开关柜设计基础电气
2024版低压开关柜基础知识培训ppt课件
处理方法
根据故障诊断结果，采取相应的处 理措施，如更换损坏的部件、紧固 松动的螺丝、清洁脏污的表面等。
预防措施
针对常见故障，制定预防措施，避 免类似故障再次发生。同时，加强 开关柜的巡检和维护，确保其稳定 运行。
07 低压开关柜新技 术应用及发展趋 势
智能化技术应用
传感器技术
01
通过安装传感器，实时监测开关柜的温度、湿度、电流、电压
可再生能源利用
利用太阳能、风能等可再生能源为开关柜供电，降低能源消耗和 碳排放。
未来发展趋势预测
高度集成化
开关柜将向高度集成化方向发展，实现更小体积、 更高性能。
绿色环保成为主流
随着全球环保意识的不断提高，绿色环保材料和 技术将成为开关柜发展的主流趋势。
ABCD
智能化水平提升
随着人工智能、机器学习等技术的不断发展，开 关柜的智能化水平将不断提升。
定制化服务需求增加
客户对开关柜的定制化服务需求将不断增加，企 业需要提供个性化的解决方案。
THANKS
感谢观看
准备安装所需工具、 材料和测试设备，确 保施工顺利进行。
熟悉安装图纸和技术 要求，了解现场布局 和接线方式。
安装步骤详解
设备就位
将低压开关柜放置在基础上， 调整水平度并固定。
二次接线
根据图纸进行二次接线，包括 控制线、信号线等。
基础制作
按照图纸要求制作设备基础， 保证基础水平且牢固。
母线连接
按照接线图连接母线，确保连 接紧固、接触良好。
等参数，实现远程监控和预警。
通信技术
02
利用物联网、云计算等通信技术，实现开关柜与系统之间的信
息交互和远程控制。
高压开关柜培训资料
02
高压开关柜工作原理
高压开关柜的电气工作原理
总结词
高压开关柜的电气工作原理主要是通过断路器、隔离 开关、接地开关、电流互感器、电压互感器等设备来 实现电力系统的控制、保护和监测功能。
详细描述
高压开关柜的电气工作原理涉及电力系统的基础知识 ，包括电力系统的组成、电压等级、负荷类型以及电 力系统的运行方式等。同时，高压开关柜的电气工作 原理还涉及到断路器、隔离开关、接地开关等设备的 操作原理和操作顺序，以及电流互感器、电压互感器 的变比选择和极性标注等细节。此外，高压开关柜的 电气工作原理还涉及到保护继电器和测量仪表的使用 和校准方法，以确保电力系统的安全稳定运行。
维修
对于损坏的部件，应进行维修或更换。在维修过程中，应注意安全，避免带电操 作。
04
高压开关柜安全与防护
高压开关柜的安全措施与规范
严格遵守安全操作规程
在进行高压开关柜的操作时，应按照相关规程进行，禁止未经授 权进行操作。
设备检查与维护
定期对高压开关柜进行检查，确保设备运行正常，及时消除安全隐 患。
高压开关柜的机械工作原理
要点一
总结词
高压开关柜的机械工作原理主要是通过断路器操作机 构、传动机构、闭锁机构等机械部件来实现断路器的 分合闸操作。
要点二
详细描述
高压开关柜的机械工作原理涉及机械基础知识，包括 机械传动、机械机构设计、材料力学等。同时，高压 开关柜的机械工作原理还涉及到断路器操作机构的类 型和特点，以及传动机构的设计和优化方法。此外， 高压开关柜的机械工作原理还涉及到闭锁机构的设计 和闭锁原理，以及闭锁机构的调整和维护方法，以确 保高压开关柜的安全运行。
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。
开关柜基础知识
耐压参数
3.额定频率 额定频率的标准值为16.67Hz、25Hz、50Hz。 三相开关设备的额定频率标准值为50Hz。 4.额定电流 开关设备的额定电流是开关设备在规定使用和性能条件 下能持续通过的电流有效值。如630A、1250A、3150A。 功能单元是以单元内各主回路元件中具有最小额定电流的 元件的值，作为该单元的额定电流。 5.额定短时耐受电流（热稳定） 在规定使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备 在合闸位置能够承载的电流的有效值。 20kA、 25kA 、 31.5kA 、 40kA 、 50kA 。
电缆出线
开关柜的主要技术参数
额定电流(通常同进线开关大小相同) 额定电压/额定绝缘电压(400/1000V) 进出线方式 额定短时耐受电流( Icw/1s) 柜体内部功能区域的划分(隔离方式)
外壳防护等级
安装地点及方式 外形尺寸(同用户现场面积有关)
颜色及表面处理
接地系统
1.额定电压 额定电压为开关设备所在系统的最高电压上 限。标准值：3.6，7.2，12，24，40.5 2.额定绝缘水平 衡量开关设备绝缘水平两个非常重要指标： 额定短时工频耐受电压（1min）和额定雷电冲击耐 受电压。 电力行业标准比GB11022要求高些，电力行业标准 DL/T593还规定便于现场测量的空气绝缘距离。
6.额定峰值耐受电流（动稳定） 在规定使用和性能条件下，开关设备在合闸位置能够承载的额 定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 50kA、 63kA 、 80kA 、 100kA 、 130kA 。 额定峰值耐受电流一般取额定短时耐受电流的2.55倍。 7.额定短路持续时间 开关设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 0.5S，1S， 2S ，3S，4S。
35kV开关柜的基础知识、结构和五防联锁详解
断路器小车位置与接地刀闸的联锁
只有当断路器小车处于“试验位置”时， 接地刀闸才能合闸（防止带电合地刀） ； 当接地刀闸处于合闸位置时，断路器小 车无法向“工作位置”推进（防止带地刀 合闸）。
断路器小车与二次插头的联锁
只有当手车在试验位置或检修位置时， 二次插头才能被拔下来；当手车在“工 作位置”时，二次插头被锁定，不能被 拔下。
35kV开关柜的联锁
五防联锁概念
为了防止现场操作人员无意识地实施错 误的操作，从而导致事故，在开关柜的 设计中加入强制联锁装置或采取提示性 的措施，包括电气联锁和机械联锁。
五防的内容
1.防止误合、误分断路器；2.防带负荷 拉合隔离开关或手车出头；3.防带电挂 接地线；4.防带地线或地刀合隔离刀闸； 5.防误入带电间隔。
PART THREE
35kV开关柜的联锁
35kV开关柜的联锁
五防联锁概念
为了防止现场操作人员无意识地实施错 误的操作，从而导致事故，在开关柜的 设计中加入强制联锁装置或采取提示性 的措施，包括电气联锁和机械联锁。
五防的内容
1.防止误合、误分断路器；2.防带负荷 拉合隔离开关或手车出头；3.防带电挂 接地线；4.防带地线或地刀合隔离刀闸； 5.防误入带电间隔。
活门关闭
活门打开
断路器室内设有活门（俗称隔离挡板），当 手车处于工作位置时，活门自动打开；当手车 处于试验位置和检修位置时，活门关闭，并且 在静触头带电的情况下，不允许随意打开隔离 当板。
仪表室
仪表室内主要用于安装继电器等二次设备以 及二次控制、保护的接线。仪表室门上一般装 有35kV开关柜保护测控装置。
工作 电装置。 明，在此录入上述图表的综合描述说明，
35kV高压开关柜内部含有高压断路器、高压
配电基础知识
1．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。
开关柜结构设计基础试题答案
开关柜结构设计基础试题及答案1．开关柜装配用普通M10螺母（GB41-86）可以承受的静载荷大约是多少？螺母高度约是多少？螺距是多少？配用普通加强平垫圈的外径和厚度约为多少？弹簧垫圈的厚度约为多少？（6分）静载荷：约800Kg 螺母高度：约9。
5 螺距：1。
5 平垫圈的外径：约2*10=20；平垫圈的厚度：2 弹簧垫圈的厚度：2。
6 大致了解这些数据，是结构设计必须的。
在没有资料的情况下，可以计算。
2．三根平行放置的主母线TMY100*10，宽面相对，母线间最小的距离理论上可以达到多少？（已知系统为12KV。
提示：1）要考虑母线搭接；2）螺栓露出螺母2--5扣；3）要考虑母线规格与螺栓规格的配合。
（2分）175 螺栓为M16*50，见附图1。
3．现有一台4000A进线开关柜，柜宽1400，采用硬母线架空进线。
由于电流的涡流效应，需在进线处做防涡流处理。
请提供母线规格并说明用几层母线和涡流处理材料的型号和规格。
（2分）4TMY100*10 4无磁不锈钢板1Gr18Ni9Ti（这是常用的一种）4．试举出现实生活中2种使力传动方向改变90度的机构或物件。
（2分）按钮式弹簧刀，按钮式门锁5．一手车式金属封闭铠装式开关柜。
已知手车行程为220，活门板距离触头盒5，动静触头接触重合35，触头盒外沿距离安装板B，静触头安装基面距离安装板A，手车面板在试验位置时与柜边平齐。
手车前进30mm活门完全打开。
可参见附图C。
请按一般设计计算原则确定手车室的最小深度。
（6分）S≈35+5+B+C 说明：首先确定静触头距离活门约35mm时，保证手车前进30mm活门完全打开。
其次核算此时的静触头长度是否合适，手车行程为220，动触头能否顶到触头盒。
原题中的A应该给出具体数值。
6．隔离开关的操作标准要求力矩不能大于多少？（1分）DL/T486-2000 交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件手柄操作(不止一转的操作) 操作手柄作用力不应超过60N，在最多为总转数的10%转数内，操作力峰值允许为120N。
低压配电柜基础知识
■柜体的顶盖在需要时可拆除;便于现场主母线的装配和调 整;柜顶的四角装有吊环;用于起吊和装运
■柜体的防护等级为IP30;用户也可根据环境的要求在 IP20―IP40之间选择.
➢设计举例
电缆隔室的设计使电缆上;下进出均十分方便
抽屉高度的模数为160mm.抽屉改变仅在高度尺寸上 变化;其宽度;深度尺寸不变.相同功能单元的抽屉具有良 好的互换性.单元回路额定电流630A及以下
抽屉面板具有分;合;试验;抽出等位置的明显标志. 抽屉单元设有机械联锁装置.1抽屉单元为主体;同时 具有抽出式和固定性;可以混合组合;任意使用
GB/T 15576-2008 《低压成套无功功率补偿装置》
低压开关柜分类1
按结构分： ✓固定式:PC或MCC回 路
✓抽出式:PC或MCC回 路
低压开关柜分类2
按用途分：
✓配电用:馈电柜 PC:Power Center75kW及以上电动机和 100kW以上的静态负荷直接由PC供电; ✓控制用:马达控制柜 MCC: Motor Control Center75kW 以下电动机及其它用电设备由MCC供电& ✓补偿用:如无功功率补偿柜 电容器柜
低压开关柜的功能及作用
❖电能分配转换 ❖马达控制 ❖无功功率补偿 ❖保护人身防止触电直接和间接接触 ❖保护设备防止免受外界环境影响
低压开关柜的三大重要标准：
GB7251.1 《低压成套开关设备和控制设备》 第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备
IEC60439.1 《低压成套开关设备和控制设备》 第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备
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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、电气元件（包括绝缘件）、
各种机构、二次端子等组成。
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）；
★.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；
4）继电器仪表室。
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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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一、概述
3) 隔板和活门。 4) 联锁，即“五防”。
中冶赛迪电气技术有限公司
MCC CISDI ELECTRIC TECHNOLGY CO.,LTD
开关柜设计基础（电气） 产品部---高低压设计室
开关柜设计基础（电气）
一、概述 二、高压开关柜的电气设计 三、低压开关柜的电气设计 四、母线的选择与应用
五、特殊环境对开关设备的影响
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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
B-手车（断路器）室
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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
母线室
继电器仪表室
手车（断路器）室
电缆室
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二、高压开关柜的电气设计
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一、概述
2、产品部-高低压设计室工艺流程
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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
（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。
循GB7251.1-2005《低压成套开关设备和控制设备》、JB/T 96611999《低压抽出式成套开关设备》、JB/T 5877-2002《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。
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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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
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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。
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。）
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