10KV高压开关柜柜体设计(工程科技)
浅谈10kV高压开关柜的设计
浅谈10kV高压开关柜的设计发布时间：2023-02-07T03:17:03.641Z 来源：《福光技术》2023年1期作者：沈春延张超[导读] 电力设备是供电能够顺利进入到千家万户进行使用的基本条件。
10kV高压开关柜又是整个配电系统中必不可少的电气设备，开关柜的可靠性直接影响着配电系统的正常运行和供电质量。
上海纳杰电气成套有限公司上海市 201111摘要：随着我国科学技术和社会经济的高速发展，高压开关柜应用范围也在不断扩大，品种在不断增多，自动化、智能化的程度愈来愈高。
如何保障电力系统安全、经济、可靠的正常运行越来越受重视。
在电力供配电系统中，10kV高压开关柜是高压配电网中重要的成套设备，设计的合理性对电力系统供配电具有直接的影响作用，所以为了保障系统的正常运行，切实提高系统的运行效率，必须科学合理的对高压开关柜进行设计。
本文阐述10kV高压开关柜的设计特点，高压开关柜内部结构故障及压力释放设计，设计方案有关组件的选择，包括主母线、分支母线、电流互感器、电压互感器、高压真空断路器的选择。
关键词：高压开关柜；压力释放；互感器；真空断路器电力设备是供电能够顺利进入到千家万户进行使用的基本条件。
10kV高压开关柜又是整个配电系统中必不可少的电气设备，开关柜的可靠性直接影响着配电系统的正常运行和供电质量。
我们必须对高压开关柜的优化设计以及应用进行系统且全面的研究，在不断的实践之中积累经验，善于发现现有高压开关设备设计中存在的不足并加以改进。
1高压开关设备的主要组成10kV高压开关柜设备主要适用于发电厂、换流站、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业、地铁高铁和住宅小区、商务会展中心等各种不同场所。
10kV高压开关柜设备是以真空断路器为主电气元件，是指成套的生产厂家根据设计院的电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器设备一二次器件（包括真空断路器、接地开关、避雷器、触头罩、互感器、微型断路器、转换开关、指示灯、微机综合保护装置、测量仪表，温湿度控制器、带电显示装置等）以及主、分支铜母线、联锁操作机构、绝缘子等设备装配在封闭式金属铠装开关柜柜体内，作为系统中受电和配电的装置。
10kV 高压开关柜技术规格书
´本文件产权属CHENGDA所有,未经CHENGDA书面许可不准复制或转让第三方.This document is the property of CHENGDA,it shall not be reproduced or transfered to any other party without CHENGDA's permission in written form.货物需求表10kV开关柜及附属设备详细规范及要求详见技术规格书正文、订货图及有关附件。
目录1. 总则 (4)2. 工作内容 (4)3. 规程和标准 (5)4. 现场条件 (6)5. 技术要求 (7)6. 试验和检验 (23)7. 供货范围 (24)8. 运输、贮存、安装及维护 (25)9. 技术资料和交付进度 (25)10. 质量保证 (26)11. 设计联络会 (27)12. 技术培训及技术服务 (27)13. 备品备件及专用工具 (27)1.总则1.1本技术规格书适用于重庆市MDI一体化项目乙炔装置I中110kV总变和1#~3#10kV/0.4kV变电所的10kV交流金属封闭式开关柜及其附属设备。
本技术协议提出了开关柜及其附属设备的功能、设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2卖方提供的设备应是符合本技术协议要求、适用于交流额定电压10kV、额定频率50Hz的完整的成套开关设备，在符合使用环境条件情况下，接通电源即可使用。
1.3本技术规格书提出的是最低限度的技术要求。
并未规定所有的技术细节和使用的标准，供方应提供一套满足本技术协议和工业标准要求的高质量产品及其相应服务。
对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。
1.4卖方须执行本技术规格书要求和工业标准。
有矛盾时，按较高标准执行。
本技术协议中未提及的内容均应满足或优于本技术协议所列的国家标准、电力行业标准和有关国家标准。
1.5本技术规格书仅对设备的主要规格参数进行规定，随着工程的进展，要求进一步明确，由业主、设计单位、制造商再行召开协调会，共同商讨细部要求，并形成补充纪要。
探析10kV高压开关柜结构设计
探析10kV高压开关柜结构设计发表时间：2019-08-21T16:33:17.993Z 来源：《河南电力》2018年24期作者：翁叶锋[导读] 结合长期运行经验来看，目前国内市场 10kV 配电系统高压开关柜多为八十年代设计的柜体结构和电气布置方式，由于现代电气设备更新较快，显露出了现有的开关柜设计中存在的缺陷，设备在安装、运行以及维护时，也会受到实际操作环境和其他因素的影响，严重影响了设备的正常运行，制约了供电可靠性的提升。
翁叶锋（广东中兴电器开关股份有限公司）摘要：结合长期运行经验来看，目前国内市场 10kV 配电系统高压开关柜多为八十年代设计的柜体结构和电气布置方式，由于现代电气设备更新较快，显露出了现有的开关柜设计中存在的缺陷，设备在安装、运行以及维护时，也会受到实际操作环境和其他因素的影响，严重影响了设备的正常运行，制约了供电可靠性的提升。
本文主要针对上述开关柜现存的问题，结合具体实例对开关柜的结构设计进行分析，设计一种新型高压开关柜，有效提升高压开关柜的供电可靠性，希望对相关工作人员提供一些参考和建议。
关键词：10kV；高压开关柜；结构设计引言开关柜作为一种金属封闭式的开关电力设备，在我国应用十分广泛。
高压金属封闭开关设备集负荷开关、隔离开关、互感器、电容器、避雷器、断路器、接触器、熔断器、母线以及相应的二次设备如控制、连锁、保护、监测、通信装置等于一个长方柜形的金属外壳内，变为一种组合式电器，这样不仅减少了这些电力设备占地面积和所占的空间，还相应地提高了变电站的效率，设备在运行情况下也会有更多的安全保障，极大程度上提高了经济效益。
高压金属封闭开关设备的功能见表1。
表1 高压金属封闭开关设备的功能1传统开关柜存在的问题分析高压开关柜是电网中的重要设备，但由于其设计年代久远，在实际运行中暴露出较多问题和不足，是制约供电可靠性提升的重要影响因素之一。
图 1为目前常见的 10k V 小车式开关柜实物图。
10kV配电工程开关柜设计分析
10kV配电工程开关柜设计分析摘要：在当前经济发展极为迅猛的形势下，国内的各工业对于电力系统的配置要求也有了很大的变化。
电气系统已成为当前的现代化工业链中尤为关键的一个系统，配电高压开关柜也扮演着极为关键的角色。
本文将就10kV配电工程开关柜设计展开具体的分析，从而有利于其后续设计与应用。
关键词：10kV配电开关柜；设计；馈线断路器；智能化引言：目前，新型的智能开关柜设备早已融合了许多不同的新型技术，其已结合数据传输以及网络通讯技术等，在电力控制领域中获得了较好的应用，继而让配电开关柜的智能化程度与操作简洁性得到了明显的提高，同时，使其得到了自我保护的功能。
从配电开关柜的正式安装到此后的使用以及维修，让人力工作量明显减少，同时让人工操作故障的可能性大大减少，提升了电气系统的整体运行的安全性以及稳定性。
1、10kV 配电开关柜的概述10kV 配电开关柜的整体装置构成要素包含了互感器、接触器以及高压断路器、隔离开关等，继而形成了调节与测量控制、保护功能。
这部分也就是高压开关柜的调节装置；包含了支持件以及辅件、连接件所形成的部分则是高压开关柜配电装置。
依据国内的电网分配以及接收电能标准规范来看，10kV 配电开关柜一般都是选择使用复合绝缘材料，来充当绝缘介质。
如果不严格地按照我国的相关标准以及客户需求，来适应高压开关柜的绝缘性能，那么，在此后的生产与使用中，设备就很容易发生不确定的运行事故，继而让工作人员的人身安全备受威胁。
高压开关柜所发挥的作用是，可连接用户端以及发电站，使其形成一个统一整体，此外，还包含配电线与变电站的有效连接。
高压开关柜往往包括了电缆，母线，电器原件，断路器等等，只有这些配件十分完美，才能够更好的实现配电工程当中的通断，控制和保护，在如今的电力系统当中的应用也是非常普遍的。
在10kV高压开关柜结构设计及功能应用中需按照国家相关规定，科学合理对其进行设计改装，对预防10kV高压开关柜运行当中的风险故障具有决定性意义。
10kV配电工程开关柜设计要点分析
10kV配电工程开关柜设计要点分析摘要：高压开关柜是一种柜式的成套配电装置，柜内可安装高压电器、测量仪器、保护装置和辅助装置等。
10kV配电开关柜对于整个电力系统起着举足轻重的作用，本文阐述了开关柜的设计中应该注意到的关键问题，如控制电路的设计、开关柜内绝缘距离的设计、以及爬电距离、防护等级等。
关键词：10kV配电；开关柜；设计要点1、10kV配电开关柜的设计要点分析高压开关柜是由高压断路器、负荷开关、接触器、高压熔断器、隔离开关、接地开关、互感器、站用变压器以及控制、测量、保护、调节装置，内部连接件、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，用作接受和分配电网的电能。
高压开关柜可以分为：半封闭式高压开关柜、金属封闭式高压开关柜、金属铠装式高压开关柜、间隔式高压开关柜、箱式高压开关柜以及绝缘封闭式高压开关柜等。
1.1外壳设计10kV配电开关柜的外壳必须是金属的（除通风窗、排气口外），并具有一定的强度，不得用网状编织物、不耐火或类似的材料制造；金属封闭式高压开关柜主回路的一切组件均安装在金属外壳内，外壳的防护等级应满足下表（不含防水6级及以上）的规定。
一般10kV开关柜防外物能力为3或4级（主要防蛇、鼠等小动物进入），防水等级为1级，即IP31或IP41。
1.2隔板设计高压开关柜中各高压电器组件的隔板，一般是金属制成，与外壳具有相同的机械强度并接地；10kV配电开关柜中，产品高压带电裸导体与该绝缘板间应保持不小于30mm的空气间隙。
当采用可移动式的绝缘隔板时，只有当负荷开关（或接触器）在断开位置时才能合上接地开关，当接地开关合上后才能将绝缘隔板插入（或插入负荷开关动、静触头之间）；只有接地开关合上、绝缘隔板己插入到位后，柜门才能打开或关闭；只有当柜门关闭到位时，绝缘隔板才能抽出、接地开关才能分开；当绝缘隔板已抽出、接地开关分开后，负荷开关（或接触器）才能实现合闸操作。
10kV高压开关柜的设计
设施设备Facilities & Equipment引言在10kv高压开关柜的设计过程中，应当将安全原则放在首位，确保其整体系统架构能够实现良好的可靠性，尽可能降低出现致命故障的概率。
同时，还应当结合多种有效的措施，保障操作人员的安全。
为了明确设计细节，应当首先了解10kv高压开关柜的基础作用，并根据其设计需求，了解需要应用的规划方案，为以后的进一步架设打下坚实基础。
1 10kv高压开关柜的基础作用10kv高压开关柜具有重要的应用意义，其属于电力系统正常运行必不可少的部件。
通过应用10kv高压开关柜，能够有效节约运输能源，并控制目标线路的状态，使其能够实现连接、闭合、断开的设计动作[1]。
同时，10kv开关柜还能够调节电力输送的状态，使其处于平衡负载条件下，避免出现过载问题。
除以上功能外，10kv开关柜能够保障系统的正常运行，如果发现架构中存在故障问题，则会第一时间隔离目标区域，使供电环节能够继续运转，降低出现不良情况的概率。
因此，合理应用10kv高压开关柜，能够有效提升电力系统的稳定性，强化安全保障，具有重要的应用意义。
2 10kv高压开关柜的设计方法2.1 安全净距。
为了确保10kv高压开关柜能够达到良好的设计效果，应当重视内部安全净距的规划。
由于元器件本身在距离过紧的条件下可能会产生干扰或连带效应，因此需要重视对开关柜内部的距离设计，确保能够预留安全长度。
按照相关设计细节的要求，若高压开关柜应用空气进行绝缘，且所处区域海拔较高，则需要保证内部连接相能够达到125mm的安全距离。
若海拔高度超过1km，则需要进一步调整绝缘距离的长度，防止其影响开关柜的正常使用。
同时，由于大部分高压配电室的内部空间较小，因此需要重视10kv高压开关柜的绝缘设计，避免完全依赖内部安全距离进行规划。
在这一设计过程中，相关人员可以采用多种有效的措施提高绝缘效果，如热缩材料等。
这种材料以SMC、DMC为主，能够有效提高绝缘能力，使10kv高压开关柜能够在有限的空间内实现安全应用目标。
10kV高压开关柜结构设计分析
10kV高压开关柜结构设计分析摘要：电能是人们日常生产生活中必不可少的能源之一，电力输送特别是高压电力输送的安全性和可靠性是电力行业关注的重点。
基于此，本文对10kV高压开关柜的结构进行了分析，并且探究了10kV高压开关柜的结构优化设计方案。
关键词：高压开关柜；运转车；凸轮装置；安全净距引言10kV高压开关柜是电力系统中应用较为广泛的设备，可以根据用户的不同需求，对电力资源进行管理。
但是，在实际应用期间，电力系统内部的主流运转车结构性能、成本以及加工过程等方面的因素，会影响到10kV高压开关柜的实际运行，通过对二者的内在联系进行分析，有利于设计出更可靠的10kV高压开关柜结构设计方案，推动国家电力事业发展壮大。
一、10kV高压开关柜结构分析从当前我国电力系统的发展状况进行分析可以看出，高压开关柜的主要模式为结构组装模式。
结构组装模式的开关柜安装过程简便，并且各个部位的灵活性较强。
组装式结构柜的安装可以根据实际情况对内部的小组件进行改装，从而满足不同的使用需求。
通过对10kV高压开关柜的结构进行分析可以看出，实际组成主要包括了断路器室、电缆室、母线室、小母线室和仪表室等五个组成部分。
这些部分相互独立，但是彼此之间又有内在联系。
以电缆室为例，电缆室内的主要部件为电缆，同时还包括部分电气元件，电器元件主要为避雷装置和开关装置。
二次元件则安装在仪表室内，通过对二次元件进行分析的方式可以实现开关柜功能的精准控制。
断路器室主要安装的是断路器，断路器的安装方式包括了手车式和固定式两种不同的方式，手车式更稳定，固定式成本更低[1]。
二、10kV高压开关柜结构优化设计方案（一）主流运转车结构性能分析1主要结构形式10kV高压开关柜主要包括了两种不同的结构类型，即螺杆式结构类型和挂钩式结构类型，为了对高压开关柜的结构进行优化设计，要明确两种不同结构类型的实际差异：（1）螺杆式结构类型。
螺杆式结构类型的运转车模式中，运转车、柜体之间相互连接依靠的是螺杆，且柜体内的进出断路器手车都是通过螺杆传动的方式实现的。
几种典型10KV高压开关柜设计方案图纸
10KV高压开关柜柜体设计
10kV高压开关柜柜体设计1、绝缘距离由于10kV开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相间及相对地之间必须保证一定的距离，否则会引起短路，对整个电力系统造成危害。
但我们单纯以空气作为绝缘介质时，绝缘距离要求如表1。
有时为了减少开关柜外形尺寸，可以有以下几种方法：1)在空气间隙中插入一块非金属的绝缘隔板，从而缩小对绝缘距离的要求。
但要注意的是空气净距离不小于60毫米，相间绝缘隔板应设置在中间位置。
该方法的缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。
2)使用热缩套管把高压带电导体整个套起来，实践中要确保绝缘距离不小于100毫米。
缺点是热缩套管同样存在绝缘老化的问题。
3)国外ABB公司有一种均匀电场的设计理论，可以通过改善带电导体的结构来缩小对绝缘距离的要求。
缺点是国内电力系统用户很难接受这一理论，因为这不符合DI/T 404—1997标准的要求。
4)国外三菱公司有一种热涂敷工艺，可以在高压带电导体表面均匀附上一层绝缘材料。
缺点是需要增添流化床设备。
综上所述，在设计许可的情况下，尽可能地使用空气绝缘，满足上表的要求。
2、爬电距离由于电力系统用户往往追求高可靠性，实践中我们要符合以下条件：高压开关柜中各组件及其支持绝缘件(纯瓷及有机绝缘件)的外绝缘爬电比距(高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比)对于纯瓷绝缘为18mm/kV，对于有机绝缘为20mm/kV。
由于这一要求比较高，很多常规的元器件往往满足不了要求，这就要求我们告知元器件生产厂家加以定制。
元器件生产厂家往往会采用不增加绝缘子高度而增多或增高裙边的方法。
我们在选型时要注意裙边的高度与裙距比例不能太悬殊，另外，我们还应注意开关柜使用场所的环境条件，为了防止发生凝露，我们可以在开关柜中加入带自动控制的加热器。
3、五防联锁功能为了防止现场操作人员无意识地实施错误的操作，从而导致事故，除了加强对操作人员的培训以及实施工作票制度，我们还应在开关柜的设计中加入强制联锁装置或采取提示性措施。
10KV高压开关柜技术规范书(2023年)
所有操动机构和辅助开关的接线除有特殊要求外，均采用相同接线，以保证断路器的互换性。断路器的辅助接 点为也常开、也常闭。
主母线及分支母线
母线按长期允许载流量选择，且应能承受相当于连接在母线上最大等级的断路器关合电流所产生的电动力，各 段母线的型式如下：
（4）
电压互感器
额定电压比:
最高工作电压：12kV
额定容量：0.5/6P30/5。VA
电流互感器
额定电流比：见配置图（招标附图）
准确度等级：0.5,I。Plo
热稳定倍数：31.5kA-4s
动稳定倍数：S。kA
4.3一般技术要求
高压开关柜的结构应保证工作人员的安全，且便于运行、维护、检查、监视、检修和试验
电压互感器二次侧空气开关不装在高压小间内，而装在仪表小间内。 每个电压互感器，卖方应提供三个一次侧熔断器。 柜内端子排采用凤凰产品。
电压互感器选用大连第二互感器集团有限公司产品。 电压互感器柜内安装北京丹华昊博电力科技有限公司KA2003—DH专用嵌入式工控机型小电流选线装置。 微机保护测控装置的主要功能
本技术规范中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，卖方应提供一套满足本技 术规范和所列标准要求的高质量产品及其相应服务。
3卖方如对本技术规范有偏差（无论多少或微小）都必须清楚地表示在本技术规范的附件13“差异表”中。否则买 方将认为卖方完全接受和同意本技术规范的要求。
本技术规范书所使用的标准如遇与卖方所执行的标准不一致时,按较高标准执行。
电流互感器
1大连第二互感器集团有限公司LZZBJ9T0C10.2/0.5/1。P20。电流互感器的技术数据应满足设计要求。当继电 保护有特殊要求，如厂用电源的差动保护用电流互感器与变压器高压侧的电流互感器特性要求一致时，卖方应予满 足。
10kV配电工程开关柜设计分析
10kV配电工程开关柜设计分析摘要：10千伏配电开关柜的内部结构由包括外壳，高压断路器和熔断器，负荷以及接地开关，互感器，站用变压器，还有其它配套组件和辅助设施组成，设计内容涵盖多个层面，对设计标准，安装位置，防护措施，组件性能，材质以及线路布设都有非常严格的要求。
本文详细分析10千伏配电开关柜的内部构造以及设计内容，就10千伏配电开关柜及其配套设施的常见故障类型以及设计方案中的预防处理措施给出具体措施，供设计机构的具体操作人员参考。
关键词：10kV；配电工程；开关柜设计引言：10千伏配电开关柜不仅内部结构复杂，而且涉及到多方面的设计要点。
包括外壳设计，隔板设计，导体截面设计，接地设计，断路器，负荷开关以及接触器设计，互感器设计，配套变压器设计，隔离开关与接地开关设计，测量仪表，继电保护器及其辅助回路设计，还有外壳和支架的防锈设计等，都是设计期间需要重点关注的内容，设计人员必须以科学严谨的态度开展上述设计，确保10千伏配电开关柜的正常运行。
1.10kV高压开关柜设计要素1.1.爬电距离国家实力增强与百姓生活提升，电力需求不断增长，电力建设也要及时跟进，这就对系统的安全稳定性提出了更高要求，高压开关柜的设计方案要为它和地面的绝缘距离设置一个安全数据。
高压开关柜通常都要设置支撑点，支撑点构件也要求必须绝缘。
绝缘构件的制造厂家一般是结合构件在相对高度以及群组数的具体情况，着力提升爬电间距的性能质量。
为了保证高压开关柜安全稳定运行以及便于检修，绝缘构件通常保持固定规格。
现有的10千伏配电高压开关柜，在设计制造上已经相当成熟，但是制造厂家各自依据的生产标准并不一样，导致成品构件的绝缘等级各不相同。
设计高压开关柜的绝缘构件须遵循统一的技术标准，同时严格控制产品的质量和性能。
正常环境运行的高压开关柜要求达到二级的环境污染标准，应用于10千伏配电高压开关柜中的绝缘构件，要求达到超过每千伏18毫米的爬电比，同时设计人员对绝缘体必须明确污秽级别，保证爬电间距达到行业标准。
10kV高压开关柜设计
前言10kV开关柜的作用是接受和分配电网的电能，根据不同的厂家或者需求不同，其设计也会不同。
但为了避免开关柜在运行中的安全隐患，其设计必须要严格执行国家相关标准、电力行业标准以及标准柜型的要求。
1、10kV开关柜设计中的关键问题1.1安全净距为避免短路问题造成电力系统的危害，必须保证10kV开关柜所有裸露带电元器件之间的安全净距。
按照要求，10 kV 开关柜相对地及相与相之间的距离不小于125 mm，海拔超过1km时，需修正绝缘距离。
当配电室空间狭小时，开关柜的尺寸因缩小不能满足绝缘距离要求时，需解决绝缘问题，如：SMC、DMC 绝缘板和高压绝缘热缩材料。
1.2 五防连锁五防连锁主要是为了实现防止误分误合断路器、防止带电操合接地开关或挂接临时接地线等功能。
目前常用的方式是机械连锁方式，通过机械零部件环环相扣，可靠性高。
但加工工艺较复杂，工艺要求较高。
如：XGN、KYN等均具特色。
此外常用的方式还有机械程序锁，此方式虽然结构简单，但容易造成人工误操作，在无人值班的变电站很难应用。
2 10 kV 开关柜中元器件的选取2.1 开关柜主母线及分支母线母线安装主要是母线在支柱绝缘子上的固定及母线的连接。
硬母线长度超过20m应加伸缩节。
a）母线固定：常用的固定方式有用螺栓直接将母线拧在支柱绝缘子上；用扁铝夹板固定；用卡板固定。
b）母线及母线与引线连接安装：①母线接触面加工后必须保持清洁，并涂以电力复合脂；②母线平置时，贯穿螺栓应由下往上穿，其余情况下，螺母应置于维护侧，螺栓长度宜露出螺母2—3扣；③贯穿螺栓连接的母线两外侧均应有平垫圈，相邻螺栓垫圈间应有3mm 以上的净距，螺母侧应装有弹簧垫圈或锁紧螺母；④螺栓受力应均匀，不应使电器的接线端子受到额外应力；⑤母线的接触面应连接紧密，连接螺栓应用力矩扳手紧固。
c）硬母线涂色、排列。
母线安装完备，要进行刷漆，油漆互要调匀，不可过稀或过稠，以达到涂刷均匀。
d）母线排列。
(完整word版)10KV高压开关柜原理
10KV高压开关柜原理1、环网柜概述1。
1什么叫环网柜环网柜是一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器,具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点.实际上,如果柜型按照开关设备分类，有负荷开关柜、断路器柜、GIS等，并无环网柜. 环网柜是一个约定俗成的叫法,原指的是负荷开关柜用于环网式供电，现在经常被人当作负荷开关柜的代名词,而不管是否被用于环网式供电,如有些线路要合环运行（俗称手拉手），或有可能进行负荷割接（将一条线上的负荷切换到另一条线上）实现这些功能的配电柜就叫环网柜。
故环网柜是一种能实现环网供电的开关设备，常用于环网供电系统，故俗称环网柜，也称“户外箱式环网柜”、“开闭器”。
负荷开关柜可以用于环网式供电、中压分界室派接、中压末端变电室供电，各地区供电部门对允许使用负荷开关加熔断器保护的变压器的规格要求不一，象北京一般要求变压器容量不大于1000KVA，深圳地区可能是1600KVA. 负荷开关柜构造简单，成本较低，体积较小,多数可以靠墙安装，一般只有熔断器保护而无继电保护。
负荷开关柜主母线载流量一般小于等于630A,负荷开关额定开断电流一般小于等于630A(少数达到1700A),变压器柜（出线柜）额定电流（熔断器）一般不大于125A，高档负荷开关的转移电流可以达到2800A。
部分负荷开关柜可以安装专用真空断路器、SF6 断路器或采用压气等灭弧方式，短路分断能力接近或达到开关柜水平。
环网柜用于分合负荷电流，开断短路电流及变压器空载电流，一定距离架空线路、电缆线路的充电电流,起控制和保护作用，是环网供电和终端供电的重要开关设备。
1。
2分类环网柜根据气箱结构分为共箱式与单元式；根据整体结构分为美式与欧式；根据绝缘材料分为固体绝缘式、空气绝缘式与SF6气体绝缘式；根据户内外分户内环网和户外环网。
1.2。
1 美式环网柜户外设计，体积小、免维护。
(完整版)10kv高压开关柜结构及工作原理
10kv高压开关柜结构及工作原理10kv高压开关柜结构及工作原理10kv高压开关柜KYN28A铠装型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。
进线开关配备ABB公司的VD4真空断路器，负荷开关配ZN63A-12型真空断路器和JCZR16-7.2J型接触器-熔断器组合开关。
一、结构概述：1. 型号含义：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；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，开关柜不靠墙安装。
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。
柜体外壳防护等级IP42,各小室间防护等级IP2X。
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，断路器固定安装在底盘车上。
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。
浅谈10kV高压开关柜的设计
浅谈10kV高压开关柜的设计发表时间：2020-07-02T11:29:00.750Z 来源：《电力设备》2020年第7期作者：吕晓丽李冰冰[导读] 摘要：随着社会的进步和时代的发展，我国电力系统得到了迅速发展。
(北京合锐赛尔电力科技股份有限公司北京 102101)摘要：随着社会的进步和时代的发展，我国电力系统得到了迅速发展。
在电力系统运行的过程中10kV高压开关柜发挥着十分重要的作用，也正因如此，其在电力系统发展和运行过程中才得到了相对比较广泛的应用。
为了能够更好的满足不同客户对高压开关柜的需求，需要对高压开关柜进行相应的优化设计，在设计的过程中还要对相关的原则和规律予以充分的遵守，从而也就使得设计的质量和水平有了更好的保证。
关键词：10kV；高压开关柜；设计引言电力设备是供电能够顺利进入到千家万户进行使用的基本条件。
10kV高压开关柜又是整个配电系统中必不可少的电气设备，开关柜的可靠性直接影响着配电系统的正常运行和供电质量。
我们必须对高压开关柜的优化设计以及应用进行系统且全面的研究，在不断的实践之中积累经验，善于发现现有高压开关设备设计中存在的不足并加以改进。
1完善10kV高压开关柜的设计的必要性分析近年来，我国的经济和人民生活水平都得到了很好的发展，这使得电力系统的重要性越来越凸显出来。
在这种背景下，电力系统需要不断提升自己的工作水平，提高自己的效率，只有这样，才能满足现实的需要。
高压开关柜是电力系统中非常关键的装置，对整个电力系统有非常大的影响，其对电力系统的运行起着基础性的维持作用，因此，如果其出现问题就会给电力系统带来很大的麻烦。
而近些年来，随着电力系统的不断改革，10kV高压开关柜被广泛的应用，其能够有效维持电力系统的运行，可以在电力系统出现故障时及时断开连接，从而保证设备及工作人员的安全。
然而，10kV高压开关柜在应用过程中还是存在一定的问题的，其受到了如环境因素、老化因素以及设计因素等的影响，使得其有时候会出现一些问题，这对保护电力系统来说无疑是一个重大的隐患。
10kV高压开关柜设计研究
１有关 １ ０ ｋ Ｖ开关柜的设计问题
１ ． １ 距 离的 问题
１ ． １ ． １关 于安全 净距 的 设计 问题
２ 设计 １ ０ ｋ Ｖ 高压 开关柜 相 关元器 件 的选择
１ ０ ｋ Ｖ高压开 关柜设 计研 究
汪文娟
（ 江 苏 省兴 化市 供 电公司 。 江苏 兴化 ２ ２ ５ ７ ０ ０ ）
摘 要 高压 配 电 网是 由各种 功 能相 异 的成 套设备 连接 而成 ，１ ０ ｋ Ｖ高压 开 关柜 就是 其 中非常 关键 的构成部 分 ， 其 质 量的好 坏 直接影 响 到整 个电力 系统 的供 电稳 定性 、 安 全性 以及 可 靠性 。 因此 ， 开展 １ ０ ｋ Ｖ高压 开 关柜的相 关设 计研 究 ， 有 着 非常 重要 的 实际意 义。 关 键 词 １ ０ ｋ Ｖ高压 开 关柜 ； 质量 ； 设 计 中 图分 类号 ： Ｔ Ｍ ５ ９ １ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ７ ５ ９ ７（ ２ ０ １ ３ ）１ ５ － ０ １ ５ ８ － ０ ２
常运 行 的 有效 保证 ， 合 理 的安 全净 距 能有 效 的 避 免该 设备 在 运
行 的过 程 出现 短 路 ， 防 止 因为 短路 的 原 因而 导 致 电力 系 统受 到 破坏 。依 据 我 国相 关 设 计 规 范文件 的要 求 ， 若 是海 拔 高度 位 于 １ ０ ０ ０ ｍ 且 只 以空 气为 绝 缘介 质 ， 该套 设备 相 对地 以及相 与相 之 间 的距 离至 少在 １ ２ ５ ｍｍ， 而 且这 个距 离还 要 根据 海 拔高 度 的改 变 而 进 行相 关 修整 和 设 计 改造 。然 而 ， 一 般 的 配 电室 都会 因为 空 间 的狭 窄而 缩 小开 关 柜 的大 小 ， 使得 相 关 绝 缘距 离 不 能满 足 安全 净 距 的要 求 ， 此 时 就 需要 使用 相关 的绝 缘 材料 来 增 强绝 缘 强度 ， 常 常使用 的绝 缘材 料 有 以下几种 ： Ｄ ＭＣ 、Ｓ ＭＣ绝 缘板 以
(2024年)10KV高压开关柜技术规范书课件
满足设计文件和用户合同规定的要求。
03
18
验收标准与程序
• 通过全部出厂试验和现场交接试验，并提供完整的试验报告 和记录。
2024/3/26
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验收标准与程序
成立验收小组
由用户、设计单位、施工单位和监理单 位等相关人员组成验收小组。
VS
制定验收计划
明确验收时间、地点、参加人员和验收内 容等。
2024/3/26
减少设备运行过程中的噪声、振动和 电磁辐射等污染。
2024/3/26
限制使用对环境有害的材料和工艺。
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环境保护要求和治理措施
确保废弃设备的合理处置，防 止对环境造成污染。
2024/3/26
为降低高压开关柜对环境的 影响，可以采取以下治理措
施
采用环保材料和工艺，降低设 备本身的环境负荷。
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环境保护要求和治理措施
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03
设计选型与安装调试
2024/3/26
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设计选型原则及注意事项
2024/3/26
安全性
确保开关柜在正常运行及异常情况下 均能保证人员和设备安全。
可靠性
选择经过实践验证的优质元器件和成 熟的柜体结构，确保开关柜长期稳定 运行。
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设计选型原则及注意事项
• 经济性：在满足安全和可靠性的前提下，尽量降低开关柜 的制造成本和运行维护费用。
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10KV高压开关柜基本 概念
2024/3/26
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定义与分类
定义
10KV高压开关柜是一种用于接收和 分配10KV电网电能，并对电路实行 控制、保护、监测的成套配电装置。
分类
根据断路器安装方式，可分为固定式 和移开式（手车式）；根据柜体结构 ，可分为金属封闭铠装式、金属封闭 间隔式和金属封闭箱式。
10kV中置式高压开关柜技术规范
12kV金属铠装中置手车式高压开关柜技术规范书工程项目：广西电网公司年月目录1．总则2．使用环境条件3．技术参数和要求4．试验5．供货范围6．卖方在投标时应提供的资料和技术参数7．技术资料和图纸交付进度8．包装、运输和储存9．技术服务与设计联络1 总则1.1本设备技术规范书适用于12kV金属铠装中置手车式高压开关柜，它提出了该产品的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2需方在本规范书中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，未对一切技术细则作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应提供一套满足本规范书和现行有关标准要求的高质量产品及其相应服务。
1.3如果供方没有以书面形式对本规范书的条款提出异议，则意味着供方提供的设备（或系统）完全满足本规范书的要求。
如有异议，不管是多么微小，都应在投标书中以“对规范书的意见和与规范书的差异（表）”为标题的专门章节加以详细描述。
本规范书的条款，除了用“宜”字表述的条款外，一律不接受低于本技术规范条款的差异。
不允许直接修改本技术规范书的条款而作为供方对本技术规范书的应答。
1.4本设备技术规范书和供方在投标时提出的“对规范书的意见和与规范书的差异（表）”经需、供双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。
1.5供方须执行现行国家标准和行业标准。
应遵循的主要现行标准如下。
GB156—2003 标准电压GB311.1—1997 高压输变电设备的绝缘配合GB1408.1-2006 绝缘材料电气强度试验方法第1部分：工频下试验GB3309—1989 高压开关设备常温下的机械试验GB2900.1－1992 电工名词术语基本名词术语GB3804—2004 3～63kV交流高压负荷开关GB7354—2003 局部放电测量GB/T11022—1999 高压开关设备和控制设备标准的共用技术条件GB14808—2001 交流高压接触器GB16926－1997 交流高压负荷开关—熔断器组合电器GB3906-2006 3.6～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备GB 50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准SD/T318—1989 高压开关柜闭锁装置技术条件DL/T402—2007 交流高压断路器订货技术条件DL/T486—2000 交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件DL/T593—2006 高压开关设备和控制设备标准的的共用技术要求DL/T404—2007 3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备GB 1208-2006 电流互感器GB 16847-1997 保护用电流互感器暂态特性技术要求DL/T 725-2000 电力用电流互感器订货技术条件DL/T727—2000 互感器运行检修导则JB/T5356—2002 电流互感器试验导则JJG 313－1994 测量用电流互感器检定规程GB 1207-1997 电压互感器DL/T 726-2000 电力用电压互感器订货技术条件JJG314—1994 测量用电压互感器检定规程GB 11032-2000 交流无间隙金属氧化物避雷器DL/T 804-2002 交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则DL/T 815-2002 交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器GB 1094.11—2007 电力变压器第11部分：干式变压器GB/T10228-1997 干式电力变压器技术参数和要求GB/T17211-1998 干式变压器负载导则DL/T538－2006 高压带电显示装置DL/T 1059-2007 电力设备母线用热缩管GB 8923-1988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级ISO 12944-1998 色漆和清漆－防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护Q/CSG11622-2008 计量用电流互感器订货及验收技术条件（试行）（南方电网公司企业标准）Q/CSG11623-2008 计量用电压互感器订货及验收技术条件（试行）（南方电网公司企业标准）Q/GXD 126.01-2009 电力设备交接和预防性试验规程（广西电网公司企业标准）Q/GXD 116.01-2005 电能计量装置技术标准（广西电网公司企业标准）上述标准所包含的条文，通过在本技术规范中引用而构成为本技术规范的条文。
10KV高压开关柜柜体设计
10kV高压开关柜柜体设计1、绝缘距离由于10kV开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相间及相对地之间必须保证一定的距离，否则会引起短路，对整个电力系统造成危害。
但我们单纯以空气作为绝缘介质时，绝缘距离要求如表1。
有时为了减少开关柜外形尺寸，可以有以下几种方法：1)在空气间隙中插入一块非金属的绝缘隔板，从而缩小对绝缘距离的要求。
但要注意的是空气净距离不小于60毫米，相间绝缘隔板应设置在中间位置。
该方法的缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。
2)使用热缩套管把高压带电导体整个套起来，实践中要确保绝缘距离不小于100毫米。
缺点是热缩套管同样存在绝缘老化的问题。
3)国外ABB公司有一种均匀电场的设计理论，可以通过改善带电导体的结构来缩小对绝缘距离的要求。
缺点是国内电力系统用户很难接受这一理论，因为这不符合DI/T 404—1997标准的要求。
4)国外三菱公司有一种热涂敷工艺，可以在高压带电导体表面均匀附上一层绝缘材料。
缺点是需要增添流化床设备。
综上所述，在设计许可的情况下，尽可能地使用空气绝缘，满足上表的要求。
2、爬电距离由于电力系统用户往往追求高可靠性，实践中我们要符合以下条件：高压开关柜中各组件及其支持绝缘件(纯瓷及有机绝缘件)的外绝缘爬电比距(高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比)对于纯瓷绝缘为18mm/kV，对于有机绝缘为20mm/kV。
由于这一要求比较高，很多常规的元器件往往满足不了要求，这就要求我们告知元器件生产厂家加以定制。
元器件生产厂家往往会采用不增加绝缘子高度而增多或增高裙边的方法。
我们在选型时要注意裙边的高度与裙距比例不能太悬殊，另外，我们还应注意开关柜使用场所的环境条件，为了防止发生凝露，我们可以在开关柜中加入带自动控制的加热器。
3、五防联锁功能为了防止现场操作人员无意识地实施错误的操作，从而导致事故，除了加强对操作人员的培训以及实施工作票制度，我们还应在开关柜的设计中加入强制联锁装置或采取提示性措施。
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10kV高压开关柜柜体设计
1、绝缘距离
由于10kV开关柜用于对三相交流电进行分配，因此相间及相对地之间必须保证一定的距离，否则会引起短路，对整个电力系统造成危害。
但我们单纯以空气作为绝缘介质时，绝缘距离要求如表1。
有时为了减少开关柜外形尺寸，可以有以下几种方法：
1)在空气间隙中插入一块非金属的绝缘隔板，从而缩小对绝缘距离的要求。
但要注意的是空气净距离不小于60毫米，相间绝缘隔板应设置在中间位置。
该方法的缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。
2)使用热缩套管把高压带电导体整个套起来，实践中要确保绝缘距离不小于100毫米。
缺点是热缩套管同样存在绝缘老化的问题。
序号位置绝缘距离(mm)
1 导体至接地间净距125
2 不同相的导体之间的净距125
3 导体至无孔遮拦间净距155
4 导体至网状遮拦间净距225
5 无遮拦裸导体至地板间净距2425
6 需要不同时停电检修无遮拦裸导体之间
的水平净距
1295
7 出线套管至屋外通道地面间净距400
海拔超过1000米时1、2项值应按每升高1000米增大10％修正，3～6
项值分别增加1或2的修正值。
3)国外ABB公司有一种均匀电场的设计理论，可以通过改善带电导体的结构来缩小对绝缘距离的要求。
缺点是国内电力系统用户很难接受这一理论，因为这不符合DI/T 404—1997标准的要求。
4)国外三菱公司有一种热涂敷工艺，可以在高压带电导体表面均匀附上一层绝缘材料。
缺点是需要增添流化床设备。
综上所述，在设计许可的情况下，尽可能地使用空气绝缘，满足上表的要求。
2、爬电距离
由于电力系统用户往往追求高可靠性，实践中我们要符合以下条件：高压开关柜中各组件及其支持绝缘件(纯瓷及有机绝缘件)的外绝缘爬电比距(高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比)
对于纯瓷绝缘为18mm/kV，对于有机绝缘为20mm/kV。
由于这一要求比较高，很多常规的元器件往往满足不了要求，这就要求我们告知元器件生产厂家加以定制。
元器件生产厂家往往会采用不增加绝缘子高度而增多或增高裙边的方法。
我们在选型时要注意裙边的高度与裙距比例不能太悬殊，另外，我们还应注意开关柜使用场所的环境条件，为了防止发生凝露，我们可以在开关柜中加入带自动控制的加热器。
3、五防联锁功能
为了防止现场操作人员无意识地实施错误的操作，从而导致事故，除了加强对操作人员的培训以及实施工作票制度，我们还应在开关柜的设计中加入强制联锁装置或采取提示性措施。
对于开关柜而言，需提供五种防止误操作功能：
1)防止误分误合断路器
对于有人值守的变电站，可采用不同编号的红绿翻牌来实现。
即每台断路器均对应唯一编号的红绿翻牌，平时红绿翻牌置于控制屏上。
对于无人值守的变电站，由于断路器的分合均从远方操作，无法应用红绿翻牌方法，只能加入电气联锁。
2)防止带负荷分合上下隔离开关或带负荷推入拉出断路器手车。
这一功能一般都采用机械联锁进行强制性联锁。
这一要求的原因是隔离开关和手车动静触头之间不具备分断和关合正常负荷电流的能力。
万一误操作，会烧毁隔离开关和手车动静触头，事故还可能进一步扩大。
3)防止带电操合接地开关或挂接临时接地线。
这一功能要求用机械联锁，因为它关系到人为短路接地。
4)防止带有临时接地线或接地开关合闸时送电。
这一功能要求用机械联锁，目的也是为了防止人为短路接地。
5)防止人误入带电间隔。
这一功能一般也采用机械联锁，目的是为了防止人员触电。
综上所述，为了实现五防功能，机械联锁必不可少。
各种型号的开关柜，如GG-1A、XGN2、GGX2、JYN、KYN、KGN、GZSl均在机械联锁方面各具特色。
多数采用机械零部件传动方式，一环扣一环，除非操作人员用外力将零部件损坏，否则只能按预定程序操作，可靠性高，但零部件结构复杂，对加工工艺要求较高。
有时，我们也可采用机械程序锁方式，结构非常简单，但由于存在万能钥匙，很难完全避免操作人员误操作。
而且，这一方式无法适应无人值守变电站的要求。
在万不得已的情况下，如不带断路器的进线开关柜中，我们只能采用电磁锁方式，由于电磁锁、分压瓷瓶和导线均有损坏的可能，还需外部电源供电，可靠性差。
至于高压带电显示装置，只能算是提示性措施，毫无可靠性可言，一般不推荐使用。
当然，运行人员要想通过高压带电显示装置来了解哪段主回路在带电运行，又另当别论。
4、关于防护等级
为了防止人体接近高压开关柜的高压带电部分和触及运动部分，在设计开关柜时，我们应考虑要达到几级防护等级。
设计时我们要注意随着防护等级的提高，生产成本相应提高，散热条件变差，所以不能追求高的防护等级，一般以IP3X和IP4X为宜。
5、动稳定
在电力系统中，开关柜通常要能承受20kA，31.5kA，40kA甚至50kA的额定短路开断电流，当开关柜中通过如此大的电流时，相间及同相母线之间会产生很大的电动力。
这时，我们需借助支撑绝缘子的支撑，使母线不会产生明显位移。
一般而言，两个绝缘子之间的距离不应超过800毫米，对于某些薄弱环节还应给予加强。
由于动稳定的理论计算极其复杂，一般设计时需依靠设计者的经验，最终需通过型式试验加以检验。
6、温升
电力系统中开关柜通常要能承受4000A及以下的正常工作电流，由于一次元器件通常处于密封的柜内运行，他们产生的热量很难散发到柜外，所以导致柜内温度升高。
若温度超过以下极限值，便会烧毁元器件，酿成事故。
表3
部件
空气中SF6中油中
温度
(℃)
周围不超
过40℃时
的温升(K)
温度
(℃)
周围不超
过40℃时
的温升(K)
温度
(℃)
周围不超过
40℃时的温
升(K)
触头裸铜或裸铜合
金
75 35 105 65 80 40 镀银或镀镍105 65 105 65 90 50 镀锡90 50 90 50 90 50
螺栓或等效联接裸铜或裸铜合
金
90 50 115 75 100 60 镀银或镀镍115 75 115 75 100 60 镀锡105 65 105 65 100 60
可触及的部件温度(℃)周围不超过40℃时的温升(K)
正常操作中可触及70 30
正常操作中不需触及80
40
为了达到温升的限制条件，我们必须加强制造工艺。
虽然我们可以采取在电气联接面上涂凡士林、导电膏、镀锡、镀银等种种措施，但最终的保证在于制造。
可以说，运行中发生事故的绝大多数开关柜都是由于制造工艺不过关，从而导致温升过高引发的。
当然，在结构设计中，我们要极力避免涡流现象的发生，实在无法避免时，可采用磁阻率高的材料。
实际工作中，深深感到开关柜的设计深度永无止境，有时，我们根本无法从理论上加以论证分析，只能求助于经验，求助于型式试验，这也许是每门学科发展的现状，也是它得以发展的根本原因。