贵州断路器为您全面解析中压电气知识

一、中压开关柜定义及分类

  开关柜是金属封闭开关设备的俗称，按照GB3906（3～35kV金属封闭开关设备）定义，金属封闭开关设备是指除进出线外，完全被金属外壳包住的开关设备。

中压开关柜分类：

     1.按产品名称分

     a. 铠装式交流金属封闭开关设备

       某些组成部件分别装在接地的、用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。

     b. 间隔式交流金属封闭开关设备

        间隔式与铠装式一样，某些元件也分设在单独隔室内，但具有一个或多个非金属隔板。

     c. 箱式交流金属封闭开关设备

        除铠装式、间隔式以外的金属封闭开关设备。

    2.按结构特征分

   a.固定式

     SF6负荷开关、真空负荷开关、压气负荷开关等均采用固定安装方式。特点：运行可靠，维修不方便。

   b.移开式

     断路器手车、PT手车、计量手车、隔离手车等均采用移开安装方式。特点：检修方便，梅花触头容易发生故障。

   3.按使用场所分

   a. 户内

      我们公司大部分产品都是户内产品

   b. 户外

      箱式变、GW-126户外交流高压隔离开关

二、开关柜型号命名

      开关柜型号是根据由国家机械工业部发布的行业标准《JB/T 8754  高压开关设备型号编制办法》来命名。

JB/T 8754标准为推荐性而非强制性，因此开关柜命名不一定完全遵循本标准。

1.开关柜全型号组成（简化）

1.1.全型号组成的第1~3位按下表确定。（环网——H ）

1.2. 第4位为设计序号，按产品型号证书发放的先后顺序用阿拉伯数字表示，由型号颁发单位统一编排。（西高所）

1.3.第5位为改进顺序号，按改进先后顺序用A、B、C……表示，由型号颁发单位统一编排。

1.4.第6位为额定电压，用阿拉伯数字表示，单位千伏（kV）。

1.5.第7位为主开关类型，见下表

  （S）  —— 配少油断路器；  （L）  —— 配SF6断路器

  （Z）  —— 配真空断路器；  （F）  —— 配负荷开关

  （F.R）—— 配负荷开关+熔断器组合；

  （J.R）—— 配接触器+熔断器组合；（F-C）

  （G）  —— 配隔离开关；

1.6.第8位为主开关所配用的操动机构类别。常用弹簧操动机构T。

1.7.第9位为开关柜的额定电流，以安培值表示（A） 。

1.8.第10位为开关柜的额定短路开断电流或额定短时耐受电流，以千安值表示（kA）。

实例：

“KYN28A-12（Z）/T1250-31.5”型号解读

K——铠装式交流金属封闭开关设备

Y——移开式

N——户内

28——设计序号

A——改进顺序号

12——额定电压（12kV）

（Z）——配真空断路器

T——采用弹操机构

1250——额定电流（1250A）

31.5——开断（31.5kA）

“XGN15-12(F.R)/T100-31.5”型号解读

X——箱式交流金属封闭开关设备

G——固定式

N——户内

15——设计序号

12——额定电压（12kV）

（F.R）——配负荷开关+熔断器组合；

  T——采用弹操机构

100——额定电流（100A）

31.5——开断（31.5kA）(通过熔断器实现)

三、开关柜额定值

1.额定电压

      额定电压为开关设备所在系统的最高电压上限。标准值：3.6，7.2，12，24，40.5

2.额定绝缘水平

衡量开关设备绝缘水平两个非常重要指标：

额定短时工频耐受电压（1min）和额定雷电冲击耐受电压。

电力行业标准比GB11022要求高些，电力行业标准DL/T593还规定便于现场测量的空气绝缘距离。

耐压参数

3.额定频率

    额定频率的标准值为16.67Hz、25Hz、50Hz。

    三相开关设备的额定频率标准值为50Hz。

4.额定电流

   开关设备的额定电流是开关设备在规定使用和性能条件下能持续通过的电流有效值。如630A、1250A、3150A。

  功能单元是以单元内各主回路元件中具有最小额定电流的元件的值，作为该单元的额定电流。

 5.额定短时耐受电流（热稳定）

  在规定使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。

    20kA、 25kA 、 31.5kA 、 40kA 、 50kA 。

6.额定峰值耐受电流（动稳定）

  在规定使用和性能条件下，开关设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。

   50kA、 63kA 、 80kA 、 100kA 、 130kA 。

  额定峰值耐受电流一般取额定短时耐受电流的2.55倍。

7.额定短路持续时间

   开关设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。  

   0.5S，1S， 2S ，3S，4S。

四、外壳防护等级（GB4208）

 1.外壳防护等级用IP代码表示。

 2.IP代码由IP字母、第一位特征数字、第二位特征数字、附加字母及补充字母组成。

 3.第一位特征数字表示防人身安全和防尘。

 4.第二位特征数字表示防水。

  第一和第二位特征数字不要求规定时，该处由字母“X”代替如：IP4X、IPXX；附加字母和补充字母不要求规定时可以直接省略。

实例

1.KYN28A-12产品外壳防护等级IP4X ，隔室间防护等级IP2X。

 IP4X：能阻挡直径大于1mm金属丝或厚度大于1.0mm窄条物体进入柜内；

 IP2X：能阻挡手指或直径大于12.5mm物体进入其他隔室。

2.XGN15-12产品外壳防护等级IP3X 。

   IP3X：能阻挡直径或厚度大于2.5mm工具、金属丝进入柜内。

3.YBM(P)29-12/0.4箱变外壳防护等级IP23 。

  IP23：能阻挡手指或直径大于12.5mm物体和在淋水条件下水进入柜内。

4.MNS低压抽出式开关柜外壳防护等级最高可达IP54 。

  IP54：能阻挡灰尘和在溅水条件下水进入柜内。

五、联锁

 为了保证可靠的运行和操作者的安全，金属封闭开关设备应具有以下功能：

1.防止带负荷分、合隔离开关（隔离手车）；

2.防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器（允许提示性）；

3.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；

4.防止在带电时误合接地开关；

5.防止误入带电隔室。

   以上5点统称为“五防联锁”

实例

一、KYN28A-12产品如何实现五防联锁功能？

 1.防止带负荷分、合隔离开关（隔离手车） ：

   断路器手车（上下触头相当于隔离开关），采用断路器与地盘车联锁；

  隔离手车，采用电磁铁与断路器进行电气联锁，防止断路器处于合闸位置摇出隔离手车。

 2.防止误分、误合断路器（允许提示性）；

   因其允许提示性，且在其他联锁配合下，即使发生误分、误合断路器，也不会产生事故，因此重要度不是很高。目前很少中置柜具备该功能。

  实行该功能须采用电气和机械2种联锁同时使用。

3.防止接地开关处在合闸位置时关合断路器：

  接地开关处在合闸位置时，断路器手车处在试验位置，通过导轨联锁装置，手车不能摇到工作位置。断路器虽可以关合，但与主回路已经断开，不会造成事故。

4.防止在带电时误合接地开关：

  当设备处于通电状态时，断路器处在合闸状态，断路器手车不能摇动，保持在工作位置，接地联锁机构的舌板不能往下按，接地开关不能合闸操作。

5.防止误入带电隔室：

  因防护对象为人，保证人身安全，因此该功能为五防之首。

  一般通过接地开关或电磁锁和门联锁来实现该功能。

  停电顺序：

  断路器分闸，手车摇到试验位置，接地开关合闸，前下门和后下门打开。

  送电顺序：

  关闭前下门和后下门，接地开关分闸，手车摇到工作位置，断路器合闸。

  KYN28联锁现状： 

  按正确的送电顺序操作，处于通电状态：

  断路器合闸，手车在工作位置，接地开关处于分闸位置，前下门和后下门通过联锁都不能打开，满足要求。

  但出现误操作送电，不关前下门或和后下门，接地开关还是可以分闸，手车摇到工作位置，断路器合闸，开关柜通电，但门开着，可以进入带电隔室，不能满足要求。

  因此, KYN28接地联锁机构存在缺陷。

  解决方案：

  通过开发接地开关后门反向联锁和前下门反向联锁解决。

  后门反向联锁：后门不关接地开关不能分闸。（已开发完成）

  前下门反向联锁：前下门不关接地开关不能分闸。

  接地开关不分闸后续操作就不能进行。

中压元件

一、真空断路器

1、断路器分类

按内部绝缘介质分：

    少油断路器、真空断路器、SF6断路器及磁吹断路器  

按操作机构分：电磁、弹簧、永磁 

2.技术参数

2.1 额定电压（kV）：12（24、40.5）

2.2 额定电流（A）： 630、1250、1600、2000、2500、

                    3150、4000、5000、6300

2.3 额定短路开断电流（kA）：16、20、25、31.5、40、50

  （额定短时耐受电流）

   额定短路开断电流：断路器能开断最大短路电流。

2.4 额定峰值耐受电流（kA）： 40、50、63、80、100、130 

『额定短路关合电流』：当断路器合闸到已短路的系统时 ，能关合的最大短路电流。 

2.5 额定短路电流持续时间： 4s（3s、2s）

2.6 机械寿命    3万（永磁机构10万次）

2.7 二次操作电压

成套设计注意要点：

一次参数：额定电压、额定电流、耐压、额定短路开断电流、

     开断次数、额定短路关合电流、额定短路电流持续时间；

二次参数：控制和储能电压、过流脱扣线圈数量、防跳、闭锁

          线圈、断路器内部二次原理图；

其他参数：型号、安装方式、外形尺寸、安装尺寸、机械寿命 

二、互感器

   互感器属于特种变压器，分电流互感器和电压互感器。

电流互感器：

   将大电流转换成标准小电流（5A、1A），供测量、保护用。

电压互感器：

  将高电压转换成标准低电压（100V），供测量、保护用。也可作电容器放电用、电源PT用。

1.电流互感器（CT）

   1.1  型号：LZZBJ9-10A        CT型号含义大全

       L:电流互感器   Z：支柱式    Z:浇注式 

       B：带保护级    J：加强型    9:设计序号

       10：额定电压（kV）  A：结构代号

   1.2  变比：一次电流/二次电流

        二次电流：5A、1A；一次电流根据系统需求

        变比：100/5、200/1、2000/5

        复合变比：100～200/5、200～400/5

   1.3  精度等级(根据互感器在回路中用途选)

       0.5/10P10、0.2/0.5/10P20、0.5/5P10/5P10

      测量级：0.2S、0.2、0.5S、0.5（S扩大测量范围）

      保护级：5P、10P，表示±5%和±10%  P表示保护

      准确限值系数：10、15、20、25、30（易被忽略）

举例：

  5P10表示当一次过流10倍时，该绕组的复合误差≤±5%

  10P10表示当一次过流10倍时，该绕组的复合误差≤±10%

  10P15表示当一次过流15倍时，该绕组的复合误差≤±10%

1.4 额定输出容量（易被忽略）

     设计院经常采用特殊CT额定输出容量，变相的达到指定互感器厂家和型号的目的。

    开关柜结构设计时，须考虑CT的外形尺寸和安装尺寸

2.电压互感器(PT)

  2.1  型号：JDZ(X)10-3、6、10      PT型号含义大全

       J:电压互感器   D：单相    Z:浇注式 

       X：带剩余电压绕组    10:设计序号

       3、6、10：额定电压（kV） 

  2.2  变比

        二次电压：100V  ；一次电压根据系统电压

        JDZ10-10： 10/0.1   10/0.1/0.1（V形接法）

        JDZX10-10：10/√3/0.1/√3/0.1/3

                   10/√3/0.1/√3/ 0.1/√3/0.1/3

                 （星形Y和开口三角形接法）

  2.3  精度等级

      测量级：0.2、0.5S、0.5（S扩大测量范围）

      保护级：3P、6P，P表示保护

     型号              变比                   精度等级

   JDZ10-10     10/0.1                          0.5级

   JDZ10-10     10/0.1/0.1                      0.2/0.5

   JDZX10-10    10/√3/0.1/√3/0.1/3            0.5/6P 

   JDZX10-10    10/√3/0.1/√3/ 0.1/√3/0.1/3   0.2/0.5/6P

2.4 额定输出容量

    不同型号PT，额定输出容量不同；

    相同型号PT，不同厂家，额定输出容量也可能不同；

3.零序电流互感器

  3.1  型号：LXK-φ80(100、120、200)

       LX:零序电流互感器   K：开合式 

       φ80：内孔直径

  3.2  变比：一次电流/二次电流

        二次电流：1A  一次电流固定

       变比：50/1 、 60/1 、 100/1

  3.3  精度等级

       保护级：1级、3级

3.4  原理： 

     正常情况下，三相电流矢量和等于零，零序CT二次绕组无信号。

    当发生接地故障或三相电流不平衡时，三相电流矢量和不等于零，零序CT二次侧输出信号，带保护元件动作，切断电源，达到接地故障保护目的。

三.避雷器、过电压保护器 

   用来限制过电压，使电力系统中电器设备免受大气过电压和内部过电压的危害。

1.避雷器

 复合外套金属氧化物避雷器

根据使用场所不同分为：

配电型（S）：保护相应电压等级的开关柜、变压器、箱式变、电缆头等有关配电设备免受大气和操作过电压损坏；

电站型（Z）：保护发电厂、变电所中交流电器设备免受大气过电压和操作过电压的损坏； 

电机型（D）：限制真空断路器或少油断路器投切旋转电机时产生的过电压，保护旋转电机免受操作过电压的损坏； 

电容器型（R）：抑制真空断路器或少油断路器操作电容器组产生的过电压，保护电容器组免受操作过电压的损坏。

 S型用于10KV配电线路（出线），

 Z型用于母线设备（PT柜）和主变10KV侧（进线）

2.过电压保护器 

 三相组合式电压保护器TBP

保护对象: A 电动机 B 配电、电站 C 电容 O 电机中性点

相间距离：85、150（户内）；76、280（户外）

外套类型：“F”硅橡胶外套，无“F”为瓷外套

使用环境：“W”为户外型，  无“W”为户内型

附加功能：“J”带JS-8计数器（适用户外型），

          “IM”带过电压动作记录仪（户内，装于面板）

四.户内高压带电显示装置 

      带电显示装置，由三个传感器和一个带电显示器经导线连接组成。

1.带电显示装置

       型号：DXN3-10Q / T(Q)（七一厂家型号）

      D：高压        X：显示装置     N：户内    

      3：设计序号   10：额定电压     Q：加强绝缘型 

      T：提示型      Q：强制闭锁型

选用强制型（Q）时，需注明二次电源电压。

书写格式:

A.带电显示装置，DXN3-10Q/T，1套，附10kV传感器

B.带电显示装置，DXN3-6Q/Q，1套，AC220V 附6kV传感器

2.传感器

   型号：CG5-10Q/口 （福州安特）

      CG：传感器           5：设计序号

      10：额定电压(kV)     Q：加强绝缘型 

      口：高度（mm）

   高度：125、130、140、145、150、170

传感器选型要点：

   额定电压(kV)：3、6、10

   传感器高度：根据设计要求，按照样本选

   设计序号：按照样本选

3.带电显示器

   型号：ZS3-T(Q)/口 （七一厂家型号）

  ZS：显示器   3：设计序号  T：提示型   Q：强制型

  口：类别（I、II、III、IV、V、VI、新I、新II、新III、核相I、核相III）

新老I～III区别：新型采用发光二极管，取消氖灯直键开关。

带电显示器选型要点：

   功能：T型或Q型

   类别：按照设计要求选择适用类别，II型只有提示型（T）         

   开孔尺寸参照样本

书写格式:

A.带电显示器，  ZS3-T/I

B.带电显示器，  ZS3-Q/I,AC220V

C.带电显示器，  ZS3-Q/核相I,AC110V

书写格式:

A.传感器，CG5-10Q/140

B.传感器，CG5-6Q/140

C.传感器，CG5-10Q/130