高压开关柜结构及工作原理

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1、高压开关柜结构及工作原理v我厂6kV开关柜使用天水长城开关厂的 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，负荷开关配备 天水长城开关厂的ZN63A-12型真空断路器 和JCZR16-7.2J型接触器-熔断器组合开关 。高压开关柜结构及工作原理一、结构概述：v型号含义：KYN28A-12-K-铠装柜 ; Y-移开式 ; N-户内 28A-12-设计序号; - -一次方案号和环境特征号 高压开关柜结构及工作原理

2、结构：高压开关柜结构及工作原理高压开关柜结构及工作原理v图中：A-母线室 B-断路器手车室 C-电缆室 D-继电器仪表室v 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；v 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；v 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；v18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。高压开关柜结构及工作原理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

3、间防护等级IP2X。高压开关柜结构及工作原理手车：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高压开关柜结构及工作原理高压开关柜结构及工作原理手车室：高压开关柜结构及工作原理v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

4、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。高压开关柜结构及工作原理主母线室：高压开关柜结构及工作原理v主母线室贯穿联接相邻两柜，用装在柜侧壁 隔板上的母线套管支撑固定。全部母线用热 缩绝缘套管封闭。主母线和联络母线采用矩 形截面的铜排，分支母线直接联接于静触头 盒和主母线之间。如果出现内部故障电弧， 柜侧壁的隔板和母线套管能有效防止事故向 邻柜蔓延。高压开关柜结构及工作原理电缆室：高压开关柜结构及工作

5、原理v本开关柜具有较大的电缆室空间。电流互感 器、接地开关、避雷器等电气元件布置在电 缆室内。高压开关柜结构及工作原理继电器仪表室：高压开关柜结构及工作原理v 继电器仪表室内安装继电保护元件、仪表 、带电监测指示器及各种二次设备。仪表室 的后下部留有通信电缆孔可方便通过柜与柜 间的通信电缆。 高压开关柜结构及工作原理二、联锁：高压开关柜的“机械联锁”是确保设备和人 身安全、防止误操作的重要措施。35kV交流 金属封闭开关设备（GB3906-91）中对此作了 明确规定，此国家标准把“联锁”描述为“金属封闭 式开关设备应具有：防止带负荷分、合隔离开关 （隔离插头）；防止误分、误合断路器、负荷开 关

6、、接触器（允许提示性）；防止接地开关处在 闭合位置时关合断路器、负荷开关等开关；防止 在带电时误合接地开关；防止误入带电隔室等功 能”，上述五项防止电气误操作的内容，简称“五防 ”。“五防”装置一般可分为机械、电气和综合三类 。 高压开关柜结构及工作原理v手车位置与断路器的联锁： 只有当手车上的断路器（接触器）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。 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（接触器）合闸的联锁才能解 锁，断路器（接触器）才能合闸。 当手车处于中间位置

7、时，断路器（接触器）的电气 合闸回路和合闸机械传动系统均被闭锁，断路器 （接触器）不能合闸。高压开关柜结构及工作原理v手车位置与接地开关的联锁： 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 。 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。高压开关柜结构及工作原理v断路器和接触器状态指示：在手车面板上设 有断路器（接触器）分、合状态的指示。v手车位置与二次插头的连锁：手车进入柜内 后，二次插头与手车位置之间有以下联锁。 只有当手车处于断开位置/试验位置时才能插 拔二

8、次插头。高压开关柜结构及工作原理高压开关柜结构及工作原理手车离开断开位置/试验位置后，在向工作位 置推进的过程中和达到工作位置以后，不能 拔开二次插头（二次插头被锁定）。高压开关柜结构及工作原理v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打开。高压开关柜结构及工作原理vF-C开关熔断器与接触器之间的联锁：F-C开关熔断器与接触器之间的电气联锁： 三相熔断器的任何一相（或两相或三相同时 ）熔断时，撞击器射出的顶杆将推动断相杆 运动，压下行程开关，这时将使合闸状态的 接触器分闸，接触器的合闸回路

9、被断开。直 到所有故障恢复正常后才能进行接触器的合 闸操作。高压开关柜结构及工作原理v泄压装置：在断路器手车室，母线室和电缆室的上方 均设有泄压装置。当断路器或母线发生内部 故障电弧时，泄压金属板将自动打开，释放 压力和排泄气体，以确保操作人员和开关柜 的安全。高压开关柜结构及工作原理v防止凝露和腐蚀：为了避免在高湿度或温度变化较大的气候 环境中产生凝露带来的危害，断路器手车室 和电缆室内分别装设加热器，以使在上述环 境中防止凝露和腐蚀发生高压开关柜结构及工作原理v接地装置：在电缆室内单独设有8*40mm2 的接地铜 排，贯穿相邻两柜，并与柜体良好接触，供 直接接地的元器件使用。由于整个柜体用

10、敷 铝锌版相栓接，整个柜体处于良好接地状态 ，保证运行操作人员触及柜体安全。高压开关柜结构及工作原理高压开关柜结构及工作原理三、手车的操作：v手车位置：断路器手车或其他元件手车在柜 内有三个位置：断开/试验位置；工作位置 ；中间位置（试验位置到工作位置之间的任 意位置）。高压开关柜结构及工作原理v进车操作：手车由柜外推进柜内时，应使用专用 的转运车。进车时柜门开启应大于90。将装有断 路器的转运车推至柜前，使转运车定位杆对准开 关柜上的定位孔，推动转运车靠近柜体，使转运 车上锁钩勾在柜体上，调节转运车托盘下的调节 螺母，使转运车的轨道与柜体轨道相连接。进车 前确认断路器已分闸。进柜时需先用人力

11、将手车 推到试验位置。配通用型底盘车时，离开断开/试验位置前，此 时右手可将进出车摇把插入操作孔顺时针旋转， 当断路器走完规定行程后，摇把转不动时，完成 进车操作。高压开关柜结构及工作原理v从工作位置抽出手车：从工作位置抽出手车前，必须确认断路器 已处于分闸状态。如果断路器未分闸，抽出 手车之前必须先将断路器分闸。配通用型底盘车时，离开工作位置前，右 手将进出车摇把插入操作孔，逆时针旋转手 车至试验位置。摇把完成出车操作。高压开关柜结构及工作原理v从柜内抽出手车：由柜内抽出手车时，应使用专用的转运车。出车 时柜门开启大于90度，将未装断路器的转运车推 至柜前，使转运车定位杆对准开关柜上的定位孔

12、 ，推动转运车靠近柜体，使转运车上锁钩勾在柜 体上，调节转运车托盘下的调节螺母，使转运车 轨道与柜体轨道相连接。出车前确认活门已完全 关闭，拔下二次插头，用人力将手车抽出柜外。高压开关柜结构及工作原理v断路器的分、合闸：一般情况下，不需要人直接进行断路器的合、分 闸操作。手车面板上设有手动按钮，供调试人员 在调试断路器时使用。断路器手车面板上仅设有 手动分闸按钮（电保持没有），断路器的合闸需 靠电动，供调试人员在调试断路器时使用。开关柜面板上设有供操作者在紧急情况下对断路 器进行分闸操作的紧急分闸装置。紧急情况下直 接按动分闸按钮，就可使断路器分闸。高压开关柜结构及工作原理v分、合接地开关：接

13、地开关的操作轴端在柜体右前部。接地开关的操作应 使用厂家提供的专用操作手把。进行接地开关合闸操作前首先确认手车已退到试验位置 或移出柜外，查看带电显示器的指示确认电缆不带电，确 认柜体的后盖板没有打开，确认接地开关处于分闸状态。 将专用操作手把插入接地开关的操作轴轴端，顺时针转动 操作手把约90，就可完成接地开关的合闸操作。接地开 关合闸后，挡板操作孔的弯板将被锁住不复归。进行接地开关分闸操作前首先确认柜体的后盖板已经完 全盖好，确认接地开关处于合闸状态。将专用操作手把插 入接地开关的操作轴轴端，逆时针旋转操作手把约90， 就可完成接地开关的分闸操作。此时档操作孔的弯板复归 挡住操作孔。高压开

14、关柜结构及工作原理四、断路器动作原理：v储能动作： 由储能电机或手动储能部件输 出扭矩通过单向滚针轴承带动链轮转动，再 经链条带动链轮转动，从而驱动储能轴上的 挂簧拐臂顺时针转动拉长合闸弹簧，达到储 能的目的。当合闸弹簧储能到位后，能量由 储能保持擎子与滚轮保持。同时拨板带动储 能指示牌，指示储能到位。高压开关柜结构及工作原理v分、合闸动作：合闸动作：储能到位后，按手动合闸按钮 推动手动合闸弯板转动，或合闸电磁铁动作 ，推动电动合闸弯板转动，经轴带动储能保 持擎子转动，从而解除了储能保持擎子与滚 轮的约束，合闸弹簧的能量释放带动合闸凸 轮作顺时针方向转动，通过二级四连杆传动 机构及绝缘拉杆带动

15、真空灭弧室的动导电杆 向上运动，完成合闸动作。高压开关柜结构及工作原理v分闸动作：合闸动作完成后，按手动分闸按 钮推动脱扣弯板转动，或分闸电磁铁动作， 推动脱扣弯板转动，带动分闸半轴顺时针方 向转动，半轴对分闸二级脱扣部分的约束解 除，在绝缘拉杆内的触头碟簧和分闸拉杆作 用下，带动真空灭弧室的动导电杆向下运动 ，完成分闸动作。 高压开关柜结构及工作原理v操动机构 断路器的弹簧储能式操动机构布置在断 路器的前半部，分为合闸单元、分闸单元、传动 部分和辅助单元。合闸单元：合闸单元的主体是弹簧储能机构。 储能轴的两侧是挂有合闸弹簧的挂簧拐臂，储能 轴上安装有链轮、输出合闸动力的驱动凸轮等。 装在储能

16、轴和合闸线圈下部的电机通过链条带动 安装在大户能轴上的链轮，拉伸合闸弹簧从而储 存合闸所需能量。机构合闸时，合闸弹簧储存的 能量通过驱动凸轮及专用的连杆传递到断路器主 回路，完成合闸操作。高压开关柜结构及工作原理分闸单元：分闸单元的主体是合闸保持机构 。合闸保持机构的一端与断路器的传动主轴 发生关系，通过这一关系实现断路器合闸状 态的有效保持。合闸保持机构的另一端是一 个二级脱扣机构，当断路器分闸时，脱扣机 构使得合闸保持机构解体，完成断路器的分 闸操作。 高压开关柜结构及工作原理传动部分：传动部分是断路器连接操动机构和灭 弧室的传动部分，主要包括传动主轴、四连杆传 动机构、分闸弹簧、分闸缓冲器等结构件，传动 部分负责把断路器操动机构的驱动输出传递给灭 弧室的动导电杆，并实现规定的机械特性参数。辅助单元：该单元主要由分、合闸电磁铁、辅助 开关、二次引出接线端子等部分组成，实现断路 器操作所必需的与外部的接口。谢 谢 观 看