XGN2B開關柜培訓教程

1、XGN2B開關柜培訓教程2009年03月1 XGN2B12系列箱式 交流金屬封閉開關柜一、XGN2B開關柜 的外型2二、XGN2B開關柜的結構及原理 XGN2B開關柜 內部結構圖3XGN2B開關柜柜中的主要電器元件均有獨立的隔室，如：a、斷路器室b、母線室c、電纜室d、儀表室各個隔室之間及柜與柜之間均采用接地的金屬鋼板分隔離（柜內無非金屬絕緣板），互不干擾，能有效的防止故障的擴大，大大提高運行的安全性和可靠性。斷路器室、母線室均設有獨立的泄壓通道，若隔室內發(fā)生短路故障而燃弧時，所產生的高壓氣體將通過泄壓通道迅速釋放，可確保操作人員和開關柜的安全。 XGN2B開關柜的結構及原理4XGN2B開關柜

2、的結構及原理1、母線室匯集和分配電能即電流安全的中轉站主母線室貫穿于相鄰的柜之間，由分支母線、縱向分隔板和母線套管支撐。主母線與分支母線的連接處罩有硅橡膠制成的絕緣罩。柜與柜之間的母線室通過母線套管及隔板而達到互相隔離目的，從而限制相鄰柜之間內部故障電弧產生的影響。2、電纜室充裕的空間，方便安裝在電纜室里可裝設電流互感器、接地開關、電壓互感器、避雷器等。寬裕的空間便于多根電纜的連接。3、儀表室儀表室可以根據(jù)不同的控制和保護的要求安裝各種二次元器件。開關柜內的二次控制電纜通道均有金屬板加以保護和屏蔽。這樣既防止了高壓帶電設備的電磁干擾，也確保了高壓帶電設備不停電情況下，保護二次回路工作人員的安全

3、。5XGN2B開關柜的結構及原理4、開關柜的輔助設施a、在開關柜的正面及背面門板上，均設有高強度防爆、阻燃透明材料制成的觀察窗，用于方便觀察柜內相關設備的運行情況。b、在開關柜的正面及背面門板上，分別裝有高壓帶電顯示裝置，以滿足柜前、柜后安全維護的要求。c、二次回路中的輔助開關、信號燈、控制把手燈元件，均設置在用接地的金屬鋼板封閉的控制小室內，并與高壓室隔離，既防止了高壓回路產生的電磁干擾，也方便了檢修，并確保運行維護人員的安全。6XGN2B開關柜的結構及原理5、防誤機械聯(lián)鎖裝置五防閉鎖功能是通過裝配于開關柜上的防誤機械聯(lián)鎖裝置來實現(xiàn)的。且以閉鎖功能手柄處在“檢修”、“工作”、“分斷閉鎖”三個

4、不同的位置來限制進行各種操作。（1）閉鎖功能手柄處在“檢修”、“工作”、“分斷閉鎖”三個不同的位置時的作用：a 、在“分斷閉鎖”位置時，不能分合開關（由于限位機構閉鎖，一但合上立即自動跳開），開關柜門處于關閉狀態(tài)，只能操作刀閘和地刀，這是為了防止運行時帶負荷合刀閘。7XGN2B開關柜的結構及原理b 、在“檢修”位置時（此時兩側刀閘已斷開，地刀在合上位置），斷路器可分合操作，開關柜門可以打開，這是為了在檢修過程中能分合開關，方便調試工作的進行。c、在“工作”位置時，斷路器可分合操作，開關柜門處于關閉狀態(tài)， 刀閘和地刀無法進行操作。（2） 五防閉鎖功能技術說明：a、當需要進行操作隔離開關或接地刀閘

5、時，必須將閉鎖功能手柄轉到“分斷閉鎖”位置，此時斷路器一定處于分斷位置（否則手柄無法轉動），且無法合閘斷路器，從而實現(xiàn)防止帶負荷分、合隔離開關及誤合斷路器。b、當接地刀閘已經斷開，隔離開關已經合閘，需要合斷路器進行送電時，閉鎖功能手柄必須轉到“工作”位置，一旦斷路器合閘，閉鎖功能手柄將被卡死，使之無法轉動，從而防止帶負荷分合隔離開關，防止帶接地刀閘合閘送電。C、只有當斷路器處于分斷位置，閉鎖功能手柄才能從“工作”位置轉到“分斷閉鎖”位置，且只有隔離開關分閘后，接地刀閘才能進行合閘，從而實現(xiàn)防止在帶電時誤合接地刀閘。8XGN2B開關柜的結構及原理d、當斷路器分閘后，閉鎖功能手柄才能從“工作”位置

6、轉到“分斷閉鎖”位置，進行隔離開關和接地刀閘的操作，；當隔離開關分閘，接地刀閘合閘后，閉鎖功能手柄才能從“分斷閉鎖”位置轉到“檢修”位置，功能手柄只有在“檢修”位置柜門才能打開，反之，只有當柜門關閉后，閉鎖功能手柄才能從“檢修”位置轉到“分斷閉鎖”或“工作”位置，當柜門處于打開位置時，閉鎖功能手柄始終處于“檢修”位置，防止誤送電到檢修間隔。（3）設備的操作順序：a、停電檢修的操作：斷開斷路器把手拔至“分斷閉鎖”分下隔離分上隔離合接地刀把手拔至“檢修”位置開前門拿鑰匙去開后門。b、送電操作：關后門拿后門的鑰匙插在前門上，關前門把手拔至“分斷閉鎖”分接地刀合上隔離合下隔離把手拔至“工作”位置合斷路

7、器。前門和后門要用鑰匙來實現(xiàn)閉鎖。這樣做，目的是為了預防檢修完畢，在沒有關好后門的情況下，進行送電操作，防止誤入帶電間隔。9ZN98真空斷路器的結構、使用要求及原理ZN98-12型真空斷路器面板圖(正面) 1、真空斷路器的概況 真空是相對而言的。指的是絕對壓力低于一個大氣壓的氣體稀薄空間。根據(jù)實驗，要滿足真空滅弧室的絕緣強度要求，真空度不能低于6.610-2Pa。新真空滅弧室的絕緣強度要求達到7.510-4Pa以下。真空間隙的絕緣強度遠比空氣的高。真空斷路器是一種以氣體分子極為稀少，分子間的平均自由行程很大，電子與分子相碰撞的機會極少，絕緣強度很高的真空空間為熄弧介質的新型斷路器。10ZN98

8、真空斷路器的結構、使用要求及原理2.觸頭壓力彈簧 3.彈簧座4.接觸行程調整螺栓 5.拐臂 6.導向板 7.螺釘 8.導電夾緊固螺栓9.下支座 10.真空滅弧室 11.真空滅弧室 12.上支座 13.絕緣子固定螺絲 14.絕緣子 15.螺栓 16.連接彈簧或電磁操動機構的大軸11XGN2B開關柜的結構及原理2、真空斷路器各部件的說明真空斷路器按其結構的功能可分為六個部分：支架：安裝各功能組件的架體。真空滅弧室：實現(xiàn)電路的關合與開斷功能的熄弧元件。導電回路：與滅弧室的動端及靜端連接構成電流通道。傳動機構：把操動機構的運動傳輸至滅弧室，實現(xiàn)滅弧室的合、分閘操作。絕緣支撐：絕緣支持件將各功能元件，架

9、接起來滿足斷路器的絕緣要求。操動機構：斷路器合、分間的動力驅動裝置12XGN2B開關柜的結構及原理3、真空斷路器的特點及其結構的基本要求 （一）真空斷路器的特點真空斷路器受到廣大用戶青睞，因為它有如下特點：（1）真空介質的絕緣強度高，觸頭間距離可被大大縮短，所以分合時觸頭行程很小，對操動機構的操動功率要求較小。（2）滅弧過程是在密封的真空容器中完成的，電弧和熾熱的金屬蒸氣不會向外界噴濺，因此不會污染周圍環(huán)境。（3）介質不會老化，介質不需要更換。（4）電弧開斷后，介質強度恢復迅速。（5）電弧能量小，使用壽命長，且適合于頻繁操作。（6）開斷可靠性高，無火災和爆炸的危險，能適用于各種不同的場合，可以

10、頻繁操作。（7）結構簡單、操作簡便、維護工作量小，維護成本低，僅為少油斷路器的l20左右。13XGN2B開關柜的結構及原理（二）真空斷路器結構的基本要求（1）機械性能穩(wěn)定，例如合閘彈跳時間，希望在壽命全程中保持同一狀態(tài)。（2）足夠的機械強度，使斷路器本身具有足夠的動穩(wěn)定度。（3）高壓區(qū)和低壓區(qū)的分隔，一般是前后布置，有助于保證運行中檢修及維護人員的人身安全。（4）操動機構的檢查、調整、維修有足夠空間、操作方便。（5）結構簡單、工作可靠。所有真空斷路器，不論是何種結構，斷路器本體中均裝設有分閘拉力彈簧。合閘過程中操動機構既要提供驅動開關運動的功，又要同時將分閘彈簧貯能。當需要分閘時，操動機構只需

11、完成脫扣解鎖任務，由分閘彈簧釋能完成分閘運動。14XGN2B開關柜的結構及原理（三）真空斷路器的操動機構高壓斷路器操動機構有彈簧操動機構、液壓操動機構、電磁操動機構、手動操動機構、氣動操動機構、電動操動機構、永磁操動機構等，各類操動機構的特點對比如下：型式主要優(yōu)點主要缺點備注手動操動機構 1、結構簡單、價廉2、不需要合閘電源 1、不能遙控和自動合閘2、就地操作、不安全 用于10V以下小容量的斷路器 電磁操動機構 1、結構簡單、加工容易2、運行經驗多 1、需要大功率的直流電源2、耗費材料多 當前110V以下的油斷路器大多采用電磁操動機構，但不是發(fā)展方向。 電動操動機構 可用交流電源 要求電源的容

12、量較大（小于電磁操動機構） 只用于容量較小的斷路器 彈簧操動機構 1、要求電源的容量小2、交、直流電源都可用3、暫時失去電源時仍能操作一次 1、結構較復雜2、零部件加工精度要求高 用于中小型斷路器，是發(fā)展方向 15XGN2B開關柜的結構及原理型式主要優(yōu)點主要缺點備注氣動操動機構 1、不需要直流電源2、暫時失去電源時仍能多次操作 需要空壓設備2、對于大功率的操動機構，結構比較笨重 適用于有空壓設備的場所 液壓操動機構 1、不需要直流電源2、暫時失去電源時仍能多次操作3、功率大、動作快、操作平穩(wěn) 1、加工精度要求高2、價格較貴適用于110V及以上高壓斷路器，是發(fā)展方向 永磁操動機構 1、結構簡單2

13、、加工容易3、操作功率小 1、出力小2、永磁材料必須選退磁小的材料 適用于中小型斷路器 16XGN2B開關柜的結構及原理（四）真空滅弧室內部結構及滅弧原理真空滅弧室是一種無源器件，是以其內部的氣體壓強不高于6.610pa的真空狀態(tài)作為絕緣和滅弧介質并用在真空開關中作為真空開關的滅弧元件，是真空斷路器的核心，擔負著分合運行電路，開斷故障電路及絕緣，承受正常電壓及各種過電壓，對其性能及可靠性的要求極為苛刻。滅弧室的基本元件為：外殼、波紋管、觸頭、動靜導電桿和屏蔽筒等組成（見下圖）。各元件的作用：1、絕緣外殼：保持滅弧室氣密性及滿足滅弧室外絕緣及沿面爬距的耐壓水平；2、屏蔽筒：包括主屏蔽筒、波紋管保

14、護罩等。 主屏蔽筒吸附滅弧過程中的電弧生成物。當觸頭間產生真空電弧時，有大量的金屬蒸氣和液滴向四周噴濺，噴濺物被屏蔽罩吸附，防止了金屬噴濺物沉積在滅弧室絕緣外殼的內表面，造成外殼內壁的污染而影響滅弧室的絕緣強度。17屏蔽筒對電弧生產物的吸附有助于弧柱中殘余等離子的衰減，提高了滅弧室的開斷能力和弧后介質強度恢復速度。改善滅弧室內部的電場分布，使其電場分布均勻、合理。 波紋管保護罩屏蔽電弧生產物對波紋管的損傷，特別是防止電弧生成的金屬熔液灼傷或燒穿波紋管，提高波紋管的使用壽命。同時也改善滅弧室內的電場分布以提高其耐壓水平。3、波紋管：維持滅弧室內腔的真空度，能保持真空滅弧室外殼密封，又能在其允許的

15、彈性范圍內伸縮，具有足夠的機械壽命，以滿足開關設備的動作性能；4、觸頭：開斷短路電流，熄滅電弧。開斷小電流采用圓柱型觸頭，開斷較大的短路電流一般采用能夠產生磁場力作用的觸頭結構即橫磁吹觸頭和縱磁吹觸頭結構。 XGN2B開關柜的結構及原理18XGN2B開關柜的結構及原理19真空泡外殼20導電桿及觸頭21真空泡滅弧室22XGN2B開關柜的結構及原理真空滅弧室滅弧原理由于真空有很高的絕緣強度，真空中電弧容易熄滅，真空斷路器切斷電流觸頭分開時產生電弧，電弧的高溫使觸頭部分的材料熔化蒸發(fā)出的金屬蒸氣維持電弧。當電流過零時，由于四周真空中氣體分子極少，更由于觸頭在電流通過時產生一磁場，電弧在磁場作用下沿觸

16、頭表面切線方向快速擴散到金屬屏蔽筒上并被冷卻而重新凝結起來，使觸頭間隙在電流過零后幾微秒內，就重新恢復到比較高的真空狀態(tài)，恢復了很高的絕緣強度，使電弧在電流第一次過零時就能熄滅而不重燃。23XGN2B開關柜的結構及原理縱、橫磁吹結構觸頭滅弧性能比較橫磁吹結構觸頭只是提高真空滅弧室對大電流的開斷能力，不能從根本上改變陽極觸頭表面的熔化現(xiàn)象，觸頭磨損較大，電弧電壓較高，電弧能量較大，從而限制了這種結的開斷能力，逐步被縱磁吹結構觸頭所代替?？v磁吹結構觸頭在足夠大的縱向磁場下，大電流的真空電弧仍具有擴散型真空電弧的基本特征，電弧斑點在觸頭表面均勻分布，不會產生局部的嚴重熔化。具有電磨損輕微、使用壽命長

17、、電弧壓低、電弧能量小的特點，這對于弧后介質強度恢復，提高分斷能力是十分有利的。因此縱磁吹結構觸頭目前大量使用于開斷大電流用的滅弧室。 24三、開關柜及真空斷路器在運行維護中的要求（一）、開關柜投入運行后的監(jiān)視：1、觀察主母線和分支母線，并定期測溫，如發(fā)現(xiàn)母線過熱變色，應進行檢修；2、觀察照明、控制、信號電源是否正常，各種指示是否正常；3、記錄斷路器的動作次數(shù)。 （二）真空斷路器使用中的正常檢查維護1、應經常保持清潔，定期清理絕緣件和真空滅弧室外殼上的污垢和塵埃，注意不能用水清洗，應用干凈的毛巾或綢布擦拭，如需要打濕，應使用酒精；2、給各個轉動部位添加潤滑油，各個摩擦部位均應保持有良好的潤滑狀態(tài)，以使機構動作靈活，減少機械磨損。25開關柜及真空斷路器在運行維護中的要求3、定期對斷路器的絕緣系統(tǒng)進行試驗檢查。結合大修或每13年進行工頻耐壓法試驗，以檢測真空滅弧室的真空狀態(tài)是否良好，如發(fā)現(xiàn)真空度不良、開斷電流達到規(guī)定動作次數(shù)或使用到達年限時，應更換真空滅弧室；4、定期檢查各部位緊固件，檢查各部位的固定螺釘有無松動現(xiàn)象，必要時應擰緊。5、當出現(xiàn)行程開關損壞時，儲能電機將不能停止運轉。運行人員在倒閘操作時，應注意觀察合閘儲能指示燈，以判斷合閘儲能情況；