什么是开关柜，高压开关柜的结构介绍

很多朋友对什么是开关柜，高压开关柜的结构介绍不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

开关柜是指将一次设备和二次设备按照一定的规划组装而成的成套配电装置。主要用于线路和设备的控制和保护。开关柜按进出线电压等级可分为高压开关柜（固定式和手车式）和低压开关柜（固定式和抽屉式）。

高压开关柜的结构大体相似，主要分为母线室、断路器室、二次控制室（仪表室）、馈线室。每个房间一般都用钢板隔离。低压开关柜主要按元件的安装方式分类。

KYN28A-12铠装中置高压开关柜

GGD低压固定式开关柜

MNS低压抽出式开关柜

KYN61-40.5铠装移开式金属封闭开关柜

GCK低压抽出式开关柜

内部元件包括：母线（母线）、断路器、常规继电器、综合继电保护装置、测量仪表、隔离刀、指示灯、接地刀等。

1、 进线柜

又称受电柜，是用于从电网（从进线到母线）接收电能的装置。一般安装有断路器、CT、PT、隔离刀等元件。

2、 出线柜

又称馈线柜或配电柜，是用于分配电能（从母线到各出线口）的装置。一般还配有断路器、CT、PT、隔离刀等元件。

3、 公交联系

又称母线分断柜，是用于连接两段母线（母线与母线）的装置。母线连接常用于单母线分段和双母线系统，以满足用户选择不同运行方式的要求或保证。发生故障时选择性减载。

4、PT柜

电压互感器柜一般直接安装在母线上，用于检测母线电压并实现保护功能。内部主要安装有电压互感器PT、隔离刀、熔断器和避雷器。

5、隔离柜

用于隔离两端母线或隔离受电设备与供电设备。它可以为操作人员提供可见的端点，以方便维护和检查操作。由于隔离柜不具备分断或接通负载电流的能力，因此，当与其配合的断路器合闸时，隔离柜的手车无法被推或拉。一般应用中，需要设置断路器辅助触头与隔离手车的联锁，以防止操作人员误操作。

6、电容器柜

又称补偿柜，用于提高电网的功率因数，或补偿无功功率。主要部件有并联电容器组、投切控制电路、熔断器等保护电器。一般与进线柜并联安装，可并联运行一台或多台电容器柜。电容器柜与电网断开后，由于电容器组需要一段时间才能完成放电过程，因此不能直接触摸柜内的元件，尤其是电容器组；断电后一定时间内（根据电容器组的容量而定，如：1分钟）不允许重新合闸，以免造成过压损坏电容器。在执行自动控制功能时，还应注意各电容器组投切次数的合理分配，避免出现一组电容器损坏而其他组很少投切的情况。

7、计量柜

主要用于计量电能（千瓦时），分为高压和低压。一般配备隔离开关、熔断器、CT、PT、有功电能表（传统电能表或数字电能表）、无功电能表。仪表、继电器以及其他一些辅助二次设备（如负荷监测仪等）。

8、GIS柜

又称封闭式组合电器柜，是由断路器、隔离开关、接地开关、CT、PT、避雷器、母线等组成的封闭组合。采用氟化硫（SF6）作为相间和对地的绝缘措施。适用于高压、大容量电网中的配电与控制。

9、断路器

正常工作条件下，断路器处于闭合状态（特殊应用除外），电路接通。断路器在进行自动控制或保护控制操作时，能在综合保护装置的控制下进行断路或接通操作。断路器不仅能接通和分断正常负荷电流，而且能承受一定时间的短路电流（正常工作电流的几倍甚至几十倍），并能开断短路电流和排除短路电流。线路和设备有故障。

因此，断路器的主要作用是开断和接通电路（包括开断和接通正常电流和开断短路电流）。

断路器在分断和接通电路的过程中，动触头与静触头之间不可避免地会产生电弧。为了保护触头，减少触头材料的损耗，可靠地分断电路，必须采取措施尽快熄灭电弧。其中之一是使用不同的灭弧介质填充断路器动、静触头之间的空间。

根据灭弧介质的不同，断路器可分为：油断路器（多油、少油）、六氟化硫（SF6）断路器、真空断路器、空气断路器等。我们在工程中经常接触到的低压开关柜就是断路器。由于断路器的动、静触头一般包裹在盛有灭弧介质的容器内，因此无法直接判断断路器的分合闸状态。通常是通过断路器的辅助装置（如分合闸位置指针）来实现。等）来判断。

10、 隔离刀

隔离刀（或隔离开关）有明显断口，可识别接通或断开。主要用于隔离高压电源，保证线路和设备的安全维护。可分断的电流很小（一般只有几安培）。 ）。由于没有专门的灭弧装置，不能用来开断故障电流和正常工作电流，也不允许带负载进行开断操作。

11、 保险丝

保险丝是一种简单的电路保护电器。其原理是当流过保险丝的电流达到或超过设定值并持续一定时间时，其熔体熔化并切断电路。其动作原理简单，安装方便。一般不单独使用，主要与其他电器配合使用。主要动作特点：一是电流必须达到一定值，该值在保险丝出厂前已设定好，不能更改；第二，电流达到一定值后必须经过一定时间，这也是厂家设定的，无法更改。但种类很多，有延迟动作、快速动作、超快速动作等；第三，动作后本体损坏，无法重复使用，必须更换；保险丝是否熔断可以通过保险丝指示灯或熔体的外观来判断。常用的熔断器、熔断器均属于此类电器的范围。

12、负荷开关

负荷开关有简单的灭弧装置。灭弧介质一般采用空气。它可以接通和开断一定的电流和过电流，但不能开断短路电流，不能用来切断短路故障。因此，绝对不允许简单地用负荷开关来代替断路器；如果要使用负荷开关，则必须与上述高压熔断器配合使用（事实上，熔断器和负荷开关经常串联使用，用于简单的过载保护，以降低工程成本）。负荷开关与隔离刀类似，有明显的断开间隙，可以方便地判断电路是通还是断。

13、 变压器

简单来说，变压器就是利用交变电磁场实现不同电压等级的转换（实际上是电能的转换）的装置。转换前后的电压频率没有变化。根据用途可分为多种类型，如电力变压器、整流变压器、稳压器、隔离变压器、CT、PT等。我们在工程现场经常遇到的就是电力变压器。

与变压器相关的一些主要技术参数包括：

额定容量：指变压器在额定工作条件下的额定输出容量（等于UI，单位为KVA）；

额定电压：空载、额定分接时的端电压值（即一次侧、二次侧电压值）；

空载损耗：变压器在空载状态下的损耗（又称铁损）；

空载电流：空载情况下流过原边线圈的电流值；

短路损耗：一次侧额定电流与二次侧短路引起的损耗（主要是线圈电阻引起的）；

分接头的概念：为了满足电网运行的需要，一般变压器在高压侧都设有分接头。这些抽头的电压值以额定电压的百分比表示，即所谓的抽头电压。例如，高压10KV变压器有5%的抽头，这意味着变压器可以在三个电压等级下运行：10.5KV（+5%）、10KV（额定）和9.5KV（-5%）。一般来说，有载调压变压器的抽头数（抽头点）较多，如7个抽头点（32.5%）、9个抽头点（42%）等。由于不能完全保证分接开关的同步投切，有载调压变压器一般不能并联运行。

有功负载：电力系统中产生机械能或热能的负载。然而，负载中的纯阻性负载仅消耗有功功率。电加热、电炉、照明等用电负载属于完全有源负载。异步电机和同步电机的负载都消耗有功功率和无功功率。做功产生机器能量的部分是有源负载。有功负载必须由发电机的有功功率提供。

无功负载：电气负载中不做功的部分。无功功率仅在感性负载中消耗。如：变压器、电机、空调、冰箱等。因此，发电机在输出有功功率的同时，还需要提供无功功率。当无功功率不能满足电网时，系统电压就会下降。为了满足用户的需要，变电站必须安装无功补偿器，以保持无功功率的平衡，从而维持电压水平。

事故备用金：电力系统备用容量的组成部分之一。由于发电设备暂时或永久性故障可能影响供电，因此系统必须设置一定数量的应急备用电源，以保证电力设施的安全。

系统分解：为了防止系统失步和事故扩大，采取的措施是将整个电力系统分解为多个不再同步运行的独立系统。解耦后，部分本地系统可能会出现功率不足，导致频率、电压下降的情况。因此，需要去掉部分负载，防止整个系统的稳定性被破坏。

14、PT(TV)/CT(AV)变压器

变压器实际上是一种特殊的变压器，主要用于一次电路与控制电路的电气隔离，从而扩大二次设备（仪表、综合保险等）的使用范围。使用PT/CT可以防止一次电路的高压/大电流直接进入二次控制设备（如仪表、综合保护装置等），也可以防止一次电路的运行受到影响。受控制设备故障影响。

电流互感器（CT、AV）的特点是：一次侧绕组N1粗且少，二次侧绕组N2细且多，二次侧额定电流I2一般为5A（根据N1I1=N2I2，可以近似计算一次侧电流I1，或根据一次侧电流I1选择相应变比的电流互感器）。由于CT工作时，CT的一次绕组和二次绕组分别串联在一次回路和二次控制回路中，根据变压器U1I1=U2I2的特性，可以得出工作电压二次侧工作时的特性为：开路时很大，所以CT绝对不允许开路。根据用途，通常可分为保护用CT和测量用CT。当一次回路发生短路故障时，测量CT易饱和，限制二次电流（二次绕组侧电流I2）过大，保护综合保护装置；当一次回路发生短路故障时，保护CT不应饱和。发生保护现象，保证综合保护装置可靠运行。

变比：变压器高压侧绕组与低压侧绕组的匝数之比称为变比，可以近似地用高压侧额定电压之比来表示到低压侧。 3、 电压互感器（PT、AV）的特点是：初级绕组匝数较多N1，次级绕组匝数较少N2，相当于降压变压器（次级侧额定电压为一般为100V）。由于PT工作时，PT的初级绕组和次级绕组分别并联到初级回路和次级控制回路电压线圈，并且由于电压线圈的阻抗很大，所以次级上的电流PT侧很小，次级绕组近似处于空载状态；但次级绕组本身的阻抗很小，所以如果次级绕组短路，就会引起很大的次级电流（N1I1=N2I2）。因此，PT的次级绕组一定不能短路。

15、 手车/抽屉

手车和抽屉分别是高压开关柜和低压开关柜的组成部分，分别安装有高压断路器、低压断路器及其继电器等元件。分为手车式开关柜（高压）和抽屉式开关柜（低压）。其功能与固定式开关柜基本相同。主要区别在于它们便于维护和检查（手车和抽屉都可以通过机械操作机构摇动手柄来推入和拉出）。手车和抽屉一般有工作（正常运行时）、测试（试运行和现场测试时）和退出（维护和检修时）三种位置状态。

16、 接地刀

接地刀（又称接地开关）的主要用途：一是用于线路、设备检修时保证人员安全；其次，可以用来人为地造成系统接地短路，以达到控制和保护的目的。第一个函数很容易理解，不再介绍。第二个作用是：接地刀通常连接在降压变压器的高压侧。当受电端故障或变压器内部故障时，接地刀开关应自动闭合，造成接地短路故障，迫使送电端（上端）断路器迅速动作，切断故障，所以这是人为的接地短路故障。目的是保证送电端断路器能够快速动作。

17、中菱电器

主电器是向各种电气系统发出控制指令的机械操作的控制电器，用于系统内各种信号的转换和传输。常用的转换开关、按钮、旋转开关、位置开关、信号灯等都属于主要电器的范围。

18、 接触器

接触器是用于长距离频繁接通和断开交、直流主电路和大容量控制电路的电器。主要控制对象为电机、照明、电容器组等，分为交流接触器和直流接触器。与断路器相比，不同之处在于：操作频率很高（因此要求其电气寿命和机械寿命足够长）；具有较高的分断和接通能力，但一般用于1KV及以下电压等级。介质，不能与几十千伏、几百千伏的断路器相比。

19、继电器

继电器是控制回路中用来控制其他电器（通常是一次电气主设备）动作或在主电路中起保护和信号转换作用的电器。它们仅适用于小容量控制回路的远距离分断和合闸。如：交直流电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、热继电器等。

20、生产设备

常见的开关柜生产设备有：

钣金设备：数控冲床、剪板机、折弯机。这三件是钣金生产的基本工具，主要用于制作开关柜柜体。钣金加工精度对高压手车式开关柜和低压抽屉式开关柜影响较大。

AMADA钣金柔性生产系统

焊接：激光焊机、CO2保护焊、点焊机。焊接设备在开关柜的生产过程中很少使用，主要用于固定柜体的生产。

喷塑设备：开关柜表面静电喷塑。静电喷涂是利用静电吸附作用，将粉末涂料吸附到金属表面，经高温固化后在表面形成保护膜的完整工艺过程。静电喷涂不需要更稀的材料，施工不污染环境，对人体无毒；涂层外观质量优良，附着力和机械强度强；喷涂施工固化时间短。喷塑设备主要有酸洗、脱脂、磷化、静电喷涂、固化等工艺，每种工艺使用的设备不同。目前多采用喷塑生产线。

诺信喷涂生产线

母线加工设备：母线加工设备主要用于开关柜内及柜间铜母线的切割、冲孔、弯曲等。目前，使用许多多工位母线加工机。

多工位数控母线加工机

装配设备：装配设备是生产工人在开关柜生产过程中使用的装配设备。除一般电动工具外，还有气动批处理机、剥线机、压着机等。

21、测试

常见的测试包括：

型式试验：对按一定的设计要求制造的一台或多台装置或设备进行的试验，以检验设计要求是否满足一定的规范。

例行测试：又称工厂测试，是对每台装置或设备在制造过程中或完工后进行的测试，以确定装置或设备是否符合一定标准。如防护等级测试。

防护等级测试仪

介电试验：是测试介质电气特性的各种试验的总称，包括：绝缘、静电、耐压等。 抽样试验：也采用从一批产品中随机抽取若干样品进行试验以确定样品是否符合一定的标准。

寿命试验：确定产品在规定条件下可能的寿命的试验，或评价、分析产品寿命特性的试验。

耐压试验：对产品在规定条件下进行的试验，包括在一定时间内为一定目的进行的特定操作，如重复操作、短路、过电压、振动、冲击等，属于破坏性试验。

调试试验：在现场对产品进行的试验，以证明安装正确、产品运行正常。

黄飞

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