高压开关柜基本知识介绍

高压开关柜基本知识介绍
孙会淼
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内容框架 一、高压开关柜概述 二、高压开关柜组成 三、开关柜的联锁
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一、高压开关柜概述 开关柜（又称成套开关或成套配电装置） ：它是以断路
器 为主的电气设备；是指生产厂家根据电气一次主接
线图的要求，将有关的高低压电器（包括控制电器、保
护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装
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上口 静触头盒
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A.母线室
包括：母线套管（支持、固定母线排，并使母线排对柜体绝
缘）； 主母线（汇集、分配电能）； 分支母线（从主母线引出的分支至断路器上口静触头） 静触头盒（支持、固定断路器上口静触头，并使上口静触头 对柜体绝缘）
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电 流 互 感 器
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电缆室
避 雷 器 电压传感器
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保护跳闸压板：退出后，当负荷设备 出现故障时，综保装置只会发出报警
信号，但不会使断路器跳闸。停送电
操作中一般不需要变动，正常运行中 应保持投入状态。
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多路温湿度监控器
多路温 湿度监 控器传 感器
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加热器
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综保装置：综合保护 测控装置，其将保护
功能、自动装置及远
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⑧ 断路器合闸次数指示（显示断路器合闸的次数） ⑨ 二次插件（断路器本体状态与继电器仪表室的连接枢纽， 若不插上，则断路器分合闸状态无法反映到继电器仪表室 操控面板及集控DCS上，无法使用继电器仪表室操控面板 及集控DCS对断路器进行分合闸操作） ⑩ 三相灭弧柱及上、下口动触头（接通和断开一次回路的 主要部分）
配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受
和分配电能的装置。
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高压开关柜正常使用条件
①
环境温度:周围空气温度不超过 40℃(上限)，一般地区为-5 ℃(下限)，严寒地 区可以为-15 ℃ 。环境温度过高,金属的导电率会减低,电阻增加,表面氧化作
用加剧;另一方面, 过高的温度,也会使柜内的绝缘件的寿命大大缩短,绝缘强度
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F11：（开关柜分闸、合闸回路控制电源，不合或失电后无法通
过DCS集控或就地操控面板控制分合，操作票中叫“控制电源”
小空开）
F12：（综合保护测控装置电源，不合或失电后设备失去保护，
DCS画面开关状态、电气参数失效、无法通过DCS集控画面操控
开关分合，操作票中叫“综保电源”小空开） F13：（储能装置电源，真空断路器才有，不合或失电后真空断
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开关柜内电器元件：
一次电器元件（主回路设备）： 电流互感器简称 CT[如：LZZBJ9-10] 电压互感器简称 PT[如:JDZJ-10] 接地开关[如:JN15-12]
避雷器(阻容吸收器）
隔离开关[如:GN19-12、GN30-12、GN25-12] 高压断路器[如：少油型(S)、真空型(Z)、SF6 型(L)]
负荷开关[如:FN26-12(L)、FN16-12(Z)]
高压单相并联电容器[如:BFF12-30-1] 等等
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柜内常用的主要二次元件（又称二次设备或辅助设备，是指对一次设备 进行监察、控制、测量、调整和保护的低压设备）,常见的有如下设备: 1.继电器 2.电度表 3.电流表 4.电压表 7.频率表 8.熔断器 9.空气开关 10.转换开关 11.信号灯 12.电阻
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高压接触器[如： JCZ3-10D/400A 型]
高压熔断器[如：RN2-12、XRNP-12]
变压器[如:SC(L)系列干变、 S 系列油变] 高压带电显示器[GSN-10Q 型]
绝缘件[如:穿墙套管、触头盒、绝缘子、绝缘热缩(冷缩)护套]
主母线和分支母线 高压电抗器[如串联型:CKSC 和起动电机型:QKSG]
动功能综合在一个装
置中，该装置即所谓
的“四合一”保护（
保护、遥测、遥控、
. 遥信）。
注意，综显装置背后还有一“电源开关”
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装置外观： 对话界面（液晶显示屏），循环显示 装置信息、保护模拟量、测量模拟量 的各测量值； “运行”“通讯”“动作”“告警” “合位”“分位”表示信号灯光指示 状态； 运行：装置正常运行时，该灯闪烁； 灯长亮或长灭表示装置已停止运行不 能正常工作
继电器仪表室内，各开关柜内交流小空开有：
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F31：（开关柜状态智能操控 装置（简称综显装置），柜内 照明，柜内电加热器的电源， 不合或失电后其所接设备无法
正常工作，综显无开关位置状
态显示，操作票中叫“综显电 源”小空开）
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电压小母线：为单个开关 柜内综保装置提供电压信 号，其总电源从该段母线 PT柜二次回路来（母线段 PT二次绕组→母线段PT 二次绕组小空开→电压小 母线→段上各开关柜内直 流小空开），柜内电压小
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（二）手车位置与接地开关的联锁
1、只有当手车处于断开位置／试验位置或移开位置时，手车 阻止开关柜接地开关关合的联锁才能解锁，这时开关柜的接地 开关才能合闸。
2、接地开关处于合闸状态时，接地开关操作轴上的联锁结构
. . 将阻挡手车移动，以使手车不能向工作位置推进。 48
（三）手车位置与二次插头的联锁 手车进入柜内后，二次插头与手车位置之间应有以下联锁。
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13.按钮 14.微机综合保护装置等等
5.功率表
6.功率因数表
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高压真空断路器 开关柜左侧面图
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D D
A
A、母线室 B、断路器室
B
A B
C、电缆室
D、继电器室
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C C
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电流互感器 .
高压三相母线排
高压真空断路器
手车 外壳 保护 接地 线
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高压 电缆
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避雷器
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A
高压真空断路器 开关柜母线室 分支母线
后仓门锁
同一根连轴 只有当接地 刀闸处于合 闸位置后仓 门才能开启
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当设备需要检修，开关柜需要转至检修状态的，应使用 三相接地线挂在出线铜排上，挂接地线前应注意核对确 认设备开关后柜门，防止误入带电间隔，以及使用高压 验电器验明确无电压。
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可加锁防止误操作
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B.手车室
手车轨道（供手车在柜内
手车式断路器本体：
① 手车底盘（支持断路器本体，使断路器在试验/工作位置移动，
以及配合检修小车将断路器从手车室中拉出）
② 手车底盘锁环（锁住手车底盘在手车室内，具体操作在后面
会详细介绍）
③ 手车移动摇杆及移动操作插口：用于断路器在“工作、试验”
两个位置的移动操作,将移动摇杆插入后，顺时针为将断路器推
. 进，逆时针为将断路器摇出。 . 26
④ 断路器本体操作面板：本体分合闸状态指示（本体分合闸状态 的机械指示，判断断路器分合状态的最准确标识） ⑤ 手动分合闸按钮（只要断路器已储能，就可以通过此按钮进行 分合闸操作） ⑥ 本体储能状态指示（已储能、未储能的机械指示） ⑦ 手动储能器（当自动储能回路无法动作时，可将手动储能杆插 入，进行手动储能）
A、母线室 B、断路器室 C、继电器室 1、泄压装置 2、主母线 3、分支母线
4、母线套管 5、隔离开关 6、电流互感器 7 、隔离开关
操作机构 8、联锁机构 9、电缆 10、氧化锌避雷器 11、接地母线 12、控制小母线 13、接地开关 14、接地开关操作机构 15、真空断路器 16、加热装置 17二次插头
般不需要变动，正常运行中应保持投入状态。
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继电器室内部
二次设备电源小空开： 其控制包括综合测控保 护装置、综合显示装置、 分合闸回路、辅助设备 等的电源投退，电源有
二次设备电源小空开
二 次 回 路 接 线 端 子 排
交流、直流。
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柜顶小母线：布置
柜顶小母线
在开关柜继电器仪
表室顶部，贯穿整 段配电柜，包括直 流小母线、交流小 母线、电压小母线。
. . 路器无法自动储能，操作票中叫“储能电源”小空开） 39
交流小母线：为单个开关柜内电气设备提供交流电
源，其总电源从380V工作段来（ 380V工作段抽屉
开关→高压室柜内交流总空开5K→交流小母线→段 上各开关柜内交流小空开）， 6kV、10kV共用该
段的柜顶交流小母线，K5在6kV电源进线断路器柜
下降.反之,环境温度过低,在绝缘件中会产生内应力,最终会导致绝缘件的破坏
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② ④
海拔高度: 一般不超过 1000 米
③ 环境湿度: 日平均值不大于 95%，月平均值不大于 90%
地震烈度: 不超过 8 度
其它条件: 没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀及剧 烈振动的场所
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⑤
二、高压开关柜组成
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通讯：装置CAN通讯正常时，该灯长亮，长灭表示装置通讯已 停止 动作：装置保护动作后，在液晶显示屏显示动作信息，并使动 作信号指示灯常亮。保护动作使断路器跳闸后，需排除故障，
按下“复归”键将动作信号复归后才能再次操作断路器合闸，
否则断路器合闸回路闭锁无法操控；
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告警：装置保护告警信号指示灯； 分位：装置跳闸回路监视信号指示灯； 合位：装置跳闸回路监视信号指示灯； 复归：用于对“动作”“告警”灯和保护动作信号的复归。 保护跳闸压板：退出后，当负荷设备出现故障时，综保装置 只会发出报警信号，但不会使断路器跳闸。停送电操作中一
移动时的导向和定位用）
手车室
静触头盒隔板
静触头盒隔板（手车在试
验位置和工作位置的移动
过程中，遮挡上、下静触
头盒的活门自动相应打开
静触头盒隔板
或闭合，形成隔室间有效
. 的隔离）
手车轨道
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断路器本体操作面板
B
断路器本体
二次插件
手车底盘及锁环
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移动操作插口
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三相灭弧柱及上、下口动触头：
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接地刀闸：在高压系统中，例如10kV 系统内的线路出线开关或电源进线开 关等，为了安全起见，当断路器断开
弹簧储能机构
后，要将线路三相短路并接地，而这
个将线路三相短路并接地的功能，就
是用一组刀闸来实现的，即当断路器
已断开后，同时将线路三相短路并接
地。这个刀闸就是接地刀闸。
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地刀传动机构
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直流小母线：为单个开关柜内电气设备提供直流电源， 其总电源从直流系统馈线柜来（直流系统馈线盘→馈线
盘小空开→高压柜内直流总空开1K、2K→直流小母线
→段上各开关柜内直流小空开），6kV、10kV共用该
段的柜顶直流小母线，1K、2K在6kV电源进线断路器
柜继电器仪表室内，各开关柜内直流小空开有：
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零序 电流 . 互感器
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Байду номын сангаас
开关柜后柜门
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C.电缆室 包括：电流互感器（测量出线线电 流值，为电流表、计量装置、保护 装置等提供电流信号） 出线高压电缆（出线侧通过高压电 缆与用电负荷连接）
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电流互感器
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避雷器（设备过电压保护装 置，并联在断路器出线侧， 设备正常运行后一般不需要 操作） 电压传感器（带电显示装置
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高压配电室直流、交流、电压小母线布置方式
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三、联锁（机械联锁，电气联锁） 开关柜设有完善的联锁结构，以保证操作本身的正确和操作者 的人身安全。
（一）手车位置与断路器（组合电器）的联锁
1、只有当手车上的断路器（组合电器）处于分闸状态时，手车 底盘车内阻止手车移动的联锁才能解锁，手车才能离开断开位置 ／试验位置或工作位置。 .
的传感器，为带电显示装置
及电磁锁提供带电信号）。
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零序电流互感器（出线高压电缆三 相一并穿过零序电流互感器中心， 正常情况三相电流向量和为零，当 发生单相接地时，二次线圈将有感
应电流，带动继电器，使保护装置
动作。 ） 后柜门（其用六角螺栓拧紧，并带 有电磁锁（只有出线侧不带电情况 下才能解锁，需要操作电源,其操作 电源直接取自柜顶直流小母线，特 殊情况下可使用钥匙机械解锁））
1、只有当手车处于断开位置／试验位置时才能插拔二次插头。
2、手车离开断开位置／试验位置后，在向工作位置推进的过 程中和到达工作位置以后，不能拨开二次插头。
. 空开有： . 42
1ZKK～3ZKK或4ZKK～6ZKK：不合或失电后综保装置便 失去电压信号（会相应发出报警信号），使设备失去电压保 护，也会引起保护误动作。操作票中叫“电压信号”小空开。 柜顶各小母线的送电应在母线送电前完成，正常运行中不允
许断电。
二次回路接线端子排，二次设备线缆相互连接的枢纽。
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2、只有当手车锁定在断开位置／试验位置或工作位置时，手车 上的电气控制回路才能接通，同时手车底盘车内阻止断路器
（组合电器）合闸的联锁才能解锁，断路器（组合电器）才能
合闸。
3、 当手车处于中间位置时，断路器（组合电器）的电气合闸
回路和合闸机械传动系统均被闭锁，断路器（组合电器）不能
合闸。 .