高压开关柜结构
高压开关柜结构、工作原理及预防措施
程中的各种应力。
03
柜体内部通常设有隔板或支架，用于分隔和支撑电气
元件和线路。
断路器结构
01
02
03
04
断路器是高压开关柜的核心元 件之一，用于接通和断开电路
。
断路器通常由触头、灭弧室、 操作机构和外壳等组成。
触头是断路器的关键部件，分 为静触头和动触头，用于接通
和断开电流。
灭弧室是断路器中用于灭弧的 装置，通过将电弧分割成多个
小电弧来熄灭电弧。
电流互感器结构
01
电流互感器是高压开关柜中的重 要元件之一，用于将大电流转换 为小电流。
02
电流互感器通常由一次绕组、二 次绕组和铁芯等组成。
一次绕组是连接到高压电路的绕 组，二次绕组是连接到低压电路 的绕组。
03
铁芯是用于增强磁耦合的部件， 通常由硅钢片或铁氧体材料制成
。
04
电缆头及母线结构
电缆头是高压开关柜中用于连接电缆的部件，通常分为 插头和插座两类。
母线是高压开关柜中用于连接各个电气元件和线路的导 电部件。
电缆头应具有良好的电气性能和机械性能，能够承受操 作过程中的各种应力。
母线应具有高导电性和良好的热性能，能够承受操作过 程中的各种应力。
02
高压开关柜工作原理
断路器工作原理
结构
断路器主要由触头、弹簧、操作 机构、脱扣器等组成。
工作原理
断路器通过电磁或热脱扣器操作 触头闭合和断开，当电路发生短 路或过载时，脱扣器会动作断开 触头，起到保护电路的作用。
电流互感器工作原理
结构
电流互感器主要由一次绕组、二次绕 组、铁芯等组成。
工作原理
电流互感器通过电磁感应原理将大电 流转换为小电流，供给测量、保护等 二次设备使用。
高压开关柜结构及原理总结
高压开关柜结构及原理总结高压开关柜是电力系统中的重要设备，主要用于控制、保护和监测电力设备和电路。
它具有复杂的结构和精密的原理，在电力系统中起着至关重要的作用。
下面将对高压开关柜的结构和原理进行总结，以便更好地理解和应用这一重要设备。
首先，高压开关柜的结构包括主体、断路器、继电保护装置、操作机构、仪表及辅助设备等部分。
主体是高压开关柜的支撑结构，通常由钢板焊接而成，具有较强的机械强度和稳定性。
断路器是高压开关柜的核心部件，用于在电路发生故障时进行快速切断，保护电力设备和系统的安全运行。
继电保护装置是用来监测电路状态和保护设备的重要部件，能够及时准确地对电路故障进行检测和处理。
操作机构则是用来控制高压开关柜的开关状态和操作模式，保证设备的正常运行。
仪表和辅助设备则用来监测和辅助控制电路的参数和状态，保证电力系统的安全稳定运行。
其次，高压开关柜的工作原理主要包括断路器的动作原理、继电保护的动作原理和操作机构的工作原理。
断路器的动作原理是利用电磁吸合力和弹簧力来实现断开和闭合电路的功能，以保护电力设备和系统的安全运行。
继电保护的动作原理是通过检测电路的参数和状态，当电路发生故障时能够迅速准确地作出动作，切断故障电路，保护设备和系统的安全。
操作机构的工作原理是通过手动或自动控制，实现高压开关柜的开关状态和操作模式的切换，保证设备的正常运行。
总的来说，高压开关柜作为电力系统中的重要设备，具有复杂的结构和精密的原理。
它的正常运行对电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。
因此，我们必须深入理解高压开关柜的结构和原理，加强对其运行机理的认识，提高对其操作和维护的技能，以保证电力系统的安全可靠运行。
高压开关柜的结构
高压开关柜的结构
高压开关柜是一种柜式的成套配电设备，它是按一定的接线方案将有关一、二次设备组成成套的高压配电装置，在变电所中作为控制和保护电力变压器和高压线路之用，也可作为大型高压交流电动机的启动和保护之用。
高压开关柜中安装有高压开关设备、保护电器、监测仪表和母线、绝缘子等。
我国现在大量生产和广泛使用的固定式高压开关柜主要有GG-10型。
这种开关柜采用新型开关器，柜内空间较大，便于检修而且技术性能成熟。
GG-10-07S型高压开关柜的外形结构图如图2.10所示。
其符号含义为：G——高压开关柜；G——固定式；10——设计序号；07——一次线路方案编号；S——手动主开关操作机构（D电磁式，I弹簧式）。
图2.10 GG-1A-07S型高压开关柜（已抽出右面的防护板）1—汇流排；2—高压隔离开关；3—高压断路器；4—电流互感器；5—高压隔离开关；6—电缆头；7—检修门；8—观察窗；9—操作面板；10—高压断路器操作机构；11—高压隔离开关操作机构；12—仪表、继电器板（兼检修门）6．避雷器在打雷时，架空线上会临时产生一个非常高的电压，时间虽然短，但也足够把油开关、变压器等电气设备的绝缘破坏。
避雷器就是用来防止架空线引进的雷电对变配电装置所起
的破坏作用。
阀型避雷器是由火花间隙和可变电阻两部分组成，密封于一个瓷质套筒里面，上面出线与线路连接，下面出线与地连接。
XGN2-12高压开关柜结构原理
XGN2-12高压开关柜结构原理由主母线室、小母线室、端子室、开关室、开关室包括（上隔离开关、下隔离开关、上接地刀闸、下接地刀闸、电流互感器、零序互感器、避雷器、真空断路器）、机械闭锁、微机保护装置、保护连片、电流表、信号灯、转换开关、高压带电显示器、程序锁、照明灯、柜体等组成。
工作原理：储能、合闸、分闸根据原理图可知在保证正常开启前应先检查隔离刀闸是否已经合上，控制电源开关已合上，操作转换把手应打在正常工作位置，远方、就地转换开关打在就地位置，储能已经就绪，储能、分闸指示灯亮，微机保护器上无任何异常显示。
储能工作原理合上储能空断，将储能开关打在合的位置，储能电机得电动作带动凸轮机构转动到一定位置使位置开关WK动作，其常闭触点断开使储能电机失电停止运转，同时常开触点闭合使储能指示灯亮储能结束，为开车作准备。
合闸（送电）原理按启动按钮或在开关柜上扳动分、合闸转换开关到合闸位置，合闸线圈HQ得电，线圈铁芯杆推动断路器机构动作，挂住机构，主回路接触器动触头动作，接触静触头给电机供电带动电机运转工作。
同时断路器辅助触点DL常闭触点断开使合闸线圈HQ断电，防止该线圈因长时间得电烧毁，线圈失电后线圈铁芯杆在弹簧力的反作用下返回原位；辅助触点DL常闭触点断开，使分闸指示灯熄灭；微机上分位指示灯熄灭。
分闸停车回路DL常开触点闭合为停车作准备，同时运行指示灯亮，微机上合位指示灯亮，此时启动完成。
（启动运行时电流表指针应有明显的指示，微机显示器上有电流显示，电机运行正常。
）分闸（停电）原理按停止按钮或在开关柜上扳动转换开关到分闸位置，分闸线圈TQ得电，分闸线圈铁芯杆推动断路器机构杆动作，断路器主触头分断断开，电机失电停止运行。
断路器辅助触点DL常开触点断开使分闸线圈TQ断电，防止线圈长期得电烧毁，线圈铁芯杆在弹簧力的反作用下恢复还原；合闸回路DL常闭触点闭合为下次开车作准备，同时运行指示灯、微机上的合位指示灯熄灭，分闸指示灯亮，停车结束。
35kV高压开关柜讲解
五、断路器结构原理：
什么叫真空断路器？ 真空断路器是利用真空作绝缘和灭弧介质的断路器。真空是相对而言的， 一般指绝对压力低于1个大气压的稀薄气体。
五、断路器结构原理：
断路器的极柱结构 断路器的极柱机构由三个极柱直接组装 在框架上。断路器的每相通过专用模具， 用环氧树脂，采用APG工艺将真空灭弧 室及接线端子等零部件固封成一体，形 成极柱。机构与极柱前后布置，结构紧 凑，外形美观大方。固封极柱结构避免 了粉尘，潮气等恶劣条件对灭弧室绝缘 的影响，提高了灭弧室绝缘的2 开关柜结构组成 3 开关柜原理讲解 4 主要组成部件 5 断路器结构原理 6 操作说明
一、概述
• 高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配 电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等 作用。DQC-40.5型户内气体绝缘开关设备是江 苏大全有限公司生产的应用于40.5KV三相交流 50Hz、单母线及单母线分段系统的成套配电装 置，柜内配用西门子户内真空断路器，它是变 电站35KV主要的电力控制设备，当系统正常运 行时，能切断和接通线路及各种电气设备的空 载和负载电流；当系统发生故障时，它能和继 电保护配合迅速切除故障电流，以防止扩大事 故范围，隔离开关、起隔离作用，形成明显的 断开点。
五、断路器结构原理：
合闸动作 机构储能后，若接到合闸信号，则合闸电 磁铁动铁芯吸合，带动合闸半轴转动，解 除保持挚子对储能轴的约束，合闸弹簧释 放能量，使合闸凸轮作顺时针方向转动， 通过输出主轴上的驱动拐臂，带动输出主 轴转动，再带动四连杆机构，使断路器完 成合闸操作。同时辅助开关动作，切断合 闸回路，接通机构分闸回路。
谢 谢！
五、断路器结构原理：
分闸操作 合闸完成后，若接到合闸信号 ，则分闸电磁铁动铁芯吸合， 带动分闸半轴转动，扣板脱扣 。输出主轴在分闸弹簧力及触 头弹簧力作用下顺时针转动， 使两级四连杆机构运动，绝缘 拉杆向下拉动灭弧室导电杆， 完成分闸动作。
高压开关柜结构分类特点
高压开关柜结构分类特点下面主要从安装方式、主母线系统连接方式及柜体内绝缘介质来谈谈高压开关柜的结构分类及特点。
按主开关的安装方式可分为固定式、手车式和中置式、下置式、双层布置式五种1、固定式，主开关(断路器、负荷开关、电压互感器等主要电器)为固定安装，空气绝缘，又可分为箱型和内部用隔板分割的形式。
2、手车式，主开关及主要电器可移至柜外，采用隔离触头的啮合实现移开布件与固定回路的电气连通。
特点，主开关移出比较笨重，主开关与车加工成一体，加工要求精度高。
3、中置式，主开关小车运载分为两部分，运载车是通用型，主开关安装在柜体中部，也称移开式。
特点，结构形式较手车式又进一步，操作轻便。
型号如本公司生产的KYN-28系列产品。
4、下置式，主开关小车与运载车分两部分。
特点，运载车是通用型，主开关安装柜体的下部，操作较方便。
5、双层布置式，一个柜体主开关分上下两层布置，相当于一个开关柜具有两台开关柜的功能。
特点，可靠、安全均有所保证，节省占地面积，经济性好。
按主母线系统可分为单母线、单母线带旁路母线、双母线三种1、单母线，开关柜基本母线型，特点，检修开关和母线时，对负荷停电。
2、单母线带旁路母线，有主母线和旁路母线。
特点，检修主开关时，可由旁路开关经旁路母线对负荷停电。
3、双母线，具有两路母线。
特点，当一路母线退出时，可由别一路母线供电。
按柜体内绝缘介质可分为空气绝缘和复合绝缘两种1、空气绝缘，极间和极对地的绝缘强度靠空气绝缘来保证。
特点，绝缘稳定性好，造价低，体积稍大。
2、复合绝缘，极间和极对地的绝缘强度靠固体板料加较小的空气绝缘来保证。
特点，柜体体积大，造价高。
35kv高压开关柜的组成
35kv高压开关柜的组成
35kV高压开关柜由以下几个主要部分组成：
1. 外壳：由防护和绝缘材料制成的外部壳体，用于保护内部的电器设备免受外界的影响和损害。
2. 隔断：用于将高压回路与接地回路隔离，防止电流泄漏。
隔断通常由导电材料制成，具有良好的绝缘性能和耐电弧能力。
3. 断路器：用于控制和切断高压电路中的电流。
断路器通常由可靠的电磁或机械装置控制，以确保在故障发生时能快速切断电流，并保护其他设备和人员的安全。
4. 绝缘子：用于保护高压电路与接地回路之间的绝缘。
绝缘子通常由耐热、耐电弧材料制成，可以有效地隔离高压电路和外部环境。
5. 控制和保护装置：用于监控和控制高压开关柜的操作状态，并在需要时采取相应的保护措施。
控制和保护装置通常包括电流、电压、温度和压力传感器，以及接触器、继电器和保护装置。
6. 接地设备：用于将电流导入地面，以确保人员和设备的安全。
接地设备通常由导电材料制成，可以有效地将电流导入地面。
7. 连接件和导线：用于连接不同部分的电器设备，并传输电流和信号。
连接件和导线通常由导电材料制成，具有良好的导电
性和耐久性。
8. 操作机构：用于手动操作高压开关柜的各个部分，如断路器和隔断。
操作机构通常由可靠的机械装置或电动机控制，以确保准确和安全的操作。
高压开关柜结构组成及基本参数
高压开关柜结构组成及基本参数高压开关柜是电力系统中非常重要的设备，用于控制和保护电气设备。
本文将介绍高压开关柜的结构组成以及其基本参数。
一、高压开关柜的结构组成1. 柜体：高压开关柜的外壳，通常由钢板制成，具有足够的机械强度和良好的绝缘性能。
柜体内部设置隔板和分隔间隔，以隔离不同部分的电气元件。
2. 断路器：是高压开关柜中最常见的设备，用于控制和断开电路。
断路器通常由固定和活动接触器组成，当电路中出现故障或需要断开电路时，断路器能够迅速切断电源。
3. 隔离开关：用于隔离电气设备和电源，通常没有带载能力。
其主要作用是确保维修和检修操作的安全。
4. 接地开关：用于将电气设备接地，以提供额外的安全保护。
接地开关能够有效地排除设备中的残余电流，减少触电风险。
5. 电流互感器（CT）：用于测量电路中的电流。
电流互感器将高电流转换为低电流，以便测量仪表进行准确测量。
6. 电压互感器（VT）：用于测量电路中的电压。
电压互感器能够降低高压电路的电压，并将其转换为低压以便测量。
7. 仪表仪器：用于监控和显示电气设备的状态和参数。
常见的仪表包括电压表、电流表、频率表等。
二、高压开关柜的基本参数1. 额定电压：指高压开关柜能够正常运行的额定电压，通常以千伏（kV）为单位，如10kV、35kV等。
2. 额定电流：指高压开关柜能够正常承载的最大电流，通常以安（A）为单位，如1000A、2000A等。
3. 额定短时耐受电流：指高压开关柜在一定时间内能够承受的短时过载电流，通常以千安（kA）为单位，如20kA、50kA等。
4. 额定短路关合电流：指高压开关柜在短路故障时能够承受的最大电流，通常以千安（kA）为单位，如40kA、80kA等。
5. 隔离开关的负荷开断电流：指隔离开关在分断负荷电流时能够承受的最大电流，通常以安（A）为单位。
6. 断路器的开断能力：指断路器在断开短路电流时能够承受的最大电流，通常以千安（kA）为单位。
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高压开关柜结构
一、KYN高压开关柜（出线柜）结构
KYN高压开关柜由固定的柜体和真空断路器手车组成。
就开关柜而言，进线柜或出线柜是基本柜方案，同时有派生方案，如母线分段柜、计量柜、互感器柜等。
此外，尚有配置固定式负荷开关、真空接触器手车、隔离手车等方案。
本章以出线柜（如图1）为例说明KYN开关柜结构：外壳隔板、面板、断路器室、断路器手车、母线室、电缆室、低压室和联锁/保护等等。
图1 KYN进线或出线柜基本结构剖面图
A、母线室
B、断路器室
C、电缆室
D、低压室
1、母线
2、绝缘子
3、静触头
4、触头盒
5、电流互感器
6、接地开关
7、电缆终端
8、避雷器
9、零序电流互感器 10、断路器手车 10.1、滑动把手 10.2、锁键（联到滑动把手） 11、控制和保护单元 12、穿墙套管 13、丝杆机构操作孔 14、电缆夹 15.1电缆密封圈 15.2、连接板 16、接地排 17、二次插头 17.1联锁杆 18、压力释放板 19、起吊耳 20、运输小车 20.1、小车锁定把手 20.2、调节螺栓 20.3、锁舌
1. 外壳和隔板
开关柜的外壳和隔板由优质钢板制成，具有很强的抗氧化、耐腐蚀功能，且刚度和机械强度比普通低碳钢板高。
三个高压室的顶部都装有压力释放板。
出现
内部故障时，高压室内气压升高，由于柜门已可靠密封，高压气体将冲开压力释放板释放出来。
相邻的开关柜由各自的侧板隔开，拼柜后仍有空气缓冲层，可以防止开关柜被故障电弧贯穿熔化。
低压室D装配成独立隔室，与高压区域分隔开。
隔板将断路器室B和电缆室C隔开，即使断路器手车移开（此时活门会自动关闭），也能防止操作者触及母线室A和电缆室C内的带电部分。
卸下紧固螺栓就可移开水平隔板，便于电缆密封终端的安装。
2. 开关柜面板
开关柜面板分为二部分：仪表门，开关仪表门。
仪表门主要完成仪表检测、带电检测、信号灯监视和就地电气操作；开关仪表门主要完成开关接地开关的就地机械操作。
图2 开关柜面板
1 仪表；
2 电磁分合闸按钮；
3 机械分合闸按钮；4名牌；5 丝杆机构手柄插口；6 观察窗；
7 柜内照明开关；8 高压带电显示；9 指示灯；10 电气接线图；11 接地开关操作插
3. 断路器室
断路器手车装在有导轨的断路器室B内，可在运行、试验（隔离）两个不同位置之间移动。
当手车从运行位置向试验（隔离）位置移动时，活门会自动盖住静触头，反向运行则打开。
手车能在开关柜门关闭的情况下操作，通过门上的观察窗可以看到手车的位置、手车上的ON（断路器合闸）/OFF（断路器分闸）按
钮、合分闸状态指示器和储能/释放状况指示器。
图3 断路器室
1 上触头座；
2 提门机构；
3 下触头座；
4 接地母线；
5 航空插座；
6 活门
4. 断路器手车
手车可采用手动进行移动。
框架由合金钢板拼装而成，上面可装断路器和其他设备。
具有弹簧触头系统的触臂装在断路器的极柱上，当手车插入到运行位置时起电气连接作用。
手车于开关柜之间的信号、保护和控制线，用一个控制线插头（航空插头）连接。
手车刚插入开关柜就固定在试验（隔离）位置，同时也可靠地连接到开关柜的接地系统。
手车的所在位置，能通过观察窗或装在低压室面板上的手车电气位置指示器看到。
除真空断路器外，手车可配真空接触器、隔离装置和计量设备等。
图4 断路器手车
5. 母线室
母线从一个开关柜引至另一个开关柜，通过分支母线和套管固定。
矩形的分
支母线直接用螺栓联接到主母线上，不需任何连接夹。
所有母线和分支母线都用热缩套管覆盖。
套管板和套管将柜与柜之间的母线隔离起来，并有支撑作用。
对电动应力大的开关柜，一般需要这种支持。
表1 母排位置相序对应关系
相别漆色
母线安装相互位置
垂直水平引下线
A相黄上远左
B相绿中中中
C相红下近右
6. 电缆室
电流互感器和接地开关装在电缆室后部。
电缆室也可安装避雷器。
当电缆室门打开后，有足够的空间供施工人员进入柜内安装电缆（最多可并接6根）。
盖在电缆入口处的底板可采用非导磁的不锈钢板，是开缝的，可拆卸的，便于现场施工。
底板中穿越一、二次电缆的变径密封圈开孔应与所装电缆相适应，以防小动物进入。
对于湿度较大的电缆沟，建议用防火泥、环氧树脂将开关柜进行密封。
7. 低压室
开关柜的二次元件装在低压室内及门上。
控制线线槽空间宽裕，并有盖板，左侧线槽用来引入和引出柜间连线，右侧线槽用来敷设开关柜内部连线。
低压室侧板上有控制线穿越孔，以便控制电源的联接。
端子排座可向上旋转以便辅助开关的安装，控制线的布线和接线。
图5 低压室
8. 防止误操作的联锁/保护
开关柜具备一系列的联锁装置，从根本上防止出现危险和可能引起严重后果的误操作，因此有效地保护了操作人员和开关柜，联锁装置的功能如下：（1）断路器和接地开关在分闸位置时，手车能从试验/隔离位置移动到运行位置，在这种分闸状态下，手车也能反向移动（机械联锁）。
（2）手车已完全处于试验或运行位置，断路器才能合闸（机械和电气联锁）。
（3）手车在试验或运行位置而没有控制电压时，断路器不能合闸，仅能手动分闸（电气联锁）。
（4）手车在运行位置时，控制线插头被锁定，不能拔出（机械联锁）。
（5）手车在试验/隔离位置或移开时，接地开关才能合闸（机械联锁）。
（6）合接地开关时，手车不能从试验/隔离位置移向运行位置（机械联锁）。
（7）可在手车或接地开关操动机构上安装附加联锁装置，如闭锁电磁铁等。
三、KYN高压开关柜断路器手车位置介绍
断路器手车位置包括：工作（运行）位置，试验（隔离）位置，工作位置和试验位置之间，检修（移出）位置。
1. 工作位置，如图6：
图6 断路器手车在工作位置
2. 试验位置，如图7：
图7 断路器手车在试验位置（断路器室门打开）
1、机械的ON按钮
2、储能状况指示器
3、丝杆机构手柄插口
4、控制线插座
5、控制线插头
6、机械的OFF按钮
7、机构的操作次数
8、机械的开关位置指示器
9、储能杠杆（手动机构需要）10、接地开关操动机构 11、滑动把手
3. 工作位置和实验位置之间，如图8：
图8 断路器手车在运行位置和实验位置之间
1、活门
2、触头盒
3、断路器手车
4、梅花触头
5、触臂
6、提门机构
4. 检修位置，如图9：
图9 断路器手车在检修位置
二、XGN高压开关柜（出线柜）结构
图10 XGN型10KV开关柜内部结构图
A、母线室
B、断路器室
C、出线室
D、低压室
1 母线；
2 上隔离；
3 下隔离；
4 断路器；
5 电流互感器（CT）。