高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理（課堂PPT）

1、1,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,一、結(jié)構(gòu)概述： 型號含義： KYN28A-12 K-鎧裝柜 ; Y-移開式 ; N-戶內(nèi) 28A-12-設(shè)計序號,2,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,結(jié)構(gòu),3,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,4,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,圖中：A-母線室 B-斷路器手車室 C-電纜室 D-繼電器儀表室 1泄壓裝置；2外殼；3分支小母線；4母線套管；5主母線；6靜觸頭； 7觸頭盒；8電流互感器；9接地開關(guān)；10電纜；11避雷器；12接地母線； 13裝卸式隔板；14隔板（活門）；15二次觸頭；16斷路器手車；17加熱裝置； 18可抽出式水平隔板；19接地開關(guān)操作機(jī)構(gòu)；20控制小線槽；21電纜封板

2、,5,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,開關(guān)柜的柜體為組裝式結(jié)構(gòu)，開關(guān)柜不靠墻安裝。柜體分四個單獨的隔室：手車室、主母線室、電纜室、繼電器儀表室。柜體外殼防護(hù)等級IP42,各小室間防護(hù)等級IP2X,6,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,手車：手車由開關(guān)柜的主元件和推進(jìn)用底盤車組成。手車采用中置式結(jié)構(gòu)，通過一臺專用轉(zhuǎn)運車可方便地進(jìn)行手車進(jìn)出柜的操作。以斷路器為例：手車的下部為推進(jìn)用的底盤車，斷路器固定安裝在底盤車上。底盤車內(nèi)設(shè)置有推進(jìn)機(jī)構(gòu)，用以實現(xiàn)對斷路器手車的進(jìn)出車操作。底盤車內(nèi)還設(shè)置有連鎖機(jī)構(gòu)，用以實現(xiàn)斷路器和柜體之間的各項連鎖,7,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,8,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,手車室,9,高壓開

3、關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,隔室兩側(cè)安裝了軌道，供手車在柜內(nèi)移動時的導(dǎo)向和定位。靜觸頭盒的隔板（活門）安裝在手車室后側(cè)。手車從斷開位置/試驗位置向工作位置移動的過程中，遮擋上、下靜觸頭盒的活門自動打開；手車反方向移動時，活門自動關(guān)閉，直至手車退至斷開位置/試驗位置而完全遮擋住靜觸頭盒，形成隔室間有效的隔離。斷路器室的門上有觀察窗，通過觀察窗可以觀察隔室內(nèi)手車所處位置、斷路器的合、分閘顯示、儲能狀況等狀態(tài),10,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,主母線室,11,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,主母線室貫穿聯(lián)接相鄰兩柜，用裝在柜側(cè)壁隔板上的母線套管支撐固定。全部母線用熱縮絕緣套管封閉。主母線和聯(lián)絡(luò)母線采用矩形截面的銅排

4、，分支母線直接聯(lián)接于靜觸頭盒和主母線之間。如果出現(xiàn)內(nèi)部故障電弧，柜側(cè)壁的隔板和母線套管能有效防止事故向鄰柜蔓延,12,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,電纜室,13,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,開關(guān)柜具有較大的電纜室空間。電流互感器、接地開關(guān)、避雷器等電氣元件布置在電纜室內(nèi),14,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,繼電器儀表室,15,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,繼電器儀表室內(nèi)安裝繼電保護(hù)元件、儀表、帶電監(jiān)測指示器及各種二次設(shè)備。儀表室的后下部留有通信電纜孔可方便通過柜與柜間的通信電纜,16,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,二、聯(lián)鎖：高壓開關(guān)柜的“機(jī)械聯(lián)鎖”是確保設(shè)備和人身安全、防止誤操作的重要措施。 金屬封閉式開關(guān)設(shè)備

5、應(yīng)具有：防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)（隔離插頭）；防止誤分、誤合斷路器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器（允許提示性）；防止接地開關(guān)處在閉合位置時關(guān)合斷路器、負(fù)荷開關(guān)等開關(guān)；防止在帶電時誤合接地開關(guān)；防止誤入帶電隔室等功能”，上述五項防止電氣誤操作的內(nèi)容，簡稱“五防,17,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,手車位置與斷路器的聯(lián)鎖： 只有當(dāng)手車上的斷路器（接觸器）處于分閘狀態(tài)時，手車底盤車內(nèi)阻止手車移動的聯(lián)鎖才能解鎖，手車才能離開斷開位置/試驗位置或工作位。 只有當(dāng)手車鎖定在斷開位置/試驗位置或工作位置時，手車上的電氣控制回路才能接通，同時手車底盤車內(nèi)阻止斷路器（接觸器）合閘的聯(lián)鎖才能解鎖，斷路器（接觸器）才能合閘。 當(dāng)手

6、車處于中間位置時，斷路器（接觸器）的電氣合閘回路和合閘機(jī)械傳動系統(tǒng)均被閉鎖，斷路器（接觸器）不能合閘,18,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,手車位置與接地開關(guān)的聯(lián)鎖： 只有當(dāng)手車處于斷開位置/試驗位置或移開位置時，手車阻止開關(guān)柜接地開關(guān)關(guān)合的聯(lián)鎖才能解鎖，這時開關(guān)柜的接地開關(guān)才能合閘。 接地開關(guān)處于合閘狀態(tài)時，接地開關(guān)操作軸上的聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)將阻擋手車移動，以使手車不能向工作位置推進(jìn),19,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,斷路器和接觸器狀態(tài)指示：在手車面板上設(shè)有斷路器（接觸器）分、合狀態(tài)的指示。 手車位置與二次插頭的連鎖：手車進(jìn)入柜內(nèi)后，二次插頭與手車位置之間有以下聯(lián)鎖。 只有當(dāng)手車處于斷開位置/試驗位置時才能

7、插拔二次插頭,20,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,21,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,手車離開斷開位置/試驗位置后，在向工作位置推進(jìn)的過程中和達(dá)到工作位置以后，不能拔開二次插頭（二次插頭被鎖定,22,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,接地開關(guān)與電纜室蓋板間的聯(lián)鎖：只有當(dāng)接地開關(guān)處于合閘狀態(tài)時，開關(guān)柜的下門或電纜室的后封板才能打開。也只有在電纜室的后封板封閉時接地開關(guān)才可以打開,23,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,開關(guān)熔斷器與接觸器之間的聯(lián)鎖： 開關(guān)熔斷器與接觸器之間的電氣聯(lián)鎖：三相熔斷器的任何一相（或兩相或三相同時）熔斷時，撞擊器射出的頂桿將推動斷相桿運動，壓下行程開關(guān)，這時將使合閘狀態(tài)的接觸器分閘，接觸器的合閘

8、回路被斷開。直到所有故障恢復(fù)正常后才能進(jìn)行接觸器的合閘操作,24,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,泄壓裝置： 在斷路器手車室，母線室和電纜室的上方均設(shè)有泄壓裝置。當(dāng)斷路器或母線發(fā)生內(nèi)部故障電弧時，泄壓金屬板將自動打開，釋放壓力和排泄氣體，以確保操作人員和開關(guān)柜的安全,25,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,防止凝露和腐蝕： 為了避免在高濕度或溫度變化較大的氣候環(huán)境中產(chǎn)生凝露帶來的危害，斷路器手車室和電纜室內(nèi)分別裝設(shè)加熱器，以使在上述環(huán)境中防止凝露和腐蝕發(fā)生,26,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,接地裝置： 在電纜室內(nèi)單獨設(shè)有8*40mm2 的接地銅排，貫穿相鄰兩柜，并與柜體良好接觸，供直接接地的元器件使用。由于整

9、個柜體用敷鋁鋅版相栓接，整個柜體處于良好接地狀態(tài)，保證運行操作人員觸及柜體安全,27,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,28,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,三、手車的操作： 手車位置：斷路器手車或其他元件手車在柜內(nèi)有三個位置：斷開/試驗位置；工作位置；中間位置（試驗位置到工作位置之間的任意位置,29,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,進(jìn)車操作：手車由柜外推進(jìn)柜內(nèi)時，應(yīng)使用專用的轉(zhuǎn)運車。進(jìn)車時柜門開啟應(yīng)大于90。將裝有斷路器的轉(zhuǎn)運車推至柜前，使轉(zhuǎn)運車定位桿對準(zhǔn)開關(guān)柜上的定位孔，推動轉(zhuǎn)運車靠近柜體，使轉(zhuǎn)運車上鎖鉤勾在柜體上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運車托盤下的調(diào)節(jié)螺母，使轉(zhuǎn)運車的軌道與柜體軌道相連接。進(jìn)車前確認(rèn)斷路器已分閘。進(jìn)柜時需先

10、用人力將手車推到試驗位置。 配通用型底盤車時，離開斷開/試驗位置前，此時右手可將進(jìn)出車搖把插入操作孔順時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)斷路器走完規(guī)定行程后，搖把轉(zhuǎn)不動時，完成進(jìn)車操作,30,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,從工作位置抽出手車： 從工作位置抽出手車前，必須確認(rèn)斷路器已處于分閘狀態(tài)。如果斷路器未分閘，抽出手車之前必須先將斷路器分閘。 配通用型底盤車時，離開工作位置前，右手將進(jìn)出車搖把插入操作孔，逆時針旋轉(zhuǎn)手車至試驗位置。搖把完成出車操作,31,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,從柜內(nèi)抽出手車： 由柜內(nèi)抽出手車時，應(yīng)使用專用的轉(zhuǎn)運車。出車時柜門開啟大于90度，將未裝斷路器的轉(zhuǎn)運車推至柜前，使轉(zhuǎn)運車定位桿對準(zhǔn)開關(guān)柜上的

11、定位孔，推動轉(zhuǎn)運車靠近柜體，使轉(zhuǎn)運車上鎖鉤勾在柜體上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運車托盤下的調(diào)節(jié)螺母，使轉(zhuǎn)運車軌道與柜體軌道相連接。出車前確認(rèn)活門已完全關(guān)閉，拔下二次插頭，用人力將手車抽出柜外,32,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,斷路器的分、合閘： 一般情況下，不需要人直接進(jìn)行斷路器的合、分閘操作。手車面板上設(shè)有手動按鈕，供調(diào)試人員在調(diào)試斷路器時使用。斷路器手車面板上僅設(shè)有手動分閘按鈕（電保持沒有），斷路器的合閘需靠電動，供調(diào)試人員在調(diào)試斷路器時使用。 開關(guān)柜面板上設(shè)有供操作者在緊急情況下對斷路器進(jìn)行分閘操作的緊急分閘裝置。緊急情況下直接按動分閘按鈕，就可使斷路器分閘,33,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,分、合接地開關(guān)：

12、 接地開關(guān)的操作軸端在柜體右前部。接地開關(guān)的操作應(yīng)使用廠家提供的專用操作手把。 進(jìn)行接地開關(guān)合閘操作前首先確認(rèn)手車已退到試驗位置或移出柜外，查看帶電顯示器的指示確認(rèn)電纜不帶電，確認(rèn)柜體的后蓋板沒有打開，確認(rèn)接地開關(guān)處于分閘狀態(tài)。將專用操作手把插入接地開關(guān)的操作軸軸端，順時針轉(zhuǎn)動操作手把約90，就可完成接地開關(guān)的合閘操作。接地開關(guān)合閘后，擋板操作孔的彎板將被鎖住不復(fù)歸。 進(jìn)行接地開關(guān)分閘操作前首先確認(rèn)柜體的后蓋板已經(jīng)完全蓋好，確認(rèn)接地開關(guān)處于合閘狀態(tài)。將專用操作手把插入接地開關(guān)的操作軸軸端，逆時針旋轉(zhuǎn)操作手把約90，就可完成接地開關(guān)的分閘操作。此時檔操作孔的彎板復(fù)歸擋住操作孔,34,高壓開關(guān)柜結(jié)

13、構(gòu)及工作原理,四、斷路器動作原理： 儲能動作： 由儲能電機(jī)或手動儲能部件輸出扭矩通過單向滾針軸承帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，再經(jīng)鏈條帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動儲能軸上的掛簧拐臂順時針轉(zhuǎn)動拉長合閘彈簧，達(dá)到儲能的目的。當(dāng)合閘彈簧儲能到位后，能量由儲能保持擎子與滾輪保持。同時撥板帶動儲能指示牌，指示儲能到位,35,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,分、合閘動作： 合閘動作：儲能到位后，按手動合閘按鈕推動手動合閘彎板轉(zhuǎn)動，或合閘電磁鐵動作，推動電動合閘彎板轉(zhuǎn)動，經(jīng)軸帶動儲能保持擎子轉(zhuǎn)動，從而解除了儲能保持擎子與滾輪的約束，合閘彈簧的能量釋放帶動合閘凸輪作順時針方向轉(zhuǎn)動，通過二級四連桿傳動機(jī)構(gòu)及絕緣拉桿帶動真空滅弧室的動導(dǎo)電桿

14、向上運動，完成合閘動作,36,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,分閘動作：合閘動作完成后，按手動分閘按鈕推動脫扣彎板轉(zhuǎn)動，或分閘電磁鐵動作，推動脫扣彎板轉(zhuǎn)動，帶動分閘半軸順時針方向轉(zhuǎn)動，半軸對分閘二級脫扣部分的約束解除，在絕緣拉桿內(nèi)的觸頭碟簧和分閘拉桿作用下，帶動真空滅弧室的動導(dǎo)電桿向下運動，完成分閘動作,37,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,操動機(jī)構(gòu) 斷路器的彈簧儲能式操動機(jī)構(gòu)布置在斷路器的前半部，分為合閘單元、分閘單元、傳動部分和輔助單元。 合閘單元：合閘單元的主體是彈簧儲能機(jī)構(gòu)。儲能軸的兩側(cè)是掛有合閘彈簧的掛簧拐臂，儲能軸上安裝有鏈輪、輸出合閘動力的驅(qū)動凸輪等。裝在儲能軸和合閘線圈下部的電機(jī)通過鏈條帶

15、動安裝在大戶能軸上的鏈輪，拉伸合閘彈簧從而儲存合閘所需能量。機(jī)構(gòu)合閘時，合閘彈簧儲存的能量通過驅(qū)動凸輪及專用的連桿傳遞到斷路器主回路，完成合閘操作,38,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,分閘單元：分閘單元的主體是合閘保持機(jī)構(gòu)。合閘保持機(jī)構(gòu)的一端與斷路器的傳動主軸發(fā)生關(guān)系，通過這一關(guān)系實現(xiàn)斷路器合閘狀態(tài)的有效保持。合閘保持機(jī)構(gòu)的另一端是一個二級脫扣機(jī)構(gòu)，當(dāng)斷路器分閘時，脫扣機(jī)構(gòu)使得合閘保持機(jī)構(gòu)解體，完成斷路器的分閘操作,39,高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)及工作原理,傳動部分：傳動部分是斷路器連接操動機(jī)構(gòu)和滅弧室的傳動部分，主要包括傳動主軸、四連桿傳動機(jī)構(gòu)、分閘彈簧、分閘緩沖器等結(jié)構(gòu)件，傳動部分負(fù)責(zé)把斷路器操動機(jī)構(gòu)的

16、驅(qū)動輸出傳遞給滅弧室的動導(dǎo)電桿，并實現(xiàn)規(guī)定的機(jī)械特性參數(shù)。 輔助單元：該單元主要由分、合閘電磁鐵、輔助開關(guān)、二次引出接線端子等部分組成，實現(xiàn)斷路器操作所必需的與外部的接口,40,開關(guān)特性試驗,試驗項目 測量分、合閘時間；測量分、合閘速度；測量分、合閘三相的同期性；超程；輔助開關(guān)動作時間；分、合閘最低動作電壓；壓力開關(guān)試驗。 1）額定電壓：是指斷路器所能承受的正常工作電壓，它是斷路器長期工作 的標(biāo)準(zhǔn)電壓。額定電壓指的是線電壓。 2）額定電流：斷路器在規(guī)定的條件下允許連續(xù)長期通過的最大工作電流，它是表征斷路器通過長期電流能力的參數(shù)，斷路器長期通過額定電流時，其導(dǎo)電回路各部件溫升不得超過充許值。 3）額定開斷電流：在額定電壓下，斷路器能保證可靠開斷的最大電流，稱 為額定開斷電流，斷路器的額定開斷電流表明了它的斷流能力。 4合閘時間：是指從斷路器操發(fā)出合閘信號起到斷