西门子8DA10型高压开关柜(GIS)系统培训讲义

第一章8DA10型高压开关柜功能、特点8DA 系列可扩展、固定式安装断路器型开关柜主要在变电站和配电站中使用，并且可完成用户变电站的开关任务。

这些开关柜额定电压高达40.5 kV，额定电流高达3150 A 。

它们适用于100 kA 的最大允许额定短路电流和40 kA 的最大短路分断电流。

8DA 型固定安装断路器型开关柜具有以下特点：适合室内安装的金属外壳开关柜，出厂时已组装好，经过型式试验； 采用绝缘介质SF6 气体；可安全触摸的电缆连接与互连系统并可连接固体绝缘母线和SF6 气体绝缘母线；本柜型GIS为单母线结构；本柜型采用单极金属外壳；本柜型为免维护高压开关柜；采用逻辑机械联锁的完整开关柜联锁系统；气密性一次外壳，不受污物、湿气和小动物等环境因素的影响；具有较高的人员安全性； 具有较高的设备安全性。

第二章8DA10型开关柜原理及柜体结构上图为：8DA10（3极）断路器柜和开关柜极柱①低压室（标准高度：850/1200 mm）②SIPROTEC保护继电器（选件）③用于三位置隔离开关的控制与指示板，带有断路器位置指示器④用于馈线气体室的气体压力指示器(B0)⑤气体灌充阀⑥真空断路器的控制与指示板⑦电缆隔室⑧用于电压检测系统的插孔⑨框架⑩母线⑪母线外壳⑫三位置隔离开关⑬上套管⑭断路器外壳⑮真空灭弧室⑯电流互感器⑰下套管⑱开关柜连接外壳8DA10型开关柜为单母线三极开关柜，其结构大致可分为：（1）高压断路器柜；（2）高压断路器；（3）三位置隔离开关；（4）电流互感器；（5）电压互感器；（6）气室。

下面将就上述几部分组成的功能、特性进行简要介绍。

2.1 断路器柜2.1.1 功能断路器柜是8DA 系列开关柜的基本柜型。

具有“进线”和“出线”功能。

它可携载或分断所有额定母线及馈线电流以及相应铭牌上标出的短路电流。

2.1.2 框架开关柜极柱和开关柜前端的支撑件，形成电缆连接隔室。

2.1.3 低压室①用于安放保护、控制、测量和计量装置；②带有断路器的插入式电缆以及位于C形导轨上、用于进线和出线电缆（如母线）的三位置隔离开关操作机构；③可将各个装置安装在门内或低压室内的安装板上2.1.4 开关柜极柱①极柱是前后布置的。

②一个开关柜极柱包含一个垂直安排的外壳，内有一个真空灭弧室。

单极极柱横截面123456172891011121340 kA31,5 kA 1干燥剂2铸铝腔体3母线排4三位置开关5气密衬套6安全隔膜7真空灭弧室31,5 kA; 40 kA 8电流互感器9容性耦合电极10极柱支撑板11柜体连接件12内锥式插接件13外壳③内部带有三位置隔离开关的母线外壳在开关柜极柱的上方水平布置。

2.2 高压断路器真空断路器是开关柜不可分割的一部分，它由以下部件组成：带储能弹簧结构和控制部件的操作结构；用于触头操作的分断杆；3 个带真空泡的开关柜极柱。

真空断路器与高压开关柜之间具有机械联锁装置，断路器和三位置隔离开关以机械方式进行联锁。

机械联锁可防止在三位置隔离开关没有处于确定的末端位置（合闸/分闸）时断路器被合闸。

而且，机械联锁还可防止在断路器合闸后三位置隔离开关被操作。

安装在极柱内的真空灭弧室GIS结构、原理及操作套管顶部法兰灭弧室支撑件真空灭弧室电流互感器2.3 操作机构箱•操作机构箱通过一个可拆卸的前板进行封闭。

前板上有用于控制部件与指示器的开孔。

操作机构箱可容纳操作断路器所需的所有部件。

•断路器可通过电气方式进行合闸，或使用ON 按钮以机械方式进行合闸。

操作动力通过一个操作连杆机构被传输到真空灭弧室。

合闸弹簧在合闸之后立即由电机进行重新储能。

如果电机电源出现故障，则可手动将合闸弹簧进行储能。

为此，在可拆卸前板上提供了一个用于从后面连接手动曲柄的开孔。

弹簧储能状况可从指示器上读出。

①辅助触头S1②ON 按钮③合闸线圈④分励脱扣器⑤OFF 按钮⑥断路器的操作轴⑦分闸弹簧⑧操作计数器⑨断路器的位置指示器⑩“合闸弹簧储能/未储能”指示器上图为不带前板的断路器操作机构箱（11）辅助触头（12）合闸弹簧（13）带手动曲柄联结器的机构（14）铭牌•按下断路器面板上的ON 按钮，断路器即合闸。

通过真空灭弧室外的操作杆，操作传递到真空灭弧室。

之后，马达立即将弹簧储能。

•如果马达的供电有问题，该弹簧可以通过手柄手动储能。

为了手动储能，面板上有一个孔，储能手柄可通过该孔和齿轮机构啮合。

弹簧的储能状态可由指示器读出。

•操作机构箱由一个可移开的盖板封闭，盖板上有为控制元件和指示器开的孔。

断路器面板①ON按钮（机械）：当有马达操作的隔离和接地开关室，改按钮被锁上②OFF按钮③锁定装置（挂锁）④操作循环计数器⑤断路器“合/分”位置指示⑥“弹簧已储能”和“弹簧已储能”指示器⑦手柄（为断路器合闸弹簧储能）开孔的盖子2.4 三位置隔离开关三位置隔离开关将隔离开关和接地开关的功能组合在一起，它仅用于无负载的操作。

①静触头，“合闸”位置②母线外壳③母线④母线支撑件⑤静触头，“准备接地”位置⑥套管⑦动触头，“准备接地”位置⑧处于“合闸”位置的动触头带母线和套管的三位置隔离开关⑨处于“分闸”位置的动触头2.4.1三位置开关的操作①隔离开关“合/分”的开关位置指示②机械操作接地开关的孔③机械操作隔离开关的孔④选择钥匙的孔⑤“分/准备接地”的开关位置指示⑥断路器的开关位置指示•没有马达操作机构时，手动操作隔离或接地都要用双凸钥匙来预选。

只有相关的操作被允许时，预选才是可能的。

•三位置开关的操作杆是不同的设计，并且用颜色来区分，如下所述：隔离开关操作杆：经钝化处理，黄色，凸头在右边，钥齿在上部接地开关操作杆：红色，凸头在右边，钥齿在左边紧急操作杆（两种功能都有）：经钝化处理，黄色，没有凸头，槽的位置标出①钥齿②凸头③隔离开关操作杆④接地开关操作杆⑤紧急操作杆2.4.2 三位置开关操作的注意事项•1）手动合隔离开关时机械联锁可防止三位置开关带负荷操作。

•2）带负荷接地会损坏三位置开关。

•3）只有断路器合入后，接地过程才结束。

•4）在装有马达操作三位置开关的开关柜中，如果马达电源出现故障，三位置开关在非特定的位置，必须用紧急操作杆手动操作三位置开关。

•5）紧急操作杆没有停止位置。

操作超过了停止位置会损坏三位置开关。

•6）操作紧急操作杆时一定要一次操作到位，严禁来回搬动，以防止误操作。

2.4.2 三位置开关操作的注意事项•7）馈线接地请遵守五项安全守则：与开关柜绝缘。

确保不会重合闸。

检查供电侧的安全绝缘。

接地和短路。

覆盖或隔离附近的带电体。

•8）要确保断路器不会打开应：向上拉锁定装置装上挂锁•9）解除接地时应：取下挂锁锁定装置的杆自动向下回位操作断路器到“分开”位置操作接地开关到“分开”位置2.4.3 母线接地开关操作时的注意事项（1）合上时应注意：•①绝不可带负荷操作母线可靠接地开关，这会损坏接地开关。

•②遵守五项安全守则•③隔离所有开关柜的进线和出线•（2）分开时应注意：•①打开过程中要避免接地开关停在中间位置，因为逆转是不可•能的。

•②完成整个分开的操作。

•③不可用强力。

（力矩大约是140Nm）2.5 联锁•开关只有满足与其它元件的位置的逻辑关系，才能操作。

必须闭锁不允许的开关操作，以便于：•提供完全的人身安全保护。

•防止开关柜损坏和供电故障•联锁的类型主要是机械联锁。

相互联锁关系大致为隔离开关、断路器及接地开关间的联锁。

具体关系如下：（1）出线和母联柜的断路器柜分断操作分断操作只有在以下情况下才可能：类型合/分隔离开关断路器分闸/接地开关分闸机械/机械合/分接地开关断路器分闸/隔离开关分闸机械/机械断路器合闸隔离开关或接地开关没有处于中间位置（挡板关闭）机械断路器分闸未通过锁定装置进行锁定机械而且，隔离开关和接地开关可装电气机械联锁装置；或仅仅接地开关装电气机械联锁（2）母线提升柜/可隔离的母线连接/顶部安装的母联柜分断操作分断操作只有在以下情况下才可能：类型合/分隔离开关相关断路器分闸/接地开关分闸电气机械/机械合/分接地开关相关断路器分闸/隔离开关分闸电气机械/机械分开断路器锁定装置未锁机械可以为隔离开关或接地开关安装电气机械联锁装置。

（3）带隔离开关的电压互感器分断操作分断操作只有在以下情况下才可能：类型合/分隔离开关接地开关分闸机械合/分接地开关隔离开关分闸机械可以为隔离开关或接地开关安装电气机械联锁装置。

GIS结构、原理及操作（4）防短路母线接地开关分断操作分断操作只有在以下情况下才可能：类型接地开关合闸/分闸接地开关分闸，用于操作杆的开孔打开机械式或电气机械式可以为隔离开关或接地开关安装电气机械联锁装置。

三位置隔离开关开关位置GIS结构、原理及操作开关位置位置指示器单线图“分闸”三位置隔离开关分闸，断路器分闸“合闸”三位置隔离开关合闸，断路器合闸“准备接地”三位置隔离开关准备接地，断路器分闸“接地”三位置隔离开关接地，断路器合闸2.5 电流和电压互感器2.5.1 电压互感器1、特性：⑴符合IEC 60 044-2 标准⑵铸塑树脂绝缘⑶电感型⑷因金属外壳而可以安全触摸⑸设计为低功率电压互感器（电阻分压器）(6) 符合IEC-60044-7 标准⑺作为法兰分隔器安装在柜接头上方，或可作为内锥式插入系统而插到任意空闲插孔中⑻适用于所有保护和测量功能⑼不再可能发生铁磁谐振⑽开关柜或电缆测试时不用断开2.5.1 电压互感器1、特性：⑾抗瞬时过电压⑿电压测量范围宽：0.4-1.2倍额定电压⒀高可靠性和可用性⒁防短路⒂接线与额定值无关⒃系统符合数字二次系统4MT7 型电压互感器2.5.2 电压互感器型号1、母线PT 4MT3、4MT7、4MU42、可带有电压互感器隔离开关3、外部可直接插入(6) 没有承受介电压力的铸塑树脂部件⑺电流互感器可安装于母线上⑻可安装于断路器外壳上⑼可安装于柜接头处⑽可安装于电缆上2.5.3 电流互感器特性：⑴符合IEC 60 044-1 标准⑵设计为环形电流互感器；⑶环形铁心作为二次绕组的载体⑷主电路相当于二次绕组⑸由于柜具有单极设计，因此布置在一次外壳（开关柜气箱）的外面2.6 气室气室的分布对于在操作过程中在开关柜上进行的工作以及所受到的操作限制具有决定性影响。

因此，在发生故障时，气室的分布决定了工作的范围。

下面说明了单极绝缘开关中气室的分布，它提供了相关气体重量和气室体积。

母线排:每段母线排的各相都各有一独立气室断路器: 馈线断路器连同电缆连接采用同一气室母线排气室和断路器气室间设置有气密隔板气室的分隔利于实现故障定位第三章8DA10型开关柜的操作3.1操作工具用于三位置隔离开关的“隔离”和“准备接地”功能的操作杆具有一个槽和一个头，它们的安排可使操作杆仅可被用于相应的功能。