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1、电气车间,10KV中压开关柜结构及原理,一、电压的分类,对于电气设备来讲，习惯上将1KV及以上划为高压，1KV以下为低压。而电力系统对于电压的划分为:1KV以下为低压，1KV-66KV为中压，66kv-330KV是高压，330KV-750KV 为超高压，750KV以上是特高压 对于开关柜来讲，低压范围是500V以下，但是个别煤矿690V也划在低压供电范围里;中压值3KV，6KV和10KV;高压指24KV，35KV，66KV。其中66KV很少用开关柜。,二、KYN28-12的含义,KYN28-12铠装移开式交流金属封闭开关设备适用3.6-12KV三相交流50HZ电网作为接受和分配电能并对电路实行
2、监测、控制和保护之用。可用于单母线、单母线分段系统并且具有完善、可靠的防误操作功能K-铠装y-移开式n-户内28-设计序号12-3.6-12KV三相交流50HZ电网,中压开关柜内容区域划分,开关柜结构图A断路器隔室B母线隔室C电缆终端隔室D低压隔室,ABB Group February 14,2023|Slide 4,柜内的主要安装构件,活门断路器二次插头主母线母线套管接地开关静触头盒支持绝缘子(可选配带电显示装置)绝缘隔板电缆连接终端 板式加热器电流互感器泄压板,A低压室B断路器室C母线室D电缆室,开关柜手车的三个位置,工作位置,试验位置,检修位置,断路器与一次设备有联系，合闸后，功率从母线
3、经断路器传至输电线路。,二次插头可以插在插座上，获得电源。断路器可以进行合闸、分闸操作，对应指示灯亮；断路器与一次设备没有联系，可以进行各项操作，但是不会对负荷侧有任何影响，所以称为试验位置。,断路器与一次设备（母线）没有联系，失去操作电源（二次插头已经拔下），断路器处于分闸位置。,开关柜开关柜手车的三个位置手车的三个位置,（二）开关柜联锁装置,开关柜具有可靠的联锁装置，满足五防的要求，切实保障了操作人员及设备的安全。,a、仪表室门上装有提示性的按钮或者转换开关，以防止误合、误分断路器。b、断路器手车在试验位置或工作位置时，断路器才能进行合分操作，而在断路器合闸后，手车无法移动、防止了带负荷误
4、推拉手车。c、仅当接地开关处在分闸位置时，断路器手车才能从试验/检修位置移至工作位置。仅当断路器手车处于试验/检修位置时，接地开关才能进行合闸操作。这样实现了防止带电误合接地开关，以及防止接地开关处在闭合位置时分合断路器。,（二）开关柜开开关开关柜联锁装置柜关柜联锁装置,d、接地开关处于分闸位置时，开关柜下门及后门都无法打开，防止了误入带电间隔。,开关柜盘后门与接地开关联锁示意图,e、断路器手车在试验或工作位置，没有控制电压时，仅能手动分闸不能合闸。,f、断路器手车在工作位置时，二次插头被锁定不能拔出。g、各柜体间可实现电气联锁。h、开关设备上的二次线与断路器手车上的二次线的联络是通过手动二次
5、插头来实现的，二次插头的动触头通过一个尼龙波纹收缩管与断路器手车相连，二次静触头座装设在开关柜手车室的右上方。断路器手车只有在试验、断开位置时，才能插上和解除二次插头，断路器手车处于工作位置时由于机械联锁作用，二次插头被锁定，不能被解除。,开关柜二次插头被锁定示意图,10,高压开关柜“五防”,防止误分合断路器断路器手车必须处于工作位置或试验位置时，断路器才能进行合、分闸操作。防止带负荷移动断路器手车断路器手车只有在断路器处于分闸状态下才能进行拉出或推入工作位置的操作。防止带电合接地刀断路器手车必须处于试验位置时，接地刀才能进行合闸操作。防止带接地刀送电接地刀必须处于分闸位置时，断路器手车才能推
6、入工作位置进行合闸操作。防止误入带电间隔断路器手车必须处于试验位置，接地刀处于合闸状态时，才能打开后门；没有接地刀的开关柜必须在高压停电后（打开后门电磁锁），才能打开后门。,11,机械闭锁功能,当接地开关及断路器在分闸位置时，手车才能从“试验/隔离”位置移至“工作”位置；而接地开关在合闸位置时，手车不能从“试验/隔离”位置移至“工作”位置；只有手车处于“试验/隔离”位置或移开位置时，接地开关才能操作；断路器只有在断路器手车已正确处于“试验/隔离”位置或“工作”位置时才能进行合闸操作；断路器手车在“试验/隔离”位置或“工作”位置时，但没有控制电压时，断路器仅能手动分闸，不能合闸；,12,机械闭锁
7、功能,手车在“工作”位置，二次插头被锁定，不能被拔除。仅当接地开关合闸时，电缆室门才允许被打开，且只有关闭电缆室门后，接地开关才允许被分闸。当手车移开后，活门可用挂锁锁定。,13,电气闭锁功能,电气闭锁功能:断路器在分断状态,在该回路上的邻柜隔离小车非电流互感器小车才能摇动。隔离小车或电流互感器小车在“工作”位置时，在该回路的邻柜，断路器才能合闸。母线带电时，隔离小车或电流互感器小车不能拉出推进。母线带电时，接地开关不能进行操作。,10KV开关柜常见事故与处理方法1、断路器合不上 1）操作电源电压不足，应调整；2）合闸线圈回路内熔断器熔断或回路导线松动，应更换保险，接通回路；3）操作控制开关损
8、坏，辅助开关接触不良，应更换操作控制开关，更换辅助开关；4）合闸线圈烧坏，应更换；5）二次插头接触不良，应正确操作，保持接触良好；6）各种行程调整不当，应按工艺要求重新调整；7）手车定位不到位，应调整定位装置或行程开关；8）机构储能不到位，应调整储能机构。,3、其他故障1）电动机储能驱动机构不储能，原因可能是储能电动机二次回路故障，应排除；2）断路器合上又跳开，原因可能是跳闸线圈铁心在高位卡住，操作机构、连锁结构不良或未复位，应按工艺要求修整；3）断路器合闸时作连续合、跳动作，原因可能是辅助触点原因或防跳回路故障，应调整、排除,2、断路器不分闸1）操作电源电压不足，应调整；2）操作回路中熔断器
9、熔断，二次插头不到位或导线断线，应更换熔断器熔丝，插好二次插头，接通操作回路；3）断路器辅助触点接触不良或未接触，应清理、调整或更换；4）跳闸线圈或操作机构卡死而烧坏，应更换和检查机构的情况并修复；5）手车定位不到位，应调整定位装置或行程开关。,中压开关柜无特殊要求的情况下均使用敷铝锌钢板作为开关柜柜体材料；敷铝锌钢板表面镀层是由55%铝、43.4%锌与1.6%硅在高温下固化而成，其整个结构是铝-铁-硅-锌四元结晶体其敷铝锌层对钢板表面具有双重保护作用；锌的牺牲阳极保护功能铝的障碍保护功能,柜体材料-覆铝锌钢板,即当覆铝锌钢板表面损伤发生氧化时，锌层起到牺牲阳极保护作用以保护钢板表面；同时铝形
10、成稳定的氧化铝层，覆盖氧化部位以隔绝空气，双重保护功能阻止了进一步氧化发生铝锌合金粉末对钢板切口断面具有保护功能敷铝锌钢板在金加工时，覆在其表面的铝锌合金粉末会将冲切的端口覆盖1/3以上；由于切口端面周边覆盖粉末开始溶解，形成氧化锌、和氢氧化铝等致密保护皮膜，保护皮膜将慢慢覆盖整个切口端面，阻止切口端面的进一步氧化。,铜排标准（GB/T 5585.12005）纯度 矩形分支铜排抗拉强度(N/mm2)D 型主母线抗拉强度(N/mm2),ABB Group February 14,2023|Slide 19,开关柜选材高纯度无氧铜材,高纯度的无氧铜保证了更高的电导率和更低的温升高机械强度的铜排才能
11、保证足够的抗电动力强度，减少支持绝缘子，从而减少了可能发生的故障点。较好的延展性保证了铜排在折弯的时候不发生桔皮开裂所有的分支铜排均带R5倒角，局部电场均匀，不产生尖端放电,材料性能,开关柜选材-RAYCHEM绝缘热缩套,Fillers/Additives for Polymers/Elastomers,碳黑,使用:导电率 UV 屏蔽 增强剂 颜料,热稳定剂,使用:UV 吸收剂 长时间老化,使用:抗热效应 长时间老化,使用:降低成本 UV 屏蔽 增强剂,使用:混合添加 加工速度 表面完整,紫外线稳定剂,其他填充剂,加工添加剂,使用:色素 紫外线屏蔽 抗电痕,氧化铁,抗电痕添加剂,使用:抗电痕
12、焰阻,油,使用:添加剂配合 绝缘强度 粘稠性调和剂,聚合材料,有四十多年实际运行经验的RAYCHEM 绝缘热缩套采用的是针对开关行业特殊配方的填充剂/添加剂,采用CuCr或WCAg合金触头材料在达到1000级（ANSI标准）的200m2 洁净室中完成组装一次封排工艺，在 800C的高温下进行抽高真空，并同时完成焊接和密封,ABB Group February 14,2023|Slide 21,真空灭弧室安全可靠的保证,真空灭弧室触头安全可靠的保证,50 次满容量短路开断后,新触头,铜铬合金（CuCr）螺旋触头,-6807 E 27-06-2001-,ABB Group February 14,
13、2023|Slide 23,整体浇注式级柱可靠性设计,ABB Group February 14,2023|Slide 24,IEC GB/DL(中国标准)DIN(德国标准)CEI(意大利标准)GOST(俄罗斯标准)DNV(挪威船级社标准)IEEE(美国核电标准)RCC-E(法国核电标准),真正安全可靠的产品必须通过各种标准规定的所有型式试验来验证,内部燃弧试验,ABB Group February 14,2023|Slide 25,依据：IEC62271-200 等同GB3906-2005 的规定，抗内部故障电弧试验为强制型式试验要求，防护等级为：IAC AFLR,通过内部燃弧试验所要求的6
14、项判据：判据1:门、盖板等应正确地固定好且没有开启；判据2:设备中可能产生危险的零部件不应飞出；判据3:不应由于燃烧或其他效应致使电弧将设备易触及的外壳表面烧穿；判据4：垂直布置的指示器不应点燃；判据5：水平布置的指示器不应点燃；判据6：所有接地连接仍然是可靠的；,ABB Group February 14,2023|Slide 26,内部燃弧试验后形态50KA 1S,ABB Group February 14,2023|Slide 27,元器件安全可靠性验证避雷器,1.避雷器在能量过载状态下，电弧产生的高压气体从封装泄出以释放压力。,2.内部发生的电弧能量释放和电弧的移动,理想的短路电流释放
15、状态,依据IEC 60099-4 cl.6.11进行的短路电流测试,测试前,测试后，外观基本完好,测试后的局部细节,通过测试,元器件安全可靠性验证避雷器,ABB Group February 14,2023|Slide 29,测试前,测试后，爆裂,测试后在周围找到的残片,未能通过测试,元器件安全可靠性验证避雷器,ABB Group February 14,2023|Slide 30,影响寿命的因素,1、环境因素：高湿度可能引起绝缘件的局放和劣化；长期高温满负载运行加速了热老化过程；2、元器件故障：虽然一些不可预知的故障可能发生，通过质量控制，定期检验和维护，可大大降低发生的风险；3、机械磨损：
16、由于操作次数的增加而造成的机械磨损问题在配电设备并不多见，按照维护手册进行维护、保养，可及时发现并解决问题；,ABB Group February 14,2023|Slide 31,VD4 所用的P7型固封极柱(SN：1176090),浇注式极柱及真空灭弧单元,断路器的发展方向-小型化模块化,真空灭弧室进一步小型化极柱外绝缘的增强和改进,单纯空气绝缘,套筒式极柱,浇注式极柱,开关柜的发展方向-小型化,空气绝缘开关柜铠装式中置式是12/40.5kV主流产品空气绝缘到复合绝缘 尺寸更小电极形状改进 安全性更高,ABB Group February 14,2023|Slide 34,断路器手车的发展方向-智能化马达驱动,UniGear ZS1 在全球首先推出马达驱动断路器手车技术,具有专利技术的马达驱动手车数字保护单元,谢谢观看,
