开关柜设计基础电气
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开关柜机械设计基础
材料构成，同时电气元件和电路的布置应便于操作和维修，要保 证必要的安全等级。
开关柜柜体及非标准零件的设计准则 选择或设计柜体，满足环境要求、防护要求、承重要求、电
气安全及电磁兼容要求、运输使用要求和整齐美观要求。设计确 定尺寸和结构形式，设计柜内安装支架、柜门、柜顶、柜底及接 地，设计通风散热及电磁兼容措施，设计铭牌标识，完成各种非 标准零件的设计，为加工、装配、实验提供依据。
绝缘-电气间隙与爬电距离
○电气间隙： 不同电位的两
导电部件的空间 直线距离
空气中最小电气间隙
开关柜机械设计基础
绝缘-电气间隙与爬电距离
海拔修正系数
开关柜机械设计基础
绝缘-电气间隙与爬电距离
开关柜机械设计基础
绝缘-电气间隙与爬电距离
○污染等级说明：
开关柜机械设计基础
绝缘-电气间隙与爬电距离
○爬电距离 不同电位的两个导
模型设计
母排搭接要求表
开关柜机械设计基础
○搭接设计-传统
模型设计
开关柜机械设计基础
○搭接设计-反思
模型设计
电缆与母排的连接
母排与母排的连接
母排搭接设计可采用： ◎ C≥5d ◎适配相应螺栓及数量
开关柜机械设计基础
母排连接螺栓压力测试
模型设计
08年CSN传动柜母排搭接设计
开关柜机械设计基础
模型设计
水平母排改进
开关柜机械设计基础
○补充说明
补充说明与案例
➢母排加工需要去毛刺，尤其是层叠母排，高压母排还需去尖角；
➢后处理方式主要有钝化、镀锡、镀镍、镀银、环氧树脂(绝缘)；
➢在一些特殊场合，如电容器接线端子，可以采用软连接；
➢应避免两根母排之间没有空气间隙，且间隙最好为母排的壁厚；
开关柜柜体及非标准零件的设计准则 选择或设计柜体，满足环境要求、防护要求、承重要求、电
气安全及电磁兼容要求、运输使用要求和整齐美观要求。设计确 定尺寸和结构形式，设计柜内安装支架、柜门、柜顶、柜底及接 地，设计通风散热及电磁兼容措施，设计铭牌标识，完成各种非 标准零件的设计，为加工、装配、实验提供依据。
绝缘-电气间隙与爬电距离
○电气间隙： 不同电位的两
导电部件的空间 直线距离
空气中最小电气间隙
开关柜机械设计基础
绝缘-电气间隙与爬电距离
海拔修正系数
开关柜机械设计基础
绝缘-电气间隙与爬电距离
开关柜机械设计基础
绝缘-电气间隙与爬电距离
○污染等级说明：
开关柜机械设计基础
绝缘-电气间隙与爬电距离
○爬电距离 不同电位的两个导
模型设计
母排搭接要求表
开关柜机械设计基础
○搭接设计-传统
模型设计
开关柜机械设计基础
○搭接设计-反思
模型设计
电缆与母排的连接
母排与母排的连接
母排搭接设计可采用： ◎ C≥5d ◎适配相应螺栓及数量
开关柜机械设计基础
母排连接螺栓压力测试
模型设计
08年CSN传动柜母排搭接设计
开关柜机械设计基础
模型设计
水平母排改进
开关柜机械设计基础
○补充说明
补充说明与案例
➢母排加工需要去毛刺，尤其是层叠母排，高压母排还需去尖角；
➢后处理方式主要有钝化、镀锡、镀镍、镀银、环氧树脂(绝缘)；
➢在一些特殊场合，如电容器接线端子，可以采用软连接；
➢应避免两根母排之间没有空气间隙，且间隙最好为母排的壁厚；
开关柜设计基础
开关柜设计基础1. 引言开关柜是电力系统中一种常见的设备，用于控制、保护和监测电力设备和电路。
它们的设计对于电力系统的正常运行非常重要。
本文将介绍开关柜设计的基础知识，包括开关柜的功能、设计原则和常见要求等方面。
2. 开关柜的功能开关柜主要有以下功能：1.控制电路：通过开关柜可以实现对电力设备和电路的远程控制。
它们可以打开或关闭电路，调节电压和电流等操作。
2.保护电路：开关柜可以监测电路的工作状态，一旦发现异常，如过载、短路或地故障，它们将采取保护措施，如自动断电等。
3.监测电路：开关柜可以监测电路的运行情况，如电压、电流、温度等参数，并将这些信息反馈给操作员。
4.配电：开关柜用于将电力源分配到不同的负载上，确保电力系统稳定运行。
3. 开关柜设计原则在设计开关柜时，应遵循以下原则：1.安全性：开关柜应具备良好的安全性能，包括防火、防爆、防冲击等。
它们的结构应符合相关安全标准，并配备合适的保护设备。
2.可靠性：开关柜必须具备高度可靠性，能够在恶劣环境下正常工作。
可以采用双重或多重备份的设计，以确保在某个部件发生故障时，系统仍能正常运行。
3.可维护性：开关柜应具备良好的可维护性，方便维修和检查。
设计时应考虑易于拆卸、更换故障部件和清洁维护。
4.合理布局：开关柜的内部设备布局应合理，以提供足够的工作空间和排列有序的电气连接。
这样可以提高操作员的工作效率和减少错误发生的可能性。
5.统一标准：设计开关柜时应参考相关的行业标准和规范，以确保其符合行业要求。
这包括电气安装、耐热性能、净空距离等方面的标准。
6.适应性：开关柜的设计应适应不同的电力系统要求。
可以采用模块化设计，以便根据需要进行扩展或配置。
4. 常见开关柜设计要求在设计开关柜时，还需要考虑一些常见的要求，包括：1.外观设计：开关柜的外观应美观、整洁，符合现代化的电力设备形象。
可以选择适当的颜色和材料来提高其外观质量。
2.空间利用：开关柜的设计应充分利用空间，以减少设备占地面积。
开关柜电气知识培训PPT课件
某些组成部件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KYN28A-12型高压开关柜。 b、金属封闭间隔式开关柜
间隔式与铠装式相似，某些元件也分设在单独隔室 内，但具有一个或多个非金属隔板。如JYN2-12型高压开 关柜。
2020/11/2
3
c、金属封闭箱式开关柜（用字母X来表示）
2020/11/2
8
1.2. 第4位为设计序号，按产品型号证书发放的先后顺序用阿拉伯数字表示， 由型号颁发单位统一编排。
1.3.第5位为改进顺序号，按改进先后顺序用A、B、C……表示，由型号颁发单 位统一编排。
1.4.第6位为额定电压，用阿拉伯数字表示，单位千伏（kV）。 1.5.第7位为主开关类型，见下表
3.按使用场所分
a. 户内(用N表示)如：KYN28A-12等开关柜
我们公司变电所开关柜都是户内设备
b. 户外(用W表示)如XGW、XLW系列开关柜
三期项目施工用箱变上就是此类开、开关柜型号命名
开关柜型号是根据由国家机械工业部发布的行业标准 《JB/T 8754 高压开关设备型号编制办法》来命名。
除铠装式、间隔式以外的金属封闭开关柜。如XGN2-12型 高压开关柜。 d、敞开式开关柜（用字母G来表示）
无保护等级要求，外壳有部分是敞开的开关设备。如GG1A(F)型高压开关柜
2、按断路器安装方式分 a.固定式(用G表示) 表示柜内所有的电器元件均为固定式安装的。如XGN2-10、 GG-1A等。特点：简单经济，运行可靠，维修不方便。
（S） —— 配少油断路器； （L） —— 配SF6断路器 （Z） —— 配真空断路器； （F） —— 配负荷开关 （F.R）—— 配负荷开关+熔断器组合； （J.R）—— 配接触器+熔断器组合；（F-C） （G） —— 配隔离开关；
间隔式与铠装式相似，某些元件也分设在单独隔室 内，但具有一个或多个非金属隔板。如JYN2-12型高压开 关柜。
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c、金属封闭箱式开关柜（用字母X来表示）
2020/11/2
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1.2. 第4位为设计序号，按产品型号证书发放的先后顺序用阿拉伯数字表示， 由型号颁发单位统一编排。
1.3.第5位为改进顺序号，按改进先后顺序用A、B、C……表示，由型号颁发单 位统一编排。
1.4.第6位为额定电压，用阿拉伯数字表示，单位千伏（kV）。 1.5.第7位为主开关类型，见下表
3.按使用场所分
a. 户内(用N表示)如：KYN28A-12等开关柜
我们公司变电所开关柜都是户内设备
b. 户外(用W表示)如XGW、XLW系列开关柜
三期项目施工用箱变上就是此类开、开关柜型号命名
开关柜型号是根据由国家机械工业部发布的行业标准 《JB/T 8754 高压开关设备型号编制办法》来命名。
除铠装式、间隔式以外的金属封闭开关柜。如XGN2-12型 高压开关柜。 d、敞开式开关柜（用字母G来表示）
无保护等级要求，外壳有部分是敞开的开关设备。如GG1A(F)型高压开关柜
2、按断路器安装方式分 a.固定式(用G表示) 表示柜内所有的电器元件均为固定式安装的。如XGN2-10、 GG-1A等。特点：简单经济，运行可靠，维修不方便。
（S） —— 配少油断路器； （L） —— 配SF6断路器 （Z） —— 配真空断路器； （F） —— 配负荷开关 （F.R）—— 配负荷开关+熔断器组合； （J.R）—— 配接触器+熔断器组合；（F-C） （G） —— 配隔离开关；
开关柜基础知识
开关柜是指按一定的线路方案将一次设备、二次设备组装而成的成套配电装置，是用来对线路、设备实施控制、保护的，分固定式和手车式，而按进出线电压等级又可以分高压开关柜(固定式和手车式)和低压开关柜(固定式和抽屉式)。
开关柜的结构大体类似，主要分为母线室、断路器室、二次控制室(仪表室)、馈线室，各室之间一般有钢板隔离。
内部元器件包括：母线(汇流排)、断路器、常规继电器、综合继电保护装置、计量仪表、隔离刀、指示灯、接地刀等。
从应用角度划分：(1)进线柜：又叫受电柜，是用来从电网上接受电能的设备(从进线到母线)，一般安装有断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。
(2)出线柜：也叫馈电柜或配电柜，是用来分配电能的设备(从母线到各个出线)，一般也安装有断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。
(3)母线联络柜：也叫母线分断柜，是用来连接两段母线的设备(从母线到母线)，在单母线分段、双母线系统中常常要用到母线联络，以满足用户选择不同运行方式的要求或保证故障情况下有选择的切除负荷。
(4)PT柜：电压互感器柜，一般是直接装设到母线上，以检测母线电压和实现保护功能。
内部主要安装电压互感器PT、隔离刀、熔断器和避雷器等。
(5)隔离柜：是用来隔离两端母线用的或者是隔离受电设备与供电设备用的，它可以给运行人员提供一个可见的端点，以方便维护和检修作业。
由于隔离柜不具有分断、接通负荷电流的能力，所以在与其配合的断路器闭合的情况下，不能够推拉隔离柜的手车。
在一般的应用中，都需要设置断路器辅助接点与隔离手车的联锁，防止运行人员的误操作。
(6)电容器柜：也叫补偿柜，是用来作改善电网的功率因数用的，或者说作无功补偿，主要的器件就是并联在一起的成组的电容器组、投切控制回路和熔断器等保护用电器。
一般与进线柜并列安装，可以一台或多台电容器柜并列运行。
电容器柜从电网上断开后，由于电容器组需要一段时间来完成放电的过程，所以不能直接用手触摸柜内的元器件，尤其是电容器组;在断电后的一定时间内(根据电容器组的容量大小而定，如：1分钟)，不允许重新合闸，以免产生过电压损坏电容器。
开关柜设计基础(电气)PPT课件
2019/10/24
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可编辑
二、高压开关柜的电气设计
1、高压开关柜设计的基本要求 1)高压开关柜的设计，应使得正常运行、监视和维护工作能安
全方便地进行。维护工作包括:元件的检修、试验、故障的寻找和处 理。
2) 对于额定参数和结构相同而需要替代的元件应能互换。 3) 对于具有可移开部件的高压开关柜，如果可移开部件的额定 参数和结构相同，则应能互换。 4) 装在外壳内的元件，除应符合它们各自的标准外，在高压开 关柜的设计中，应考虑到下列因素的影响: ①外壳应有足够的机械强度，使得装在外壳内的开关、操动机 构及其他元件具有它们原来的机械特性和电气性能。
★.柜体的材料：1）冷轧钢板，主要用于焊接柜。如：XGN2-12；
2）敷铝锌钢板，主要用于组装柜。如：KYN28A-12。
★.柜体的功能单元（以KYN28A-12为例）：
1）母线室；（一般主母线按照“品”字型或“1”字型两种结构布置）
2）断路器手车室；
3）电缆室；
2019/9/10/24
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可编辑
一、概述
1、开关柜设计的主要内容与基本原则 开关柜的设计包括结构设计和电气设计两大部分。结构设计是基础，
它具体确定了产品的结构和性能(包括机械性能和部分电气性能)；它同 时对电气设计也有很大影响，决定着电器元件的选择、安装方式和操 作性能。结构设计与电气设计必须相互配合与协调。 1.1、开关柜设计的主要内容 结构设计包括以下主要内容: 1) 开关柜的外形尺寸和内部空间的整体布局。 2) 外壳与柜体骨架:外壳部分包括外壳材料的选择、外壳温升、防护以 及外壳各组成部分，如盖板、门、观察窗、通风窗、排气口等的设计； 柜体骨架设计包括型材的选择、连接方式、机械强度等。
开关柜设计基础电气
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二、高压开关柜的电气设计
（4）防止带接地线（开关）合断路器（负荷开关）； （5）防止误入带电间隔。 3.1、闭锁装置的类型 “五防”功能可通过闭锁装置来实现。闭锁装置是一种以防止电气误操作而在高压开关 柜中装设的一种装置。闭锁装置能保证按规定程序操作时，开关柜可以操作；否则，开关柜 不得操作。所谓“程序操作”是指按电力设备安全的要求人为规定的操作顺序。 闭锁装置可分为机械闭锁装置和电气闭锁装置两类。机械闭锁装置全部采用传动杠杆、 连杆、挡扳、滑块等机械零部件构成。电气闭锁装置是指电磁锁、闭锁电路等。
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二、高压开关柜的电气设计
举例说明：LZZBJ9-10A L:电流互感器 Z：支柱式 Z:浇注式 B：带保护级 J：加强型 9:设计序号 10：额定电压（kV） A：结构代号
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二、高压开关柜的电气设计
4.1.2 变比：一次电流/二次电流 二次电流：5A、1A；一次电流根据系统需求。 变比：100/5、200/1、2000/5
一、概述
1.2、开关柜设计的基本原则 开关柜的设计应严格遵循相关标准，如：低压开关柜的设计应遵循GB7251.1-2005《低 压成套开关设备和控制设备》、JB/T 9661-1999《低压抽出式成套开关设备》、JB/T 58772002《低压固定式成套开关设备》等标准。 开关柜的设计要保证产品质量，使设计出的产品在性能、结构、品种等方面都能很好 地满足使用者的要求；要保证所设计的产品在生产中具有良好的经济效果，可以采用最经济 的加工方法，并提高标准化、系列化和通用化水平。要防止两种偏向:一是不顾使用者的要 求，不恰当地简化产品结构，片面追求制造的经济放果，以致产品质量下降；二是片面地强 调高标准，不恰当地提高产品加工精度和扩大贵重原材料的使用，致使产品结构过于复杂， 制造成本过于昂贵。
开关柜设计基础(电气)
工艺装备的维护和保养：定期检查 和维护确保工艺装备的正常运行和 生产效率
工艺设计的优化和改进
提高工艺设计的自动化程 度减少人工操作
优化工艺流程提高生产效 率
采用先进的工艺技术提高 产品质量
加强工艺设计的环保性减 少对环境的影响
第六章
开关柜的测试与验收
测试项目和测试方法
绝缘电阻测试：测量开关柜 的绝缘电阻确保其符合标准 要求
机械设计的优化和改进
优化材料选择： 提高开关柜的耐 久性和可靠性
改进结构设计： 提高开关柜的紧 凑性和稳定性
优化散热设计： 提高开关柜的散 热效率和寿命
改进操作界面：提 高开关柜的操作便 捷性和安全性
第五章
开关柜的工艺设计
工艺流程的设计
设计原则：安全、可靠、经济、美观
设计步骤：需求分析、方案设计、详细设计、评审、修改
测试设备和测试环境
测试设备：包括电压表、 电流表、功率表等
测试环境：包括温度、 湿度、光照等
测试标准：符合国家 标准和行业标准
测试方法：包括静态 测试、动态测试等
测试结果：记录测试数 据分析测试结果提出改 进建议
测试结果的分析和处理
测试结果分析：根据 测试数据分析开关柜 的性能、安全性、可 靠性等指标
问题处理：针对测试 中发现的问题提出解 决方案如更换部件、 调整参数等
验收标准：根据国 家标准和行业规范 确定开关柜的验收 标准
验收报告：编写验收 报告包括测试结果、 问题处理情况、验收 标准等提交给相关部 门进行审核
验收标准和验收程序
外观检查：检查开关柜的外观是否完好 无损是否有划痕、变形等现象
设计内容：开关柜结构、电气元件、控制电路、保护装置、安 装方式
开关柜设计基础(电气)
影响因素
设备固有可靠性、使用可靠性、维护可靠性、环境适 应性等。
开关柜的冗余设计
并联设计
为提高使用可靠性，对关键部件采用并联设计，当一个 部件故障时，其他部件仍能正常工作。
备份设计
为提高维护可靠性，对关键部件采用备份设计，当一个 部件故障时，可以迅速切换到备份部件。
开关柜的环境适应性设计
气候防护设计
塑料在开关柜制造中主要用于绝缘部件和 内部零件的制造。常用的塑料有聚碳酸酯 、聚酯等，具有成本低、绝缘性能好等优 点。
根据实际需要，开关柜还可以使用其他材 料，如玻璃纤维增强塑料、铜等。选用材 料时应考虑其强度、绝缘性能、耐火性能 等因素。
开关柜的结构尺寸及公差要求
开关柜的结构尺寸包括宽度、深度、高度等参数，根据实际需要和标准规范进行确定。同时还需要考虑开关柜内部的空间布 局和设备的安装要求。
开关柜的结构类型及特点
中置式开关柜
采用金属封闭式结构，主要特点包括断路器在中部，方便 更换和维护，同时内部结构紧凑，空间利用率高。
固定式开关柜
采用封闭式结构，柜体固定安装，适用于较小的场所。其 结构简单，操作方便，但空间利用率相对较低。
手车式开关柜
采用金属封闭式结构，断路器在可移动的手车内，适用于 需要频繁更换设备的场所。其结构灵活，便于维护和操作 。
控制系统和监测系统的设计
控制系统设计
根据开关柜的运行要求，设计 合适的控制系统，如断路器的 分合控制、隔离开关的控制等
。
监测系统设计
监测系统应能实时监测开关柜的运 行状态，包括电流、电压、温度、 湿度等参数的监测。
设计原则
控制系统和监测系统的设计应满足 实时性、准确性和稳定性的要求。
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设备固有可靠性、使用可靠性、维护可靠性、环境适 应性等。
开关柜的冗余设计
并联设计
为提高使用可靠性，对关键部件采用并联设计，当一个 部件故障时，其他部件仍能正常工作。
备份设计
为提高维护可靠性，对关键部件采用备份设计，当一个 部件故障时，可以迅速切换到备份部件。
开关柜的环境适应性设计
气候防护设计
塑料在开关柜制造中主要用于绝缘部件和 内部零件的制造。常用的塑料有聚碳酸酯 、聚酯等，具有成本低、绝缘性能好等优 点。
根据实际需要，开关柜还可以使用其他材 料，如玻璃纤维增强塑料、铜等。选用材 料时应考虑其强度、绝缘性能、耐火性能 等因素。
开关柜的结构尺寸及公差要求
开关柜的结构尺寸包括宽度、深度、高度等参数，根据实际需要和标准规范进行确定。同时还需要考虑开关柜内部的空间布 局和设备的安装要求。
开关柜的结构类型及特点
中置式开关柜
采用金属封闭式结构，主要特点包括断路器在中部，方便 更换和维护，同时内部结构紧凑，空间利用率高。
固定式开关柜
采用封闭式结构，柜体固定安装，适用于较小的场所。其 结构简单，操作方便，但空间利用率相对较低。
手车式开关柜
采用金属封闭式结构，断路器在可移动的手车内，适用于 需要频繁更换设备的场所。其结构灵活，便于维护和操作 。
控制系统和监测系统的设计
控制系统设计
根据开关柜的运行要求，设计 合适的控制系统，如断路器的 分合控制、隔离开关的控制等
。
监测系统设计
监测系统应能实时监测开关柜的运 行状态，包括电流、电压、温度、 湿度等参数的监测。
设计原则
控制系统和监测系统的设计应满足 实时性、准确性和稳定性的要求。
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吾将上下而求索
JDZ系列
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二、高压开关柜的电气设计
4.2.2 变比:一次电压/二次电压 二次电压：100V ；一次电压根据系统电压确定 JDZ10-10： 10/0.1(单相接法) 10/0.1/0.1（V-V接法） JDZX10-10：10/√3/0.1/√3/0.1/3 （Y-Y-△接法） 10/√3/0.1/√3/ 0.1/√3/0.1/3（Y-Y-Y-△接法）
4.1.1 型号说明
一次绕组型式：M-母线式、F-贯穿复匝式、Q-线圈式、D-贯穿单匝式；
安装型式：A-穿墙式、Z-支柱式；
绝缘型式：Z- 浇注绝缘、J-树脂浇注、C-瓷绝缘、K-塑料外壳；
用途：B-保护级、D-差动保护用、J-接地保护用；
结构型式： Q（J） - 加强型、J-加大容量、W-户外式、G-改进型；
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二、高压开关柜的电气设计
举例说明：JDZ(X)10-3、6、10 J:电压互感器 D：单相 Z:浇注式 X：带剩余电压绕组 10:设计序号 3、6、10：额定电压（kV）
JDZX系列
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二、高压开关柜的电气设计
4、柜内主要一次电气元件（以KYN28A-12为例）
4.1 电流互感器 Current Transformator （简称：CT） 将大电流转换成标准小电流（5A、1A），供测量、保护用。
注：0.2级和0.2S级最大的区别是在小负荷时，0.2S级比0.2级有更高
的测量精度；主要是用于负荷变动范围比较大，而有些时候几乎空载的场合
。 0.2S级和0.2级在各负载率下的电流误差及相位误差可参见GB1208-1997
《电流互感器》，通过该国标图表中的数据，可以清楚地看出在实际负荷电
流小于额定电流的30%时，0.2S级的综合误差明显小于0.2级电流互感器。
开关柜设计基础电气
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020年4月13日星期一
一、概述
1、开关柜设计的主要内容与基本原则 开关柜的设计包括结构设计和电气设计两大部分。结构设计是基础
，它具体确定了产品的结构和性能(包括机械性能和部分电气性能)； 它同时对电气设计也有很大影响，决定着电器元件的选择、安装方式 和操作性能。结构设计与电气设计必须相互配合与协调。 1.1、开关柜设计的主要内容 结构设计包括以下主要内容: 1) 开关柜的外形尺寸和内部空间的整体布局。 2) 外壳与柜体骨架:外壳部分包括外壳材料的选择、外壳温升、防护 以及外壳各组成部分，如盖板、门、观察窗、通风窗、排气口等的设 计；柜体骨架设计包括型材的选择、连接方式、机械强度等。
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二、高压开关柜的电气设计
4.1.2 变比：一次电流/二次电流
二次电流：5A、1A；一次电流根据系统需求。
变比：100/5、200/1、2000/5
4.1.3 精度等级
0.5/10P10、0.2/0.5/10P20、0.5/5P10/5P10
测量级：0.2S、0.2、0.5S、0.5
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二、高压开关柜的电气设计
3）接线时要注意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表 明极性。一次侧用P1、P2表示；二次侧用nS1、nS2（n表示线圈绕组序号）；
4）一次侧串联接在线路中。
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二、高压开关柜的电气设计
（4）防止带接地线（开关）合断路器（负荷开关）； （5）防止误入带电间隔。 3.1、闭锁装置的类型
“五防”功能可通过闭锁装置来实现。闭锁装置是一种以防止电 气误操作而在高压开关柜中装设的一种装置。闭锁装置能保证按规定 程序操作时，开关柜可以操作；否则，开关柜不得操作。所谓“程序 操作”是指按电力设备安全的要求人为规定的操作顺序。
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二、高压开关柜的电气设计
②如果外壳内装有油浸式变压器等类似元件，当发生故障时，它
不应影响相邻设备，在运行中也应便于巡视、检查。
2、高压开关柜的基本结构
高压开关柜由柜体和断路器两大部分组成，具有架空进出线、电
4.1.4 额定输出容量 依据二次负荷额定容量进行选择，一般用VA表示，如：10VA、15VA、20VA等 。 4.1.5 注意事项：
1）电流互感器的二次侧在使用时严禁开路。使用过程中拆卸仪表或 继电器时，应事先将二次侧短路。安装时，接线应可靠，不允许二次侧安装 熔丝或开关等元件；
2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏，高压窜入二 次侧，危及人身和设备安全；
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一、概述
3) 隔板和活门。 4) 联锁，即“五防”。
电气设计包括以下主要内容: 1) 主回路:包括一次接线方案和电器元件的选择以及母线的 选择。 2) 辅助回路:包括开关电器的控制电路、保护电路、测量电 路、信号电路等。 3) 防电击(接地保护)。 4) 绝缘配合。
电缆室
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二、高压开关柜的电气设计
3、高压开关柜的“五防”设计 3.1、“五防”的基本内容
“五防”是电力系统中防止五种电气误操作的简称。据统计，电 力系统的误操作事故有80% 以上属于五种误操作，即：误分、误合断 路器；带负荷操作隔离开关；带电挂接地线或合接地开关；带接地线 开关合闸；误人带电间隔。因此，各种开关设备间必须有一定的操作 顺序，否则就会造成严重后果甚至出现事故。为此，高压开关柜应具 有“五防”功能，即: （1）防止误分、误合断路器； （2）防止带负荷分、合隔离开关； （3）防止带电误合（挂）接地开关（线）；
闭锁装置可分为机械闭锁装置和电气闭锁装置两类。机械闭锁装 置全部采用传动杠杆、连杆、挡扳、滑块等机械零部件构成。电气闭 锁装置是指电磁锁、闭锁电路等。
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二、高压开关柜的电气设计
需讨论确认的事项： 高压馈线柜（如：变压器回路、电动机回路、电容器回路等）接 地开关的联锁机构上是否需要加电磁锁？ 分析：虽然断路器底盘车与接地开关之间存在机械闭锁，但是当 断路器分闸后，高压电动机、电容器会存在反送电的现象，为了防止 带电合接地开关，一般在接地开关联锁机构上装电磁锁。而现场在进 行设备安装施工时，往往由于电磁锁的辅助电源还未供电，无法操作 接地开关，导致柜门无法打开，影响施工。（该问题的解决措施：在 柜体立柱在开一个小孔，然后用螺丝刀去使电磁锁动作。）
保护级：5P、10P，表示±5%和±10% P表示保护
准确限值系数：10、15、20、25、30（易被忽略）
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二、高压开关柜的电气设计
举例说明： 5P10表示当一次侧过流10倍时，该绕组的复合误差≤±5%； 10P10表示当一次侧过流10倍时，该绕组的复合误差≤±10%； 10P15表示当一次侧过流15倍时，该绕组的复合误差≤±10%。
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二、高压开关柜的电气设计
4.2 电压互感器 Potential Transformer （简称：PT） 将高电压转换成标准低电压（100V），供测量、保护用。
4.2.1 型号说明
相数代号：D-单相、S-三相 绝缘型式：J-油侵式、G-干式、Z-浇注式 结构型式：W-五柱三绕组、B-带补偿绕组、J-接地保护、X-带剩余电压绕组
布置）
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二、高压开关柜的电气设计
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二、高压开关柜的电气设计
A-母线室
D-继电器仪表室
C-电缆室
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缆进出线、母线联络等功能。柜体由壳体、电气元件（包括绝缘件）
、各种机构、二次端子等组成。
★.柜体的材料：1）冷轧钢板，主要用于焊接柜。如：XGN2-12；
2）敷铝锌钢板，主要用于组装柜。如：KYN28A-
12。
★.柜体的功能单元（以KYN28A-12为例）：
1）母线室；（一般主母线按照“品”字型或“1”字型两种结构
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一、概述
产品部输出的设计资料： 1）图纸类： 单线系统图、原理图（电路图）、柜体排列图、柜体交底图（含配
置清单）、二次配线图（表）、布置图（含门板布置图、小母线 布置图）、结构件图、母排加工图。 注：最后两项由结构室下发。 2）清单类： 预算清单（品牌招标和预算用）、元器件请购单、辅料请购单、分 柜清单、制作要求表、标牌清单、母排使用清单、柜体参数表。
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二、高压开关柜的电气设计
1、高压开关柜设计的基本要求 1)高压开关柜的设计，应使得正常运行、监视和维护工作能安全方
便地进行。维护工作包括:元件的检修、试验、故障的寻找和处 理。 2) 对于额定参数和结构相同而需要替代的元件应能互换。 3) 对于具有可移开部件的高压开关柜，如果可移开部件的额定参数 和结构相同，则应能互换。 4) 装在外壳内的元件，除应符合它们各自的标准外，在高压开关柜 的设计中，应考虑到下列因素的影响: ①外壳应有足够的机械强度，使得装在外壳内的开关、操动机构及 其他元件具有它们原来的机械特性和电气性能。
JDZ系列
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二、高压开关柜的电气设计
4.2.2 变比:一次电压/二次电压 二次电压：100V ；一次电压根据系统电压确定 JDZ10-10： 10/0.1(单相接法) 10/0.1/0.1（V-V接法） JDZX10-10：10/√3/0.1/√3/0.1/3 （Y-Y-△接法） 10/√3/0.1/√3/ 0.1/√3/0.1/3（Y-Y-Y-△接法）
4.1.1 型号说明
一次绕组型式：M-母线式、F-贯穿复匝式、Q-线圈式、D-贯穿单匝式；
安装型式：A-穿墙式、Z-支柱式；
绝缘型式：Z- 浇注绝缘、J-树脂浇注、C-瓷绝缘、K-塑料外壳；
用途：B-保护级、D-差动保护用、J-接地保护用；
结构型式： Q（J） - 加强型、J-加大容量、W-户外式、G-改进型；
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二、高压开关柜的电气设计
举例说明：JDZ(X)10-3、6、10 J:电压互感器 D：单相 Z:浇注式 X：带剩余电压绕组 10:设计序号 3、6、10：额定电压（kV）
JDZX系列
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二、高压开关柜的电气设计
4、柜内主要一次电气元件（以KYN28A-12为例）
4.1 电流互感器 Current Transformator （简称：CT） 将大电流转换成标准小电流（5A、1A），供测量、保护用。
注：0.2级和0.2S级最大的区别是在小负荷时，0.2S级比0.2级有更高
的测量精度；主要是用于负荷变动范围比较大，而有些时候几乎空载的场合
。 0.2S级和0.2级在各负载率下的电流误差及相位误差可参见GB1208-1997
《电流互感器》，通过该国标图表中的数据，可以清楚地看出在实际负荷电
流小于额定电流的30%时，0.2S级的综合误差明显小于0.2级电流互感器。
开关柜设计基础电气
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2020年4月13日星期一
一、概述
1、开关柜设计的主要内容与基本原则 开关柜的设计包括结构设计和电气设计两大部分。结构设计是基础
，它具体确定了产品的结构和性能(包括机械性能和部分电气性能)； 它同时对电气设计也有很大影响，决定着电器元件的选择、安装方式 和操作性能。结构设计与电气设计必须相互配合与协调。 1.1、开关柜设计的主要内容 结构设计包括以下主要内容: 1) 开关柜的外形尺寸和内部空间的整体布局。 2) 外壳与柜体骨架:外壳部分包括外壳材料的选择、外壳温升、防护 以及外壳各组成部分，如盖板、门、观察窗、通风窗、排气口等的设 计；柜体骨架设计包括型材的选择、连接方式、机械强度等。
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二、高压开关柜的电气设计
4.1.2 变比：一次电流/二次电流
二次电流：5A、1A；一次电流根据系统需求。
变比：100/5、200/1、2000/5
4.1.3 精度等级
0.5/10P10、0.2/0.5/10P20、0.5/5P10/5P10
测量级：0.2S、0.2、0.5S、0.5
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二、高压开关柜的电气设计
3）接线时要注意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表 明极性。一次侧用P1、P2表示；二次侧用nS1、nS2（n表示线圈绕组序号）；
4）一次侧串联接在线路中。
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二、高压开关柜的电气设计
（4）防止带接地线（开关）合断路器（负荷开关）； （5）防止误入带电间隔。 3.1、闭锁装置的类型
“五防”功能可通过闭锁装置来实现。闭锁装置是一种以防止电 气误操作而在高压开关柜中装设的一种装置。闭锁装置能保证按规定 程序操作时，开关柜可以操作；否则，开关柜不得操作。所谓“程序 操作”是指按电力设备安全的要求人为规定的操作顺序。
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二、高压开关柜的电气设计
②如果外壳内装有油浸式变压器等类似元件，当发生故障时，它
不应影响相邻设备，在运行中也应便于巡视、检查。
2、高压开关柜的基本结构
高压开关柜由柜体和断路器两大部分组成，具有架空进出线、电
4.1.4 额定输出容量 依据二次负荷额定容量进行选择，一般用VA表示，如：10VA、15VA、20VA等 。 4.1.5 注意事项：
1）电流互感器的二次侧在使用时严禁开路。使用过程中拆卸仪表或 继电器时，应事先将二次侧短路。安装时，接线应可靠，不允许二次侧安装 熔丝或开关等元件；
2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏，高压窜入二 次侧，危及人身和设备安全；
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一、概述
3) 隔板和活门。 4) 联锁，即“五防”。
电气设计包括以下主要内容: 1) 主回路:包括一次接线方案和电器元件的选择以及母线的 选择。 2) 辅助回路:包括开关电器的控制电路、保护电路、测量电 路、信号电路等。 3) 防电击(接地保护)。 4) 绝缘配合。
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二、高压开关柜的电气设计
3、高压开关柜的“五防”设计 3.1、“五防”的基本内容
“五防”是电力系统中防止五种电气误操作的简称。据统计，电 力系统的误操作事故有80% 以上属于五种误操作，即：误分、误合断 路器；带负荷操作隔离开关；带电挂接地线或合接地开关；带接地线 开关合闸；误人带电间隔。因此，各种开关设备间必须有一定的操作 顺序，否则就会造成严重后果甚至出现事故。为此，高压开关柜应具 有“五防”功能，即: （1）防止误分、误合断路器； （2）防止带负荷分、合隔离开关； （3）防止带电误合（挂）接地开关（线）；
闭锁装置可分为机械闭锁装置和电气闭锁装置两类。机械闭锁装 置全部采用传动杠杆、连杆、挡扳、滑块等机械零部件构成。电气闭 锁装置是指电磁锁、闭锁电路等。
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需讨论确认的事项： 高压馈线柜（如：变压器回路、电动机回路、电容器回路等）接 地开关的联锁机构上是否需要加电磁锁？ 分析：虽然断路器底盘车与接地开关之间存在机械闭锁，但是当 断路器分闸后，高压电动机、电容器会存在反送电的现象，为了防止 带电合接地开关，一般在接地开关联锁机构上装电磁锁。而现场在进 行设备安装施工时，往往由于电磁锁的辅助电源还未供电，无法操作 接地开关，导致柜门无法打开，影响施工。（该问题的解决措施：在 柜体立柱在开一个小孔，然后用螺丝刀去使电磁锁动作。）
保护级：5P、10P，表示±5%和±10% P表示保护
准确限值系数：10、15、20、25、30（易被忽略）
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二、高压开关柜的电气设计
举例说明： 5P10表示当一次侧过流10倍时，该绕组的复合误差≤±5%； 10P10表示当一次侧过流10倍时，该绕组的复合误差≤±10%； 10P15表示当一次侧过流15倍时，该绕组的复合误差≤±10%。
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4.2 电压互感器 Potential Transformer （简称：PT） 将高电压转换成标准低电压（100V），供测量、保护用。
4.2.1 型号说明
相数代号：D-单相、S-三相 绝缘型式：J-油侵式、G-干式、Z-浇注式 结构型式：W-五柱三绕组、B-带补偿绕组、J-接地保护、X-带剩余电压绕组
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A-母线室
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C-电缆室
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缆进出线、母线联络等功能。柜体由壳体、电气元件（包括绝缘件）
、各种机构、二次端子等组成。
★.柜体的材料：1）冷轧钢板，主要用于焊接柜。如：XGN2-12；
2）敷铝锌钢板，主要用于组装柜。如：KYN28A-
12。
★.柜体的功能单元（以KYN28A-12为例）：
1）母线室；（一般主母线按照“品”字型或“1”字型两种结构
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产品部输出的设计资料： 1）图纸类： 单线系统图、原理图（电路图）、柜体排列图、柜体交底图（含配
置清单）、二次配线图（表）、布置图（含门板布置图、小母线 布置图）、结构件图、母排加工图。 注：最后两项由结构室下发。 2）清单类： 预算清单（品牌招标和预算用）、元器件请购单、辅料请购单、分 柜清单、制作要求表、标牌清单、母排使用清单、柜体参数表。
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1、高压开关柜设计的基本要求 1)高压开关柜的设计，应使得正常运行、监视和维护工作能安全方
便地进行。维护工作包括:元件的检修、试验、故障的寻找和处 理。 2) 对于额定参数和结构相同而需要替代的元件应能互换。 3) 对于具有可移开部件的高压开关柜，如果可移开部件的额定参数 和结构相同，则应能互换。 4) 装在外壳内的元件，除应符合它们各自的标准外，在高压开关柜 的设计中，应考虑到下列因素的影响: ①外壳应有足够的机械强度，使得装在外壳内的开关、操动机构及 其他元件具有它们原来的机械特性和电气性能。