35KV开关设备结构及原理培训内容

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）的三位臵隔离开关操作机构；
③ 可将各个装臵安装在门内或低压室内的安装板上。
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.1.4 开关柜极柱
① 极柱是前后布臵的。 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。 ③ 内部带有三位臵隔离开关的母线外壳在开关 柜极柱的上方水平布臵。
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.2.2 安装在极柱内的真空灭弧室
套管
顶部法兰
灭弧室支撑件
真空灭弧室
电流互感器
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
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。
位臵（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臵隔离开关被操作。
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.2.1 真空灭弧室剖面图 真空灭弧室固定在断路 器电极的连接件上，静触 头④直接连接在筒体上， 动触头③牢固地连接在连 接螺栓①上，并在导轨上 中心对直。灭弧室内的金 属波纹管②构成至气室的 真空密封连接。
2.4.3 隔离开关工位及相应指示
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.4.3 隔离开关工位及相应指示
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
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。 • 设置联锁的目的是闭锁不允许的开关操作，以保证人身安 全，防止开关柜损坏和供电故障。 • 联锁的类型主要是机械联锁。相互联锁关系为隔离开关、 断路器及接地开关间的联锁。具体关系如下：
绝缘，并 受电场控制
内锥式插座
测试端头 钟罩
容性分压器
内锥系统，符合 EN 50181标准 金属封闭，全绝缘 外层绝缘 集成了用于监测是否同电源隔离的容性电压抽头
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培 训 提 纲
（一）35KV开关柜功能特点 （二）35KV开关柜原理及柜体结构
（三）35KV开关柜操作
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（三）35KV开关柜操作
③最高允许气体压力
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.7.2 容性耦合电压指示系统
指示器
C2 C1
或
指示器
耦合电极安装在断路器的极 柱支撑板上 用于监测各极是否处于无电 状态
可以实现相位比较
电缆连接处有电容层
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.7.3 插入式电缆端接系统
电缆屏蔽层 压簧 压力衬套
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
标准回路的主截面
L1 L2 L3 L1 L2 L3
母线 I 母线 II 母线 I 母线 II 母线 I 母线 II
母线联络柜的主截面
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.1 断路器柜 2.1.1 功能 断路器柜是 8DB 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、测量和计量装臵；
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.4 隔离开关及三工位隔离开关
源自文库
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.4.1 三工位隔离开关
母线系统1配备的三工位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”位臵 ② 母线外壳 ③ 母线 ④ 母线支撑件 ⑤ 静触头，“准备接地”位 臵 ⑥ 套管 ⑦ 动触头，“准备接地”位 臵 ⑧ 处于“合闸”位臵的动触 头
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
单极极柱横截面
1 2 3 4 5 6 1 7 2 8 9 10 11
1 2 3 4 5 6 7 8 9
干燥剂 铸铝腔体 母线排 三位臵开关 气密衬套 安全隔膜 真空灭弧室 31,5 kA; 40 kA 电流互感器 容性耦合电极
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10 极柱支撑板 11 柜体连接件 40 kA 31,5 kA 12 内锥式插接件
（一）35KV开关柜功能特点 （二）35KV开关柜原理及柜体结构
（三）35KV开关柜操作
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（一）35KV开关柜功能特 点
1.5 SF6 气体的特性
无毒, 不可燃的惰性气体 小电流情况下的自恢复电弧可自动熄弧 受环境影响小 - 年气体泄漏率 < 0,5% - 气体可更新
在封闭系统内，SF6 仅作为绝缘介质，
带母线和套管的三位臵隔离开关
⑨ 处于“分闸”位臵的动触 头
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.4.2 隔离开关
母线系统2配备有设计为空载运行的隔离开关，隔离开关有 一个工作迸行中(work-in-process)接地触头用于维护的目的。 在正常运行条件下是不能操作的 。
合
分
接地
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.3.1 操作机构箱内部结构
① 辅助触头 S1
② ON 按钮
③ 合闸线圈
④ 分励脱扣器 ⑤ OFF 按钮 ⑥断路器的操作轴
⑦ 分闸弹簧
⑧ 操作计数器 ⑨ 断路器的位臵指示器 ⑩“合闸弹簧储能/未储能” 指示器 ⑾辅助触头 ⑿合闸弹簧 ⒀带手动曲柄联结器的机构 ⒁铭牌
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培 训 提 纲
（一）35KV开关柜功能特点 （二）35KV开关柜原理及柜体结构
（三）35KV开关柜操作
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（一）35KV开关柜功能特点
8DB 10可扩展、固 定式安装断路器型开关 柜主要在我公司35KV配 电中心使用，完成配电 中心的开关任务。开关 柜额定电压 40.5 kV，额 定电流 2500 A。最大允 许额定短路电流100 kA ，最大短路分断电流 40 kA。
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
隔室组合示例
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.7 附件
2.7.1柜上的气体压力指示器
① 母线隔室的气体压力指示器 （编号符合 母线系统的设计）
② 断路器隔室的气体压力指示 器
①最低允许气体压力
②实际气体压力
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
低压室 母线 保护继电器 铸铝母线罐体 隔离开关 气体灌充阀
三工位隔离开关
馈线气压指示器
隔离开关及三 工位隔离开关 的控制指示板 真空断路器的 控制与指示板 电缆接线室
断路器电极 真空灭弧室 电流互感器
用于电压检测 系统的插孔
框架
隔室连接 筒体
8DB10断路器柜和开关柜极柱
不可隔离
可隔离
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（一）35KV开关柜功能特点
1.5 SF6 气体的特性
无毒, 不可燃的惰性气体 小电流情况下的自恢复电弧可自动熄弧 受环境影响小 - 年气体泄漏率 < 0,5% - 气体可更新
在封闭系统内，SF6 仅作为绝缘介质， 而非灭弧介质，因此不会产生燃弧后 的其他物质
隔室内无氧化
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培 训 提 纲
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（一）35KV开关柜功能特点
1.3 电流测量回路
环型铁心电流互感器 电气通路形成一次绕组，回路不受绝缘 和热效应的影响 二次元件安装在气室外，易于触及 不会承受介电应力的铸塑树脂部件
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（一）35KV开关柜功能特点
1.4 母线排电压测量回路
电压互感器 单极绝缘 安装在SF6绝缘的气室内 保护回路密封在气体系统内，不受环境影响 通过气密隔板和母线排隔离 易于隔离
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（一）35KV开关柜功能特点
1.2 充气隔室的分隔
母线 2 母线 1
母线排: - 每段各相采用同一气体隔室 断路器: - 每个馈线, 包括柜体端接采用同一 气体隔室 三位置开关: - 每个馈线采用一个气体隔室 在母线排带电的情况下可安全更换 断路器腔体 一个母线排系统无需同另一系统 隔离即可投入工作 (如扩展) 有效的气体隔室分隔可以方便地实现 故障定位
而非灭弧介质，因此不会产生燃弧后 的其他物质 隔室内无氧化
（二）35KV开关柜原理及柜体结构
8DB10型开关柜为双母线三极开关柜，其结构大致可分为：
（1）高压断路器柜； （2）高压断路器；
（3）隔离开关与三工位隔离开关；
（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。
中国海油惠州炼化
2013设备中心专项培训（电气） 第三讲 ——
35KV 开关设备结构及原理
2013年5月
0
前
言
35kV配电装置采用户内SF6气体绝缘交流金 属封闭真空断路器柜（简称C-GIS装置），开关 型号为西门子8DB10，固定式安装，双母线双分 段接线方式，现有42个间隔。母联、分段间隔共4 个；电源进线4回，分别引自220kV总变2台主变 低压侧和动力站2台升压变高压侧；馈出线34回。 本次培训主要根据西门子8DB10高压开关柜从 C-GIS的功能、原理、结构、操作几方面对35KV开 关柜进行的简要介绍。
机械 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
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
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8DB10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 间设臵有气密隔板 气室的分隔利于实现故障 定位
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
断路器柜机械联锁关系
分断操作 合/分隔离开关 分断操作只有在以下情况下才可能： 断路器分闸/接地开关分闸 类型 机械/机械
合/分接地开关
断路器合闸 断路器分闸
断路器分闸/隔离开关分闸
隔离开关或接地开关没有处于中间位 置（挡板关闭） 未通过锁定装置进行锁定
机械/机械
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（一）35KV开关柜功能特点
1.1 8DB 10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为双母线结构； 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。
13 外壳
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
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臵，断 路器和三位臵隔离开关以机械方式进行联锁。 机械联锁可防止在三位臵隔离开关没有处于确定的末端
③
⑦ 手柄（为断路器合闸弹簧 储能）开孔的盖子
断路器面板
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.3.2 操作机构箱面板
• 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。
不带前板的断路器操作机构箱
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（二）35KV开关柜原理及柜体结构
2.3.2 操作机构箱面板
① ON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
⑦ ⑥ ⑤ ④
① ②
② OFF按钮 ③ 锁定装臵（挂锁） ④ 操作循环计数器
⑤ 断路器“合/分”位臵指示
⑥ “弹簧未储能”和“弹簧 已储能”指示器