一、基本概念

开关柜（又称成套开关或成套配电装置）：它是以断路器为主的电气设备；是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受和分配电能的装置。

二、开关柜的主要特点

1.有一、二次方案,这是开关柜具体的功能标志,包括电能汇集、分配、计量和保护功能电气线路。一个开关柜有一个确定的主回路(一次回路)方案和一个辅助回路(二次回路)方案，当一个开关柜的主方案不能实现时可以用几个单元方案来组合而成。

2.开关柜具有一定的操作程序及机械或电气联锁机构，实践证明:无“五防”功能或“五防功能不全”是造成电力事故的主要原因。

3.具有接地的金属外壳，其外壳有支承和防护作用.因此要求它应具有足够的机械强度和刚度，保证装置的稳固性,当柜内产生故障时,不会出现变形,折断等外部效应。同时也可以防止人体接近带电部分和触及运动部件，防止外界因素对内部设施的影响;以及防止设备受到意外的冲击。

三、开关柜的组成

开关柜由柜体和电器元件二大部分组成。

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/A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

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。

四、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KYN28A-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JYN2-12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XGN2-12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

五、常用类型开关柜的结构、参数及操作程序

（一）KYN28A-12

KYN28A-12型户内金属铠装抽出式开关设备主要用于发电厂、工矿企事业配电以及电力系统的二次变电站的受电、送电及大型电动机的起动等。实行控制、保护、实时监控和测量之用。有完善的五防功能,配用浙开VS1(ZN63A-12)真空断路器，也可配由ABB公司生产的VD4真空断路器、由上海富士电机开关有限分司生产的HS型(ZN82-12)真空断路器、中外合资厦门华电开关有限分司生产的VEP型（ZN96-12）真空断路器，目前在12kV市场上使用量很大。

得润电气高压柜现场图

2.柜体外形尺寸:(标准架空进出线方案;电缆进出线方案)

*电缆进出线及联络柜标准方案:宽()×深×高

*架空进出线标准方案:宽()×深×高

注:1.GZS1+电缆进出线及联络柜标准方案:宽×深×高;相间距为mm;GZS1柜柜宽为的相间距为mm;柜宽为的相间距为mm;

3.产品结构外形:

4.开关柜基本参数

5.五防联锁简介:

（1）.当手车在柜体的工作位置合闸后,在底盘车内部的闭锁电磁铁被锁定在丝杠上,而不会被拉动.以防止带负荷误拉断路器手车。

（2）.当接地开关处在合闸位置时,接地开关主轴联锁机构中的推杆被推入柜中的手车导轨上,于是所配断路器手车不能被推进柜内。

（3）.断路器手车在工作位置合闸后,出线侧带电,此时接地开关不能合闸.接地开关主轴联锁机构中的推杆被阻止,其操作手柄无法操作接地开关主轴.

（4）.对于电缆进线柜;母线分段柜和所用变方案,由于进线电缆侧带电,下门上装电磁锁,来确保在电缆侧带电时不能进入电缆室;

（5）.通过安装在面板上的防误型转换开关(带红绿牌),可以防止误分误合断路器.

6.操作程序

送电操作:

先装好后封板,再关好前下门-------操作接地开关主轴并且使之分闸-------用转运车(平台车)将手车(处于分闸状态)推入柜内(试验位置)--------把二次插头插到静插座上---------(试验位置指示器亮)---------(关好前中门)----------用手柄将手车从试验位置(分闸状态)推入到工作位置---------(工作位置指示器亮,试验位置指示器灭)---------合闸断路器手车.

停电(检修)操作:

将断路器手车分闸-----------用手柄将手车从工作位置(分闸状态)退出到试验位置-------(工作位置指示器灭,试验位置指示器亮)-------打开前中门--------把二次插头拔出静插座----------(试验位置指示器灭)----------用转运车将手车(处于分闸状态)退出柜外-----------操作接地开关主轴并且使之合闸--------------打开后封板和前下门.

★.注意:下避雷器手车和中(下)PT手车可以在母线运行时直接拉出柜外.

（二）产品XGN2-12（Z）

XGN2-12（Z）固定式高压开关柜（简称开关柜）（图3-4外形图）适用于3～10kV三相交流50Hz系统中作为接受与分配电能之用，并具有对电路进行控制、保护和检测等功能。特别适用于频繁操作的场所，其母线系统为单母线，并可派生出单母线带旁路和双母线结构。经过多年的改进完善，产品最大额定电流可做到0A；可在海拔0m以下正常运行。本开关柜既可采用ZN28A-12分体式真空断路器，还可配用ZN28D-12、VS1-12、ZN12-12、ZN65-12等整体式真空断路器；隔离开关主要采用旋转式GN30-12(D)，大电流柜也可采用GN25-12，GN22-12等隔离开关。由于该产品电流等级大，母线结构多样，所以在变电站得到广泛应用。

1.产品型号含义:

4.开关柜外形尺寸:

*小电流柜电缆进出线及联络柜标准方案:宽×深×高2

*小电流架空进出线柜标准方案:宽×深(+)×高2

*大电流柜电缆进出线及联络柜标准方案:宽×深×高2。

*大电流架空进出线柜标准方案:宽×深(+)×高2

注:小电流柜的相间距为mm;大电流柜的相间距为mm;

5.开关柜的结构:

图3-4为外型图，图3-5为配ZN28A-12真空断路器的方案，图3-6为配VS1真空断路器的方案。

本开关柜为金属封闭箱型结构，柜体骨架由型钢和优质冷轧钢板焊接而成，柜内分为断路器室、主母线室、电缆室、继电器室，室与室之间用钢板隔开。

断路器室在柜体下部，ZN28A-12真空断路器的传动拉杆与操动机构连接，真空断路器下接线端子与电流互感器连接，电流互感器与下隔离开关的接线端子连接，真空断路器上接线端子与上隔离开关的接线端子连接。

母线室在柜体后上部，电缆室在柜体的后下部，电缆室内支持绝缘子设有监视装置，继电器室在柜体上部前方，顶部可装二次小母线。

满足“五防”要求，开关柜采用了相应的机械联锁，机械联锁的动作原理如下：

停电操作（运行—检修）

开关柜处于工作位置，即上、下隔离开关、断路器处于合闸状态，前后门锁上，并处于带电运行之中，这时JS操作机构上的小手柄处于“工作”位置。

断路器分断——将小手柄扳到“分断闭锁”位置——将专用操作手柄插入JS操作机构上的隔离开关操作孔内——从上往下拉分隔离开关（如是馈线柜，则先分下隔离开关，后分上隔离开关）——将专用操作手柄插入JS操作机构上的接地开关操作孔内——从下往上推，合接地开关——将小手柄扳到“检修”位置——打开前门，取出钥匙——打开后门。

送电操作（检修—运行）

后门关好锁定——钥匙取出后关好前门——小手柄从“检修”位置扳到“分断闭锁”位置——将专用操作手柄插入JS操作机构上的接地开关操作孔内——从上往下拉，分接地开关——将专用操作手柄插入JS操作机构上的隔离开关操作孔内——从下往上推，合隔离开关（如是馈线柜，则先合上隔离开关，后合下隔离开关）——将小手柄扳到“工作”位置——合断路器。

上、下隔离开关与断路器之间（出线柜方案）的闭锁

停电时,先分断路器,再分出线侧隔离开关(下),后分母线侧隔离开关(上),

送电时,先合母线侧隔离开关(上),后合出线侧隔离开关(下).再合断路器.

注意:

（1）当一次主方案为进线柜方案时，则必须按如下步骤进行:停电时,在断路器分闸后,先分母线侧隔离开关,之后再分进线侧隔离开关.反之在送电时,先合进线侧隔离开关,之后再合母线侧隔离开关.

（2）JS操作机构上的手柄位置非常重要:在手柄处于工作位置时，因机械闭锁原因隔离开关会被禁止操作;在手柄处于分合闸闭锁位置时，断路器会被禁止合闸，手动合闸后也会立即断开，也就是说在开关运行时，如此时操作手柄至分合闸闭锁位置，开关会断开；在手柄置于检修位置时，前柜门才能被打开，其它位置时，前柜门是打不开的。

6.产品特性:

1.柜体结构可改为全组装式,整体强度好,外形美观。

2.柜体对断路器的适应能力强,可配柜的断路器有：ZN28A、ZN28D、ZN63（VS1）、ZN65、ZN12、VD4。

3.结构合理：断路器室、母线室、电缆室、继电器室都有独立的小室,并且用钢板隔开。

4.采用机械“五防”联锁机构，安全性，可靠性好。

5.柜体为双面维护型，前面可检修继电器室的二次元件，维护操动机构，机械联锁及传动部分和检修断路器，柜后可维护电缆终端和主母线；本柜体一般不靠墙安装.

6.性能价格比好，价格较为适中，目前在市场的占有率仍然较高。

7.根据要求,柜体还可以靠墙安装.

8.柜体外壳的防护等级为IP2X。

（三）、产品GG1A-12（F）

GG1A-12(F)固定式高压开关柜（图5-11结构简图）适用于3～10kV三相交流50Hz系统中作为接受与分配电能之用，并具有对电路进行控制、保护和检测等功能。适用于频繁操作的场所，其母线系统为单母线及单母线分段。本柜体为焊接式结构,有完备的机械“五防”功能,经过多年的生产,积累了丰富的技术及运行经验,不断改进柜体断电流可做结构,完善产品性能，现如今柜体最大额定电流可做到0A,开断电流最大到40kA，本开关柜除了配ZN28A-12型真空断路器外，还可配用VS1-12等机构一体化式真空断路器；隔离开关可采用GN19-12、GN22-12、GN25-12等多种隔离开关。由于该产品电流等级大，母线结构多样，停电检修操作方便,柜内空间大,所以在许多变电站得到了广泛应用。

1.产品型号含义:

2.基本参数表3-5

4.外形尺寸:

*小电流电缆进出线柜标准方案:宽×深×高2

*架空进出线柜标准方案:宽×深(+)×高2

*大电流柜电缆进出线柜标准方案:宽(或1)×深×高2

注:小电流柜相间距为mm，大电流柜的相间距为mm，侧封板单面18mm

5.机械联锁简介:

（1）用带红绿翻牌的防误型转换开关可以防止误分误合断路器;紧急情况下可以利用紧急解锁分合断路器.

（2）用操作机构上的机械联锁装置来实现隔离开关不能带负荷分闸.只有当断路器分闸后,才可以操作上、下隔离开关.

（3）离开关与前门(上,下),前门与后门(上,下)之间的联锁是通过扇形板传动机构的联锁装置和止动装置来实现的.如果柜体为靠墙安装则可相应取消前后门之间的联锁.此联锁可以防止误入带电间隔功能.

6.开关柜结构:隔离开关与断路器机械联锁结构简图见:5-10内部结构见图3-7

7.开关柜结构特性:

（1）.侧封板改流水槽结构为固定板焊接,柜体拼台后外形美观。

（2）.柜体的“五防”联锁机构均采用机械联锁方式,安全可靠性高。

（3）.主母线在柜体前有眉头板(带观察窗)，对主母线有隔离防护作用。

（4）.柜内绝缘子全部采用大爬距瓷瓶，主母线可以用绝缘护套,绝缘性能好。

（5）.因开关柜内空间较大,不会因为元器件外型大而影响元器件的选用，此柜体特别适用于变电站今后的改造。

（6）.结构简单，维护与操作都很方便，便于用户熟练掌握操作规程，因此本柜型在激烈的市场竞争中仍有很强的生命力。

（7）.价格低廉，与同类产品相比要便宜，特别适合对占用空间要求不高,投资少见效快的工程。

（8）.柜体既可靠墙安装,从柜前操作和维护,又可离墙安装。

8、操作程序：(柜体不靠墙安装,电缆出线柜方案)

①送电操作:a.关好后上门及后下门;b.关好前上门及前下门,c.先合母线进线侧隔离开关；d.再合母线出线侧隔离开关。e.最后合断路器。

②停电操作:a.先分断路器；b.再分母线出线侧隔离开关;c.再分母线进线侧隔离开关；d.打开前下门及前上门;e.打开后下门及后上门;

③紧急解锁操作:将紧急解锁钥匙插入紧急解锁孔内,先分断路器,再开前门.

六、开关柜的保护配置

10kV馈线开关柜一般采用带重合闸的两段式电流保护，重要线路还会采用光纤纵差保护。

（一）基本概念

两段式电流：过流一段又叫电流速断保护，没有时限，按高于本段末端最大短路电流整定；过流二段又叫限时电流速断保护，按高于下级保护电流速断保护的最大动作电流整定，可以作为本段线路一段的后备保护，动作跳闸时间一般为0.5-1秒。

重合闸：当架空线路故障清除后，在短时间内合上断路器，称为重合闸；由于实际上大多数架空线路故障为瞬时或暂时性的，因此重合闸是运行中常采用的自恢复供电方法之一。

（二）常用保护装置类型及结构

我们经常使用的有两类，一是电磁型保护，一是微机保护

以下左图为电磁型保护装置，右图为微机型保护装置：

新建的设备己全部采用微机保护。

1.保护装置的构成：

（1）电磁型保护由电流继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器、重合继电器、压板等构成。

（2）微机型保护由电源插件、出口插件、CPU插件、交流插件、人机对话插件、压板等构成。

2.保护装置的动作信息和说明：

（1）电磁型保护的动作信息是在信号继电器及重合闸充电灯上反应的，当保护动作后，对应的信号继电器会掉牌，直到手动复归。并且电磁型保护装置自身出现异常后，一般情况下都不会有明显的异常现象，不容易发现。

（2）微机保护运行中发生动作或告警时,自动开启液晶背光,将动作信息(见下表)显示于LCD,同时上传到保护管理机或当地监控，能及时被发现处理。

保护动作及告警信息

七、巡视维护内容

1.开关柜的巡视检查

在日常运行中，开关柜要定期进行以下项目的巡视：

在以下情况，还需对开关柜以下项目进行特殊巡视：

雷雨天气：瓷质部分有无放电闪络现象；大雾天气：瓷质部分有无放电，打火现象，重点监视污秽瓷质部分；节假日时：监视负荷及增加巡视次数；高峰负荷期间：增加巡视次数，监视设备温度，触头、引线接头，特别是限流元件接头有无过热现象，设备有无异常声音；短路故障跳闸后：检查隔离开关的位置是否正确，各附件有无变形，触头、引线接头有无过热、松动现象，油断路器有无喷油，油色及油位是否正常，测量合闸保险丝是否良好，断路器内部有无异音；设备重合闸后：检查设备位置是否正确，动作是否到位，有无不正常的音响或气味；严重污秽地区：瓷质绝缘的积污程度，有无放电、爬电、电晕等异常现象。

在巡视中若发现异常现象应立即向上级部门汇报，申请处理，对于不能处理的要加强监视。

2.开关柜的维护

（1）设备清扫：通过清扫一、二次设备上的积灰，可以防止设备积灰导致绝缘下降、击穿。所以应定期对二次回路进行清扫，设备停电后还应在做好安全措施后对一次部分进行清扫。

（2）去潮防寒：在室内湿度大于70%或温度小于0℃时，应将去潮加热装置投入运行。

（3）测温：应定期对开关柜导流部分进行测温，在高温、高负荷时还应增加测温次数。

3.开关柜的验收

开关柜在安装及检修以后均要进行验收，验收项目如下：

在验收过程中发现的问题应立即将问题罗列向上级部门汇报，并由检修或安装单位书面承诺处理时间并签字备案。

八、开关柜常见异常及故障处理

1.断路器位置红绿灯不亮（控制回路断线）

（1）检查控制电源空开（保险）是否合上（接触）良好；

（2）检查控制电源空开（保险）两端电压是否正常，如出线端无电压则为空开（保险）故障，需更换空开（保险）；如两端均无电压则检查直流屏上10kV控制电源相关空开是否在合上位置，电压是否正常；

（3）小车开关是否确在试验或工作位置，二次插头是否插入良好。

2.断路器合闸失灵（拒合）

（1）检查合闸电源空开（保险）是否合上（接触）良好；

（2）检查合闸电源空开（保险）两端电压是否正常；如出线端无电压则为空开（保险）故障，需更换空开（保险）；如两端均无电压则检查直流屏上10kV合闸电源相关空开是否在合上位置，电压是否正常；

（3）检查位置切换把手是否在工作位置；

（4）检查断路器远近控切换开关是否在正确的位置；

（5）检查弹簧机构是否己储能；

（6）检查断路器连杆有无断裂变形。