高压开关柜基础知识

高压开关柜概念：

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。

高压开关柜正常使用条件：

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。

海拔高度：一般不超过1000米；

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℃；

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。

高压开关柜组成：

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)]；

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]；

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。

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；5.功率表；6.功率因数表；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；13.按钮；14.微机综合保护装置等等。

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）

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）。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。停送电操作中一般不需要变动，正常运行中应保持投入状态。

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：

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路器无法自动储能，操作票中叫“储能电源”小空开）。

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电源进线断路器柜继电器仪表室内，各开关柜内交流小空开有：

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）

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），柜内电压小空开有：

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。

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。

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。

（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。

（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。

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。

（四）接地开关与电缆室盖板间的联锁：

只有当接地开关处于合闸状态时，开关柜的下门或电缆室的后封板才能打开。也只有在电缆室的后封板封闭时接地开关才可以分闸。

真空断路器的四个电气状态：

运行状态：指断路器手车在工作位置、合闸状态，二次电源投入，控制面板合闸指示红灯亮，储能指示黄灯亮，“远方/就地”转换开关在“远方”位，断路器出线连接电气设备已受电运行，测控装置有设备运行参数显示。

热备用状态：指断路器手车在工作位置、分闸状态，二次电源投入，控制面板分闸指示绿灯亮，储能指示黄灯亮，“远方/就地”转换开关在“远方”位，综保装置指示电源电压正常，负荷电流为0，断路器可随时根据运行需要合闸，使设备投入运行。

冷备用状态：指断路器手车在试验位置、分闸状态，二次电源断开，“远方/就地”转换开关在“0”位，控制面板各指示灯及综保装置均无显示，断路器及其所接负荷回路良好，可随时根据运行需要投入热备用状态，若设备长期处于冷备用，投入前应按相关规定测量绝缘值。

检修状态：指断路器手车在试验位置、分闸状态，二次电源断开，“远方/就地”转换开关在“0”位，控制面板各指示灯及综保装置均无显示，开关柜接地刀闸在合闸状态，断路器所接负荷有检修工作，断路器操作面板上悬挂“有人工作，禁止合闸！”标识牌。若要转至其他状态，必须确认检修工作票已办理终结，临时安全措施已拆除，操作断开开关柜接地刀闸，若其一次回路有过检修作业的，投运前必须进行绝缘值的测量。

真空断路器的相关操作及注意事项：

将断路器从手车室内拉出至检修小车上的操作：

前提：断路器处于冷备用状态（断路器处于分闸状态、二次电源退出、断路器手车在试验位置、二次插件取下，打开手车室柜门）

①准备检修小车：检查检修小车完好，各部件牢固，将检修小车推至需要拉出的断路器手车室前；

②使检修小车定位杆对准开关柜上的定位孔，推动检修小车靠近柜体，使检修小车上锁勾勾在柜体上，调节检修小车托盘下的调节螺母，使检修小车的轨道与柜轨道相连接，双手握紧手车底盘锁环，先向内操作解除锁扣，再人力向外将手车拉出到检修小车上，手车底盘锁环应到达检修小车上的锁扣位置。

将断路器从检修小车推入至开关柜手车室内的操作：

前提：断路器处于分闸状态，断路器三相上、下触头完好清洁，试验短接线已拆除，经检测量各项值合格，手车室内清洁无杂物。

①将检修小车缓慢推至需要推入的断路器手车室前；

②使检修小车定位杆对准开关柜上的定位孔，推动检修小车靠近柜体，使检修小车上锁勾勾在柜体上，调节检修小车托盘下的调节螺母，使检修小车的轨道与柜轨道相连接，双手握紧手车底盘锁环，先向内操作解除锁扣，再人力向内将手车推入到开关柜手车室内，手车底盘锁环应到达手车室的锁扣位置，并锁牢。此时断路器手车已处于试验位置。

真空断路器所接负荷的绝缘测量：

新电气设备安装完成初次使用前、长期冷备用后、电气设备一次回路有过检修的等情况下，在送电前需测量该电气设备的绝缘电阻值，用以确认该电气设备一次回路具备送电条件。

测量绝缘电阻值前，必须确定设备处于冷备用状态，在断路器出线侧测量。

真空断路器所接电气设备绝缘电阻测量操作原则：

核对确认测量设备→将设备断路器转至冷备用→核对确认测量设备后柜门→按兆欧表使用规范依次测量出线侧A相对地、B相对地、C相对地，AB相间、AC相间、BC相间绝缘值，并记录好。

如若发现异常，不得对设备送电；绝缘值合格的，按倒闸操作票要求将断路器投至要求状态。

电气设备进行绝缘值测量时的注意事项：

①确认测量设备，防止误入带电间隔；

②设备开关必须在冷备用状态时才允许测量，测量前确认设备回路上无人工作；

③测量前对设备充分放电，防止设备残留电荷伤人；

④按兆欧表使用规范进行测量（包括表的电压等级选择、表的好坏判断、操作规范、测量后的放电规定等）；

⑤按规定佩戴好绝缘手套，测量时注意和带电设备保持安全距离；

测量前务必确认出线侧，防止电源侧、出线侧混淆，测量时兆欧表“E端”应接在配电柜地线排或接地良好的金属柜上，不允许使用零线与“E端”连接作为接地点。

本文素材来源于互联网，作者：王凯。暖通南社整理编辑。