高低压基本知识

一．各种标准代号

G B—国家标准

GB/T—国家推荐标准

GBJ—国家标准（工程建设）

JGJ—建筑行业标准

DL/T—电气行业标准（推荐）

JB/T—机械行业标准（推荐）

IEC—国际电工委员会

ISO—国际标准化组织

EN—欧洲标准化委员会

ANSI—美国国家标准

NEC—美国全国电气规程

BS—美国国家标准

AS—澳大利亚国家标准

UNI—意大利国家标准

DIN—德国国家标准

JEC—日本电气学会标准

CAN—加拿大国家标准

三、高压开关柜正常使用条件:

1.环境温度:周围空气温度不超过40℃(上限)，一般地区为-5℃(下限)，严寒地区可以为-15℃。环境温度过高,金属的导电率会减低,电阻增加,表面氧化作用加剧;另一方面, 过高的温度,也会使柜内的绝缘件的寿命大大缩短,绝缘强度下降.反之,环境温度过低,在绝缘件中会产生内应力,最终会导致绝缘件的破坏。

2.海拔高度:一般不超过1000米. 对于安装在海拔高于1000米处的设备,外绝缘的绝缘水平应将所要求的绝缘耐受电压乘以修正系数Ka[ka=1÷(1.1-H×10-4)]来决定。由于高海拔地区空气稀薄,电器的外绝缘易击穿,所以采用加强绝缘型电器，加大空气绝缘距离，或在开关柜内增加绝缘防护措施。

3.环境湿度: 日平均值不大于95%，月平均值不大于90%。

4.地震烈度:不超过8度。

5.其它条件:没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀及剧烈振动的场所。

第二章高压开关柜组成及分类

一、开关柜的组成；

开关柜应满足GB3906-1991《3-35 kV交流金属封闭开关设备》标准的有关要求，由柜体和断路器二大部分组成，具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。柜体由壳体、电器元件(包括绝缘件)、各种机构、二次端子及连线等组成。★.柜体的材料:1).冷扎钢板或角钢(用于焊接柜);

2)敷铝锌钢板或镀锌钢板(用于组装柜).

3).不锈钢板(不导磁性).

4).铝板((不导磁性).

★.柜体的功能单元：

1).主母线室(一般主母线布置按“品”字形或“1”字形两种结构2).断路器室3).电缆室4).继电器和仪表室5).柜顶小母线室6).二次端子室

★.柜内电器元件：

1.柜内常用一次电器元件（主回路设备）常见的有如下设备：

电流互感器简称CT[如：LZZBJ9-10]

电压互感器简称PT[如:JDZJ-10]

接地开关[如:JN15-12]

避雷器(阻容吸收器)[如:HY5WS单相型;TBP、JBP组合型]

隔离开关[如:GN19-12、GN30-12、GN25-12]

高压断路器[如：少油型(S)、真空型(Z)、SF6型(L)]

高压接触器[如：JCZ3-10D/400A型]

高压熔断器[如：RN2-12、XRNP-12、RN1-12]

变压器[如:SC(L)系列干变、S系列油变]

高压带电显示器[GSN-10Q型]

绝缘件[如:穿墙套管、触头盒、绝缘子、绝缘热缩(冷缩)护套]

主母线和分支母线

高压电抗器[如串联型:CKSC和起动电机型:QKSG]

负荷开关[如:FN26-12(L)、FN16-12(Z)]

高压单相并联电容器[如:BFF12-30-1] 等等

2.柜内常用的主要二次元件（又称二次设备或辅助设备，是指对一次设备进行监察、控制、测量、调整和保护的低压设备）,常见的有如下设备:

1.继电器

2.电度表

3.电流表

4.电压表

5.功率表

6.功率因数表

7.频率表

8.熔断器

9.空气开关10.转换开关11.信号灯12.电阻13.按钮14.微机综合保护装置等等。

二、高压开关柜分类:

1.按断路器安装方式分为移开式（手车式）和固定式

（1）.移开式或手车式(用Y表示)：表示柜内的主要电器元件(如:断路器)是安装在可抽出的手车上的，由于手车柜有很好的互换性,因此可以大大提高供电的可靠性，常用的手车类型有:隔离手车、计量手车、断路器手车、PT手车、电容器手车和所用变手车等，如KYN28A-12。

（2）.固定式(用G表示): 表示柜内所有的电器元件(如:断路器或负荷开关等)均为固定式安装的，固定式开关柜较为简单经济，如XGN2-10、GG-1A等。

2.按安装地点分为户内和户外

（1）.用于户内(用N表示);表示只能在户内安装使用，如：KYN28A-12等开关柜；

（2）.用于户外(用W表示);表示可以在户外安装使用，如: XLW等开关柜。

3.按柜体结构可分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜﹑金属封闭箱式

开关柜和敞开式开关柜四大类

（1）.金属封闭铠装式开关柜（用字母K来表示）主要组成部件（例如：断路器、互感器、母线等）分别装在接地的用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。

如K YN28A-12型高压开关柜。

（2）.金属封闭间隔式开关柜（用字母J来表示）与铠装式金属封闭开关设备相似，其主要电器元件也分别装于单独的隔室内，但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。如J YN2-12型高压开关柜。

（3）.金属封闭箱式开关柜（用字母X来表示）开关柜外壳为金属封闭式的开关设备。如X GN2-12型高压开关柜。

（4）.敞开式开关柜，无保护等级要求，外壳有部分是敞开的开关设备。如GG-1A(F)型高压开关柜

二、国际推荐及常用图例

注：1、当断路器切除短路能力不够时，可加熔断器，此时，断路器只作过载保护及操作用。

2、国家标准中已没有负荷开关这一称呼及相应的图例，平常所谓的负荷开关，实际上是隔离开关的一种，当隔离开

关的使用类别为AC-21、AC-22、AC-23时，即为所谓的负荷开关。

三、常用数据表格

表1 变压器高压短路容量500KA，低压0.4KV出口短路电流值(KA)

表2 变压器基本参数及低压基本配置估算值

表3 PE线选择

塑料线BV、BVR载流量（温升为65K，环境温升为4℃）

单片母线的载流量（A）θe=70k,环境温度为40℃

表中系母母立放的数据。当母线平放且宽度≤60mm时,表中数据应乘以0.95，>60mm时应接续以0.92。表数据与《高压配电装置规程》数据相同。

为多片铜排时，中要排间留有一定空隙，其载流量等于各单片铜排载流量之和。

抽屉内用乙炳绝缘非燃性护套软电缆JEFR载流量

7 铜母排允许短路冲击电流峰值（kA）（验证动稳定用）

铝母排允许短路冲击电流峰值（kA）（验证支稳定用）

低压柜电气间隙爬电距离

高压柜电气间隙及爬电距离

电气设备外壳防护等级IP

低压电器的使用类别

达到补偿后的功率因数时所需系数K值

所需补偿电容器千乏数Q，Q=Kp，P为有功功率千瓦数。

电缆分支线三相短路稳态电流速查表

例：若低压母线短路电流为30Ka，分支回路为长60米，120 mm2铜芯电缆，末端三相短路电流为17kA（两表对照）。母线螺栓搭接尺寸

电气实用速算法

压器低压侧电流为容量的1.5倍（精确时为1.44倍）；

压器低压出口三相短路电流为容量的150倍除以变压器短路阻抗百分数（精确时为144倍）：

压器10kV侧额定电流为容量的6%（精确时为5.8%）

6kV侧额定电流为容量的10%（精确时为9.6%）;

V三相补偿电容器额定电流为容量的1.5倍(精确时为1.44倍);

V三相电机额定电流为容量和2倍；

情况下低压侧功率因数补偿至0.95，电容器容量约为变压器容量的1/3~2/5。一般使用场所适用，特殊场合，如电阻炉气体放电灯的容量大的场所例外。

载流量估算表

厚度越小,每mm2载流量就越大.

380V笼式电机额定及起动电流保护计算

电流安培数为其容量千瓦数的2倍，其起动电流约为容量的12~14倍，对直接起动的电机，保护短路塑壳开关瞬动电流量17~24倍；对轻载且不经常起动的电机，熔丝电流为电机额定电流的2.5~3倍;对重载起动电机,熔丝电流为其额定电流倍.

补偿电容器容量如何选择?其保护熔断器如何选择?

情况,补偿总千乏数为变压器容量千伏安数和30%~40%,单只容量电流安培数为其容量千乏数的1.5倍, 断器熔丝电流不小于电容器额定电流的1.5倍.

例:

250kVA变压器,短路阻抗为6%,

4kV额定电流Ie=1.5*1250=1875A;

路电流Ik=1250/6=31250=31.25Ka;

0kV侧电流I1=12508*6%=75A;

容补偿容量约为Q=1250*1/3=420kVar.

高压电流互感器选75/5;

低压电流互感器2000/5,2500/5;

断路器选断流能力不小于35kA即可;

补偿电容器柜两台,一台200kVar,一台220kVar.

压电流互感器动稳定不符合要求时,可加大变比或另选电流互感器.

基本知识

压柜五防要求

固定柜为（1）防误拉、合断路器；

（2）防误拉、合隔离开关；

（3）防带电挂接地线；

（4）防带接地线送电；

（5）防误进入带电间隔。

手车柜（1）只有在工作/试验位置手车才能合闸；

（2）手车合闸后，手车无法移动；

（3）手车处于断开位置时，接地开关才能合上；

（4）接地开关合闸时，手车无法移至工作位置；

（5）接地开关处于分闸位置时，电缆室手动或用通用工具无法打开。

电气设备三防要求及防污等级

（1）防湿热（2）防盐雾（3）防霉菌

正常情况下，污染等级分为四级，级别越高，污染越重。（地般条件下，防污染等级达3级）

母线排列顺序及颜色

垂直母线由左右至右：A、B、C、N，直流母线正极在左、负极在右；上下布置的交流母线，由上至下为B、C、N，直流正极在上，负极在下。水平面置时，由柜后向柜前排列为A、B、C、N，直流母线正极后，负极在前。

母线涂色：交流A-黄、B-绿、C-红、PE-黄绿双色、N-淡兰，直流正极为赭色，负极为兰色。

注：N的排列为推荐顺序，不一定强制执行。

压短路冲击电流

=2.55I”

=1.5I”

压短路时

=1.84I”

=1.09I”

电流互感器动稳定倍数为K时，动稳定校验条件√2K e≥ish

稳定倍数为K T且时间为t时，热稳定校验为(K T I e)2t≥I K2tima;

a为假想时间等于短路切除时间再加0.05秒。

压常见接地系统如下表

示灯及按钮排列顺序及颜色，指示灯安装高度、电压表电流表安装位置。

源指示灯红色在右（断电），绿色在左（合闸），红色（断电）按钮在绿灯下方，绿色（合闸）按钮在红灯下方。指示灯高度不宜过2米，电压表位左、电流表位右，电流表与互感器对应。

路器的极限分断能力及使用分断能力的含义？

谓极限分断能力，指在此短路电流下，断路器能够分断，但会遭到严重损坏，必须经过大修或者进行更换，才能继续运行，使用断能力指在此电流下，断路器当然可分断电流，分断后可不经任何处理继续工作，采用极限分断能力，可降低造价，但分断极限流后要更换或大修开关，这是其不足之处，但事实上很难发生短路，即使短路短路电流也未必达到极限值。

什么是型式试验及出厂试验？各有哪些内容？

式试验是用来验证给定型式的成套设备是否符合国家标准的要求，只有通过型式试验的产品，才允许对外销售。

包括：（1）温升极限的验证；

（2）介电性能验证；

（3）短路需爱强度验证；

（4）保护电路有效性验证；

（5）电气间隙及爬电距离验证；

（6）机械操作验证；

（7）防护等级验证。

厂试验是检查工艺和材料是否合格的试验。

包括：（1）检查接线，必要时进行通电操作试验；

（2）介电强度试验；

（3）防护措施和保护电路连续性试验。

成套装置的铭牌的要求及内容是什么？

台设备应配备一至数个铭牌，铭牌应坚固、耐久，其位置应在成套设备安装好后，易于看见的地方，而且字迹要清楚。

标出：

）制造厂的名称或商标

）型号或标志号，或其它标记，据此可以从制造厂得到有关资料。

容的数据，如果适用的括，也可以在铭牌上给出，也可在技术文件中给出：

）电流类型（在交流情况下的频率）；

）额定工作规范，如额电压（即额定工作电压，额定绝缘电压，额定冲击耐受电压）、额定电流（成套设备中某一路额定电流）、额定耐受电流（成套设备某一路的耐受电流）；

）每条电路的额定电流；

）辅助电路的额定电压；

）短路强度；

）防护等级；

）对人身防护措施；

）户内使用条件；

）系统接地型式；

0）外型尺寸，顺序为高*宽*深；

1）重量。

此可风，成套开关柜内有多个回路时，铭牌无法列入各个回路的额定电流。

何谓元件的温升？知道允许温升，如何计算实际允许温度？

套设备中，各部件的温度与成套设备外部环境温度的差值即温升。不同元件及不同部位允许温升值是不一样的，如连接外部绝缘子允许温升70K，而开关金属操作手柄只允许温升15K，（环境温度为40℃时），这样，当环境温度达到40℃时，允许端子温度40=110℃，金属手柄允许温度为15+40=55℃。

升用绝对温度表示符号为K，摄氏零下273.15℃，为绝对温度0度，起点不一样，但每度绝对值是相同的。当温度为10℃时，3.15K。

根据一次系统图，在满足使用前提下，减低造价的措施

1．选用短路阻抗大的变压器，从而减少低压短路电流，为采用小断流能力的断路器制造条件；

2．减少断路器保护段数；

3．采用三极开关代替四极开关；

4．联络开关采用隔离开关或减少保护段数；

5．联路开关额定电流可选变压器额定电流之半；

6．断路器尽量用磁脱扣、热磁脱扣，不要用电子脱扣器；

7．采用断路器极限分断能力的数值。极限分断能力满足断流能力时，可认为符合要求。

8．小开关不能满足断流能力要求，加NT熔断器，不采用限流型断路器；

9．避免采用原装进口电容器；

10．电机宜直接起动，首选采用Y/△起动及自耦减压起动器，不得不采用软起动时，可采用一拖二，一拖三措施，接线首选内接法；

11．55kW及以下容量电机，只要1只CT及1只电流表即可；

12．采用普通电压电流表，避免采用数字式综合显示表；

13．条件许可时，采用固定间隔式插拔式开关取代抽屉柜；

14．630A尽量采用塑壳断路器，而不用万能式断路器；

15．柜内铜排厚度尽量不大于6mm，大电流时，优选中间1cm间隙的双铜排，能用裸排时，绝不用绝缘导线。铜排不必全部搪锡；表示铜排相序颜色，可贴标志，不必整体涂色漆；

16．进出断路器导体按脱扣器额定电流或过载整定电流。而不是按壳架电流选取，对隔离开关，不一定接额定电流选取铜排；

可参照计算电流值；

17．尽量选用不用通讯模块或带电流表模块的断路器；

18．软起动器主回路采用固定安装的刀开关加快速熔断器，不采用抽屉安装的塑壳断路器；

19．充分利用断路器的级联作用，从而选用小分断能力断路器用于大短路电流回路中。

一二次安装注意事项

．导体的过接及绝缘导线的安装

母线与母线、母线与端子过接应符合下列规定：

（1）铜与铜：室外，高温且潮湿的室内，搭接面应搪锡，干燥的室内，不必搪锡；

（2）钢与钢：搭接面镀锌或搪锡；

（3）铜与铝：在干燥室内，铜导体搭接面搪锡，在潮湿场所，铜导体搭接面搪锡，且用铜铝过渡排连接。

（4）铝与铝，搭接面不做涂层处理；

（5）钢与铜、铝搭接，钢搭接面搪锡。

单根绝缘导线安装

（1）截面在10mm2及以下单股导线，直接与设备端子相连；

（2）截面在2.5mm2及下多股铜芯线，拧紧搪锡或经接续端子与设备端子相连；

（3）截面2.5mm2以上铜芯线，除设备自带插接式端子外，须经接续端子与设备端子相连；

（4）与每只设备端子相连导线，不得多于2根；

（5）电线、电缆芯线连接端子，规格应与芯线适配，不得采用开口端子，有的施工单位用比导体大的端子，然后用短铜丝填充端子剩余空间，这是不符合要求的。

．搭接母排导体的松紧度如何确定

母排间连接应严密、接触良好、配置整齐

（1）接触面采用0.05*10mm的塞尺检查，应符合以下要求：

母排宽度80mm及以上者，不得塞入6mm，宽度为60mm及以下者，不得塞入4mm。

．二次回路设计安装注意事项

（1）对于靠近电源的二次回路，保护电器不宜采用微型断路器。因为断流能力约6千安左右，很难满足短路保护要求，可采用RT14熔断器，断流能力可达50KA，且体积小，熔断体容易更换。

（2）对于二次线路过长且复杂的回路，宜加隔离变压器作二次总电源，这对防止人身触电伤亡事故很有多用。

（3）一般情况下，二次线采用黑色绝缘线，固定敷设时，采用BV导线，活动线及接地线采用BVR或RV软线。保护线采用黄缘双色线。