开关柜结构设计常识培训

Copyrights 2007 SANXING 开关柜结构设计常识奥克斯高科技成套技术部：顾克胜 Copyrights 2007 SANXING 一、开关柜结构设计的依据的相关标准二、开关柜结构设计的优化三、开关柜结构设计的注意点 Copyrights 2007 SANXING 前言：认识下常见开关的外形 负荷开关接触器 Copyrights 2007 SANXING 前言：认识下常见开关的外形 断路器隔离开关 Copyrights 2007 SANXING 几种开关的对比比较类别灭弧能力是否有断开点 机械寿命常见电流等级：A常见操作机构 经济性断路器强无10000 630-4000弹簧、永磁昂贵接触器弱无300000 400电磁昂贵隔离开关无有检修用630-6300无便宜 负荷开关弱有5000 630、1250无适中 Copyrights 2007 SANXING 一、开关柜结构设计的依据的相关标准uIEC 62271-200： 2003 额 定 电 压 1kV及 以 上 至 52kV交 流金 属 封 闭 开 关 设 备 和 控 制 设 备 uGB3906-2006 3.6 kV 40.5 kV 交 流 金 属 封 闭 开 关 设 备和 控 制 设 备 uDL/T 4042007 3.6kV-40.5kV 交 流 金 属 封 闭 开 关 设 备和 控 制 设 备 Copyrights 2007 SANXING 一、开关柜结构设计的依据的相关标准标 准 中 所 规 定 的 主 要 质 量 关 注 点n温 升 试 验n燃 弧 试 验n防 护 等 级n动 热 稳 定n运 行 环 境 Copyrights 2007 SANXING 一）温升试验1、 温 升 试 验 的 相 关 标 准 数 据 Copyrights 2007 SANXING 一）温升试验2、 有 关 温 升 试 验 在 设 计 中 的 注 意 点 试 验 应 该 在 最 苛 刻 条 件 的 元 件 和 布 置 方 案 上 进 行 应 该 在 规 定 的 相 数 下 ， 通 以 1.1倍 额 定 电 流 应 该 模 拟 现 场 正 常 的 运 行 条 件 以 外 壳 周 围 的 空 气 温 度 作 为 基 准 进 行 折 算 (外 壳 温升 30K， 南 网 20K） Copyrights 2007 SANXING 一）温升试验3、 如 何 让 开 关 柜 通 过 温 升 试 验 ？ 铜 排 载 流 量 的 核 算 电 磁 感 应 、 涡 流 现 象 的 防 止 加 快 散 热 （ 如 表 面 涂 黑 、 中 隔 离 板 开 孔 、 顶 板 加孔 等 ） 额 定 电 流 超 过 3150A， 则 柜 体 必 须 加 强 制 风 冷（ 重 点 要 注 意 动 静 触 头 盒 、 手 车 真 空 泡 ） Copyrights 2007 SANXING 一）温升试验1） 铜 排 载 流 量 的 核 算n核 算 时 不 仅 要 核 算 额 定 电 流 ， 还 要 注 意 短 时 耐 受 电流 的 影 响 ；n铜 排 螺 栓 的 选 型 要 注 意 满 足 GBJ149的 要 求 ； Copyrights 2007 SANXING 一）温升试验2） 电 磁 感 应 、 涡 流 现 象 的 防 止u当 额 定 电 流 小 于 1250A时 ， 一 般 采 用 固 定 板 开 缺 口的 方 式 ；u当 额 定 电 流 达 到 1600A以 上 时 ， 就 必 须 使 用 镁 铝 合金 或 不 不 锈 钢 等 非 导 磁 材 料 Copyrights 2007 SANXING 一）温升试验2） 电 磁 感 应 、 涡 流 现 象 的 防 止 Copyrights 2007 SANXING 一）温升试验3） 加 快 散 热 （ 如 表 面 涂 黑 、 中 隔 离 板 开 孔 、 顶 板 加孔 等 ） Copyrights 2007 SANXING 一）温升试验4） 额 定 电 流 超 过 3150A， 则 柜 体 必 须 加 强 制 风 冷（ 重 点 要 注 意 动 静 触 头 盒 、 手 车 真 空 泡 ） 见 图 示 Copyrights 2007 SANXING 二）燃弧试验 总 的 ： IAC级 （ 英 文 内 部 电 弧 等 级 的 缩 写 ） ； 可 触 及 性 ： A,B或 C； 试 验 值 ： 试 验 电 流 （ 单 位 为 kA)、 持 续 时 间 （ 单 位 为 s)；这 一 命 名 应 包 括 在 铭 牌 中A类 可 触 及 性 ： 仅 限 于 授 权 的 人 员 ；B类 可 触 及 性 ： 不 受 限 制 的 可 触 及 性 ， 包 括 一 般 大 众 的 ；C类 可 触 及 性 ： 接 触 不 到 的 设 备 限 定 的 可 触 及 性金 属 封 闭 开 关 设 备 和 控 制 设 备 采 用 下 述 代 码表 示 外 壳 的 不 同 侧 面 ：F： 前 面 L： 侧 面 R： 后 面如 ： 我 公 司 金 属 封 闭 开 关 设 备 和 控 制 设 备 命 名 如 下 ：IAC级 ： AFLR内 部 电 弧 ： 31.5kA/1S Copyrights 2007 SANXING 二）燃弧试验可 以 采 取 其 它 措 施 对 运 行 人 员 在 内 部 电 弧 情 况 下 提 供 尽 可 能 安 全 的 保 护 ， 这 些 措 施 的 目 的 是 限 制 内 部 故障 的 对 外 影 响 。 例 如 以 下 措 施 ：使 用 光 传 感 器 、 压 力 传 感 器 、 热 传 感 器 或 母 线 差 动 保 护 快 速 切 除 故 障 ， 缩 短 故 障 时 间 ；选 用 适 当 的 熔 断 器 与 开 关 装 置 组 合 ， 以 限 制 允 通 电 流 和 故 障 持 续 时 间 ；利 用 快 速 感 应 、 快 速 合 闸 装 置 （ 灭 弧 器 ） 将 电 弧 快 速 转 移 到 金 属 短 接 回 路 以 快 速 限 制 电 弧 ；遥 控 ； 压 力 释 放 装 置 ；只 在 前 门 关 闭 时 才 能 将 可 抽 出 部 件 从 工 作 位 置 移 到 其 它 位 置 或 由 其 它 位 置 移 到 工 作 位 置 。 （ 标 准 新增 内 容 ） Copyrights 2007 SANXING 二）燃弧试验什 么 样 的 柜 子 才 能 通 过 燃 弧 试 验 ？ Copyrights 2007 SANXING 二）燃弧试验什 么 样 的 柜 子 才 能 通 过 燃 弧 试 验 ？ Copyrights 2007 SANXING 二）燃弧试验 改 进 型 照 明灯 后 部 ， 材质 为 钢 制原 照 明 灯 后 部 ， 材 质 为塑 料 结 构 Copyrights 2007 SANXING 二）燃弧试验观 察 窗 至 少 应 达 到 对 外 壳 规 定 的 防 护 等 级 。观 察 窗 应 该 使 用 机 械 强 度 与 外 壳 相 当 的 透 明 遮 板 ， 同 时 应 有 足 够 的 电 气 间 隙 和 静 电 屏 蔽 等 措 施（ 例 如 ， 在 观 察 窗 的 内 侧 加 一 个 适 当 的 接 地 金 属 编 织 网 ） ， 以 防 止 形 成 危 险 的 静 电 电 荷 。主 回 路 带 电 部 分 与 观 察 窗 的 可 触 及 表 面 之 间 的 绝 缘 应 能 耐 受 DL/T 593中 4.2规 定 的 对 地 和 极 间 的试 验 电 压 。 视 窗 为 10mm后 防 爆 玻 璃 Copyrights 2007 SANXING 二）燃弧试验关门操作联锁件关门操作联锁件2 Copyrights 2007 SANXING 二）燃弧试验除 了 外 壳 坚 实 外 ， 可 靠 的 泄 压 顶 板 ， 是 保 证 发 生危 险 时 能 够 迅 速 排 除 的 关 键 。 泄 压 通 道 主 要 有 以下 三 种 方 式 ：1、 薄 铝 板 ， 一 侧 为 螺 丝 固 定 ， 一 侧 为 弹 性 长 钉固 定 ， 可 以 迅 速 打 开 ；2、 薄 铁 板 ， 一 侧 开 方 孔 ， 一 侧 用 塑 料 螺 丝 固 定 ，发 生 故 障 时 ， 从 方 孔 处 掀 起 ；3、 薄 铁 板 ， 一 侧 为 铰 链 ， 一 侧 为 塑 料 螺 丝 固 定 。 Copyrights 2007 SANXING 三）防护等级防 护 等 级 ： 1） 开 关 柜 外 壳 的 防 护 等 级 为 IP4X， 其 含义 为 门 关 上 时 能 防 止 直 径 大 于 1毫 米 的 灰 尘 等 物 进 入开 关 柜 内 部 。 （ 与 我 们 工 作 相 关 的 主 要 将 门 的 嵌 条 敲好 、 上 散 热 窗 时 将 铁 丝 网 压 好 ）2） 当 开 关 门 打 开 时 ， 防 护 等 级 为 IP2X， 其 含 义 是 防止 直 径 大 于 12.5毫 米 ， 长 度 超 过 80毫 米 的 物 体 进 入 开关 内 部 （ 在 我 们 日 常 工 作 时 ， 就 是 当 柜 门 打 开 时 ， 用手 指 不 能 伸 进 手 车 面 板 后 面 ， 以 防 发 生 意 外 ） Copyrights 2007 SANXING 三）防护等级关 于 防 护 等 级 ， 有 时 在 技 术 协 议 中 还 会 有 以 下 的 标 准出 现 ， 作 一 般 了 解 ： 1） IP3X， 防 直 径 大 于 2.5毫 米 以 上 的 物 体 2） IP42， 柜 倾 斜 15 时 防 止 滴 水 进 入 ； 4） IP41， 柜 防 止 垂 直 滴 水 进 入 。 Copyrights 2007 SANXING 三）防护等级防 护 等 级 需 重 点 关 注 的 地 方 ：1） 电 缆 室 与 前 下 门 之 间 的 隔 板 ， 有 时 为 了 走 线 ， 容易 将 开 孔 开 大 ；2） 前 门 关 门 操 作 时 ， 挡 片 与 门 之 间 的 缝 隙 过 大 ；3） 门 上 的 黑 色 嵌 条 在 横 、 竖 交 接 存 在 缝 隙 ；4） 风 机 的 通 道 。 Copyrights 2007 SANXING 三）防护等级运 行 连 续 性 的 丧 失 类 别 定 义 ： 根 据 主 回 路 隔 室 打 开 时 其 它 隔 室 和 /或 功 能 单 元 是 否 可继 续 带 电 划 分 的 设 备 类 别 。类 别 含 义 可 触 及 隔 室 电 缆 隔 室 相 邻 的 功 能 单元LSC1 除 LSC2类 外 没 有 LSC2 具 有 可 触 及 隔室 LSC2A 打 开 一 个 可 以 连 续 运 行LSC2B 打 开 一 个 可 以 连 续 运 行 可 以 连 续 运 行 2.说 明 ： LSC2B类 提 供 的 运 行 连 续 性 最 高 ， 该 级 要 求 在 打 开 一 个 隔 室 时 ， 该隔 室 所 在 的 功 能 单 元 的 电 缆 隔 室 和 相 临 的 功 能 单 元 仍 旧 可 以 继 续 运 行 。 3.我 公 司 产 品 的 分 类 ： LSC2B-PM Copyrights 2007 SANXING 四）动热稳定 含 义 ： 热 稳 定 电 流 和 动 稳 定 电 流 都 是 反 映 开 关 的 性能 的 重 要 参 数 。 热 稳 定 电 流 是 断 路 器 在 规 定 的 时 间 内允 许 通 过 的 最 大 电 流 ， 它 表 明 开 关 能 够 承 受 断 路 电 流热 效 应 的 能 力 。 动 稳 定 电 流 则 是 有 开 关 机 械 强 度 决 定的 最 大 短 时 电 流 值 ， 三 相 短 路 冲 击 电 流 不 超 此 值 时 ，开 关 不 会 因 电 动 力 的 作 用 损 坏 。 它 反 映 了 开 关 的 机 械强 度 抗 击 电 动 力 的 能 力 。 Copyrights 2007 SANXING 四）动热稳定 当 开 关 的 短 路 开 断 电 流 超 过 40Ka时 ， 要 注 意 以 下问 题 ：1. 绝 缘 子 、 触 头 盒 、 穿 墙 套 必 须 选 用 高 抗 弯 力 的 产品 ；2. 主 母 线 、 主 接 地 母 线 的 选 用 ， 不 仅 要 考 虑 额 定 电流 ， 还 要 考 虑 峰 值 耐 受 电 流 ；3. 母 排 分 布 间 距 要 尽 量 缩 小 ， 相 间 铜 排 避 免 使 用 宽度 相 对 。 Copyrights 2007 SANXING 五）运行环境 开 关 柜 在 运 行 过 程 中 ， 主 要 受 到 以 下 几 个 环 境 因 素的 影 响 ：u温 度u湿 度u海 拔u地 震 烈 度u污 秽 等 级 Copyrights 2007 SANXING 五）运行环境温 度 ： 开 关 柜 正 常 的 工 作 温 度 -15 C- +40 C， 如 温度 过 高 ， 则 导 体 表 面 氧 化 加 剧 ， 电 阻 增 大 。 温 度 过 低， 则 热 缩 套 管 及 绝 缘 板 等 绝 缘 件 老 化 加 速 ， 最 终 导 致放 电 等 事 故 的 发 生 。 当 环 境 温 度 升 高 时 ， 要 对 导 体 的 载 流 量 数 据 进 行校 正 。 如 果 30C时 其 系 数 为 1， 则 35C时 为 0.94、40C时 为 0.87、 45C时 为 0.79。 Copyrights 2007 SANXING 五）运行环境湿 度 ： 正 常 的 工 作 为 日 平 均 相 对 湿 度 为 95%以 下 ， 月平 均 相 对 湿 度 为 95%以 下 。 过 湿 的 环 境 易 在 绝 缘 件 或导 体 的 表 面 产 生 凝 露 ， 如 果 加 上 环 境 中 存 在 灰 尘 ， 就会 在 绝 缘 件 相 间 或 相 对 地 之 间 产 生 放 电 。 中 国 有 许 多地 区 的 湿 度 较 高 ， 温 度 波 动 速 度 快 且 幅 度 较 大 ， 开 关柜 在 这 种 气 候 环 境 下 运 行 ， 就 有 凝 露 的 危 险 ， 因 此 开关 柜 在 备 用 和 运 行 状 态 下 ， 用 户 应 保 证 加 热 器 全 天 候投 入 ！ 但 负 荷 电 流 1250A以 上 的 开 关 柜 在 运 行 状 态 下， 加 热 器 可 不 投 入 。 Copyrights 2007 SANXING 五）运行环境海 拔 ： 高 海 拔 地 区 空 气 稀 薄 ,随 着 海 拔 高 度 增 加 ,大 气的 压 力 下 降 ,从 而 其 相 对 密 度 也 下 降 ,电 介 质 所 受 束 缚力 减 小 ， 游 离 的 机 会 增 大 ， 空 气 的 绝 缘 能 力 下 降 ， 导致 电 气 设 备 外 绝 缘 的 放 电 电 压 下 降 ， 需 要 采 用 加 强 绝缘 绝 缘 型 配 置 ， 加 大 空 气 绝 缘 距 离 。 高 海 拔 条 件 的 绝缘 修 正 系 数 Ka=1/(1.1-H/10000)， 如 ： H=1200米 ，Ka=1.02。 Copyrights 2007 SANXING 五）运行环境地 震 烈 度 ： 不 超 过 8度 。 真 正 的 抗 震 柜 通 常 底 盘 固 定在 一 个 焊 接 的 槽 钢 架 上 ， 柜 子 框 架 上 要 多 加 很 多 的 加强 件 。 在 实 际 工 作 中 ， 我 们 还 要 关 心 仪 表 室 的 防 震 。通 常 通 过 在 仪 表 室 网 格 板 上 增 加 防 震 橡 胶 圈 来 实 现 。 Copyrights 2007 SANXING 五）运行环境污 秽 等 级 ： 与 之 关 系 最 密 切 就 是 爬 电 距 离 的 概 念 户 内 开 关 设 备 的 相 对 地 间 、 相 和 相 间 、 断 路 器 或负 荷 开 关 一 个 极 的 两 个 端 子 间 的 瓷 质 的 或 有 机 的 绝缘 子 ， 其 外 绝 缘 的 最 小 标 称 爬 电 距 离 仍 由 5.14.1的 关系 式 确 定 。 但 是 ， 其 最 小 标 称 爬 电 比 距 11应 该 不 小于 18mm/kV (瓷 质 )和 20mm/kV (有 机 )。 Copyrights 2007 SANXING 五）运行环境污 秽 等 级 ： 与 之 关 系 最 密 切 就 是 爬 电 距 离 的 概 念 Copyrights 2007 SANXING 二、开关柜结构设计的优化开 关 柜 结 构 设 计 的 优 化 主 要 要 考 虑 以 下 几 点 ：n铜 排 布 局 的 合 理 性n客 户 现 场 维 护 的 方 便 性n生 产 制 造 及 总 装 的 高 效 性n外 形 的 统 一 、 美 观 性 Copyrights 2007 SANXING 二、开关柜结构设计的优化铜 排 布 局 的 合 理 性 CT背装，铜排用量较多。 Copyrights 2007 SANXING 二、开关柜结构设计的优化铜 排 布 局 的 合 理 性 CT吊装， 铜排用量较少。 Copyrights 2007 SANXING 二、开关柜结构设计的优化n客 户 现 场 维 护 的 方 便 性 要 满 足 客 户 现 场 维 护 的 方 便 性 ， 则 必 须 要 了 解 客 户现 场 需 要 经 常 对 哪 些 部 位 进 行 维 护 ：1、 电 缆 头 ； 2、 CT、 PT接 线 盒 ； 3、 避 雷 器 ； 4、 熔芯 是 易 损 件 ； 5、 接 地 开 关 伞 齿 需 润 滑 ；6、 电 缆 出 线 孔 要 做 成 双 块 ； 7、 计 量 用 CT、 PT要 送供 电 局 校 验 ； 8、 绝 缘 件 可 能 损 坏 ， 现 场 并 柜 后 是 否可 换 ？ 。 。 。 Copyrights 2007 SANXING 三、开关柜结构设计的注意点先 认 识 下 一 些 常 见 的 备 品 备 件u升 降 运 载 手 车u活 门 提 升 机 构 （ 验 电 小 车 ）u机 械 操 作 杆u验 电 棒u接 地 手 车 和 短 路 手 车 Copyrights 2007 SANXING 三、开关柜结构设计的注意点升降运载手车可使得断路器直接从运载手车上降到地面。 Copyrights 2007 SANXING 三、开关柜结构设计的注意点接地手车、短断路手车用于现场维护或做短路试验用。通常需要加程序锁或锁定线圈，以保证不会发生带负荷推拉手车的现象。 Copyrights 2007 SANXING 谢 谢 大 家 ！