开关柜(又称成套开关或成套配电装置):它是以断路器为主的电气设备,是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求,将有关的高低压电器(包括控制电器、 保护电器、测量电器)以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内,作为电力系统中接受和分配电能的装置。
一、高压开关柜正常使用条件:
1、环境温度:周围空气温度不超过40℃(上限),一般地区为-5 ℃(下限),严寒地区可以为-15 ℃ 。环境温度过高,金属的导电率会减低,电阻增加,表面氧化作用加剧;另一方面, 过高的温度,也会使柜内的绝缘件的寿命大大缩短,绝缘强度下降.反之,环境温度过低,在绝缘件中会产生内应力,最终会导致绝缘件的破坏。2、海拔高度:一般不超过1000米. 对于安装在海拔高于1000米处的设备,外绝缘的绝缘水平应将所要求的绝缘耐受电压乘以修正系数Ka。由于高海拔地区空气稀薄,电器的外绝缘易击穿,所以采用加强绝缘型电器,加大空气绝缘距离,或在开关柜内增加绝缘防护措施。3、环境湿度: 日平均值不大于95%,月平均值不大于90%。5、其它条件:没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀及剧烈振动的场所。二、开关柜的组成:
组成高压开关柜的元件一般有隔离开关、负荷开关、断路器、接地开关、熔断器、接触器、互感器、套管、绝缘子、母线、避雷器等。1、隔离开关
高压隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备,主要用来断开无负荷的电路,隔离电源在分闸状态时有明显的断开点,以保证其他电气设备的安全检修,在合闸状态时能可靠的通过正常负荷电流及短路故障电流,因为没有专门的灭弧装置,不能断开负荷电流及短路电流,因此,隔离开关只能在电路已被断路器断开的情况下才能进行操作,严禁带负荷操作,以免发生意外。只有电压互感器,避雷器励磁电流不超过2A的空载线路,才能用隔离开关进行直接操作。隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电的部分可靠地隔离。还可以用来进行某些电路的切换操作,以改变系统的运行方式。特点:(1)高压隔离开关不经常操作;(2)高压隔离开关的操作都是在空载状态,不需要速度。(3)手动操作既简单,又可靠,又可降低成本。
2、负荷开关
高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器,高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用,用于控制电力变压器。高压负荷开关具有简单的灭弧装置,因为能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流,所以它一般与高压熔断器串联使用,借助熔断器来进行短路保护。在规定的使用条件下,可以接通和断开一定容量的空载变压器(室内315KVA,室外500KVA);可以接通和断开一定长度的空载架空线路(室内5KM,室外10KM);可以接通和断开一定长度的空载电缆线路。
3、高压断路器
能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流,并能关合在规定时间内承载和开断异常回路条件(如短路条件)下的电流的机械开关装置。高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备,当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流。当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围.因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行。
隔离开关、负荷开关、断路器的比较:
| 结构 | 灭弧装置 | 分合电流的性质 | 用途 | 操作方式 |
隔离开关 | 简单,有明显断口 | 无,没有快速分段机构 | 不能带负荷操作,可切空载电流 | 电气隔离,保证安全 | 手动、手力机构 |
负荷开关 | 较简单,有明显断口 | 简单灭弧装置,有快速分段机构 | 可切合额定电流,不能分合故障电流 | 电气隔离,可作中、小容量主开关 | 手动、可配有电动脱扣分闸 |
断路器 | 复杂,无明显断口 | 有完善的灭弧装置 | 可切合额定电流及故障电流 | 作大、中容量主开关 | 电动操作为主,也有手操机构 |
4、接地开关
高压接地开关是在检修电器设备时为确保人身安全而用来接地的一种装置,一种是附着在隔离开关本体上,另一类是独立式结构。接地开关的选择应考虑额定电压、额定绝缘水平、额定短时耐受电流、额定峰值耐受电流、短路关合电流。
5、熔断器
高压限流式熔断器利用过载和短路电流将熔体熔化后,由石英砂吸收弧能,以冷却、熄灭电弧。限流型熔断器可以单独使用,也可与高压负荷开关、高压接触器组合使用,取代某些场合用的断路器,但与负荷开关配合使用的熔断器必须带撞针,这是防止熔断器单项熔断时设备非全相运行。
6、高压接触器
高压接触器是一种高压控制电器,主要用于高压电动机、变压器、电容器等电器设备进行控制和频繁操作。
7、互感器
互感器分为电压和电流两种,用作测量和保护,它可将不同的高电压和大电流变成统一的低电压(100V)和小电流(5A、1A),使仪表和继电器标准化,与高压隔离,保证安全运行,在开关柜中一般采用干式。高压开关柜的互感器包括电压互感器(PT)、电流互感器(CT)和零序电流互感器(ZCT)零序电流互感器用于电缆线路的对地绝缘监视(单相接地保护),将三相电缆全部穿过。
图为电流互感器

图为零序电流电流互感器
8、避雷器
高压开关柜应根据其用途,应配置相应的过电压保护装置,用于防止雷电过电压或操作过电的开关柜,采用氧化锌避雷器。
三、高压开关柜分类:
1、按断路器安装方式分为移开式(手车式)和固定式
(1)移开式或手车式(用Y表示):表示柜内的主要电器元件(如:断路器)是安装在可抽出的手车上的,由于手车柜有很好的互换性,因此可以大大提高供电 的可靠性,常用的手车类型有:隔离手车、计量手车、断路器手车、PT手车、电容器手车和所用变手车等,如KYN28A-12。(2)固定式(用G表示): 表示柜内所有的电器元件(如:断路器或负荷开关等)均为固定式安装的,固定式开关柜较为简单经济,如XGN2-10、GG-1A等。2、按安装地点分为户内和户外
(1)用于户内(用N表示);表示只能在户内安装使用, 如:KYN28A-12等开关柜;(2)用于户外(用W表示);表示可以在户外安装使用, 如: XLW等开关柜。3、按柜体结构可分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜﹑金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类
(1)金属封闭铠装式开关柜(用字母K来表示)主要组成部件(例如:断路器、互感器、母线等)分别装在接地的用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。如KYN28A-12型高压开关柜。(2)金属封闭间隔式开关柜(用字母J来表示)与铠装式金属封闭开关设备相似,其主要电器元件也分别装于单独的隔室内,但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。如JYN2-12型高压开关柜。(3)金属封闭箱式开关柜(用字母X来表示)开关柜外壳为金属封闭式的开关设备。如XGN2-12型高压开关柜。(4)敞开式开关柜,无保护等级要求,外壳有部分是敞开的开关设备。如GG-1A(F)型高压开关柜四、高压开关柜KYN28A-12
1、KYN28A-12是国内目前比较常见的一种高压开关柜,全名称为:户内金属铠装移开式开关设备。2、额定电压3.6kV~12kV,其特点是配装的真空断路器为中置式,即断路器位于开关柜前柜的中部,因此下部空间节省下来可用于其它方案的扩展或作为电缆室用。3、K-代表金属铠装,Y--代表移开式,N--代表户内,28A为行业归口单位颁发的型号序列号,后面的12代表额定工作电压为12kV。4、国内不同技术来源的同类产品型号还有:KYN28、KYN96、KYN44等都是中置式开关柜。
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