高压开关柜结构及工作原理

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1、高压开关柜结构及工作原理我厂 10kV 开关柜使用的是 KYN28A 铠装型移开式交流金属封闭开关柜，具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器，防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、防止误入带电隔室、防止带电 时误合接地开关等连锁功能。一、结构概述1. 型号含义：铠装柜移开式2. 结构：图中：A-母线室 B-断路器手车室 C-电缆室D-继电器仪表室1泄压装置；2外壳；3分支小母线；4母线套管；5主母线；6静触头； 7触头盒；8电流互感器；9接地开关；10电缆；11避雷器；12接地母线； 13装卸式隔板；14隔板（活门）；15二次触头；16断路器手车；17加热装置； 18可抽出式水平隔板；

2、19接地开关操作机构；20控制小线槽；21电缆封板。开关柜的柜体为组装式结构，柜体分四个单独的隔室：手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室2.1 手车：手车由开关柜的主元件和推进用底盘车组成。手车采用中置式结构，通过一台专用转运车可 方便地进行手车进出柜的操作。以断路器为例：手车的下部为推进用的底盘车，断路器安装在底盘车上。 底盘车内设置有推进机构，用以实现对断路器手车的进出车操作。底盘车内还设置有连锁机构，用以实 现断路器和柜体之间的各项连锁2.2 手车室：隔室两侧安装了轨道，供手车在柜内移动时的导向和定位。静触头盒的隔板（活门）安装在手车室 后侧。手车从断开位置/试验位置向工作位置移动的过

3、程中，遮挡上、下静触头盒的活门自动打开；手 车反方向移动时，活门自动关闭，直至手车退至断开位置 /试验位置而完全遮挡住静触头盒，形成隔室 间有效的隔离。断路器室的门上有观察窗，通过观察窗可以观察隔室内手车所处位置、断路器的合、分 闸显示、储能状况等状态。2.3 主母线室：主母线室贯穿联接相邻两柜，用装在柜侧壁隔板上的母线套管支撑固定。全部母线用热缩绝缘套管 封闭。主母线和联络母线采用矩形截面的铜排，分支母线直接联接于静触头盒和主母线之间。如果出现 内部故障电弧，柜侧壁的隔板和母线套管能有效防止事故向邻柜蔓延。2.4 电缆室：Cl本开关柜具有较大的电缆室空间。电流互感器、接地开关、避雷器等电气元

4、件布置在电缆室内。2.5 继电器仪表室：继电器仪表室内安装继电保护元件、仪表、带电监测指示器及各种二次设备。仪表室的后下部留有通信电缆孔可方便通过柜与柜间的通信电缆。二、电器元件功能：1、高压断路器：作用是接通和切断高压负荷电流，并在严重的过载和短路时自动跳闸，切断过 载电流和短路电流，以保护系统和设备的重要开关设备。真空断路器是指触头在真空中开断电路的断路 器，它是以真空作为灭弧的绝缘介质，真空具有很高的绝缘强度，有利于熄灭电弧。2、互感器：是电流互感器和电压互感器的统称。电流互感器简称CT，电压互感器简称PT。它 们实质上是一种特殊的变压器，是根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电

5、流）转变为同类 型二次电量的电器。3、避雷器：用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受线路中传来的雷电过电压的损害、或避免由操作引起的内部过电压损害的保护设备。4、接地开关：用于电路接地部分的机械开关。作为高压电器设备检修时接地保护之用。5、隔离开关：作用主要是隔断高压电源，并造成明显的断开点，以保证其他电气设备安全进行检 修。因为高压隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷进行分、合闸。6、负荷开关：介于隔离开关和断路器之间，结构较简单的开关设备。负荷开关具有简单的灭弧装 置，能通断一定的负荷的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流。7、高压熔断器：是一种当所在电路的电流超过规定值，经过一

6、定时间后熔体将熔化而分断电流、 断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路和设备进行短路保护。8、柜内常用的主要二次元件：又称二次设备或辅助设备，是指对一次设备进行监察、控制、测量、 调整和保护的低压设备。常见的有如下设备：电度表、电流表、电压表、熔断器、转换开关、信号灯、按钮、微机综合保护装置、户内高压带电 显示装置、湿控器、加热器、湿度传感器等。三、联锁：高压开关柜的“机械联锁”是确保设备和人身安全、防止误操作的重要措施。 “金属封闭式开关 设备应具有：防止带负荷分、合隔离开关（隔离插头）；防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器（允 许提示性）；防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、

7、负荷开关等开关；防止在带电时误合接地开关； 防止误入带电隔室等功能”，上述五项防止电气误操作的内容，简称“五防”。“五防”装置一般可分为 机械、电气和综合三类。3. 手车位置与断路器的联锁：1.1 只有当手车上的断路器处于分闸状态时，手车底盘车内阻止手车移动的联锁才能解锁，手车才能离 开试验位置或工作位位置。1.2 只有当手车锁定在试验位置或工作位置时，手车上的电气控制回路才能接通，同时手车底盘车内阻 止断路器合闸的联锁才能解锁，断路器才能合闸。1.3 当手车处于中间位置时，断路器的电气合闸回路和合闸机械传动系统均被闭锁，断路器不能合闸。4. 手车位置与接地开关的联锁：2.1 只有当手车处于试

8、验位置或移开位置时，手车阻止开关柜接地开关关合的联锁才能解锁，这时开关 柜的接地开关才能合闸。2.2 接地开关处于合闸状态时，接地开关操作轴上的联锁结构将阻挡手车移动，以使手车不能向工作位 置推进。5. 断路器状态指示：在手车面板上设有断路器分、合状态的指示。6. 手车位置与二次插头的连锁：手车进入柜内后，二次插头与手车位置之间有以下联锁4.1 只有当手车处于试验位置时才能插拔二次插头。4.2 手车离开试验位置后，在向工作位置推进的过程中和达到工作位置以后，不能拔开二次插头（二次 插头被锁定）。7. 接地开关与电缆室盖板间的联锁：只有当接地开关处于合闸状态时，开关柜的下门或电缆室的后封 板才能

9、打开。也只有在电缆室的后封板封闭时接地开关才可以打开。8. 泄压装置： 在断路器手车室，母线室和电缆室的上方均设有泄压装置。当断路器或母线发生内部故障电弧时， 泄压金属板将自动打开，释放压力和排泄气体，以确保操作人员和开关柜的安全。9. 防止凝露和腐蚀： 为了避免在高湿度或温度变化较大的气候环境中产生凝露带来的危害，断路器手车室和电缆室内分 别装设加热器，以使在上述环境中防止凝露和腐蚀发生10. 接地装置：在电缆室内单独设有 8*40mm2 的接地铜排，贯穿相邻两柜，并与柜体良好接触，供直接接地的元 器件使用。由于整个柜体用敷铝锌版相栓接，整个柜体处于良好接地状态，保证运行操作人员触及柜体 安

10、全。四、手车的操作：1. 手车位置：断路器手车或其他元件手车在柜内有三个位置：试验位置；工作位置；中间位置（试验 位置到工作位置之间的任意位置）。2. 进车操作：手车由柜外推进柜内时，应使用专用的转运车。进车时柜门开启应大于 90。将装有 断路器的转运车推至柜前，使转运车定位杆对准开关柜上的定位孔，推动转运车靠近柜体，使转运车上 锁钩勾在柜体上，调节转运车托盘下的调节螺母，使转运车的轨道与柜体轨道相连接。进车前确认断路 器已分闸。进柜时需先用人力将手车推到试验位置。配通用型底盘车时，离开试验位置前，此时右手可将进出车摇把插入操作孔顺时针旋转，当断路器 走完规定行程后，摇把转不动时，完成进车操作

11、。3. 从工作位置抽出手车： 从工作位置抽出手车前，必须确认断路器已处于分闸状态。如果断路器未分闸，抽出手车之前必须 先将断路器分闸。配通用型底盘车时，离开工作位置前，右手将进出车摇把插入操作孔，逆时针旋转手车至试验位置。 摇把完成出车操作。4. 从柜内抽出手车：由柜内抽出手车时，应使用专用的转运车。出车时柜门开启大于 90 度，将未装断路器的转运车推 至柜前，使转运车定位杆对准开关柜上的定位孔，推动转运车靠近柜体，使转运车上锁钩勾在柜体上， 调节转运车托盘下的调节螺母，使转运车轨道与柜体轨道相连接。出车前确认活门已完全关闭，拔下二 次插头，用人力将手车抽出柜外。5. 断路器的分、合闸： 一般

12、情况下，不需要人直接进行断路器的合、分闸操作。手车面板上设有手动按钮，供调试人员在 调试断路器时使用。开关柜面板上设有供操作者在紧急情况下对断路器进行分闸操作的紧急分闸装置。紧急情况下直接 按动分闸按钮，就可使断路器分闸。6. 分、合接地开关：接地开关的操作轴端在柜体右前部。接地开关的操作应使用厂家提供的专用操作手把。 进行接地开关合闸操作前首先确认手车已退到试验位置或移出柜外，查看带电显示器的指示确认电 缆不带电，确认柜体的后盖板没有打开，确认接地开关处于分闸状态。将专用操作手把插入接地开关的 操作轴轴端，顺时针转动操作手把约90，就可完成接地开关的合闸操作。接地开关合闸后，挡板操作 孔的弯

13、板将被锁住不复归。进行接地开关分闸操作前首先确认柜体的后盖板已经完全盖好，确认接地开关处于合闸状态。将专 用操作手把插入接地开关的操作轴轴端，逆时针旋转操作手把约 90，就可完成接地开关的分闸操作。 此时档操作孔的弯板复归挡住操作孔。五、断路器动作原理：1. 储能动作： 由储能电机或手动储能部件输出扭矩通过单向滚针轴承带动链轮转动，再经链条带动 链轮转动，从而驱动储能轴上的挂簧拐臂顺时针转动拉长合闸弹簧，达到储能的目的。当合闸弹簧储能 到位后，能量由储能保持擎子与滚轮保持。同时拨板带动储能指示牌，指示储能到位。2. 分、合闸动作：2.1 合闸动作：储能到位后，按手动合闸按钮推动手动合闸弯板转动，或合闸电磁铁动作，推动电动 合闸弯板转动，经轴带动储能保持擎子转动，从而解除了储能保持擎子与滚轮的约束，合闸弹簧的能量 释放带动合闸凸轮作顺时针方向转动，通过二级四连杆传动机构及绝缘拉杆带动真空灭弧室的动导电杆 向上运动，完成合闸动作。2.2 分闸动作：合闸动作完成后，按手动分闸按钮推动脱扣弯板转动，或分闸电磁铁动作，推动脱扣 弯板转动，带动分闸半轴顺时针方向转动，半轴对分闸二级脱扣部分的约束解除，在绝缘拉杆内的触头 碟簧和分闸拉杆作用下，带动真空灭弧室的动导电杆向下运动，完成分闸动作。