高壓開關柜原理講解

導 讀

xx電業局系統目前有各類型10-35kV高壓開關柜共計1093面（其中35kV166面，10kV927面），主要開關柜類型有KYN(494面)、GG1A（263面）、XGN2（133面）、GBC(105面)、GGX2(32面)等幾種型號，現將這幾類開關柜原理、結構以及幾種避雷器、母分開關的連接方式做如下說明：

一、開關柜原理、結構圖

1、國產高壓開關柜型號：

第1個方框表示開關柜結構型式：J—金屬封閉式；K—金屬封閉鎧裝式；G—固定開啟式；GF—高壓金屬封閉開關設備；H—環網開關柜。

第2個方框表示：Y—移開式；X—箱式；G—固定式。

第3個方框表示：N—戶內式；C—手車式。

第4全方框表示設計序號。

第5個方框表示額定電壓(kV)。

第6個方框： (F)帶防誤裝置。

型號中其他常用字母含義還有：G—高壓開關柜；W—戶外型；H--活動式；C—手車或小車式等。

2、GGX2型開關柜

2.1結構特點簡介

GGX2型開關柜為金屬封閉箱式外殼，所有帶電體均被封閉在柜內，并按功能劃分為母線室、斷路器室、電纜室，室間以金屬防護板分隔。儀表箱為單獨結構，安裝在柜上部，轉動箱后的絲杠，可使其升高300mm，以便于檢修斷路器部分。

主母線由柜間的絕緣套管固定，卸下后蓋板即可檢修，此套管使相鄰兩柜間完全隔離，母線室頂蓋板上設有釋壓窗。

真空斷路器及電磁操動機構或彈簧操動機構為一整體結構，推入柜內后用螺栓固定。斷路器室與主母線室之間安裝上隔離開關，與電纜室之間安裝下隔離開關。斷路器室的后壁安裝電流互感器，右側設有上下隔離開關及其接地開關的操動機構，本室內如產生過高壓力，可經后上方的釋壓窗排出。

電纜由柜底板下部的支架和卡箍固定，穿過零序互感器進入柜內，用蓋板及填充物封嚴。電纜芯線連接到匯流銅排上，這個銅排用帶電顯示裝置的傳感器支撐，可以檢查電纜是否帶電。電纜室內根據需要可以安裝避雷器，后下方設有接地母線，右下方是電纜頭接地開關的操動機構。本室內如產生過高壓力，可經后部通道由上部的釋壓窗排出。

2.2結構圖

3、GBC型手車式高壓開關柜

3.1結構特點簡介

本開關柜為手車式結構，采用空氣絕緣為主。各相帶電體之間及相地之間絕緣距離不小于300mm。柜后用鋼網遮攔，開關柜的正面、柜間及柜的兩側，均采用鋼板門或封板加以保護。

柜體：柜體分隔成手車室、觸頭室、電纜室、繼電器室、端子室以及儀表板等。柜前中部為手車室，打開兩扇中門，手車可以出入，二扇門上均設觀察窗。二次插頭固定在右中門上，右中門上標有手車處于試驗位置的標志。左側小門上裝有名牌和指示柜內一次線路方案的標志。右側之小門上，專供安裝按鈕和控制開關以及需要手動復位的繼電器等。該門內是端子室，裝置二次接線端子組，端子組上方裝有供柜內照明的燈具，下方設有接地螺栓。柜前上部是兩扇對開的鋼板門，用于安裝儀表，指示器等。柜間小母線沿小室上部敷設，小母線端子組設于小室的左側，最多可敷設小母線共15根，其中有兩根供合閘之用。于此室之下方，具有聯絡母線的開關柜其聯絡母線也是經由本室外與鄰柜進行聯絡。柜后上部為上隔離靜觸頭室。上、下一次靜觸頭室均可根據需要，裝設支柱絕緣子觸頭座或電流互感器或穿墻套管；上部三相最多可裝設電流互感器六只，下部最多裝設三只。為保證局部檢修安全，在手車內側頂部加設絕緣隔板，下隔離動觸頭與手車室之間也設有絕緣隔板。

3.2結構圖

圖3.1

圖3.2

4、XGN型固定式金屬封閉高壓開關柜

4.1結構特點簡介

開關柜為金屬封閉箱式結構。柜體骨架由角鋼焊接而成，柜內分為斷路器室、母線字、電纜室、繼電器窒，室與室之間用鋼板隔開。

斷路器室在柜體下部。斷路器下接線端子與電流互感器連接，電流互感器與下隔離開關的接線端子連接，斷路器上接線端子與上隔離開關的接線端子相連接。斷路器室還設有壓力釋放通道，若內部產生電弧時，氣體可通過排氣短道將壓力釋放。

母線室在柜體上后部。為了減小柜體高度，母線成品形排列。以7350N抗彎強度的瓷質絕緣子支持。母線與上隔離開關接線端子相連接。

電纜室在柜體下部的后方。電纜室內支持絕緣子可設有監視裝置，電纜固定在支架上。對于主結線為聯絡方案時，本室則為聯絡電纜室。

斷路器操動機構裝在正面左邊位置，其上方為隔高開關的操作及聯鎖機構。

開關柜為雙面維護，前面檢修繼電器室的二次元件，維護操作機構、機械聯鎖及傳動部分，檢修斷路器；后面維修主母線和電纜終端。在斷路器室和電纜室均裝有照明燈。

4.2 結構圖

5、GG－1A型固定式高壓開關柜

5.1結構特點簡介

基本骨架緒構由50×50×5等邊角鋼焊接而成（方案25—28為63×63×6等邊角鋼焊成）．其它面板、門、隔板及側板均為薄鋼板制成，前視左上部為高950mm的儀表門，其上安裝有監視儀表、指示操作元件及繼電器、電度表等；左中部為操作板、安裝操動機構；左下角小門內安裝有合閘接觸器、熔斷器；操作板右側之長條門內安裝二次回路端子排及柜內照明燈；右側為上下兩扇門，由此可進入檢修電氣設備。柜內由隔板將其分為上下兩部分，上部為斷路器室，下部為隔離并關室，并安裝聯絡母線。隔板上安裝電流互感器等，當斷路器為SN10—10型少油斷路器時，隔板中間一塊為油槽板，準備檢修斷路器放油之用。

開關柜具有的五防功能是通過機械閉鎖實現的．

5.2 結構圖

圖5.1 GG1A-型高壓開關柜（已抽出右面的防護板）

1—母排；2—高壓隔離開關；3—高壓斷路器；4—電流互感器；5—高壓隔離開關；6—電纜頭；7—檢修門；8—觀察窗；9—操作面板；10—高壓斷路器操作機構；11—高壓隔離開關操作機構；12—儀表、繼電器板（兼檢修門）

圖5.2

6、KYN型開關柜

6.1結構特點簡介

(1）采用新型的ZN21、VS1、VS1、VD4、V、HVX等真空斷路器，具有體積小、重量輕、性能可靠等特點。

(2) 開關設備的可移開部件手車，手車與柜體配合精度高，機械連鎖安全、可靠、靈活。手車根據用途不同可分為真空斷路器手車、電壓互感器手車、避雷器手車、隔離手車、熔斷器手車等，同規格手車可以互換。

(3) 開關設備主要電氣元件都有其獨立的隔室。即：手車室、母線室、電纜室、繼電器儀表室等。各隔室間防護等級都達到IP2X。除繼電器儀表室外，其它三個隔室都有泄壓通道。確保操作人員和開關設備的安全。

(4)開關設備具有各種防止誤操作功能（包括防止帶負荷移動手車、防止接地開閉位置合斷路器、防止帶電合接地開關和防止誤入帶電間隔等功能）

6.2結構圖

圖6.2 泄壓通道詳圖

6.3簡易操作使用指南

6.3.1 KYN28型開關柜在使用過程中首先應了解各個機械閉鎖之間的相互關系。在閉鎖未解除的情況下強行操作，將對斷路器及柜體造成損壞。開關柜內的閉鎖機構主要有：

①手車從轉運小車推入柜體后，手車地盤上的定位片必須完全插入柜體的定位孔，手車才能被搖進；

②推進手柄未完全插入推進機構孔時，無法搖動推進手柄。

③手車處于合閘狀態時，手車被閉鎖不能搖動。

④手車處于工作位置與運行位置之間時手車無法合閘。

⑤接地開關合上時，手車不能從試驗位置搖至運行位置。

⑥手車處于運行位置時，接地開關不能操作。

⑦開關柜無控制電源時，手車無法手動合閘。

⑧接地開關處于分閘狀態時，開關柜下門無法打開。

6.3.2為什么有時閉鎖解除后手車仍無法搖入？

出現這種情況可能是柜內隔板未完全打開或接地閉鎖未完全退出引起。這時必須將手車拉出檢查。如果強行搖進，會導致導軌與觸頭變形。

6.3.3為什么在沒有控制電源時無法手動合閘？

打開斷路器前蓋板，可以看到在手動合閘開關后方有一個閉鎖電磁鐵。通電后電磁鐵吸合，合閘開關才能動作。這一裝置是為了防止停電檢修時誤合斷路器。

6.3.4各種操作手柄的操作方向是怎樣的？

①接地開關順時針操作為合閘，反之為分閘。

②手車搖進為順時針方向，反之為退出。

③緊急分閘操作為順時針方向。

6.3.5緊急分閘應如何操作？

在電動無法分閘的情況下，如果需要手動將斷路器斷開，不需打開中門，只要將緊急分閘手柄插入開關柜中門下方左側小孔，順時針轉動，即可分閘。

6.3.6下PT車操作時應注意哪些問題？

具有下置PT手車的開關柜，PT手車不采用搖進的方式，而是采用直接推入的方式。操作時應注意手車處于運行位置時定位片必須插入導軌定位孔中，手車處于試驗位置時定位片也必須插入定位孔中。

6.3.7操作斷路器時應注意哪些問題？

電動儲能時，如果發現電機轉動緩慢無力，應及時斷開控制電源，檢查控制電壓是否正常。如果控制電壓在正常范圍內，則應通知廠家作進一步的檢查。在電動分合閘時，如果機構不動作，應將手車退至試驗位置，檢查機構是否卡澀以及控制回路是否正常。切勿頻繁操作分合開關，否則可能損壞分合閘線圈及保護裝置。

二、幾種避雷器、母分開關連接方式

（一）KYN型開關柜目前母線避雷器的幾種連接方式、危險點分析和防范措施

變電站內母線PT和避雷器大都共同經過同一刀閘，這種接線方式在運行、檢修人員中成為常識。但目前使用的KYN型開關柜，包括一些35kV落地式小車開關柜，卻打破了這種常規，有不同的接線方式，如果不能認識和掌握，過多地受習慣性思維的左右，就可能產生操作、檢修中的錯誤，甚至導致事故。

1、避雷器直接連接在母線上

這種方式避雷器與PT同柜體，避雷器安裝在PT、避雷器柜的后柜門下部（相當于線路柜的電纜室），當PT小車拉出后，工作人員容易產生避雷器已經停電的錯覺，打開后柜門對避雷器進行檢修試驗，造成觸電。

防范措施：在避雷器柜門張貼風險提示牌，柜門用微機防誤鎖經過程序鎖住（母線轉檢修或冷備用才能開鎖）。

2、避雷器單獨小車

這種方式避雷器與PT同柜體，避雷器小車在PT小車的下面，避雷器安裝在小車上，拉出小車可以對避雷器進行檢修試驗。但這種方式，避雷器的后柜門內的靜觸頭和引線仍然有電，仍有人員誤入（如試圖對避雷器接地引線進行維護檢修）造成觸電的風險。

防范措施：在避雷器柜門張貼風險提示牌，柜門用微機防誤鎖經過程序鎖住（母線轉檢修或冷備用才能開鎖）。

3、避雷器和PT共同使用一個小車

這種方式避雷器與PT同柜體，拉出小車避雷器與PT都停電，避雷器安裝在后柜門的下部。這種方式的安全風險較小，但由于技術原因目前使用較少。

（二）母分開關的連接方式和安全防護措施

1、雙柜體母分開關單元

這種形式有一個母分開關柜、一個母分刀閘（手車）柜，母分開關柜和母分刀閘（手車）柜之間的操作閉鎖采用電氣接線閉鎖（無法實現兩個柜的互相機械閉鎖）。可以采取微機防誤的輔助措施。微機防誤在操作程序上規定兩個開關柜的操作順序，后柜門也要經過防誤鎖，在兩個小車都拉出后才能打開柜門。

2、單柜體母分開關單元

這種形式少了一個母分刀閘（手車）柜，母分開關手車柜與另一段母線連接，通常從下柜后面經過另一段母線的PT、避雷器柜連接到母線上。母分開關手車柜和PT、避雷器柜的后柜門內都是母線設備，母線未轉檢修嚴禁打開，應加微機防誤鎖和風險提示。風險提示要明確告知兩個柜后門內都是母線設備（是哪一段根據現場實際），母線停電才能打開。

來源：網絡

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