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1、. . . 高压成套开关设备第一章 概述（一）新电压等级概念 高压是相对低压而言的，高压与低压的分界线按IEC标准规定为1000V，而我国没有1000V电压等级，高压与低压的分界线实际为3000V，3000V以上电压等级为高压。我国高压开关设备的电压等级为3.6、7.2、12、24、40.5、126、252、363、550、800、1100KV，高压开关设备上的电压指额定电压，而对应的电网的标称电压为3、6、10、20、35、66、110、220、330、500、750、1000KV。高压开关设备上的额定电压习惯细分为中压（3.672.5KV）、高压（126252KV）、超高压（363800K
2、V）、特高压（1100）KV。高压开关设备是指用于输配电起控制和保护作用的设备，是重大机械装备，对电力设备的安全可靠运行至关重要。（二）关于特高压特高压电网是指交流1000KV、直流（正负）800KV及以上电压等级的输电网络，该项技术的采用，将大大提高远距离、大容量输电的效率，减少输电损耗，降低输电成本，我国目前可开发水电资源有三分之二在西部，煤炭保有量有三分之二分布在、三省区。而全国有三分之二的用电量负荷却分布在东部沿海和京广铁路沿线以东经济发达地区，在发电资源丰富地区建设大煤电基地、大水电基地，实现煤电就地转换和水电大规模开发，再通过坚强的特高压骨干网络，将电能从西部和北部大规模输送到中、
3、东部地区，既解决东部能源紧缺问题，又能减轻运输和环保压力。第二章 产品设计规（一）产品基础标准及应用1、产品图纸及资料的完整性应符合JB/T5054.4-2000 产品图样及设计文件 完整性，引进或联合设计产品应进行图纸及文件资料的工厂化。创新性（改进型）产品应具备技术任务书、安装使用说明书、产品质量特性重要度分级表和全 套图纸。2、产品图样及技术文件编号按CT/QZ0101-2006技术文件管理办法的规定， 采用十进位分类，不提倡隶属编号。3、产品结构图样中的一般公差的表示方法为“GB/T1804m级”。4、金属材料的标记方法按GB/T700-1988规定，碳素结构钢牌号一律采用“Q235”
4、代替老标准“A3”。5、机械制图标准按GB/T4457.4-2002图样画法、图线，GB/T4458.1-2002图样画法、视图，GB/T4458.2-2003零部件序号及编排方法。6、电气制图按GB/T4728.2系列标准（二）高压成套开关设备的结构设计 高压成套开关设备的设计从开关设备的功能、使用和运行条件出发，对开关设备的元件布置、柜体结构、绝缘、工况耐受性和人机工程学等方面进行设计，形成可进行生产的图纸和技术文件。 高压成套开关设备是将选用的电器元件合理安装于柜体或箱体，通过一次回路和二次控制回路的连接，实现供配电系统进行操作、检测、控制和保护功能。其设计主要考虑以下几个方面。1、符合
5、国家和行业标准以及运行条件1.1 产品标准 高压成套开关设备适用标准有：GB39062006、GB/T110221999、GB/T174671998、DL/T5372007、DL/T4042007等相关标准。1.2 产品分类 按主开关元件的安装方式分为固定式、移开式。 GB3906-1997标准规定按隔室的封闭方式分为：箱式、间隔式、铠装式。GB3906-2006标准规定不再按产品的结构，而是根据产品所提供的运行连续性将产品分类为LSC2B级、LSC2A级、LSC1级，前者最高，中间次之，后者最低，还有根据隔室分类和隔板的分类等。有关我公司目前生产的产品与上述分类如何对号问题可以在第三章得知。
6、 按绝缘介质分类：空气绝缘、气体绝缘、固体绝缘等。1.3 电气间隙与爬电距离1.3.1 空气间隙（空气中相间、相对地）40.5kV为300mm、24kV为180mm、12kV为125mm、7.2kV为100mm1.3.2 爬电距离（污秽等级III级）40.5kV为810mm、24kV为480mm、12kV为240mm、7.2kV为144mm1.4 机械“五防“联锁要求现在生产的高压柜基本上只有“四防”。仪表门上的KK开关没有装红、绿翻牌，主要是缺少“防止误分、合断路器”。除此外，其他“四防”必须是强制性的。对进线环网柜如没有设电源PT，就必须有提示性和强制性相结合的“防止误入带电间隔”的隔离措
7、施。对于开关合闸后，下门能被人为打开的环网（开关）柜，是机构与下门直接闭锁的，应建议厂家对机构进行可靠性改进。对于有断路器而无接地开关的后门闭锁（中置柜），也应设计有接地开关联锁机构及操作部件，后下门要开有闭锁孔。（现一般装设电磁锁，不是强制性的）1.5 对于产品使用环境条件比较恶劣的场所（如湿度、盐雾等）。（事先应了解） 应仔细审查外来图纸和文件，必要时可向用户提出建议，尽量采用环境能力适应性较强的产品，如充气柜等，如不奏效，就必须要按全工况型产品设计。（参考高原型产品）1.6 对高原型（高海拔地区）产品进行设计时，必须按GB311.1标准规定，其外绝缘试验电压应为耐受电压乘上系数K即：工频
8、耐压为1min49.4kV，冲击耐压为88.2kV。柜主开关、接地开关、电流、电压互感器、母线系统以及静触头对活门、绝缘件等都要求采取技术措施，决不能按常规设计、生产高海拔地区使用的产品。注：K=1.1761.7 接地回路的可靠性要求每台开关柜都必须设计接地汇流排和主接地点，接地汇流排能贯穿并列开关柜，并能与外界接地装置连接。分支接地排应贯通本柜各功能间隔，确保一、二次元件及柜体的可靠接地。1.8 开关柜外壳防护等级应满足GB4208标准要求，KYN44B中置柜的外壳防护等级为IP4X，断路器室门打开后为IP2X，XGN15（SF6）环网柜为IP3X，XGN箱式固定柜为IP2X，YB22预装式
9、变电站为IP23D，XGN68真空开关柜为IP3X，以上各等级的含义可由GB4208标准中得知。1.9 开关柜的结构还应满足用户供配电系统的特殊要求。2、合理布置、安全可靠 开关柜的柜体设计要突出结构简单、可靠、造型新颖。要求开关柜部各隔室间能够分隔合理，柜体外型美观，符合人机工程学。开关柜的各个可移动部件要求传动平稳可靠、位置准确，要求手动操作功尽可能小且操作位置适中，考虑消除闭合磁回路产生的涡流的影响，采用将绝缘套管和触头盒安装板的三相开孔连通，并加装铝合金板或不锈钢板作为衬板，阻断共磁回路，达到消除涡流的目的。对于4000A以上的铠装中置柜，要加装风机强迫通风散热，最少要在断路器室、电缆
10、室、母线室等间隔每处设计一个。对非标柜体或配电箱的结构设计应力要求在有限的空间合理布置电器元件。柜体和柜母线及各元器件应能承受相应短路电流产生的电动力的冲击，具有可靠的机械强度。3、安装维护方便 开关柜体/箱体应便于安装与维护，主要包括部元器件安装与接线，电缆连接施工，操作工具回转是否方便等。 应优先考虑安排主要一次元件的安装位置，并尽量与一次接线方案走向一致。充分考虑母排、电缆线的走线空间，对要求计量单独加封的要考虑互感器的固定、预留计量电度表的位置及安装支架，其次还要考虑二次控制回路电器元件的布置。（三）高、低压成套开关设备母线设计 母线是指在成套开关柜中用来作为连接柜间以及柜各电气设备进
11、行汇集、分配和传送电能的导体。在发生短路故障时要承受短路电流造成的发热和电动力作用,是作为高、低压成套电器中重要的一次元件。1、母线的类型、颜色、布置及其载流量影响因素1.1 母线类型开关柜用母线按其横截面分为：矩形、圆形（或双D形）和槽形母线3种。当母线的横截面积相同时，矩形母线的周长要比圆形母线大，其散热效果好，冷却条件好，而且，在一定允许加热温度下，矩形母线所通过的电流要比圆形母线大，圆形母线的集肤效应较强，而矩形母线比较均匀，因此成套开关柜一般都采用矩形母线。1.2 开关柜用母线的颜色和位置（1）开关柜母线相序位置与国标颜色对照如表1所示。表1 开关柜母线相序位置与国标颜色对照相别国际
12、颜色母线安装相互位置垂直布置前后布置水平布置A相黄色上远左B相绿色中中中C相红色下近右零线或中性线淡蓝色(三相四线)最下最近最右直流正极棕色上远左直流负极蓝色下近右（2）柜体接地母线：黄绿色相间；1.3 柜母线的布置（1）按垂直或水平“”字形：如GG1A-12F、GBC-40.5中的柜顶主母线布置结构。（2）按“品”字形：如KYN28A-12，KYN10-40.5中的主母线布置结构。1.4 载流量受影响的因素（1）布置方式：竖放和横放，竖放的动稳定电流要比横放时大。 （2）环境温度。（表2为裸母线承受的最高温度值。）表2 裸母线环境温度绝缘介质裸母线承受的最高温度值/裸铜镀银镀锡在空气中901
13、15105在SF6气体中115115110在油中100100100由表2说明：母线经过镀银或镀锡处理后其耐高温性能有所提高。（3）母线的材质：铜；铝；钢其中铜的导电率最高，相同截面积时它的载流量最大；而钢最小，常用于PT回路或避雷器回路中。（4）母线的根数：多根母线并列布置使用时，其散热条件比单根要差得多。例如：LMY100*10的电流试验值：单根载流量是1728A/1（作基准）；双根布置时，载流量是2558A/1.48；叁根布置时，载流量是3181A/1.84；四根布置时，载流量是3622A/2.09。（5）散热条件：开启式开关柜要比封闭式开关柜中使用的母线载流量要大，带空调的变电所要比没有
14、带空调的要好。2、母线的绝缘2.1 绝缘母线作用（1）防止由受小动物接触而引起的相间或相对地的短路故障；（2）防止污闪或凝露闪的发生；（3）防止人身伤亡事故；（4）防止盐雾及有害化学气体对母线的直接腐蚀；2.2 母线绝缘方式 （1）热缩护套：可以提高母线间的绝缘水平，但护套有绝缘老化的问题，同时母线的散热条件也会变差，也增加了生产成本。 （2）冷缩护套：操作简单，无需加热。但成本高，也有绝缘老化和母线散热条件变差的问题； （3）硫化喷涂：生产工艺过程较为复杂，当出现碰伤后无法补救，母线的连接处不能作喷涂处理； （4）SF6气体绝缘：在密封的主母线室和断路器室中充以0.04MpaSF6气体，可以
15、提高母线间的绝缘性能；主母线在全寿命周期不用检修和维护，也不受外界环境的影响，安全可靠性高，但生产工艺过程较复杂，是目前柜式CGIS充气柜主要的绝缘方式。 （5）加装隔板：当相间或相对地间净距达不到安全距离时，可在相间或与地间加装绝缘隔板，按国标要求SMC绝缘隔板时与带电体的最小距离要：12Kv开关柜30mm，40.5Kv60mm；3、母线的规格、联接及要求3.1 母线规格标准书写格式为：根数+母线类型代号+窄边*宽边（如：2-TMY 10100）；经软化热处理的铜母线用“TMR”表示，硬铜母线用“TMY”表示。3.2 联接方式（1）通过螺栓直接连接或通过过渡片（如：铜铝接头）间接联接；（2）采用软连接，如XGN68、YB22G预装变。3.3 联接要求 母线接触面间的接触电阻要符合国标的要求，而且要稳定。因此在制作母线时要求母线的接触表面要经
