低压配电柜基础知识

低压配电柜基础知识
低压配电（柜）基础知识
国家注册⾼级电⽓⼯程师编制：赵前防
有关成套设备型号含义：
低压BSL：B表⽰低压；S表⽰双⾯维护；L表⽰动⼒。

GGD：G1表⽰交流低压配电屏；G2表⽰元件固定、固定接线；D表⽰电⼒⽤柜。

动⼒箱XL—10，X—箱式结构；L—动⼒配电；F—防尘；M—照明；R—嵌⼊式；W—户外。

GG—1A，GG：固定式⾼压开关柜。

XGN：X—箱式开关柜；G—固定式；N—户内装置。

有关国家标准含义：
GB—国家标准；JG—建筑⼯业标准；DL—电⼒⼯业标准；JB—机械⼯业标准。

SDJ—⽔⼒⼯业标准。

在成套配电系统中，⼯作与控制的电压有交流（AC）直流（DC）之区分，“J、Z”、AC、DC、（+、—），交流额定电压有380V、220V、10KV、6KV，简称低压、⾼压。

电路图有⼀次系统图、电器平⾯布置图、控制保护图（⼜称原理图）、⼆次接线安装图，我们作为参与⽣产、安装成套产品者应该知道、懂得、熟悉系统中⼤部分图形、⽂字、符号、代号、作⽤与功能、含义。

在电⽓施⼯图中常⽤的符号含义：
U：电压，单位“V”
I：电流，单位“A”
R：电阻，单位“Ω”
U：额定电压
UE：额定⼯作电压
UI：额定绝缘电压
UC：额定辅助电路电压
IE：额定⼯作电流
I：电流瞬时值
ICW：额定短时耐变电流
COSΦ：功率因素
AC：交流
DC：直流
IP：外壳防护等级
PE：保护导体
N：中性导体
PEN：接地的中性导体
安全⼯作电压：50V
安全⼯作电流：30MA
安全⼯作电阻：1700Ω
安全⾊标及常⽤的按钮、指⽰灯、导线颜⾊：成套基础知识：
1、什么叫额定电压？
设备所标的并与电⼒系统某些有关运⾏特性的相间电压的有效值。

2、什么叫相间额定⼯作电压？
在规定条件下，保证电器正常⼯作的电压值。

3、什么叫额定绝缘电压？
在规定条件下，⽤来度量电器及其部件的不同电位部分的绝缘强度、电器间隙和爬电距离的名义电压值，除⾮另有规定，此值为电器的最⼤额定⼯作电压。

4、什么叫额定电流？
开关设备在规定条件下，可以长期通过的⼯作电流值。

5、什么叫额定⼯作电流？
在规定条件下，保证电器正常⼯作的电流值。

6、什么是直流电？
直流电指电流⽅向⼀定，且⼤⼩不变的电流，如⼲电池。

7、什么叫交流电？
是指⽅向、⼤⼩随时间变化的电流。

8、什么叫电流？
物体内的电⼦在电场的作⽤下，有规则地向⼀个⽅向移动，就形成了电流。

电流“I”表⽰。

电流强度在数值上等于1秒钟内通过导线截⾯的电量的⼤⼩，通常⽤安培“A”表⽰，A、KA、mA、uA是不同单位的表⽰⽅法。

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9、什么叫电压？
⽔要有⽔位才流动，与此相似，要使电荷作⽤有规则的移动，必须在电路两端有⼀个电位差，这就称为电压，⽤符号“U”表⽰，数值通常⽤伏特“V”表⽰，有V、KV、mV、uV等⼏个单位表⽰。

⼀个电源（发电机、电池）能够使电流持续不断沿着电路流动，就是因为它能使电路两端产⽣和维持电位差的能⼒就叫电源的电动势，⽤“E”表⽰；单位“V”，关系电流的⼤⼩，与电阻两端的电压⾼低成正⽐，与电阻的⼤⼩成反⽐。

10、什么是欧姆定律？
R＝U/I；式中：U：电压，R：电阻，I：电流，即回路中的电压与电流的⽐值。

U＝I×R；I＝U/R；R＝U/I
11、什么叫节点？
三个或⼆个以上电路、元件的会交点叫节点。

12、什么叫⽀路？
两个节点间的电路叫⽀路。

13、什么叫回路？
任意⼀个闭合的电路叫回路。

14、什么叫主回路？
开关设备中预定关合和开断电路的所有导电部分。

15、什么叫控制回路？
开关设备中，除主回路外，接⼊开、关；合、分闸操作回路的所有导电部分。

16、什么叫辅助回路？
开关设备中，除主回路和控制回路以外回路中所有导电部分。

17、什么叫短路？短路会造成什么后果？
如果电源通向负载的两根导线不经过负载⽽相互直接接通，就发⽣了电源被短路的情况。

因短路电流⽐正常⼯作电流⼤得多，这样⼤的电流能导致电⽓设备的过热，甚⾄烧毁电⽓设备，引起⽕灾。

同时，短路电流还会产⽣很⼤的电动⼒，造成电⽓设备损坏，严重的断路事故甚⾄还会破坏电⼒系统的稳定，所以对运⾏中的电⽓设备应采取⼀定的保护措施，如安装⾃动开关，熔断器等。

18、什么是三相电路的中性电？什么是三相三线制供电？什么是三相四线制供电？
要把电源的三相绕阻联结成星形，必须遵守⼀定的联结规则。

这个规则就是把三根绕阻的X、Y、Z连在⼀起（见下图），这点就叫做发电机的中性点，通常⼜叫零点。

三相电源的星形接法：
星形或三⾓形接线的三相交流系统中，⽤三根导线传输电能的⽅式，叫三相三线制供电。

三根导线分别接在星形或三⾓形接线的端点A、B、C。

三相电源的三⾓形接法：
三相交流星形（也叫“Y接”）系统中，⽤四根导线传输电能的⽅式，叫三相四线制供电。

其中三根导线接在三相的端点A、B、C，⼀根导线接在中性点0。

19、什么叫继电器？什么叫控制继电器？什么叫保护继电器？
继电器是当输⼊量（或激励量）满⾜某些规定条件时，能在⼀个或多个电⽓输出电路中产⽣预定跃变的⼀种器件。

控制继电器是⽤于控制、操作电路或传递信息的⼀种继电器。

保护继电器是指单独或者与其它继电器组合在⼀起构成某个保护装置的⼀种电⽓量度继电器。

保护继电器反映被保护对象的异常情况，按预定要求动作，警报信号或切除故障。

20、电流继电器有什么⽤途？常⽤的型号有哪些？
电流继电器是指电流达到规定值时即动作的继电器。

⼀般⽤作保护继电器，也有部分⽤作控制继电器。

常⽤的电流继电器型号有DL—10、DL—20C、DL—30、GL—10、GL—20等。

21、中间继电器有什么⽤途？常⽤的型号有哪些？
中间继电器实际是⼀个触头容量较⼤、触头数⽬较多的电压继电器，⼀般⽤于各种保护和⾃动控制装置中，作为辅助继电器，以增加保护和控制回路的接点数量和接点容量。

常⽤的中间继电器型号有DZ—10、DZ—30、DZB—10、DZS—100、DZ—200、ZJ1～JZ4等。

22、时间继电器有什么⽤途？如何分类？
时间继电器是指继电器从获得输⼊信号开始，到触头动作有⼀定延时，其延时⼜符合准确度要求的继电器，它实际上是⼀种带有延时触点的电压继电器，其延时特性有通电延时和断电延时两种；其触头亦有瞬时动作和延时动作两种，时间继电器⼀般作为辅助元件使⽤于各种保护和⾃动装置中，使被控制元件的动作得到所需要的延时。

时间继电器按动作原理可分以下两类：
1.机械式时间继电器。

它⼜可分为阻尼式（包括油阻尼式、空⽓阻尼式或⽓囊式、电磁阻尼式）、⽔银式、钟表式和双⾦属⽚式等四种。

2.电⽓式时间继电器。

它⼜可分为电动式、计数器式、热敏电阻式和阻容式（包括电磁式、电⼦式）等四种。

⽬前应⽤较⼴的有电磁阻尼式、空⽓阻尼式、电动机式和电⼦式时间继电器。

按延时⽅式可分为以下两类：
1.通电延时型。

该继电器线圈在获得输⼊信号（或通电）后，⽴即开始延时，待延时完，其执⾏部分（即触头）才输出信号（即动作）。

当输⼊信号消失，继电器恢复动作前状态。

其动作情况，即从线圈通电到触头动作所经历的时间（T）称通电延
时时间。

2.断电延时型。

该继电器与前者相反，当获得输⼊信号（通电）后，执⾏部分⽴即输出信号，当输⼊信号消失，（断电）继电器经⼀定延时，才能恢复到动作前状态，从线圈断电到触头复位所需时间为断电延时时间。

23、电压继电器有什么⽤途？常⽤的型号有哪些？
当继电器线圈两端电压达到整定值是动作的继电器。

24、什么叫脱扣器？
开关电器中能接受电路⾮正常情况的电量信号或操作命令：以机械动作或触发电路的⽅法使脱扣机构动作的部件（如漏电脱扣器、空⽓延时脱扣器、液压延时脱扣器、半导体脱扣器等）
25、什么叫瞬时脱扣器？
没有任何⼈为延时动作的脱扣器。

26、什么叫过电流脱扣器？
当脱扣器电流超过整定值时，使电器有延时或⽆延时动作的脱扣器。

27、什么叫定时限过电流脱扣器？
经过⼀定延时后动作的过电流脱扣器，延时时间可以调定，但不受电流的影响。

28、什么叫反时限过限电流脱扣器？
经过⼀定延时后动作的过电流脱扣器，延时时间与所通过电流值有关，电流愈⼤，则动作时间愈短的脱扣器。

29、什么叫垫过载脱扣器？
利⽤流过脱扣器电流产⽣的垫效应（包括延时）⽽反时限动作的脱扣器。

30、什么叫分励脱扣器？
由电压源激励的脱扣器（该电源与主电路电压⽆关）。

31、什么叫⽋电压脱扣器？
当脱扣器的端电压降⾄某⼀规定值范围时，使电器有延时，延⼏条地动作的脱扣器，（⽋电压脱扣器在85%额定电压及以上时，电器能正常闭合，在70%额定电压及以上时能保证不能断开，在35%额定电压以下时，应能释放的脱扣器。

）32、什么叫零电压脱扣器（失压脱扣器）？
是⽋电压脱扣器的⼀种特殊式，当脱扣器的端电压从⽋电压所规定的下限值⾄消失时⽌，使电器有延时或⽆延时地断开的脱扣器。

33、什么叫开距？
开关在断开位置时，动静触头向与其连接导体的总电⽓间隙。

34、什么叫⾏程？
（开关触头）分（合）闸操作中，开关触头起始任意到终⽌位置的距离。

35、什么叫超程？
⾏程与开距之差。

36、环境温度对柜⽤⾼压电器的使⽤有什么影响？
环境温度升⾼，对运⾏着的⾼压电器的散热有影响，造成散热困难，影响元件的性能，降低⾼压电器的寿命与性能。

环境温度的降低，影响电器的外绝缘，直接影响油断路器触头间的灭弧性能，并对其机械参数和性能也有不定的影响。

37、什么叫⾼压断路器？
能关合、承载、开断运⾏回路正常电流，也能在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电浪（包括电流）的开关设备。

按灭弧介质不同，⾼压断路器可分为油断路器，SF6断路器、真空断路器、磁吹断路器，固体产⽓断路器。

38、什么叫爬电距离？什么叫爬电⽐距？
在不同电位的两个导电部分之间，沿绝缘体表⾯最短距离叫爬电距离。

将相和地或同相端⼦之间的爬电距离除以线电压称作爬电⽐距（mm/KV）。

39、什么叫电⽓间隙？
⼀排导电部件中的两个相邻导电部件之间的最⼩空⽓距离叫电⽓间隙。

40、什么叫间隔距离？
满⾜对隔离器所规定的安全要求的断开触头间的电⽓间隙叫间隔距离。

41、真空断路器有何特点和⽤途？
⑴特点：
①熄弧能⼒强，燃弧时间短，全分断时间也短。

②触头电磨损⼩，电寿命长，触头不受外界有害⽓体的侵蚀。

③触头开距⼩，减⼩了操动机构的操作功，机械寿命也长。

④结构简单，维修⼯作量⼩，真空灭弧与触头不需检修。

⑤体积⼩，重量轻。

⑥环境污染⼩。

⑦适合于频繁操作和快速切断，特别适合于切断电容性负载电路。

⑵⽤途：适⽤于作为配电和控制设备，尤其适⽤频繁操作，控制⾼压电动机，切合电容器组，保护⼤型硅整流装置等⾼压电器设备使⽤。

42、什么是真空断路器？我国⽣产的真空断路器代表产品型号有哪些？
真空断路器是触头在真空中关合、开断的断路器。

有ZN12-12、、ZN28-12、、、ZN3-12系列等。

43、ZN28-12系列户内⾼压真空断路器的结构、性能及特点怎样？
ZN28系列真空断路器的结构：主要由车架、操动机构、真空灭弧室、连接及传动部件等五部分组成。

ZN28系列真空断路器的特点：体积⼩，开断能⼒强，寿命长，操作⽅便，便于装配、调试和维修。

44、SF6断路器有什么特点和⽤途？
SF6断路器分瓷柱式和罐式两种。

均采⽤性能优越的SF6⽓体作为绝缘和灭弧介质，开端性能好。

瓷柱式SF6断路器具有机械强度⾼、维护⼯作量少、机械寿命长等优点，主要⽤于发电⼚、发电站、⼤型⼚矿等使⽤场所；罐式SF6断路器重⼼低，结构稳固，抗震性能好，特别适⽤于多地震、严重污秽地区和⼭区变电站，城⽹供电所。

45、什么是⾼压隔离开关？它有何⽤途？
它是⼀种没有灭弧装置的开关设备，⼀般只⽤来关合和开断有电压⽆负荷的线路。

主要⽤在断路器分闸后建⽴可靠的绝缘间隙，将被检修线路和调和与电源隔开，根据运⾏需要换接线路，以及开断和关合短线路的充电电流和⼩容量的空载变压器的励磁电流。

46、什么是接地开关？它有何⽤途？
接地开关就是⽤于将回路接地的⼀种机械式开关装置。

它通常装在降压变压器的⾼压侧。

当输电线路向只有⼀个变压器的终端电站供电时，在受电端发⽣故障的情况下，接地开关应关合，造成⼈为接地短路，迫使送电端分闸，切断故障。

47、什么是⾼压负荷开关？它有何⽤途？常见种类有哪些？
负荷开关是⼀种能关合、开断及承载运⾏线路正常电流，也能在规定时间内承载异常电流的开关。

它主要⼯作在10-35KV 的⼩容量配电系统中，⽤来开断和关合负荷电流及规定的过载电流，也可⽤来开断、关合电容器组和⼤容量输电线路中的空载变压器和空载线路。

常见种类有压⽓式负荷开关、产⽓式负荷开关、油负荷开关、真空负荷开关、SF6负荷开关等。

48、⾼压熔断器有什么作⽤？
⾼压熔断器⼀般⽤在电压不⼤于35KV的⼩容量电⽹中。

它的主要元件（熔件）在正常⼯作情况下不应熔断，当系统中出现过载或短路时，熔件将因过热⽽⾃⾏熔断，切断电路，达到保护电⽹和电⽓设备的⽬的。

49、什么是互感器？它有什么特点？
互感器是⽤来将信息传递给测量仪器、仪表和控制装置的变压器。

它可以把⼤信号按⽐例换成⼩信号，以便提供测量和继电保护所需信号；把电⼒系统处于⾼电位的部分与处于低电位的测量仪表和继电保护部分分开，以保证运⾏⼈员设备的安全，将电器仪表和继电器标准化，给产品⽣产带来很⼤的经济性。

50、什么是电压互感器？它有什么特点？
按⽐例变换电压信号的互感器叫电压互感器。

它是发电⼚、变电所等输电和供电系统不可缺少的⼀种电器，实质上是⼀种降压变压器。

互感器的⼆次额定电压都是制造成100V（100/Α√3），但为了读数⽅便起见，仪表的表⾯刻度按⼀次侧额定值刻度，这样就可以直接从仪表上读出被测数量值。

51、什么是电流互感器？它有什么特点？
按⽐例变换电流信号的互感器称为电流互感器，⼜叫变流器。

它的作⽤是把电路中的⼤电流变⼩，供给测量仪表和继电器的电流线圈；同时使测量仪表和⼯作⼈员与⾼压隔离，以保证安全。

⼆次侧额定电流5A（少数为1A或）。

52、我国的低压成套开关设备采⽤的国际电⼯标准是什么？
我国的低压成套开关设备采⽤的国际电⼯标准是IEC439《低压成套开关设备和控制设备》。

53、我国的低压成套开关设备执⾏的国内标准是什么？
我国的低压成套开关设备执⾏的国内产品标准包括：
《低压成套开关设备》
JBT9661-1999《低压抽出式成套开关设备》
55、标准规定的封闭式低压成套开关设备外壳的基本防护等级是多少？含义是什么？
IEC439-I《低压成套开关和控制设备》中规定封闭式配电柜外壳防护等级应不少与IP2X。

其含义是能防⽌直径⼤于的固体异物进⼊壳内。

56、低压成套开关设备⽔平母线、垂直母线的电⽓间隙、爬电距离应不⼩于多少？
我国低压成套开关设备⽔平母线和垂直母线带电部件间及其对接地⾦属之间的电⽓间隙与爬电距离在绝缘电压为380V ⾄
660V，距离应不⼩于20mm。

57、在低压成套开关设备中带电体的电⽓间隙和爬电距离达不到要求时，应采取什么措施进⾏补救？对其材料有和特殊要求？
应采⽤绝缘措施（绝缘包扎、绝缘套管、喷涂环氧粉末等）其绝缘材料应是⾃熄性的。

58、当低压成套开关设备的盖、门、覆板和类似部件上装设有电⽓元件时是否可以通过⼀般的⾦属螺钉或⾦属铰链连接就⾜以保护电路的连续性？
不可仪通过⼀般的⾦属螺钉连接或⾦属铰链连接来实施保护电路连接性，⽽必须装设专有接地线。

59、低压成套开关设备中保护电路的直流电阻应不超过多少？
其直流电阻应不⼤于10µΩ。

60、低压成套开关设备最严重的事故是什么事故？发⽣在什么部位？
低压成套开关设备最严重事故为三相短路事故，发⽣在进线断路器的出线端及主母线系统。

61、低压成套开关设备的安装⽅式有⼏种？
低压成套开关设备的安装⽅式分为靠墙安装和离墙安装两种形式。

62、铭牌上的额定电流标⽰的是什么电流？同⼀回路中串联不同额定电流的元器件是如何标⽰回路额定电流？
铭牌上的额定电流标⽰的是该柜的额定⼯作电流。

如同⼀回路中串联有不同额定电流的元器件时，回路的额定电流仍是该回路的额定⼯作电流，其值不得超过该回路额定电流最⼩值元件的额定电流。

63、什么叫智能化开关设备？它有何特点？
所谓智能化开关设备，就是⼴泛采⽤计算机技术和现代传感器技术，具有智能化功能的⾼压开关柜。

它的特点是：可靠性⾼：由于采⽤数字电路进⾏控制、保护、计量、检测、信号取样，因⽽精确性更⾼；可以储存数据，便于进⾏事后分析；便于实现集中管理；可实现遥控操作，⽆⼈值守。

64、⾼压开关柜中主回路是通过什么形式接地的？他们应具备什么样的防误闭锁功能？
⾼压开关柜中主回路是通过接地开关接地的。

它具有机械的防误闭锁功能，当断路器处于⼯作位置时，接地开关不能合闸；接地开关合闸时，断路器不能合闸，或断路器⼿车不能推⼊柜内。

65、绝缘板在⾼压开关柜中有什么⽤途？10KV时相间和相对空间的空⽓净距离不少于多少？相间绝缘板应设置在什么位置？
绝缘板在⾼压开关柜中起提⾼相间和相对的绝缘⽔平的作⽤，10KV时，空⽓净距离不⼩于125mm，相间绝缘板应设置在中间位置。

66、10KV级户内⾼压开关柜中瓷绝缘和有机绝缘的爬电⽐距1KV各应不⼩于多少mm?
凝露型的爬电⽐距瓷绝缘不⼩于14mm/KV，有机绝缘不⼩于16mm/KV。

不凝露型的爬电⽐距瓷绝缘不⼩于12mm/KV，有机绝缘不⼩于14mm/KV。

67、⾼压开关柜中同额定参数和结构的⼿车是否需要互换？为什么？
需要互换。

因为⼀个变、配电站中同额定参数和结构的⼿车较多，在某⼀台出现故障时，可以迅速地⽤备⽤车进⾏替换，恢复送电。

68、⾼压开关柜作交流⼯频耐压试验时，加到试验标准电压后的持续时间⼀般是多少？
⾼压开关柜作交流耐压试验时，加到试验标准后的持续电压是1min。

69、试述移开式⾼压开关柜“五防”闭锁的内容及意义？其中防⽌带电挂接地线（或合接地开关）项的⼯作原理是什么？“五防”闭锁内容为：
⑴防⽌带负荷抽出和插⼊⼀次隔离触头。

⑵防⽌带接地线合闸和带电合接地开关。

⑶防⽌误⼊⾼压带电间隔。

⑷防⽌⼿车在⼯作位置拔出⼆次接线头。

⑸采⽤带功能钥匙控制开关或绝缘提⽰牌等⼿段，防⽌误拉误合断路器。

采⽤带“五防”的开关柜，可有效地防⽌各种⼈为事故的发⽣，保障⼈民⽣命财产的安全。

防⽌带接地线合闸和带电合接地开关：当⼿车退⾄试验位置时，接地联锁闭锁，使⼿车不能推进到⼯作位置，避免了接地开关接地时送电的可能性，即防⽌了带接地线合闸的误操作事故。

接地开关分闸后，接地联锁解锁，此时⼿车才能推进到⼯作位置，并可关合断路器，对线路送电。

当⼿车从试验位置进⼊⼯作位置时，接地联锁闭锁，使接地开关操作轴不能转动，接地开关⽆法合闸，这就防⽌了带电关合接地开关的误操作事故。

70、什么叫双母线带旁路接线？其适⽤范围？
该接线是在双母线接线基础上增加⼀组旁母线和旁断路器，从母线上接线的任⼀段可以经过旁断路器通电给旁路母线，每⼀出线的线路隔离开关外侧，再⽤⼀⽀旁路隔离开关与旁路母线联接，正常⼯作时，旁路母线不带电。

该接线克服了检修线路断路器时需要长时间停电的缺点。

它较⼴泛地应⽤于线路较多（按规定当110KV配电装置具有五路以上出线，220KV配电装置具有3-4路的出现）、线路输送容量较⼤的发电⼚和变电所110KV-220KV的母线接线中。

73、什么叫合闸同期性：开关合闸时各相向或同⼀相各断⼝的触头瞬间的最⼤差异。

74、什么叫分闸同期性：开关分闸时各相向或同⼀相各断⼝的触头瞬间的最⼤差异。

75、什么叫分闸速度：开关分闸过程中，触头的运动速度。

76、什么叫刚分速度：开关分闸过程中，触头在刚分离瞬间的运动速度。

77、什么是刚合速度：开关合闸过程中，触头在刚接触瞬间的运动速度。

78、什么是⾃由脱扣：开关合闸过程中，从动触头间可能发⽣电击穿起，合闸驱动元件处于任何位置，皆能使开关分闸并保持分闸位置。

低压开关柜的定义：
⼀个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造⼚家负责完成所有内部的电⽓和机械的连接，⽤结构部件完整地组装在⼀起的⼀种组合体。

低压开关柜的功能及作⽤：
电能分配转换；马达控制；⽆功功率补偿；
保护⼈⾝防⽌触电(直接和间接接触)；
保护设备防⽌免受外界环境影响。

低压开关柜的三⼤重要标准：
《低压成套开关设备和控制设备》第⼀部分：型式试验和部分型式试验成套设备
《低压成套开关设备和控制设备》第⼀部分：型式试验和部分型式试验成套设备
GB/T15576-2008《低压成套⽆功功率补偿装置》
低压开关柜分类：
按结构分：。