高低压成套设备基础知识Word文档下载推荐.docx
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—04.0
3.2结构间隙差
结构间隙指结构外表的结构要素之间如门与门、门与其它结构要素之间形成的同一间隙或平行间隙。
其差值见表8
表8结构间隙差
尺寸范围（mm
部位
同一间隙均匀差（mm
平行间隙均匀差（mn）
<
1000
1.0
1000
1.5
2.5
3.3面板、侧板、门板等板类构件平面度的一般公差，为任意平方米小于3mm面板通常小于1.5mm
4.什么是外壳防护等级
外壳防护等级就是防止人体接近带电部分或触及运动部分的外壳、隔板以及防止固体物体侵入设备应具备的保护程度。
代码为IP，由两位特征数字及附加字母组成，如IP2X、IP30、IP4X、IP5X。
第
1位特征数字（0〜6或字母X）表示防止外物侵入的等级，第2位特征数字（0〜8或字母X）表示防湿气、
防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。
0表示没有防护或无特殊防护，X表示不要求规
定特征数字，关柜常见防护等级含义见表9。
表9常见防护等级含义
防护等级符号
防止固体异物进入
防止接近危险部件
IP2X
直径12.5mm及以上的物体
防止手指接近（直径12mm长80mm的试指）
IP3X
直径2.5mm及以上的物体
防止工具接近（直径2.5mm长100mm的试棒）
IP4X
直径1.0mm及以上的物体
防止导线接近（直径1.0mm长100mm的试验导线）
IP5X
尘埃（不完全，但不影响设备正常运行或危及安全）
5.母线
各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。
母线的作用是汇集、分配和传送电能。
由于母线在运行中，有巨大的电能通过，短路时，承受着很大的发热和电动力效应，因此，必须合理的选用母线材料、截面形状和截面积以符合安全经济运行的要求。
5.1母线的分类
母线按结构分为硬母线和软母线。
硬母线又分为矩形母线和管形母线。
矩形母线一般使用于主变压器至配电室内，其优点是施工安装方便，运行中变化小，载流量大，但造价较高。
软母线用于室外，因空间大，导线有所摆动也不致于造成线间距离不够。
软母线施工简便，造价低廉（其后的线母均指硬母线）。
5.2母线的相序排列规定及颜色母线的相序排列及颜色见表10。
表10母线的相序排列及颜色
相别
母线安装相互位置
颜色
垂直位置
水平位置
引下线
A
黄
上
远
左
B
绿
中
中T
C
红
下
近
右
中性线
淡蓝
一
接地线
黄绿相间
分断柜、母联柜及其他装有特殊电气设备的柜，当母线按此相序排列确会造成线母配制困难时，其相序可以变化。
5.3母线搭接面的处理
一般而言，母线搭接面应平整清洁，搭接面的边沿及孔口应无毛刺或不平现象，宽度大于40mm的
母线搭接面还应进行压花处理，不同金属的母线搭接面还要进行搪锡（镀锡）、镀银处理，以防止金属
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间电化腐蚀。
5.4母线的装配
与母线连接的螺栓，一般应由下往上穿，由前往后穿（特殊情况除外），紧固后螺栓尾部露出螺母
2〜3扣，螺母应置于观察的维护侧，在连接时母线两外则应加有平垫圈，螺母侧装有弹簧垫圈或锁紧螺母，同侧相邻两平垫圈不得形成闭合磁回路，应保持有3mm以上的净距离。
母线装配时应横平竖直，
母线紧固螺钉不能带劲强行装配，紧固力矩值祥见附录B。
5.5母线的制作和选用
母线的制作和选用祥见公司OKY.966.002《母线制作和安装工艺手册》
5.6母线连接的各种螺栓、螺钉拧紧力矩
各种螺栓、螺钉拧紧力矩见附录C
5.7成套开关设备面板上模拟线颜色规定（GB50171
将一次接线用规定的设备文字和图形符号按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部
组成和连接关系的单线接线图，称为一次接线图。
也称为是模拟图。
成套开关设备面板上模拟线颜色规定见表11。
表11模拟线颜色
装置运行电压kV
模拟母线颜色
直流正极
褐
〜3
深绿
直流负极
蓝色
〜6
深蓝
〜0.23
深灰
〜10
绛红
〜0.40
黄褐
〜35
鲜黄
5.8常用的主母线系统
单母线系统是最简单的一种。
投资省，操作方便、清晰，便于扩建，但当母线或母线侧隔离开关检修时，全部要停电；
而当某路出现断路器故障时，该回路亦只得停电，供电可靠性较低。
单母线分段，它比前一种稍有改善，保留了简单、经济、方便的优点，而且一段母线或母线隔离开关故障时，不至于全站长时间地停电；
对重要用户可在i、n段各供一回出线，提高可靠性。
5.9成套开关设备接线方案
成套开关设备接线方案是成套开关设备功能的标志。
它是根据电力系统主结线要求，针对使用场合
与控制对象，并结合主要电器元件特点确定的，包括电能汇集、输送、分配以及计量和保护等多种功能
的标准电气线路。
有单元方案（见图6）和单元方案组合（见图7）。
图6单元方案
图7单元方案组合
6659（61）644367G64（61）5570
6.成套开关设备接地
成套开关设备的外壳都由金属材料制成的，远行中，外壳及其它不属于主回路或辅助回路的所有金
属部件都必须牢靠地接地。
接地导体应沿整个开关设备和控制设备的长度延伸方向布设。
如果导体是铜
制的，其电流密度应保证在规定的接地故障条件下不超过200A/mm2,并确保接地系统的连续性。
7.成套开关设备联锁装置
成套开关设备各组成部件之间应设置可靠的联锁和闭锁装置，以保证操作程序的正确性。
常用的联
锁方式有：
机戒联锁、程序锁和电气联锁，机械联锁具有操作简便、直观、和可靠性高的特点，因而在设计时应优先采用。
若需要联锁的元件相隔较远或联锁的程序比较复杂，可采取程序锁和电气联锁的方
式。
一般在下述环节设置。
（a）主开关（如断路器）误合误分。
（b）断路器和负荷开关与隔离开关之间。
（c）接地开关和隔离开关或一次导电回路之间。
（d）接地开关或一次回路导电回路与柜门之间。
（e）手车柜的二次插头，与主开关之间。
8.电气间隙及爬电距离
8.1爬电距离：
沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径。
即在不同的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象。
此带电
区（导体为圆形时，带电区为环形）的半径，即为爬电距离。
见图3。
8.2电气间隙：
在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。
即在保证电气性能稳定和安全的情况下，通过空气能实现绝缘的最短距离。
见图8。
图8电气间隙和爬电距离
电們
山气间晾
爬削距嵩
可见，爬电距离和电气间隙实际是两个相关参数，都是针对电气绝缘性而来。
但，电气间隙的尺寸
应使得进入设备的瞬态过电压和设备内部产生的峰值电压不能使其击穿。
爬电距离的的尺寸应使得绝缘
在给定的工作电压和污染等级下不会产生闪络或击穿（起痕）。
可以看出，电气间隙和爬电距离的防范
对象和考核目的不同。
电气间隙防范的是瞬态过电压或峰值电压；
而爬电距离是考核绝缘在给定的工作
电压和污染等级下的耐受能力。
8.3各电压等级裸露带电体对地空气距离及爬电距离见表12、表13。
表12低电压裸露带电体对地空气距离及爬电距离
额疋绝缘电压U（V）
电气间隙（mr）i
爬电距离（mr）i
Ie<
63A
Ie%3A
Ie詬3A
Ie为3A
60vUW300
5（6）
6
4（10）
8
300vU詬60
8（10）
10
12（14）
14
660vUW00
14（16）
14（20）
20
注：
此表是在设备未标明额定冲击耐受电压值，括号内的数据为低压成套无功功率补偿装置要求。
表13高电压裸露带电体对地空气距离及爬电距离
电压等级（kV）
爬电距离（mr）
6（7.2）
100
144（有机绝缘）20mm/kV
10（12）
125
240（有机绝缘）20mm/kV
24
180
480（有机绝缘）20mm/kV
35（40.5）
310
810（有机绝缘）20mm/kV
8.4相间及相对地之间增加绝缘隔板规定
根据行业标准DL/T537-93中7.3.2.4规定：
10kV配电装置如采用相间绝缘隔板，各相导体的相间和对地的净距不得小于30mm隔板的沿面爬距不小于150mm35kV如采用相间绝缘隔板，各相导体
的相间和对地净距不得小于60mm隔板的沿面爬距不小于300mm24kV配电没装置没有明确规定，但
是满足加隔板条件的净距及沿面爬距的范围可以推断出在两者之间。
在电气距离不够的情况下，高压绝
缘套管（也叫热缩套管）的应用范围和使用规范，在高压开关柜的行业及国家标准中至今没有明确规定。
9.什么是辅助电路（也叫二次回路）
成套设备中（除主电路以外）用于控制、测量、信号和调节，数据处理等电路上所有的导电部件。
二次回路包括：
测量、保护、控制与信号回路部分。
测量回路包括：
计量测量与保护测量。
控制回路包括：
就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。
信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。
9.1测量回路
测量回路分为电流回路与电压回路。
电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧（5A）,电流互感
器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。
计量与保护分别用各自的互感器（计量用互感器精度要求
高），计量测量串接于电流表以及电度表，功率表与功率因数表电流端子。
保护测量串接于保护继电器的电流端子。
微机保护一般将计量及保护集中于一体，分别有计量电流端子与保护电流端子。
电压测量回路，220/380V低压系统直接接220V或380V，3kV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压，电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端
子并接在100V电压母线上。
微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。
9.2控制回路
（a）合分闸回路
合分闸通过合分闸转换开关进行操作，常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要，转换开关选
用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。
以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警，国家已有标准图设计。
采用微机保护以后，要进行远分合闸操作后，还要到就地进行转换开关对
位操作，这就失去了远分操作的意义，所以应取消不对应接线，选用中间自复位的只有合闸与分闸的三
档转换开关。
（b）防跳回路
当合闸回路出现故障时进行分闸，或短路事故未排除，又进行合闸（误操作），这时就会出现断路
器反复合分闸，这种现象称之为断路器的“跳跃”，将造成断路器的遮断能力下降。
不仅容易引起或扩大事故，还会引起设备损坏或人身事故，所以高压开关控制回路应设计防跳。
防跳一般选用电流启动，电压保持的双线圈继电器。
电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。
电压线圈接于合闸回路，作为保持线圈，当分闸时，电流线圈经分闸回路起动。
如果合闸回路有故障，或处于手动合闸位置，电压线圈起启动并通过其常开接点自保持，其常闭接点马上断开合闸回路，保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。
防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持，这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷，也减少了保护继电器的保持时间要求。
有些微机保护装置自己已具有防跳功能，这样就可以不再设计防跳回路。
断路器操作机构选用弹簧储能时，如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构（也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构），因为储能一般都要求10秒左右，当储能开关经常处于断开位置时，储一次能，合完之后，将储能开关再处于断开位置，可以跳一次闸；
跳闸之后，要手动储能之后才能进行合闸，此时，也可以不再设计防跳回路。
（c）试验与互投联锁与控制
对于手车开关柜，手车推出后要进行断路器合分闸试验，应设计合分闸试验按钮。
进线与母联断路，一般应根据要求进行互投联锁或控制。
（d）保护跳闸保护跳闸出口经过连接片接于跳闸回路，连接片用于保护调试，或运行过程中解除某些保护功能。
（e）合分闸回路合分闸回路为经合分闸母线为操作机构提供电源，以及其控制回路，一般都应单独画出。
9.3信号回路
9.3.1开关运行状态信号由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的信号灯组成：
经过操作转换开关不对应接线后接到正电源上。
采用微机保护后，转换开关取消了不对应接线，所以信号灯正极可以直接接到正电源上。
9.3.2事故信号有事故跳闸与事故预告两种信号，事故跳闸报警也要通过转化开关不对应后，接到事故跳闸信号母线上，再引到中央信号系统。
事故预告信号通过信号继电器接点引到中央信号系统。
采用微机保护后，将断路器操作机构辅助接点与信号继电器的接点分别接到微机保护单元的开关量输入端子，需要有中央信号系统时，如果微机保护单元可以提供事故跳闸与事故预告输出接点，可将其引到中央信号系统。
否则，应利用信号继电器的另一对接点引到中央信号系统。
9.3.3中央信号系统为安装于值班室内的集中报警系统，由事故跳闸与事故预告两套声光报警组成，光报警用光字牌，不用信号灯，光字牌分集中与分散两种。
采用变电站综合自动化系统后，可以不再设计中央信号系统，或将其简化，只设计集中报警作为计算机报警的后备报警。
10.绝缘电线
常有的绝缘电线有以下几种：
聚氯乙烯绝缘电线、聚氯乙烯绝缘软线、丁腈聚氯乙烯混合物绝缘软线、橡皮绝缘电线、农用地下直埋铝芯塑料绝缘电线、橡皮绝缘棉纱纺织软线、聚氯乙烯绝缘尼龙护套电线、电力和照明用聚氯乙烯绝缘软线等。
10.1二次绝缘导线的选择
通常辅助电路中，电压回路、控制回路导线截面积选用1.5mm2（计量电压回路用2.5mm2）,电流
回路选用2.5mm2（计量回路用4mm2），颜色黑色，型号BVR聚氯甲乙烯绝缘线。
活动线束必须选用
BVR导线。
顾客有特殊要求时按顾客要求选取。
10.2二次回路制作和连接
二次回路制作和连接祥见公司OKY.965.002《二次回路配线工艺守则》。
11.什么是高压成套装置
高压成套装置是以高压开关为主的成套电器，它用于配电系统，作接受与分配电能之用。
对线路进行控制、测量、保护及调整。
11.1高压开关柜的组成：
开关柜应满足GB3906-2006《3.6〜40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》标准的有关要求，
柜体由壳体、电器元件（包括绝缘件）、各种机构、二次端子及连线等组成。
11.1.1柜体的材料：
（a）冷扎钢板或角钢（用于焊接柜）;
（b）敷铝锌钢板或镀锌钢板（用于组装柜）.
（c）不锈钢板（不导磁性）.
（d）铝板（（不导磁性）.
11.1.2柜体的功能单元（全部或部分）：
（a）主母线室（一般主母线布置按
（b）断路器室（开关室）
（c）电缆室
（d）继电器和仪表室
（e）柜顶小母线室
（f）二次端子室
品”字形或T字形两种结构
9。
图9高压开关柜结构布置
11.1.3高压开关柜结构布置见图
6.母线室
14.
后封板
2U
金属活门
2.
端孑室
工仗表门
15.
后柜
22.
接地母跋
3.
泄压活门
10.母銭套莒
祖头盒
23.
电缆头
4.
防护罩
1K柜体铭誨及篠拟母
17.
观察孔
24.
小母线室
前柜
线牌
1氐
电流互感器
标牌
医
断銘器手车
12.端子门
19-,
电缆室
26.
二我静帥头
T*
手车室
1氛古车铭牌
20.
接地幵关
11.2高压开关柜分类
11.2.1按断路器安装方式分为移开式（手车式）和固定式开关
（a）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
（b）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XGN2-10GG-1A等。
11.2.2按安装地点分为户内和户外
⑻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
（b）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。
KYN2812□
11.2.3高压开关柜型号含义：
环境特征忧号
-淞路方案翻电压耀级设计系掰号户内型務开式
金属趙装开关说备
12.额定电压（Ur）
根据国内系统的实际，额定电压为开关设备和控制设备所在系统的最高电压上限。
常见标准值3.6，
7.2，12，24，40.5kV
13.额定电流（Ir）
开关设备和控制设备的额定电流是在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备应该能够持续通过
的电流的有效值。
常常是1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8，及其与10n的乘积。
14.什么是低压成套开关设备和控制设备
低压成套开关设备和控制设备是由一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护
及调节等设备由制造商负责完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组
合体，可由主电路和辅助电路组成。
14.1低压成套开关设备和控制设备分类：
14.1.1从功能上可分为：
电控设备；
配电设备（或配电装置）两种类型。
14.1.2从结构上可分为：
固定封闭式，女口GGD系列、动力配电箱；
抽出式，女口GCKGCD27GCS
等；
固定分隔式几种类型。
14.2低压柜型号含义：
2—J9kA
3—冈kA
迟盪气再:
D-电兀青直
J—电吾営空
岂兰二二亘W土去兰WL
14.3低压柜GGDGCKGCSMNSMCS简介
14.3.1GGD系列：
（a）用途
GGD型交流低压配电柜适用于变电站、发电厂、厂矿企业等电力用户的交流50Hz,额定工作电压
380V，额定工作电流1000〜3150A的配电系统，作为动力、照明及发配电设备的电能转换、分配与控制
之用。
GGD型交流低压配电柜是根据能源部，广大电力用户及设计部门的要求，按照安全、经济、合理、可靠的原则设计的新型低压配电柜。
产品具有分断能力高，动热稳定性好，电气方案灵活、组合方便，系列性，实用性强、结构新颖，防护等级高等特点。
可作为低压成套开关设备的更新换代产品使用。
（b）结构特点
GGD型交流低压配电柜的柜体采用通用柜形式，构架用8MF冷弯型钢局部焊接组装而成，并有20
模的安装孔，通用系数高。
GGD柜充分考虑散热问题。
在柜体上下两端均有不同数量的散热槽孔，当柜内电器元件发热后，热
量上升，通过上端槽孔排出，而冷风不断地由下端槽孔补充进柜，使密封的柜体自下而上形成一个自然通风道，达到散热的目的。
GGD柜按照现代化工业产品造型设计的要求，采用黄金分割比的方法设计柜体外形和各部分的分割
尺寸，使整柜美观大方，面目一新
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。
14.3.2GCK系列
（a）产品型号及含义
GCKG是封闭式开关柜C是抽出式K是控制中心
GCK氐压抽出式开关柜（以下简称开关柜）由动力配电中心（PC）柜和电动机控制中心（MCC）两部分组成。
该装置适用于交流50（60）HZ、额定工作电压小于等于660V、额定电流4000A及以下的控配电系统，作为动力配电、电动机控制及照明等配电设备。
GCK开关柜符合IEC60439-1《低压成套开关设备和控制设备》、GB7251.1-1997《低压成套开关设
备和控制设备》、GB/T14048.1-93《低压开关设备和控制设备总则》等标准。
且具有分断能力高、动热稳定性好、结构先进合理、电气方案灵活、系列性、通用性强、各种方案单元任意组合、一台柜体。
所容纳的回路数较多、节省占地面积、防护等级高、安全可靠、维修方便等优点。
整柜采用拼装式组合结构，模数孔安装，零部件通用性强，适用性好，标准化程度高柜体上部为母线室、前部为电器室、后部为电缆进出线室，各室间有钢板或绝缘
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