在實(shí)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)柜中除了斷路器之外,還要安裝起隔離電路作用的隔離開關(guān)、起安全保障作用的接地開�(guān)、起�(cè)量或保護(hù)作用的電流互感器�電壓互感�、起過電壓保�(hù)作用的避雷器或RC吸收�,而且還要安裝繼電保護(hù)用的二次回路元件和線路�
在發(fā)電廠的開�(guān)�、輸電線路的變電站、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(shì),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)�(biāo)�(zhǔn)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�,開�(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�(gè)基本類型,它們各有自己的特點(diǎn)�
分類方式 基本類型 �(jié)�(gòu)特點(diǎn) �(yōu)缺點(diǎn)
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�,成本較�
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,�(jià)格貴�
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(jià)�
②安全性差
箱式 隔室�(shù)目較�,或隔板防護(hù)等級(jí)低于IP1X ①母線也被封閉,安全性好�
②結(jié)�(gòu)�(fù)雜一�,價(jià)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)�(fù)�,價(jià)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(fù)�,價(jià)格更�
按柜�(nèi)絕緣介質(zhì) 空氣絕緣 極間和極�(duì)地的絕緣靠空氣間隙保� ①絕緣性能�(wěn)定②造價(jià)�
③柜體體積大�
�(fù)合絕� 極間和極�(duì)地絕緣靠較小的空氣間隙加固體絕緣材料來保� ①柜體體積小,但防凝性能不夠可靠
②造價(jià)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)�(fù)雜②加工精度要求�
①價(jià)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(qǐng)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�(jìn)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)�,大都采用空氣絕緣形式,雖然拒體大些,但由于絕緣性能可靠、維�(hù)方便、造價(jià)較低等優(yōu)�(diǎn),它仍為主流。至于復(fù)合絕緣,雖在真空斷路器本體中有的型號(hào)采用�,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�。此外,�(duì)于柜�(nèi)�(gè)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(fù)合絕緣之�,國外還有采用SF氣體絕緣的開�(guān)拒。這種開關(guān)柜將整�(gè)�(dǎo)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�(gè)密閉的柜體中,內(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)�(diǎn)是體積縮小,與外部環(huán)境條�(如濕�、海拔高度、灰�、霧、污穢等)完全沒有�(guān)系,缺點(diǎn)是技�(shù)�(fù)�、精度高、電器元件本身的可靠性要求極�,價(jià)格異常高�。我國尚未有此類�(chǎn)品投放市場�
在我國高壓開�(guān)柜的GB3906和DL404�(biāo)�(zhǔn)�,對(duì)開關(guān)柜的技�(shù)要求已有詳細(xì)�(guī)定,�(qǐng)參閱相關(guān)專業(yè)書籍,較為重要和�(shí)用的幾�(gè)�(xiàng)為:
1) �(duì)相間及相�(duì)地的絕緣距離的要�
2) �(duì)防凝露的爬電距離的要�
3) �(duì)防護(hù)等級(jí)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(yùn)�(dòng)部分,以及防止固體異物�(jìn)入殼�(nèi),IEC�(biāo)�(zhǔn)�(tǒng)一了IP防護(hù)代碼,防�(hù)等級(jí)的第四位字母表示電器�(shè)備對(duì)雨水的防�(hù)能力;由于戶�(nèi)柜體無防雨要�,也無須分級(jí),故�(tǒng)�'X'表示。外表面�??梢宰龅絀P3X�(jí),有必要�(shí)也可做到IP4X�(jí)。內(nèi)隔板防護(hù)要求可稍低,從IP0X到IP3X都有�
4) �(duì)五防�(lián)鎖功能的要求
五防�(lián)鎖對(duì)防止誤操�,減少人為事�,提高運(yùn)行可靠性起到很大的作用。五防功能,指的是可以防止五種類型的電氣誤操�,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(fù)荷合上或�?jǐn)喔綦x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�(qiáng)制性聯(lián)�。它要求:①�(dāng)斷路器或上下隔離開關(guān)處于合鬧�(shí),接地開�(guān)能被操合;②只有�(dāng)接地開關(guān)合閘之后,柜體的后門和下前門才能被打�,才可能掛夾臨時(shí)性接地線。這通常采用�(jī)械聯(lián)鎖方�,使得a.隔離開�(guān)處于打開位置接地開關(guān)才能操臺(tái);b.隨之前、后門才能開啟掛接臨時(shí)接地�。作為輔助措�,可在前、后門上加�(shè)高壓帶電顯示裝置作警示�
d) 防止帶有臨時(shí)接地線或接地開關(guān)合鬧�(shí)送電--此項(xiàng)也是�(qiáng)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�(qiáng)制性的,以保人身安��
歸納起來,實(shí)施五防功能方�,有非強(qiáng)制性的(a�(xiàng))和強(qiáng)制性的(b、c、d、e�(xiàng));有主動(dòng)性防御和被動(dòng)性防�。被�(dòng)防御指采用高壓帶電顯示裝置,只是提示性的,不夠可�。主�(dòng)防御大致可分三類:①采用�(jī)械聯(lián)鎖裝�,用�(jī)械零部件來傳�(dòng)并產(chǎn)生約�,可靠性高(除非零件損壞、斷�),宜�(yōu)先推薦使用;②采用翻�(插頭)和機(jī)械程序銷,可靠性稍�,因鎖與匙之間并�-一�(duì)�(yīng);③采用電氣�(lián)�,可靠性又差一�,因?yàn)殡姶沛i和導(dǎo)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)�(diǎn)是可以長距離傳��
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(dāng)主回路帶有高壓電�(shí),它�(jīng)過電容分壓原理輸出低壓電壓訊�(hào),點(diǎn)燃氖�,以燈光信號(hào)�(fā)出提�(也可以將低壓訊號(hào)變換一下去控制電磁鎖,�(gòu)成強(qiáng)制性閉�)。帶電顯示的感應(yīng)元件多內(nèi)藏于絕緣子或瓷瓶�(dāng)�,后者還可起到支承作用。運(yùn)行人員觀察指示燈就可了解哪一段主回路在帶電運(yùn)�。在維護(hù)或測(cè)試柜�(nèi)元件�(shí),該提示信號(hào)更顯得重�。高壓帶電顯示裝置本身價(jià)格不算高,約六七百元一�(三相),占整柜�(jià)格比例很少,而對(duì)人身安全保障的作用是不小�。雖然氖泡有�(shí)�(huì)損壞,但三相同時(shí)損壞的可能性極�。因此建議設(shè)�(jì)院設(shè)�(jì)的主回路�(jié)線時(shí),適�(dāng)?shù)囟嗬L過高壓帶電顯示裝�,如果主�(jié)線圖末繪�,生�(chǎn)廠家一般不�(huì)主動(dòng)加過去,�?yàn)楣こ�?jì)�(jià)�(shí)沒有�(jì)�,必然減少生�(chǎn)利潤�
開關(guān)柜柜后面上一般都�(yīng)有帶電顯示裝��
另外,對(duì)于�(jìn)線柜主回路中從下隔離開關(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?yàn)榇硕文妇€①是裝�(shè)電流互感器的位置。電流互感器可能�(huì)損壞,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(dòng)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�(dāng)檢修或測(cè)試斷路器或電流互感器而竭掛接臨時(shí)地線�(shí),往往是在此段母線上實(shí)施接�。多一組帶電顯示就多一�(gè)�(jiān)�(cè)手段�
6) 主�(jìn)線不允許停電的情�
曾經(jīng)遇到過配電房電源主�(jìn)線不允許停電的情況,原因是該變電站的變壓器是三繞組的,一�(gè)高壓電源�(jìn)�(帶斷路器),一�(gè)供配電房,另一�(gè)供變電站用電,即使配電房出了故障,站用電也不能停,即高壓�(cè)斷路器不能跳�。對(duì)于這種特殊情況,配電房的開�(guān)柜訂貨時(shí)需�(yù)先向生產(chǎn)廠家聲明,否則生�(chǎn)廠家按常�(guī)�(shè)備制�,則�(huì)在主�(jìn)錢柜斷路器或電流互感器的維修、測(cè)試時(shí)就會(huì)帶來相當(dāng)大的危險(xiǎn)�
解決的辦法是將下隔離開關(guān)整�(gè)�(dú)立出來加以封�。如果是下部電纜�(jìn)線的方式,則�(yīng)另增一�,此柜僅裝入下隔離開�(guān)(即�(jìn)線隔離開�(guān)),其出線則可用母排或高壓電纜引向主�(jìn)線斷路器�,當(dāng)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�(jìn)線的話,則可將�(jìn)�(�)隔離開關(guān)整�(gè)移置于后柜內(nèi),由主柜后鐵板起封隔離作�,但此時(shí)后拒的深度必須加��
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(shí)�(yùn)�,各自發(fā)出熱�,柜�(nèi)空氣溫度必然比柜外環(huán)境溫度高�,導(dǎo)致電器元件散熱困難,溫升增高。而且根據(jù)DL404--91�(biāo)�(zhǔn)的要求,開關(guān)柜應(yīng)通得�110%額定電流值的溫升試驗(yàn)。因�,柜�(nèi)電器元件,除電流互感器因�(cè)�、保�(hù)之需要外,其他如斷路�、隔離開�(guān)(或隔離插�)、套管等元件,均�(yīng)選取比長期額定電流規(guī)格大一�(gè)檔次的產(chǎn)品,比如柜體�630A�(shí)選用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(dǎo)電聯(lián)接面,有電器元件出線端對(duì)母排的聯(lián)�,也有母排對(duì)母排的聯(lián)接。有電流�(shí)�(dǎo)電聯(lián)接面�(huì)�(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�(xì)加工的接觸面也是凸凹不平�,導(dǎo)電作用是通過若干�(gè)碰觸而實(shí)�(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�(huì)滲入空氣隙中,在�(fā)熱和水分作用下接觸表面會(huì)氧化和污�,接觸狀�(tài)變差,接觸電阻上升,�(fā)熱量也就隨之增加。所以電氣聯(lián)接面須有保護(hù)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�(jìn)�,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)生延展,增加�(shí)際的電接觸面�,而且錫不易被氧化。另�,在錫層保護(hù)下,接頭的允許發(fā)熱溫度由90℃提高到105�,頗有好處�
9) �(dòng)�(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(shí)�(chǎn)生較大的電動(dòng)�,電�(dòng)力大小與短路電流的平方成正比。電�(dòng)力有兩種:一種發(fā)生于三相母線之間,該作用力力圖擴(kuò)大和縮小三相母線間距�,方向交�,頻率為工額�2倍;另一種產(chǎn)生于同相母線�,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(dòng)�,母線需有足夠的�(dòng)�(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(dāng)作主要支撐力�(diǎn),只可作輔助,當(dāng)它參�(shù)較低�(shí)尤應(yīng)如此。兩�(gè)絕緣子之間的距離通常不應(yīng)800mm。支持絕緣子有時(shí)可用高壓帶電顯示絕緣子兼��
10) 開關(guān)柜柜體之間應(yīng)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)�(luò)。過去舊型開�(guān)柜母線室直接�(lián)�,中間無任何分隔或阻�。這樣�(dāng)其中一�(tái)開關(guān)柜出�(xiàn)閃絡(luò)故障�(shí),電弧在將該拒燒毀的同�(shí)還要沿著�(lián)通的母線通道燃燒過去,接連燒毀一串開�(guān)柜,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�、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(dāng)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(kuò)�,基本上局限于本柜�(nèi),對(duì)鄰柜影響大大降低,更不會(huì)一連串�?zé)氯?,減少了損失。當(dāng)用母線槽連接兩柜�(shí),切記加裝隔板和套管�
11) 電纜頭安裝的高度
從底面�(jìn)入柜�(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�(diǎn)須有一定高�,通常以大�500mm為好。過低時(shí),會(huì)給電纜頭制作和施工安裝帶來困難,如須套裝零序電流互感器時(shí)更感高度不夠�
�(dāng)兩根及以上電纜并接時(shí),分相電纜芯不能互相交錯(cuò),須注意不同相電纜芯之間的絕緣距��
12) 開關(guān)柜應(yīng)考慮或有降低�(nèi)部故障措�
開關(guān)柜常見內(nèi)部故障、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(hù)不良、機(jī)�(gòu)螺釘松動(dòng)、絕緣裕度不� 定期按規(guī)定�(jìn)行維�(hù),制訂規(guī)�、增加絕緣隔�
隔離開關(guān)、負(fù)荷開�(guān)、接地開�(guān) 誤操�、接觸不良或�(fā)熱嚴(yán)� 加聯(lián)�,制訂規(guī)程;精心研磨觸頭,細(xì)心調(diào)�,敷�(dǎo)電膏
互感� 鐵磁諧振 采用合適的電路設(shè)�(jì),避免該類電效應(yīng)
電纜� �(shè)�(jì)不當(dāng) 選擇合適的尺�
布置不當(dāng) 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�,�(jìn)行絕緣耐壓�(shí)�(yàn)
螺釘連接面和觸頭接觸� 電化腐蝕、裝配不�(dāng) 使用防腐蝕被�(zhèn)層或?qū)щ姼啵瑱z查裝配質(zhì)�
五防�(lián)� 失靈、位置松�(dòng),零件損� 維護(hù)、例行檢查時(shí)試操�,分析原因,更換零件
所有的部位 工作人員的錯(cuò)� 用遮欄限制人員接�,帶電部分以絕緣包裹,制訂規(guī)�,張掛警示牌
在電場作用下老化 例討試驗(yàn)檢查
污染、潮�、灰塵和小動(dòng)物的�(jìn)入等 采取措施改�(jìn)�(yùn)行環(huán)境條�
過電� 防雷保護(hù),現(xiàn)場絕緣耐壓試驗(yàn),加邂雷器或RC吸收裝置
閃絡(luò)放電 柜體開設(shè)壓力釋放窗口