开关柜基础知识

开关柜知识介绍

高压开关柜的概念：

由高压断路器、负荷开关、接触器、高压熔断器、隔离开关、接地开关、互感器及站用电变压器以及控制、测量、保护、调节装置、内闻连接件、辅件外壳和支持件等组成的成套配电装置，其内的空间以空气或复合绝缘材料作为介质，高压开关柜的作用是用作接受和分配三相电能。

一、高压开关柜的分类：

1、按柜体结构特点：可分为开启式和封闭式。

开启式开关柜的高压母线外露。柜内各元件也不隔开，结构简单；造价低,（如我厂生产的GG1A，GBC-40.5）。封闭式开关柜其母线、电缆头、断路器和测量仪表等均被相互隔开，运行较安全，可防止事故扩大（如我厂生产的大部分类型：XGN2-10，KYN29-10，JYN-40.5，XGN17-40.5，KYN10-40.5，KYN37-40.5等）

2、按元件的固定特点可分为固定式和手车式.

固定式的全部电气设备均固定在柜内,如GG1A,XGN2,XGN17.手车式开关柜的断路器及其操作机构(有时包括电流互感器、仪表等)装在可以从柜内拉出的小车上，便于检修和更换元件。断路器在柜内插入式触头与固定在柜内的电路连接，相当于隔离开关：如KYN29，8BK80，KYN1-12，KYN37-40.5，JYN-40.5，GBC-40.5，KYN10–40.5等。

二、原则上任何开关柜都必须满足下列五防要求

1、防止误拉、误合断路器

2、防止带负荷误拉、误合隔离开关

3、防止带电关合接地开关

4、防止接地开关闭合时接通电源

5、防止误入带电间隔

关（GN30），JSXGN隔离开关操作盘（联锁相对集成，专业化生产）以及断路器固定化安装（可避免手车式动静触头发热而破坏绝缘导致事故发生）。所配断路器型式灵活，可配ZN63、VS1、ZN40、ZN41A、ZN28、固封式断路器、断路器电流从630A-4000A均可，所配机构可一体化，也可配CD10、CT10 单独外挂，各隔离室相对独立，有专用的泄压通道，外壳防护等级较高（IP2X）；有专门的接地系统（前框架底部有贯穿的TMY-30*8的接地铜排）和良好的五防系统。外形相对较小，方案多变。以及市场占有率的不断扩大化，而越来越多地被用户采用。

1）XGN2所配隔离开关GN30，电流从630A-4000A，相距小电流（630A-1250A）有210mm、250mm两种；大电流1600A-4000A相距为275mm，大电流隔离开关应用户要求也可配GN22。特殊情况下，下隔离也可选用GN19。

2）大电流选用GN30和GN22的优缺点比较：

选用GN30时：（1）主母线室作为单独隔室功能得到保证。

（2）价格较GN22贵。

（3）操作力偏大。

选用GN22时：（1）主母线室不能形成一个单独隔室。

（2）价格便宜。

作位）。相间距为250mm，B相中心对柜体工侧距离为470，这一点在设计是应特别注意。断路器可配ZN63、ZN40A，ZN40及固封极柱式开关，所配电流互感器主要为LZZBJ9、LFSQ 等。

本方案联锁：上、下隔离，接地开关与前门和断路器之间通过JSXGN操作盘实现，前后门之间通过205程序锁实现，能满足五防要求。

2）进线71方案

*电压互感器可配JDZX9、JDZX10、JDZXF14、JSJW-10、JDZX11、JSZF、JDZJ、JSZW 等型号

*在PT二次侧中性点，一般都加装抗谐振的LXQ一次消谐器，用于消除PT饱和时产生的高次谐波；但由于PT在磁饱和时有一部分三次谐波不流过中性点，故常在二次侧增加

LXQ附件（三次谐波滤波器）加以消除，以有效保护PT）

4）所变柜67方案

XGN2经常有用户选用旁路供电方案，旁路方案必须加装600深后柜。用于装旁路母线和旁路隔离刀闸。旁路母线的选择一般比主母线小，但比分支母线大。一个旁路供电方案必须配置一台专旁柜。方案如下图：

供电方案：I为专旁柜

II为出线柜

旁路柜的目的是在不停电的情况下，检修故障断路器，具体操作顺序为：当需检修出线柜断路器时，先合a,再合b，然后合断路器c，让旁路母线带电，再合d，让旁路母线向出线供电；然后分g，分f,分e,对断路器g进行检修，从而满足在不停电情况下检修断路器g，提高向用户供电的可靠性。

6）XGN2开关柜在具体设计是也存在一些不足：

*如馈线方案配ZN63时，下隔离不能带接地（GN30-10D）；如下隔离带接地则柜深应加深100，为1300mm深，且断路器安装高度也要降低

*电缆室空间偏小，尤其是下隔离带接地方案时，下接地开关操作时易破坏电缆接头。

*前后柜间没有专门的二次布线通道，一、二次不能有效隔离。

*当主母线为TMY-2（120*10），有对联桥时，由于对联柜内母线接头较多，绝缘距离不易保证。

*不能靠墙安装，为双面检修。

7）XGN2装配时应注意的问题：

*前后门联锁应可靠：前门在关闭状态时，JSXGN操作盘工作位，操作位，检修位操作柄操作应灵活自如。

*后门205TS锁，锁头、锁孔以及顶块（装在后右小门上）应调整对位、可靠，避免锁头、锁孔不对位，现场挫孔调门工作量大。

*在配ZN40A、ZN41A时，当操作盘处于操作位时，应可靠保证开关不能合闸，在检修位运行位时，应可靠保证开关合分闸。

*配ZN63时，在开关合闸状态时，应保证操作盘不能动作，操作盘动作时，必须保证开关处于分闸状态。

*转动部件在装配时，一定要涂润滑油，保证灵活性。

*主回路紧固件一定要到位，防止运行时发热造成事故。

*断路器上、下出线座与分支母线连接时应自然贴合到位后才能紧固，以免影响断路器机械特性，尤其是弹跳特性。

*在现场配合安装时，一般都附供有油漆，安装完成后，最后补一下漆，让配电柜在运行是有一个良好的外观。

1、前面讲到GG-1A按分类是一种开启式固定开关柜，由于没有单独的小母线室其主母

线外露，不存在外壳防护等级，联锁尺寸配合精度不够高。故运行时不够安全，而逐渐被淘汰，但由于其比较完善的五防系统，方案灵活，用户对其了解程度较高，以及早期拥有的市场占有率。因此GG1A仍有一定的市场空间，GG- 1A型开关柜不带后柜时可靠墙安装，单面检修。

2、尺寸：一般为1218（宽）*1200（深）*2800（高），柜体骨架为1200m宽，18mm封

板尺寸，以前我厂GG1A为封左侧，由于CS操作机构在左侧，厂内生产调试不方便，后全部改为封右侧。

*1200宽一般的方案均能做，如方案为架空进出，则必须加600深后柜。

*高度2800为不包括母线架和母线支柱瓷瓶高度，母线架高一般为250或300，母

线支柱瓷瓶有190和215高两种（215高为大电流用支柱瓷瓶，大爬距，高强度）

故GG1A高大约为：2800+300+215=3315mm

*早期的大电流开关柜柜宽有1540mm，主要是因为早期所配为油开关，外形尺寸较

大，早期GN22隔离开关和电流互感器外形也较大。

4、GG-1A 1600A以下所配隔离开关为GN19，上隔离为穿墙型GN19-10C，下隔离带

后柜时为GN19-10C（穿墙），不带后柜时为GN19-10（不穿墙），1600A以上所配

上、下隔离应为GN22型。

5、GG1A（F2）所配电流互感器：最早的电流互感器为LA（J）型（为穿墙型）（二次输出容量较小）现在GG1A（F2）所配电流互感器型号较多，有LZZBJ9-10，LMZ ，LQJ。（为了方便设计，原则上选配LZZBJ9较好）

6、所配断路器：可配一体化断路器（ZN40A、ZN41A）分体式本体可配ZN40、ZN41、ZN28，机构能配CD10、CT10等，由于联锁的限制，目前我厂GG1A不能配ZN63。

7、由于GG1A无防护等级，所以原则上二次一般不加温控器。

8、GG1（F2）典型方案如下：

1）外型尺寸：1218*（1200+600）*2800如为架空方案进出时，需加600后柜。

2）小电流柜（1600A以下），上隔离配GN19-10C，下隔离配GN19-10或GN19-10C （说明：GN19没有带接地型号）

3）断路器可配ZN40A（一体化），ZN28、ZN40，机构可配CD10、CT8 。

4）大电流时：上、下隔离均配GN22，（GN22没有带接地型号）断路器配ZN41A（一体化）、ZN41、ZN28、机构配CD10、CT10。

9、GG1A联锁：主要采用机械闭锁：上下隔离与断路器之间主要通过瓦片互锁来实现的，隔离与前门间也有联锁，隔离打开，才能开前门，前门关上，隔离才能合；前后门之间有一连杆，前门先开才能开后门，前门关上，后门不能打开，后门不关，前门不能关，GG1A由于是通过瓦片限位来实现，配合精度相对较差，故在装配调试联锁时，一定要保证开关柜在运行时，上、下隔离在误操作时，隔离触头不能有动作（这一点很重要）。GG1A联锁相对复杂，但直观清晰，对于一个想全面了解开关柜联锁的人来说，GG1A是一个比较好的切入点。

10、GG1A装配调试主要应注意的问题就是保证F2联锁可靠性。

五、35KV固定柜我厂主要为XGN17-40.5

开关、隔离开关与断路器之间联锁方式主要借鉴GG1A。前后门之间联锁采用机械

程序锁（27JS锁）。该开关柜母线室、前柜、后柜采用模块化设计，单独焊接后，

5、电流互感器主要配LZZB7-35,LCZ-35,LZZB9-35

6、外形尺寸:2020(宽)*3400(高)*3600(深)

7、XGN17装配调试的重点也主要在隔离处联锁和前后门27JS锁,保证联锁的可靠性.

运行时，经常会遇到弧光接地产生的谐波导致PT磁饱和而发热炸裂的事故。传统的解决弧光接地的办法是在线路上加挂消弧线圈和接地变。对线路进行补偿，但在实际运行中并不能很好的解决这一现象。国内很多单位针对弧光接地问题展开了大量的研究，提出了多套理论和解决方案。如深圳华力特公司提了的经专用电阻接地理论。合肥凯立推出的消弧柜也是针对弧光接地推出的产品。

3、电流互感器（俗称仪用变压器）

1）电流互感器是一种专门用于变换电流的特种变压器，电流互感器的一二次绕组之间有足够的绝缘，从而保证低压侧与高压侧隔离。电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数比的配置，可以将不同的一次电流变换成较小的标准电流值；一般为5A或1A，这样可以减少仪表和继电器尺寸，也可简化其规格，有利于仪表和继电器小型化、标准化。

①电流互感器的主要作用：

A：传递信息给测量仪表或保护控制装置。

B：使测量和保护设备与高压电力线路相对隔离，

C：有利于仪表和保护继电器的小型化、标准化。

②何为减极性接法：

一次电流从互感器的P1端流入，二次电流从S1端流出，如图示：

饱和。在二次接线端产生高电压，对人身和设备将造成危害，防止二次开路主要有以下几种措施：

B：按装置种类分：户内式、户外式

C：按绝缘介质分：油绝缘，浇组绝缘，干式绝缘，瓷绝缘，气体绝缘

D：按结构分：贯穿式，支柱式，母线式。

型号的含义：

从上表的数据可以看出,电流互感器的准确级是以额定电流下的最大允许电流误差的百分数标注的;0.2级一般在额定电流的5-120%,0.2S级一般在额定的电流的1-120%均能满足测量要求.

保护用电流互感器规定有5P和10P两种标准准确级。

保护用电流互感器的基本要求之一就是当超过额定电流许多倍的短路电流流过一次绕组时，互感器应有一定的准确度，即复合误差不超过限值，以保证继电器正确动作。

例：10P20—P表示保护用，表示10P级互感器短路电流不超过20Iin时，互感器的复

合误差不超过10%。

带抽头的电流互感器的接线应注意的问题，例：1S1，1S2，1S3，300-600/5

①当用300/5即1S1，1S2时…1S1，1S3不能短接,当用600/5 1S1 1S3时,1S1、

1S2不能短接.

②当一次反接时，二次部分如用300/5接成应为1S2、1S1，不能用1S3、1S2

代替。当用600/5时应接1S3、1S1。

4、关于电压互感器

1）电压互感器是一种专门用作变换电压的特种变压器，形象讲：电压互感器是一种容量很小的变压器，通过互感器一、二次绕组匝数的适当配置，可以将不同的一次电

压变换成较低的标准电压值。一般是100V或100√3V，开口三角间是100/3，电压

互感器的作用同电流互感器一样。

2）电压互感器有不接地电压互感器（俗称全绝缘）和接地式电压互感器（俗称半绝缘）之分，所谓全绝缘，即一次绕组的两分出线端子都是对地绝缘的，反之则为半绝缘。

3）电压互感器的剩余绕组：电压互感器的二次侧一般有一个剩余绕组。中性点非有效接地系统的互感器，其剩余电压绕组的额定电压为100/3V。标准确级为3P或6P，剩余绕组使用时接成开口三角形。当系统正常工作时，三个剩余绕组的电压相量和

等于零即U△=0。当三相系统发生单相接地故障或三相负荷严重不平衡时开口角端

会出现电压。

4）电压互感器二次接线应注意的问题：

A:二次回路应设短路保护，如采用空开或熔断器，但中性线及开口三角接线绕组二

次回路不装，发电机自动调节励磁装置使用的电压互感器不装。

B：二次绕组应有可靠的保安接地点。

C：有防止从二次回路向一次回路反馈电压的措施。

5）电压互感器的分类：

A：按相分：单相和三相

B：按绕组分：双绕组、三绕组、四绕组

C：按绝缘介质分：油绝缘、浇注绝缘、干式-气体绝缘

D：按装置种类分：户内式、户外式

E：按结构分：电磁式、电容式

6）型号简介：

7

保护用电压互感器的准确级规定有3P和6P，其误差见表。

二次部分

1、二次设备及其相互之间的连接电路称为二次接线或二次回路。

二次控制系统按自动化程度的不同分为手动控制，半自动控制和自动控制。

按控制方式不同分为分散控制和集中控制，按距离分为就地控制和远方控制。

4、不对应启动：在二次部分设计，针对事故跳闸音响信号，很多采用不对应起动方式。所

谓“不对应起动”就是控制开关在合闸后位置，而断路器在跳闸位置时起动中央事故音响。如：

R是保证中央事故回路重复起动用的。

5、XGN2合闸回路中串联一操作盘常闭接点的作用如下图：

互感器，因此对二次回路中合理配置空开或熔断器很重要。

1）电压互感器二次回路，一般仅在其二次绕组总出口装熔断器或空开，以反映二次回路的短路故障，但发电机自动调节励磁装置用的电压互感器不装设熔断器或空开，电压互感器二次侧开口三角绕组也不装熔断器或空开。

2）电压互感器二次侧中性点引出线上，不安装熔断器或空开；当电压互感器二次绕组采用b相保安接地时，b相的熔断器应装在绕组引出端与接地点之间。

7、二次回路编号：二次接线图设计完成后，要进行回路编号，对回路进行标号。一方面，便于了解该回路的用途和性质。另一方面，能根据编号进行正确的连接，便于安装、运行和检修，二次回路编号采用数字和文字相结合的方式，按照“等电位原则”进行编号，所谓等电位原则，就是在电气回路中，连接于一个点上的所有连线均以相同的回路编号。

二次回路的编号主要包括直流回路编号，交流回路编号和小母线编号三种。

1）回路编号：一般正电源侧编单号，负电源侧编双号

如：101、102

201、202

2）交流电流回路：一般为A411、B411、C411

电压回路：一般为A611、B611、C611

8、仪表的布置原则：

1）要考虑运行人员监视、操作和调节方便

2）布置要清晰紧凑。

3）相同的元件布置尽量统一。

4）红、绿灯应布置在控制开关左右，红灯在左，绿灯在右。

9、端子排的设计原则：

1）柜内熔断器，电阻、空开、电铃等之间的连接宜经过端子排。

2）正负电源一般应经过端子排。

3）交流电流回路应采用试验端子，中央事故预告信号回路及其它在运行中有可能需要断开的回路一般使用特殊端子或试验端子。

4）端子排的排列顺序

A:交流电流回路

B：交流电压回路

C：信号回路

D：控制回路

E：其它回路

5）应预留适当的空端子作备用，适当时配备必要的隔离端子和终端端子。

6）接正、负电源的端子以及跳合闸回路的端子不宜相邻，否则应以空端子或隔板隔开。7）一个端子的一侧宜接一根导线。

8）板后接线时，接线图应虚线表示，元件的布置以从板后向前看为准。

10、二次线的选择

1）根据机械强度的要求，铜芯电缆的截面至少不应小于1。5平方毫米.

2)电流回路的控制电缆截面不小于2.5平方毫米,但在电缆长度很长,不能满足电流互感器的10%误差时,可用4平方毫米,甚至6平方毫米的截面.

3)用户计费的电度表电压回路，电压降不宜大于0.25%,其它电压回路不宜大于0.5%,我厂计量电压回路一般采用2.5平方毫米截面.

4)按机械强度要求,控制回路和信号回路的电缆截面一般用1.5平方毫米即可.

11、二次线的布线工艺：

1）在放二次线前应进行外观和绝缘检查，合格后方可使用。

2）放二次线一般应先放粗的再放细的。

3）放二次线时，二次线转弯处应留一定余量，二次线转弯处其弯曲半径应大于10倍线径。4）二次线应尽量避免交叉和絮乱，应横平竖直，绑扎成束美观整齐。

5）端子号应清楚，不易脱落。

开关柜出厂检查介绍

总则

所有开关柜的结构应保证工作人员的安全，便于运行、维护、检修、试验、监视。

具体内容

1、主回路检查：

1.1开关柜安全绝缘距离检查，如10KV导体对地及导体间均为125mm；

1.2开关柜中一次母线制作及安装应符合厂标Q/HK111-95《成套配电设备的一次母线通用技术条件》

（1）主母线、分支母线的材料、规格应当按产品的拼装表和规定的图纸选用。

（2）主母，分支母线的色标、顔色是否正确，如A、B、C为黄、绿、红等。

（3）所有母线的搭接面处理是否符合Q/HK111-95的规定。如A冲孔后去毛刺B双面1×45o倒角C搭接面外10mm内不得做漆，同一回路三相搭接的油漆界线应在同一水平上或铅垂线上，相关误差不超过5mm。

（4）母线搭接面是否平整，按平面度检查方法进行，用0.05mm塞尺检查。

（5）母线搭接螺栓选用是否规范检查，搭接是否紧固。

（6）母线或支母线长度超过1m，是否加了支撑绝缘子

1.3所有开关柜均有专用接地端头，应有明显的接地标志，应符合各产品的要求。

1.4开关柜主回路应按电压等级进行耐压试验。

1.5主回路一次元件的检查

（1）断路器与操动机构配合后，要通电检查断路器及机构的各项技术性能，应符合技术要

求，并做好记录。所装断路器机构的型号、规格应与设计要求一致。

（2）电压，电流互感器应符合拼装表要求的型号规格，一次接线应按拼装。

（3）避雷器其所装型号规格应符合拼装要求。

（4）隔离开关型号规格是否符合拼装要求，其配柜后，应复查其打开的开距，合闸后的触头接能情况，凡配柜后打开距离小于技术要求，触头单边，合闸不到位等，均要调整，直到合格。

（5）凡手车柜还应对手车合柜情况进行检查，观察一次插头接触情况及对地距离符合要求，并对其接触电阻进行检查，应符合规定要求。

（6）开关柜所装一次元件，外观应油漆色泽光洁，无掉漆，露底漆等现象，电镀件镀层不得起皮、脱皮、发霉和生锈。

2、二次回路检查

2.1所有二次应根据承载的额定电压和额定电流来选择。具体规定：电压回路、电流回路≮2.5mm2，弱电部分采用1mm2(用户特殊要求除外)。

2.2所有二次线均用接线鼻子接于仪表和端子，并压紧线鼻子。

2.3所有二次回路配线端子均应有回路标号，标号应正确，清晰，不易脱色。

2.4二次走线过程中，一般不允许采用过渡端子，导线中部不允许焊接或螺栓连接。

2.5二次导线在穿过金属板或构件时，应有保护措施，如橡皮垫圈等。

2.6二次元件检查

（1）二次元件外观完整无缺，铭牌清晰，型号正确，计量表应有专用检定标记，计量等级应符合要求。

（2）二次元件一般应按用户指定厂家和国家定点厂家的产品，若属代用，应有正式手续，且使性能与原要求等同。

（3）二次元件装配要与图纸相符，要固定牢固。

（4）所有二次元件应有厂名、厂标、产品合格证或检验单，凡三无产品一律不能装配出厂。

2.7二次回路连接正确性检查

（1）按拼装提出的原理图、接线图检查电气连接是否正确。

（2）检查回路时，应特别注意以下几点：

A交直流回路不能存在短路和接地。

B电压互感器二次回路不应短路，且必须加装熔断器等保护。

C电流互感器二次回路不应开路。

D交流与直流，强电与弱电回路不能混淆

（3）根据电气原理图，对各种回路施加规定的电压，电流，模拟实际工作状况通电试验和通电联动试验，判断其正确与否。

（4）各种二次元件在通电试验中，均应按其技术要求，以最低动作电压或电流试验2-5次，考核其动作可靠性。

（5）二次回路通电完毕，还要对其绝缘进行试验。

A施加工频电压2000V，1分钟无击穿放电（特殊元件要除外）

B用500V摇表测其回路绝缘电阻，阻值不应小于10兆欧。

（6）二次元件中，凡有铅封装置的，检验中不能拆除铅封，若发现其不合格或精度达不到要求的，应整台拆除，予以更换。

开关柜拼装检查及收尾检查

对同一批次开关柜要求其正面面板顔色必须一致（包括小门、活门、车门、仪表室门）。

开关柜铭牌，模拟牌应正确无误，仪表门上元件应排列整齐，安装牢固，柜门、仪表门关上后不得晃动。

柜内外所有紧固件应紧固并有防松措施。

眉板是否上紧上好，仪表门、端子室是否关严锁紧。

手车柜中手车能否进出顺畅，联锁板在试验和工作位置是否可靠。

一次插头在工作位时是否符合插入深度要求。

二次插头是否能对正接触可靠。

联锁检查：

A隔离开关与断路器联锁是否可靠

B接地开关与断路器连锁是否可靠;

C进出车操动机构与断路器联锁是否可靠;

D隔离刀之间联锁是否可靠;

E接地开关与开关柜门联锁是否可靠

F柜与柜之间联锁检查（程序锁）

开关柜是否满足各自技术条件规定的防护等级要求

开关柜附件应按设计提供的附件清单进行检查

开关柜的出厂资料包括：开关柜的二次资料：图样目录及原理接线图；主支母线搭接示意图，开关柜布局图等；开关柜内所有元件的使用说明书，合格证以及用户额外提出的其它资料；开关柜的使用说明书；开关柜整体检查合格证等。

3、售后服务人员现场配合安装调试的工作步骤及要求

（1）首先与公司内生产该批产品的操作人员联系，了解该批产品的具体情况及现场需要注意的事项。

（2）拼柜，安装主支母线，母线桥。

A根据开关柜布局图按柜号排列，拼装开关柜。

B根据主支母线搭接示意图，按照母线上钢号把母线放到相应柜内。如主母线有穿墙套管的开关柜，必须在拼柜子的同时把主母线穿进去。

C母线桥安装根据母线桥装配图安装。

（3）开关柜、主母线、桥安装完后如是固定柜，现场逐台手动分合隔离开关、断路器，检查隔离开关动静触头配合情况，门、断路器、隔离开关联锁等。

如是手车柜，把手车逐台进出，检查有否卡涉现象，并手动分合断路器，操作接地隔离等。操作过程中如发现问题及时处理。

（4）根据二次原理及接线图，协助现场安装人员接线，以实现相关闭锁及后台控制等功能。

（5）送控制电源，逐台远方、就地电动分合断路器，查看后台及综合模拟指示屏上显示各开关柜及柜上一次元件的位置是否正确。

（6）配合用户送电，解决送电中出现的问题。

（7）现场服务要求：服务人员在现场要与用户及安装单位搞好关系，多动手，解决问题要及时，指出用户及安装单位问题时要委婉，如遇用户及安装单位提无理要求，要婉转地拒绝，并且要有理有据。