在實際使用中多將真空斷路器裝入金屬柜�(nèi),構(gòu)�高壓開關(guān)��開關(guān)柜中除了斷路器之�,還要安裝起隔離電路作用�隔離開關(guān)、起安全保障作用的接地開�(guān)、起測量或保護作用的電流互感器和電壓互感�、起過電壓保護作用的避雷器或RC吸收器,而且還要安裝繼電保護用的二次回路元件和線��
在發(fā)電廠的開�(guān)站、輸電線路的變電�、接受電能的用戶終端變電所�,都大量采用各種開關(guān)��
大約�10年之�,裝有少油斷路器的開�(guān)柜在全國幾乎占居壟斷地位,但隨著真空斷路器的興起,少油開�(guān)拒逐步退居其�。自1993年提�'無油化改�'要求以來,更助長了這一趨勢,有的省市甚至明令禁止在城市電網(wǎng)及重要用戶的所、站建設(shè)中繼�(xù)使用少油開關(guān)�,而舊站則逐步用真空開�(guān)柜來取代少油開關(guān)��
目前我國真空開關(guān)柜方面的技�(shù)標準有:
GB3906-91 3�35kV交流金屬封閉開關(guān)�(shè)�
DL404-91 戶內(nèi)交流高壓開關(guān)柜訂貨技�(shù)條件
開關(guān)拒的技�(shù)參數(shù)與斷路器技�(shù)參數(shù)相仿,根�(jù)所裝斷路器的參�(shù)而定,不同的是,開關(guān)拒額定電流根�(jù)主回路中各電器元件(例如隔離開關(guān),或電流互感器)的小額定電流取��
高壓真空開關(guān)�,可有三種分類方�,每一類又有若干個基本類�,它們各有自己的特點�
分類方式 基本類型 �(jié)�(gòu)特點 �(yōu)缺點
按斷路器安裝方式 固定� ①斷路器固定安裝
②柜�(nèi)裝有隔離開關(guān) ①柜�(nèi)空間較寬�,檢修容�
②易于制造,成本較低
③安全性差
移開� 斷路器可隨移開部�(手車)移出柜外 ①斷路器移出柜外,更�、維修方�
②省卻隔離開�(guān)
③結(jié)�(gòu)緊湊
④加工精度較高,價格貴些
按柜�(nèi)隔室的構(gòu)� 半封閉式 柜體正面、側(cè)面封�,柜體背面和母線不封� ①結(jié)�(gòu)簡單,造價�
②安全性差
箱式 隔室�(shù)目較少,或隔板防護等級低于IP1X ①母線也被封�,安全性好�
②結(jié)�(gòu)復雜一�,價格稍�
間隔� ①斷路器及其兩端相連的元件均有隔室
②隔板由非金后板制成 ①安全性更好些
②結(jié)�(gòu)復雜,價格貴�
鎧裝� �(jié)�(gòu)與間隔式相同,但隔板由接地金屬板制成 ①安全性好
②結(jié)�(gòu)更復�,價格更�
按柜�(nèi)絕緣介質(zhì) 空氣絕緣 極間和極對地的絕緣靠空氣間隙保證 ①絕緣性能�(wěn)定②造價�
③柜體體積大�
復合絕緣 極間和極對地絕緣靠較小的空氣間隙加固體絕緣材料來保證 ①柜體體積小,但防凝性能不夠可靠
②造價高一�
SF6氣體絕緣 全部回路元件置于密閉以容器中,充入SF6氣體 ①技�(shù)復雜②加工精度要求高
①價格高
半封閉型開關(guān)�(如GG-1A(F)Z)(見圖一)和箱式開�(guān)�(如XGN和GGXZ) (見圖�)都屬于固定式,而間隔式(如JYN�)和鎧裝式開關(guān)�(KYN�)都屬于移開式�(JYN�、KYN型等其他相關(guān)開關(guān)柜的外型圖請參閱我公司產(chǎn)品樣本和�(wǎng)站上的具體說�)。在移開式開�(guān)柜中,近年來從國外引進一種稱作中置柜�,其移開部件(俗稱手車)更加小巧,高度降�,幾乎是將真空斷路器的底座添些部件就作為手車�
目前國內(nèi)開關(guān)拒,大都采用空氣絕緣形式,雖然拒體大�,但由于絕緣性能可靠、維護方�、造價較低等優(yōu)點,它仍為主�。至于復合絕�,雖在真空斷路器本體中有的型號采用了,但在開�(guān)柜中沒有大量采用,多在柜體主母線加套固體絕緣材料以增加它的絕緣可靠�。此�,對于柜�(nèi)個別部位絕緣水平略顯不足的,往往加入玻璃纖維絕緣板或者加套絕緣熱縮套�,作為輔助的措施�
除了空氣絕緣和復合絕緣之�,國外還有采用SF氣體絕緣的開�(guān)�。這種開關(guān)柜將整個導電回�,包括母�、隔離開�(guān)、真空斷路器、電�、電壓互感器、避雷器,甚至電線頭等元件全部包容在一個密閉的柜體中,�(nèi)充稍高于大氣壓力的SF氣體,由SF作為絕緣介質(zhì),稱為充氣柜。其�(yōu)點是體積縮小,與外部�(huán)境條�(如濕�、海拔高�、灰�、霧、污穢等)完全沒有�(guān)系,缺點是技�(shù)復雜、精度高、電器元件本身的可靠性要求極�,價格異常高昂。我國尚未有此類�(chǎn)品投放市��
在我國高壓開�(guān)柜的GB3906和DL404標準中,對開�(guān)柜的技�(shù)要求已有詳細�(guī)�,請參閱相關(guān)專業(yè)書籍,較為重要和實用的幾個項為:
1) 對相間及相對地的絕緣距離的要�
2) 對防凝露的爬電距離的要求
3) 對防護等級的要求�
為防止人體接近高壓開�(guān)柜的高壓帶電部分或觸及運動部�,以及防止固體異物進入殼內(nèi),IEC標準�(tǒng)一了IP防護代碼,防護等級的第四位字母表示電器設(shè)備對雨水的防護能�;由于戶�(nèi)柜體無防雨要�,也無須分級,故�(tǒng)�'X'表示。外表面�??梢宰龅絀P3X級,有必要時也可做到IP4X�。內(nèi)隔板防護要求可稍低,從IP0X到IP3X都有�
4) 對五防聯(lián)鎖功能的要求
五防�(lián)鎖對防止誤操�,減少人為事�,提高運行可靠性起到很大的作用。五防功�,指的是可以防止五種類型的電氣誤操作,這五種防誤操作功能是�
a) 防止誤分、誤合斷路器�
b) 防止帶負荷合上或分斷隔離開關(guān)(或隔離插�)�
c) 防止帶電操合接地開關(guān)或掛接地�--此功能涉及系�(tǒng)人為短路接地或人身生命安�,故定為強制性聯(lián)�。它要求:①當斷路器或上下隔離開�(guān)處于合鬧時,接地開關(guān)能被操合;②只有當接地開�(guān)合閘之后,柜體的后門和下前門才能被打開,才可能掛夾臨時性接地線。這通常采用機械�(lián)鎖方式,使得a.隔離開�(guān)處于打開位置接地開關(guān)才能操臺;b.隨之前、后門才能開啟掛接臨時接地�。作為輔助措施,可在�、后門上加�(shè)高壓帶電顯示裝置作警��
d) 防止帶有臨時接地線或接地開關(guān)合鬧時送電--此項也是強制性的,目的是保證系統(tǒng)和人身的安全�
e) 防止誤入帶電間隔--亦是強制性的,以保人身安��
歸納起來,實施五防功能方�,有非強制性的(a�)和強制性的(b、c、d、e�);有主動性防御和被動性防�。被動防御指采用高壓帶電顯示裝置,只是提示性的,不夠可靠。主動防御大致可分三類:①采用機械聯(lián)鎖裝�,用機械零部件來傳動并產(chǎn)生約�,可靠性高(除非零件損壞、斷�),宜�(yōu)先推薦使�;②采用翻牌(插頭)和機械程序銷,可靠性稍�,因鎖與匙之間并�-一對應;③采用電氣�(lián)�,可靠性又差一�,因為電磁鎖和導線都有損壞的可能,而且也需電源供電(須與�?;芈冯娫捶珠_),但�(yōu)點是可以長距離傳送�
5) 高壓帶電顯示裝置
在各類型開關(guān)柜中,經(jīng)常使用高壓帶電顯示裝�。當主回路帶有高壓電�,它�(jīng)過電容分壓原理輸出低壓電壓訊�,點燃氖燈,以燈光信號發(fā)出提�(也可以將低壓訊號變換一下去控制電磁�,構(gòu)成強制性閉�)。帶電顯示的感應元件多內(nèi)藏于絕緣子或瓷瓶當中,后者還可起到支承作�。運行人員觀察指示燈就可了解哪一段主回路在帶電運�。在維護或測試柜�(nèi)元件�,該提示信號更顯得重�。高壓帶電顯示裝置本身價格不算高,約六七百元一�(三相),占整柜價格比例很少,而對人身安全保障的作用是不小�。雖然氖泡有時會損壞,但三相同時損壞的可能性極�。因此建議設(shè)計院�(shè)計的主回路結(jié)線時,適�?shù)囟嗬L過高壓帶電顯示裝�,如果主�(jié)線圖末繪出,生產(chǎn)廠家一般不會主動加過去,因為工程計價時沒有計入,必然減少生�(chǎn)利潤�
開關(guān)柜柜后面上一般都應有帶電顯示裝置�
另外,對于進線柜主回路中從下隔離開�(guān)的上端到斷路器下接線端之間的母線,有可能的話好加裝帶電顯示器。因為此段母線①是裝�(shè)電流互感器的位置。電流互感器可能會損�,造成接地。③直接反映下隔離開�(guān)的隔離狀�(tài)。如果隔離開�(guān)傳動件失�,就可能出現(xiàn)操縱手柄打到分閘位置,而隔離開�(guān)的刀閘并沒有斷開的情�。③當檢修或測試斷路器或電流互感器而竭掛接臨時地線時,往往是在此段母線上實施接�。多一組帶電顯示就多一個監(jiān)測手段�
6) 主進線不允許停電的情況
曾經(jīng)遇到過配電房電源主進線不允許停電的情況,原因是該變電站的變壓器是三繞組�,一個高壓電源進線(帶斷路器),一個供配電�,另一個供變電站用電,即使配電房出了故�,站用電也不能停,即高壓�(cè)斷路器不能跳閘。對于這種特殊情況,配電房的開�(guān)柜訂貨時需預先向生�(chǎn)廠家聲明,否則生�(chǎn)廠家按常�(guī)�(shè)備制�,則會在主進錢柜斷路器或電流互感器的維修、測試時就會帶來相當大的危險�
解決的辦法是將下隔離開關(guān)整個獨立出來加以封�。如果是下部電纜進線的方式,則應另增一�,此柜僅裝入下隔離開�(guān)(即進線隔離開關(guān)),其出線則可用母排或高壓電纜引向主進線斷路器柜,當然還需要解決兩柜的�(lián)鎖以滿足防誤的功�(可考慮采用程序�)。如果是架空線從后柜進線的話,則可將進線(�)隔離開關(guān)整個移置于后柜�(nèi),由主柜后鐵板起封隔離作�,但此時后拒的深度必須加深�
7) 長期�(fā)熱載流能�
由于一次回路各電器元件處于密封的柜�(nèi)�(半封閉柜除外)同時運行,各自發(fā)出熱�,柜�(nèi)空氣溫度必然比柜外環(huán)境溫度高些,導致電器元件散熱困難,溫升增�。而且根據(jù)DL404--91標準的要求,開關(guān)柜應通得�110%額定電流值的溫升試驗。因�,柜�(nèi)電器元件,除電流互感器因測量、保護之需要外,其他如斷路�、隔離開�(guān)(或隔離插�)、套管等元件,均應選取比長期額定電流�(guī)格大一個檔次的�(chǎn)品,比如柜體�630A時選�800A��800A的選�1000A�1000A的選�1250A的電器元件等�
8) 母線接觸面處�
開關(guān)柜中有許多導電聯(lián)接面,有電器元件出線端對母排的聯(lián)�,也有母排對母排的聯(lián)接。有電流時導電聯(lián)接面會發(fā)�,發(fā)熱量多少與電流密度有�(guān),還與接觸面的物理狀�(tài)密切有關(guān)�
從微觀角度來看,即使經(jīng)過精細加工的接觸面也是凸凹不平的,導電作用是通過若干個碰觸而實�(xiàn)的,非部分則留有空氣�。潮濕空氣中的水分,以及大氣中的塵埃會滲入空氣隙�,在�(fā)熱和水分作用下接觸表面會氧化和污�,接觸狀�(tài)變差,接觸電阻上�,發(fā)熱量也就隨之增加。所以電氣聯(lián)接面須有保護措施,簡易的辦法是涂抹中性凡士林�?qū)щ�?,它們占?jù)接頭間的間隙,不讓空�。水分和塵埃進入,減輕氧化程�。較好的辦法是接觸面鍍錫。錫層質(zhì)地軟,在螺栓壓力下產(chǎn)生延�,增加實際的電接觸面�,而且錫不易被氧化。另外,在錫層保護下,接頭的允許�(fā)熱溫度由90℃提高到105�,頗有好處�
9) 動穩(wěn)定�
開關(guān)柜內(nèi)的主母線和引下線,在有故障電流流過時�(chǎn)生較大的電動力,電動力大小與短路電流的平方成正比。電動力有兩種:一種發(fā)生于三相母線之間,該作用力力圖擴大和縮小三相母線間距離,方向交變,頻率為工額�2�;另一種產(chǎn)生于同相母線上,只要母線不在一條直線上,每一段彼此都有作用力,力的方向是力圖使母�'板直'�
為了抗御電動�,母線需有足夠的動穩(wěn)定能�,這須借助支持絕緣子的支撐。一般來�,隔離開�(guān)的接線端板不要當作主要支撐力�,只可作輔助,當它參�(shù)較低時尤應如�。兩個絕緣子之間的距離通常不應800mm。支持絕緣子有時可用高壓帶電顯示絕緣子兼��
10) 開關(guān)柜柜體之間應有封�
在變電所或開�(guān)站中,往往將許多面開關(guān)柜并列成為一排用主母線將各柜�(lián)�(jié)起來,構(gòu)成配電網(wǎng)�。過去舊型開�(guān)柜母線室直接�(lián)�,中間無任何分隔或阻�。這樣當其中一臺開�(guān)柜出�(xiàn)閃絡故障�,電弧在將該拒燒毀的同時還要沿著聯(lián)通的母線通道燃燒過去,接連燒毀一串開�(guān)�,造成全站癱瘓停電,損失慘重,這種�(xiàn)象俗�'火燒連營'�
為了防止'火燒連營'�90年代之后除半封閉�(GG-1A(F))型固定柜之外,其余各型箱式、間隔式和鎧裝式開關(guān)柜都采取柜與柜之間分隔的措施,用接地金屬板將每柜封隔,主母線則通過穿墻套管再聯(lián)接起�。當某柜出現(xiàn)柜內(nèi)故障,事故電弧移到母線室后不能隨意縱向擴�,基本上局限于本柜�(nèi),對鄰柜影響大大降低,更不會一連串地燒下去,減少了損失。當用母線槽連接兩柜�,切記加裝隔板和套管�
11) 電纜頭安裝的高度
從底面進入柜內(nèi)的電�,多�(shù)穿越底板后再分岔,加上分相后外沿面也有絕緣要求,因此電纜頭的安裝點須有一定高�,通常以大�500mm為好。過低時,會給電纜頭制作和施工安裝帶來困�,如須套裝零序電流互感器時更感高度不夠�
當兩根及以上電纜并接�,分相電纜芯不能互相交錯,須注意不同相電纜芯之間的絕緣距離,
12) 開關(guān)柜應考慮或有降低�(nèi)部故障措�
開關(guān)柜常見內(nèi)部故�、產(chǎn)生原因和防止措施見下表:
容易�(chǎn)生內(nèi)部故障的部位 �(nèi)部故障可能產(chǎn)生的原因 措施舉例
斷路� 維護不良、機�(gòu)螺釘松動、絕緣裕度不� 定期按規(guī)定進行維護,制訂規(guī)�、增加絕緣隔�
隔離開關(guān)、負荷開�(guān)、接地開�(guān) 誤操作、接觸不良或�(fā)熱嚴� 加聯(lián)�,制訂規(guī)�;精心研磨觸頭,細心�(diào)�,敷導電�
互感� 鐵磁諧振 采用合適的電路設(shè)�,避免該類電效應
電纜� �(shè)計不� 選擇合適的尺�
布置不當 避免電纜交叉連接,安裝質(zhì)量檢�
固體或液體絕緣的損壞(缺陷或流�) �(xiàn)場質(zhì)量檢查,進行絕緣耐壓實驗
螺釘連接面和觸頭接觸� 電化腐蝕、裝配不� 使用防腐蝕被�(zhèn)層或?qū)щ�?,檢查裝配質(zhì)�
五防�(lián)� 失靈、位置松�,零件損� 維護、例行檢查時試操作,分析原因,更換零�
所有的部位 工作人員的錯� 用遮欄限制人員接近,帶電部分以絕緣包�,制訂規(guī)�,張掛警示牌
在電場作用下老化 例討試驗檢查
污染、潮�、灰塵和小動物的進入� 采取措施改進運行環(huán)境條�
過電� 防雷保護,現(xiàn)場絕緣耐壓試驗,加邂雷器或RC吸收裝置
閃絡放電 柜體開設(shè)壓力釋放窗口
維庫電子�,電子知�,一查百通!
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