA。

6、额定峰值耐受电流（动态稳定）：

在规定的运行条件和性能下，开关设备在闭合位置所能承受的额定短时耐受电流的第一个大半波的峰值电流值。 50kA、63kA、80kA、100kA、130kA。

额定峰值耐受电流一般为额定短时耐受电流的2.5倍。

7、额定短路时间：

开关柜在闭合位置能够承受额定短时耐受电流的时间间隔。 0.5S、1S、2S、3S、4S。

外壳等级：

IP（INGRESS PROTECTION）防护等级系统由IEC（国际电工委员会）制定，根据电气产品的防尘、防潮性能对电气产品进行分类。这里的异物包括工具，但为了避免触电，请确保手指不要接触电器产品的带电部件。

IP防护等级如何表达：

防护等级通常后跟两个数字，用于明确防护等级。

第一个数字表示设备对细尘的抵抗力，即在封闭环境中保护人员免受危险的程度。这代表了防止固体异物进入的级别，最高级别为6级。

第二个数字表示设备的防水性。代表防洪等级，最高等级为8级。

附加和补充字符的定义：

KYN44-12产品外壳防护等级为IP4X，隔室间防护等级为IP2X。

IP4X：开关柜外壳可防止直径大于1毫米的金属导线和厚度大于1.0毫米的细小物体进入柜内。

IP2X：手指和直径大于12.5 毫米的物体无法渗透开关柜室。

如果不需要指定第一和第二特征数字，则应用字母“X”代替，例如IP4X、IPXX。如果不需要指定附加或补充字符，可以直接省略。

互锁：

为保证可靠运行和操作人员的安全，金属封闭开关设备必须具有以下特点：

1.防止负载打开和关闭切断开关（切断独轮车）。

2、防止断路器、负荷开关、接触器的意外开合（允许提示）。

3、防止接地开关处于合闸位置时断路器、负荷开关等开关合闸。

4、防止带电时接地开关误合。

5.请勿意外进入带电区域。

以上五点统称为“五防环节”。

除了上述链接之外，我们还经常收到现有用户的以下请求。

6. 手推车处于工作位置时，二次航空插头被锁定，无法拔插二次航空插头。

7、阀门具有自锁功能。正常情况下，阀门不能“自由”打开，但当独轮车从试验位置摆动到工作位置时，独轮车解除锁定，阀门自动打开。

8、断路器室门锁：独轮车处于工作位置时，断路器室门无法打开。

联锁装置的新要求：

随着智能开关柜的广泛应用以及电动底盘车、电气接地开关的出现，对“五防联锁”提出了新的要求。

1、后门、断路器门、电缆门必须加装行程开关。

2、不建议使用电磁锁或挂锁来锁定地面开关滑块。

3. 只能采用摩擦接地。

4、导轨与独轮车的配合精度要求较高。

5. 考虑手动优先级问题。

中压元件：

真空断路器：

1、断路器的分类

按内绝缘性能分：

无油断路器、真空断路器、SF6断路器、磁力鼓风机断路器；

按操作机构分，有电磁式、弹簧式、永磁式。

二、技术参数

2.1额定电压（kV）：12、24、40.5；

2.2额定电流（A）：630、1250、1600、2000、2500、3150、4000；

2.3额定短路开断电流（kA）：16、20、25、31.5、40（额定短时耐受电流）

额定短路开断电流：断路器能够开断的最大短路电流。

2.4 额定峰值耐受电流（kA）：40、50、63、80、100、130；

“额定短路合闸电流”：系统发生短路时，能够闭合断路器的最大短路电流。

2.5额定短路电流持续时间：4秒（3秒、2秒）。

2.6 机械寿命为30,000次（永磁机构为100,000次）。

2.7 次级工作电压。

变压器：

1、电流互感器（CT）：

电流互感器的原理是基于电磁感应原理。电流互感器由密封铁心和绕组组成。其初级绕组匝数很少，与需要测量电流的线路串联。测量仪表和保护电路的电流互感互感器工作时，其二次回路始终闭合，因此测量仪表和保护电路的串联线圈的阻抗很小，当前工作状态类似于变压器的电压。设备即将短路。电流互感器将原边的大电流转换成副边的小电流进行测量，副边不能开路。

根据其不同的应用，电流互感器可大致分为两类。

测量用电流互感器（或称电流互感器的测量绕组）：在正常工作电流范围内向测量、计量等设备提供电网电流信息。

保护电流互感器（或电流互感器的保护绕组）：在电网故障情况下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。

按原理分类：

电磁电流互感器。基于电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。

电子式电流互感器。

按安装方式分类：

穿过电流互感器：设计用于穿过屏幕或墙壁的电流互感器。

杆上电流互感器：安装在平面或杆上，也用作一次电路导体杆的电流互感器。

套管式电流互感器：没有一次导体和一次绝缘，直接安装在绝缘套管内的电流互感器。

母线电流互感器：没有一次导体、具有一次绝缘、直接安装在母线上的电流互感器。

型号说明：

例：LZZBJ9-10：400/5、0.2S/0.5/10P30、20/20/30、31.5/4、PD10pC

1.1型号：LZZBJ9-10

“L”：电流互感器，“Z”：柱式，“Z”：铸造式，“Z”：铸造式，

“B”：现有防护等级，“J”：增强型，“9”：设计序列号。

“10”：系统标称电压（kV）。

1.2变压比：400/5一次电流/二次电流

一次电流根据系统要求，二次电流：5A、1A，组合变比：200~400/5。

1.3 准确度等级：0.2S/0.5/10P30

测量等级：0.2S（S增加测量范围）。

测量等级：0.5级；

防护等级：10P30；

“10”表示绕组的综合误差为10%。

“P”代表保护。

“30”代表精度限制系数。

喜欢：

5P10表示初级过电流10倍时绕组综合误差小于5%。

10P10表示初级过电流10倍时，绕组综合误差小于10%。

10P15表示初级过电流15倍时，绕组综合误差小于10%。

1.4额定输出容量：20/20/30：容量的大小直接决定电流互感器的外观。

1.5 短时热电流，短路持续时间：31.5kA/4S，额定动态稳定电流为短时热电流的2.5倍。湖南省国家电网项目要求短路时间为4秒。

1.6 局部放电：10pC。

这是国家电网项目的要求，产业扩建项目一般只需要满足20pC。

2、变压器（PT）：

变压器与变压器非常相似，用于转换电力线上的电压。然而，由于电压互感器的目的是传输电能，因此其容量非常大，一般以千伏安或兆伏安来计算。保护装置用于供电和测量线路电压、功率和能量含量，以及在发生线路事故时保护线路中的贵重设备、电机和变压器。非常小，通常只有几伏安、几十伏安，最大不超过1,000 伏安。

变压器是带有铁芯的变压器。主要由初级线圈、次级线圈、铁芯、绝缘体等组成。当电压U1施加到初级绕组时，铁芯中产生磁通，并且由于电磁感应定律，次级绕组中产生次级电压U2。改变初级或次级绕组的匝数可以产生不同比例的初级和次级电压，形成不同变比的变压器。变压器将高电压按比例变换为低电压，即100V。变压器的一次侧连接一次系统，二次侧连接测量仪表和继电保护。还有非电磁式的如如电子式和光电式。

变压器二次侧不允许短路。

型号说明：

例：JDZ9-10：10/0.1/0.1、0.2/0.5、20/20、PD10pC

JDZX9-10：10/3、0.1/3、0.1/3、0.1/3、0.2/0.5/3P、50/50/100、PD10pC。

2.1 型号：JDZ(X)9-10

“J”：互感器，“D”：单相，“Z”：铸造型，

“X”：有残余电压的绕组，“9”：设计序号。

“10”：系统标称电压（kV）

2.2 转化率：

“10/0.1/0.1”：初级侧10kV，次级侧100V。

“10/3/0.1/3/0.1/3/0.1/3”（星形Y 和开口三角形连接）

2.3 准确度等级

测量等级：0.2级；

测量等级：0.5、1、3、

防护等级：3P、6P，P表示防护。

2.4 额定输出容量

电容的大小直接影响电流互感器的外观，保护级电容一般大于测量级电容。

2.5 局部放电：10pC

这是国家电网项目的要求，产业扩建项目一般只需要满足20pC。

半封闭变压器的电容远大于20pC。

3.零相电流互感器

型号说明：LXK-80：150/5、10P10、2.5；

3.1型号：LXK-80（100、120、200）

“LX”：零相电流互感器，“K”：开闭型。

“80”：内孔直径有100、120、150、180等。

3.2变比：150/5一次电流/二次电流

初级电流根据系统要求，次级电流：5A、1A。

3.3 准确度等级：10P10

相同的电流互感器通常不能反映准确的限制系数，例如10P。

3.4容量：2.5VA

由于几何限制，容量非常小，通常小于5 VA，因此在与设计机构核实时通常无法反映确切的限制因素。

3.5 原理：正常情况下，三相电流矢量之和为零，零序CT二次绕组无信号。

如果发生接地故障或三相电流不平衡，且三相电流矢量和不为零时，零相CT二次侧输出信号，保护元件动作，切断电源。达到接地故障保护的目的。

避雷器：

无间隙复合护套氧化锌避雷器：

氧化锌避雷器是用于保护电力系统中各种电气设备免受过电压损坏的电气产品，具有优良的保护性能。主要由氧化锌压敏电阻组成，氧化锌阀的非线性伏安特性非常好，在正常工作电压下只能承载几百微安的电流。易于设计无间隙结构。其特点是防护性能好、重量轻、体积小。当过电压进入时，流过阀板的电流迅速增大，过电压的幅值受到限制，过电压的能量被释放，然后氧化锌阀板恢复到高阻状态，使电力系统经营.成为.通常情况下。

根据使用场所的不同，可分为以下几类：

配电型（S）：保护相应电压等级的开关柜、变压器、箱变、电缆头及其他相关配电设备免受大气和操作过电压的损坏。

发电厂类型(Z)：保护发电厂和变电站中的交流电气设备免受大气和操作过电压的损坏。

电机类型（D）：真空断路器或低油断路器限制旋转电机接通时出现的过电压，保护旋转电机免受操作过电压的损坏。

电容器型（R）：抑制真空断路器或无油断路器动作时电容器组中出现的过电压，保护电容器组不因动作过电压而损坏。

高压熔断器：

4.1 用于变压器保护（例如XRNP-40.5/0.5-31.5）

4.2 变压器保护用（例：XRNT-12/16-50）

干式变压器：

各类变压器的区别：干式变压器和油浸式变压器用于大型配电，整流器用于交流和直流，电炉变压器仅用于中频或高频。

2.感应充电显示

采用特殊的电感式传感器，与高压保持安全空气距离，实现非接触测量。

这里的安全距离是指上面提到的“空气绝缘网距离”。

12kV：125mm；

40.5kV：300mm。

福建地区采用的是电感式传感器。

接地开关：

型号：JN15-12/31.5（12kV）

JN15B-40.5/31.5(40kV)

J：接地开关，N：户内，15、15B：设计序列号。

12、40.5：额定电压（kV），31.5：额定短路开断电流（kA）。

相距（毫米）。

JN15-12/31.5（12kV）：150、210、275。

JN15B-40.5/31.5（40kV）：360、300。

应注意开关柜的接地。

操作方式（左、右）、是否需要增加软连接长度（通常L=240mm）、有无传感器。

常问问题：

母线选型：

1、主母线选型：目前大多数工程项目的主母线规格均由设计机构和用户指定，但如果工程项目没有指定，请按下表选择。

一般根据主母线的额定电流来选择主母线的规格。主母线的额定电流即受电板的额定电流。受电板的额定电流为引入线板的额定电流。柜内主要部件的最小额定电流。

2.支持母排选择

受电屏、母线开关屏、母线绝缘屏的支撑母线规格与主母线相同，其他屏型（馈线屏、母线设备屏等）按其额定值选用。柜电流。该机柜的额定电流取自该机柜主要部件的最小额定电流。

在国家电网工程中，北京、天津、上海、新疆、湖北五个地区，开关柜的母线必须按照断路器的额定电流进行选型。

3. 地面总线选择

标准初级主接地母线为TMYR-40 x 6，标准次级接地穿通母线为TMYR-20 x 5。

二次接地回转杆是国家电网工程项目的标准配置。除非您的行业扩展（用户工程）项目有具体说明，否则不需要配置。

4、电气测试车：顾名思义，电气测试车是用来进行电气测试的。电试车前进的同时打开阀门，插入电试棒检查是否有电，确认无电后，将接地车推入接地车内，使母线接地。确保维护期间的安全。

5、车辆接地

接地轮的作用：用于开关柜检修时接地回路。

与接地开关的区别在于，接地开关具有闭合接地短路电流的功能，而接地车则没有。

接地车一般分为上接地车（主母线接地）和下接地车（轨道侧接地）两种。

本文来自网络，作者不详。由暖通空调南方协会编译和编辑。