高压配电柜

用于电力系统发电的电器产品

高压配电柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在3.6kV~550kV的电器产品，主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。

功能

配电柜具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能

组成

配电柜应满足GB3906-1991"3-35 kV交流金属封闭开关设备"标准的有关要求，由柜体和断路器二大部分组成，柜体由壳体、电器元件(包括绝缘件)、各种机构、二次端子及连线等组成。

柜体材料

1)冷扎钢板或角钢(用于焊接柜)；

2)敷铝锌钢板或镀锌钢板(用于组装柜)；

3)不锈钢板(不导磁性)；

4)铝板((不导磁性)。

功能单元

1)主母线室（一般主母线布置按“品”字形或“1”字形两种结构）

2)断路器室

3)电缆室

4)继电器和仪表室

5)柜顶小母线室

6)二次端子室

柜内元件

1. 柜内常用一次电器元件(主回路设备)常见的有如下设备：

电流互感器简称CT[如：LZZBJ9-10]

电压互感器简称PT[如:JDZJ-10]

零序互感器

开关柜

接地开关[如:JN15-12]

避雷器(阻容吸收器)[如:HY5WS单相型;TBP、JBP组合型]

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、RN1-12]

变压器[如:SC(L)系列干变、 S系列油变]

高压带电显示器[DXN-Q型,DXN-T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

2. 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:

继电器，电度表，电流表，电压表，功率表，功率因数表，频率表，熔断器，空气开关，转换开关，信号灯，电阻，按钮，微机综合保护装置等等。

分类

按断路器

按断路器安装方式分为移开式(手车式)和固定式

(1)移开式或手车式(用Y表示)：表示柜内的主要电器元件(如:断路器)是安装在可抽出的手车上的，由于手车柜有很好的互换性,因此可以大大提高供电的可靠性，常用的手车类型有:隔离手车、计量手车、断路器手车、PT手车、电容器手车和所用变手车等，如KYN28A-12。

(2)固定式(用G表示): 表示柜内所有的电器元件(如:断路器或负荷开关等)均为固定式安装的，固定式开关柜较为简单经济，如XGN2-10、GG-1A等。

按地点

按安装地点分为户内和户外

(1)用于户内(用N表示);表示只能在户内安装使用， 如：KYN28A-12等开关柜;

(2)用于户外(用W表示);表示可以在户外安装使用， 如: XLW等开关柜。

按柜体结构

按柜体结构可分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜﹑金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类

(1)金属封闭铠装式开关柜(用字母K来表示)主要组成部件(例如：断路器、互感器、母线等)分别装在接地的用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。如KYN28A-12型高压开关柜。

(2)金属封闭间隔式开关柜(用字母J来表示)与铠装式金属封闭开关设备相似，其主要电器元件也分别装于单独的隔室内，但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。如JYN2-12型高压开关柜。

(3)金属封闭箱式开关柜(用字母X来表示)开关柜外壳为金属封闭式的开关设备。如XGN2-12型高压开关柜。

(4)敞开式开关柜，无保护等级要求，外壳有部分是敞开的开关设备。如GG-1A(F)型高压开关柜 [2]  。

“五防”

1、高压配电柜内的真空断路器小车在试验位置合闸后，小车断路器无法进入工作位置。（防止误分合断路器）

2、高压配电柜内的接地刀在合位时，小车断路器无法进合闸。（防止带接地线合闸）

3、高压配电柜内的真空断路器在合闸工作时，盘柜后门用接地刀上的机械与柜门闭锁。（防止误入带电间隔）.

4、高压配电柜内的真空断路器在工作时合闸，合接地刀无法投入。（防止带电挂接地线）

5、高压配电柜内的真空断路器在工作合闸运行时，无法退出小车断路器的工作位置。（防止带负荷拉刀闸）  

相关标准

SJ/T 31401-1994|高压开关柜完好要求和检查评定方法

DL/T 791-2001|户内交流充气式开关柜选用导则

DL 404-1991|户内交流高压开关柜订货技术条件

DL/T 404-1997|户内交流高压开关柜订货技术条件

DL/T 539-1993|户内交流高压开关柜和元部件 凝露及污秽试验技术条件

TB/T 2010-1987|27.5kV交流电气化铁道开关柜技术条件

DL/T 404-2005|户内交流高压开关柜订货技术条件 [1] 

产品型号及含义

用途

1.KYN-10户内交流金属铠装移开式开关设备(以下简称手车式柜)手车柜适用于交流50Hz额定电压3―10KV中心点不接地的单母线及单母线分段系统的户内成套配电装置,供各类型发电厂,变电站及工矿企业作为接受和分配网络电能对电路实行控制保护监测。

2.KYN-(F-C)型户内铠装双层移动开式交流金属封闭开关设备系3.6~12kV三相交流50Hz,单母线及单母线分段系统的户内成套开关设备,主要作为发电厂,变电所,冶金,造纸,石化,纺织及工矿企业的高压配电装置,可用于电动机,变压器和电容器的控制与保护。

3.KYN-12/1250-31.5户内铠装移开式交流金属封闭开关设备称开关,系3.6-12KV,三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的成套配电装置.主要用于发电厂,中小型发电机送电,工矿企事业配电以及电业系统的二次变电所的受电,送电及大型高压电动机起动等,实行控制保护,监测之用.本开关柜满足IEC298,GB3906等标准要求。

结构特点

1.KYN户内交流金属铠装移开式开关设备(以下简称手车式柜)是根据《3-35KV交流金属封闭开关设备》按IEC298《交流金属封闭开关设备和控制设备》标准设计制造,同时也能满足水电部提出的高压开关柜应具有"五防"功能的要求。

2.KYN-(F-C)型户内铠装双层移动开式交流金属封闭开关设备系KYN-(F-C)户内铠装双层移开式交流金属封闭开关设备中一部分,可与KYN-(F-C)户内铠装双层移开式交流金属封闭开关设备配套使用,构成组合式配电装置.本开关柜是一种双层铠装F-C柜,一面开关柜可容纳两台F-C手车,相当于两面单层柜的功能,而占地面积同一面单层柜差不多.为用户节省大量的占地面积及设备投资.本产品，选用的真空接触器是专门为双层柜结构计的,具有结构简单,体积小,造型美观,绝缘水平高,寿命长等优点,有电保持和机械锁扣两种结构。

3.KYN-12/1250-31.5户内铠装移开式交流金属封闭开关设备,柜体为铠装式结构,采用中置式布置,分为断路室,主母线室,电缆室和继电器仪表室,为使柜体具有承受内部故障电弧的能力,除继电器室外,各功能隔室均设有排气通道和汇压窗,一次触头为捆绑式圆触头.

开关高备可按用户要求,采用前维护型结构,使设备可以靠墙安装或背靠背安装.开关设备内装有安全可靠的联锁装置,完全满足"五防"闭锁要求。

a,断路器手车在推进或拉出过程中,无法合闸;

b,断路器手车只有在试验位置或工作位置时,才能进行合,分操作而且在断路器合闸合,手车无法从工作位置拉出;

c,仅当接地开关处在分闸位置时,断路器手车才能从试验位置移至工作位置;仅当断路器手车处于试验位置或柜外时,接地开关才能进行分,合闸操作;

d,接地开关处于分闸位置时,后门无法打开;

e,手车在工作位置时,二次插头被锁定,不能被拨除。

断路器室底盘架两侧除设有供手车运动的固定导轨外,为便于对断路器进行观测与检查,在固定导轨两侧专门设有可抽出的延伸导轨,当断路器分闸后,可将两根延伸导轨拉至柜外,这样手车即可从柜内直接移至柜外的延伸导轨上。

附一些市场上存在的高压柜:

①GR系列:

用途

GRC1型高压配电柜用于3~10kV变电所作为改善电网功率因数之用.本系列柜为高压静电电容器柜,由电容器柜,互感器柜,测量及放电柜组成.

方案分类

1.GRC1型为普通型,由电容器柜和互感器柜组成.电容器柜分四种方案,互感器柜分三种方案.

2.GRC1C型为横差保护型,即当柜内某一电容器跳闸时,依靠接成横差线路的电流互感器驱使主电路开关跳闸.此型也有四种方案.

3.GRC1Y型为抑制高次谐波,电抗器型,即带有串联电抗器的电容器柜.

结构

柜体由角钢及薄钢板弯制焊接而成,分三层布放,最底层安装油槽板,测量及放电柜,电压互感器在中层,电抗器安装于底层,正面为钢板门,门上可安装仪表,开关,信号灯.

②GGX2系列:

用途

GGX2C10高压真空开关柜适用于额定电压3~10kV,频率50Hz的三相交流电网中,作为接受和分配电能,并对电路实行控制,监测和保护的成套配电装置.

结构特点

本配电柜为金属封闭箱式外壳,所有带电体均被封闭在柜内,并按功能分为母线室,断路器室,电缆室,仪表箱为单独结构,安装于柜上;真空断路器及电磁操作机构或弹簧操作机构为一整体车式结构,推入柜内后用螺栓固定.主接线方案24种.

③GGX2系列:

用途

GSGC1A型双母线式高压开关柜适用于区域性变电站,大型工矿企业变电站所及电气设备试验站的电压为3,6,10kV,交流50Hz双母线系统,亦可于单母线带有旁路母线的供电系统,作为接受和分配电能之用。

结构

柜体系用薄钢板及角钢焊接而成,底座由槽钢焊接而成,柜前面有单扇防护网门,后面有双扇防护网门,顶部母线敞露.。

柜分前后两室,前室装有备用(起动)母线隔离开关,线路隔离开关及电缆头等,前室顶部装有备用(起动)母线.后室装有主(工作)母线隔离开关,油断路器,顶部装有主(工作)母线隔离开关,前后室之间下部可安装电流互感器.油断路器和隔离开关操作机构装在柜的前面.柜的后面左侧有一单扇钢板门,门内是继电器室。各室之间,一次电器设备和二次电器设备之间均有薄钢板隔离.可以在一次电器设备不停电的情况下检修二次电器设备。

为防止工作人员误操作,柜上装有程序性的电气联锁装置。

带电显示装置

一、高压配电柜存在问题分析

(1)高压配电柜防止误入带电间隔这一功能使得开关柜的柜门的开闭与接地开关有闭锁关系，即只有合上接地开关后才能打开开关柜门，此次事故暴露出旧型号高压开关柜的"五防"机械闭锁装置存在不完善的问题。

(2)高压配电柜验电问题是一个多年来困扰电力安全生产的问题，如今推广的全封闭型"五防"开关柜的机械"五防"闭锁装置，无法满足安全规程"先验电、后挂接地线"的要求。因为在执行停电工作时，在合接地开关前必须验明设备已无电压。然而封闭式高压开关柜处于全封闭状态，按照正常的操作方法，无法用携带式高压验电器对设备进行验电，因此，就出现了强行解锁打开开关柜柜门的方式验电。

(3)配电柜上大量使用以氖灯作为显示元件的高压带电显示装置，经过长时间的运行使用，发现失明率高，氖泡出现大量损坏。为了弥补缺陷，在带电显示装置上装设了氖灯运行/关闭开关，平时该开关处于关闭状态，从而使得整个高压带电显示装置暂时退出运行。这种处理方式，失去了高压带电显示装置作为监视线路侧带电与否的作用。

(4)氖灯亮度低，特别是在明亮的环境里亮度受到冲刷，显示性较差。

(5)老式带有强制性电气闭锁的高压带电显示装置，闭锁原理过于简单，只是将A、B、C三相传感器输出的信号分别进行半波整流后直接复合在一起，去控制闭锁回路。这种方式在系统出现单相接地或缺相的异常情况时，因闭锁控制电压的飘移可以导致装置不能可靠闭锁而发生带电合接地开关的事故。

(6)目安装的氖灯式高压带电显示装置大多采用塑料外壳并安装于高压设备间隔内，一旦在操作过程中开关柜内部短路放弧，高温电弧可能将装置的塑料外壳熔化，伤及运行或检修人员。

二、存在问题的解决方案

鉴于老式高压带电显示装置存在的诸多问题，客观上需要一种全新的具有可靠性高、长寿命、免维护、显示清晰醒目、能弥补老式高压带电显示装置缺陷的新型带电显示装置。北京供电局研制成功了新型高压带电显示验电装置，该装置与CG系列传感器配合使用，通过有电显示及现场验电的方式，以反映高压设备是否带有运行电压并具有电气强制闭锁功能。该装置解决了氖灯式带电显示装置的诸多问题，其液晶显示器和长寿命闪光式验电插件构成的双重显示，适合于各种光线下的运行环境，直观醒目。专设的验电插件构成特有的引出式独立验电功能，提高了该装置作为验电依据的可靠性。该装置采用分相检测数字化叠加闭锁控制技术，可以保证在系统缺相等异常运行时，闭锁电压不变，稳定运行。强制性电气闭锁功能，能可靠闭锁接地开关(开关柜门)。新型高压带电显示验电装置的应用可以有效防止误入带电间隔或带电合接地开关等引起的人身、设备事故。

安全是电力生产的基础，预防是保证安全生产的关键。在当前的电力安全生产工作中，人身触电事故和误操作事故仍是威胁安全生产的两大因素。不断完善和改进防止人身触电事故和误操作事故的技术措施，是我们每一位电力企业职工应努力研究的目标。