开关柜开关_三分钟带你看懂开关柜

开关柜是指由一次设备和二次设备按照一定方案组装而成的成套配电设备，主要用于控制和保护线路和设备。开关柜按进出线电压等级可分为高压开关柜(固定式和手车式)和低压开关柜(固定式和抽屉式)。高压开关柜的结构一般相似，主要分为母线室、断路器室、二次控制室(仪表室)和馈线室，各室一般用钢板隔开。低压开关柜主要根据元件的安装方式进行分类。

GGD低压固定开关设备MNS低压抽出式开关设备KYN61-40.5铠装移开式金属封闭开关设备GCK低压抽出式开关设备内部元件包括：母线(母线)、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。

1、进线柜

也叫受电柜，是用来从电网(从进线到母线)接受电力的装置，一般装有断路器、CT、PT、隔离刀等元件。

2、插座柜

又称馈线柜或配电柜，是用来分配电能(从母线到各出线)的装置，一般配有断路器、CT、PT、隔离刀等元件。

3、总线触点

也称为母线断路器，是用来连接两条母线(从母线到母线)的装置。母线连接常用于单母线段和双母线系统，以满足用户选择不同运行方式的要求或保证故障时选择性切除负荷。

4、PT机柜

电压互感器柜通常直接安装在母线上，检测母线电压，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。

5、隔离柜

用于隔离两端母线或隔离受电设备与供电设备。它可以为操作员提供一个可视的端点，以便于维护和检修操作。由于隔离柜不具备分断和接通负荷电流的能力，所以在配套断路器闭合时，无法推拉隔离柜的手车。在一般应用中，需要在断路器辅助触头和隔离手车之间设置联锁，以防止操作人员的误操作。

6、电容器柜

又称补偿柜，用于提高电网的功率因数，或补偿无功功率。主要装置是成组并联的电容器组、开关控制电路、熔断器和其他保护电器。一般与进线柜并联安装，一个或多个电容器柜可以并联运行。电容器柜与电网断开后，电容器组完成放电过程需要一段时间，所以你不能直接接触柜内的元件，尤其是电容器组。停电后一定时间内(视电容器组容量而定，如1分钟)，不允许重合闸，以免过电压损坏电容器。在做自动控制功能时，还要注意合理分配每组电容器的投切次数，避免出现一组电容器损坏，其他组很少投切的情况。

7、测量柜

主要用于测量电能(kWh)，分为高压和低压两种。一般配有隔离开关、熔断器、CT、PT、有功电能表(传统电表或数字电表)、无功电能表、继电器，以及其他一些辅助二次设备(如负荷监测仪)。

8、GIS机柜

也称为封闭式组合电气柜，它组合了断路器、隔离开关、接地开关、CT、PT、避雷器、母线等。在金属外壳内，再用绝缘性能和灭弧性能良好的气体(一般为六氟化硫SF6)作为相间和对地的绝缘措施，适用于高电压等级和高容量等级的电网，用于配电和控制。

9、断路器

在正常工作条件下，断路器处于闭合状态(特殊应用除外)，电路接通。当进行自动控制或保护控制操作时，可由综合保护装置控制断路器断开或接通电路。断路器不仅能通断正常负载电流，还能承受一定时间的短路电流(是正常工作电流的几倍甚至几十倍)，能分断短路电流，切断故障线路和设备。因此，断路器的主要功能是分断和接通电路(包括分断和接通正常电流和分断短路电流)。

因为在分断和接通电路的过程中，断路器的动触头和静触头之间不可避免地会产生电弧。为了保护触头，减少触头材料的损耗，可靠地分断电路，必须采取措施尽快灭弧，其中之一就是在断路器的动、静触头之间填充不同的灭弧介质。根据灭弧介质的不同，断路器可分为：油断路器(多油、少油)、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器、空气开关等。工程中我们经常接触到的高低压开关柜中的主要一次设备是断路器。由于断路器的动、静触头一般都包裹在装有灭弧介质的容器中，因此不能直接判断断路器的通断状态，一般通过断路器的辅助装置(如通断、通断指针)来判断。

10、隔离刀

隔离刀(或隔离开关)由于断口明显，主要用于隔离高压电源，以保证线路和设备的安全维护，能断开的电流很小(一般只有几安培)。由于没有专门的灭弧装置，不能用来分断故障电流和正常工作电流，也不允许带负荷分断。

11、保险丝

熔断器是一种简单的电路保护电器。其原理是当流经熔断器的电流在一定时间内达到或超过一定值时，其自身熔体熔化，电路被切断。其动作原理简单，安装方便，一般不单独使用，主要与其他电器配合使用。主要动作特点：一是电流必须达到一定值，在熔断器出厂前已经做到，不能更改；二是电流达到一定值后需要一定的时间，这也是厂家制定的，不能更改，但有很多种，包括延时动作、快速动作、超快速动作等。第三，动作后身体受损，无法重复使用，必须更换；保险丝是否熔断，可以通过保险丝指示器判断，也可以通过熔体外观判断；常用的保险丝和安全管都属于这一类电器。

12、负载开关

负荷开关有简单的灭弧装置，灭弧介质一般为空气，能通断一定的电流和过电流，但不能关断短路电流或切断短路故障。所以绝对不允许简单的用负荷开关代替断路器；如果要使用负荷开关，必须配合前面提到的高压熔断器使用(实际上熔断器和负荷开关往往是串联使用，用于简单的过载保护，以降低工程造价)。与隔离刀类似，负荷开关有明显的断开间隙，很容易判断电路是通还是断。

13、变压器

简单来说，变压器就是利用交变电磁场实现不同电压电平转换(实际上是电能的转换)的装置，转换前后的电压在频率上是不变的。按其用途可分为多种，如电力变压器、整流变压器、调压器、隔离变压器、CT、PT等。我们在工程现场经常遇到的就是电力变压器。

与变压器相关的一些主要技术参数包括：

额定容量：指变压器在额定工况下的额定输出容量(等于UI，KVA)；

额定电压：空载和额定抽头下的端电压值(即一、二次电压值)；

空载损耗：变压器

短路损耗：一次侧额定电流和二次短路引起的损耗(主要由线圈电阻引起)；

分接头的概念：为了满足电网运行的需要，一般变压器的高压侧都有分接头，这些分接头的电压值用额定电压的百分比表示，即所谓的分接头电压。比如高压10KV变压器，抽头为5%，这就意味着变压器可以在10.5KV( 5%)、10KV(额定)、9.5KV(-5%)三个电压等级下运行。一般来说，有载调压变压器的分接头(抽头)很多，如7抽头(3 2.5%)和9抽头(4 2%)。由于不能完全保证分接开关的同步切换，有载分接开关一般不能并联运行。

有功负荷：电力系统中产生机器能量或热能的负荷。而负载中的纯阻性负载只消耗有功功率，如电加热、电炉、照明等用电负载完全是有功负载。异步电动机和同步电动机的负载都消耗有功功率和无功功率，做功产生机器能量的部分属于有功负载。有功负荷应由发电机的有功功率提供。

无功负载：电负载中不做功的部分。无功功率仅在感性负载中消耗。如变压器、电机、空调、冰箱等。因此，发电机在输出有功功率的同时，也需要提供无功功率。当无功不能满足电网时，系统的电压就会下降。为了满足用户的需求，应在变电站安装无功补偿器，以保持无功功率的平衡，从而维持电压水平。

紧急备用：电力系统备用容量的组成部分之一。由于电力供应可能受到发电设备临时或永久故障的影响，系统必须设置一定数量的应急备用电源，以保证电力设施的安全。

系统解列：为了防止系统失步和事故扩大，将一个完整的电力系统分解成若干个不再同步运行的独立系统。解列后，部分局部系统可能功率不足，频率和电压会下降，需要切除部分负荷，防止整个系统的稳定性被破坏。

14、PT(TV)/CT(AV)变压器

变压器实际上是一种特殊的变压器，主要用于将一次回路与控制回路进行电气隔离，从而扩大二次设备(仪表、综合保护等)的应用范围。).使用PT/CT可以防止一次回路的高压/大电流直接进入二次控制设备(如仪表、综合保护装置等。)，还可以防止一次回路的运行受到控制设备故障的影响。

电流互感器(CT，AV)的特点是：一次绕组N1粗而少，二次绕组N2细而多，二次侧额定电流I2一般为5A(可根据N1I1=N2I2近似计算一次电流I1，或根据一次电流I1选择相应变比的电流互感器)。由于CT工作时一次绕组和二次绕组分别串联在一次回路和二次控制回路中，所以可以得出结论，工作时二次侧的工作电压在开路时是很大的，所以绝对不允许CT开路。根据用途，通常可分为保护用CT和测量用CT。测量CT在一次回路发生短路故障时容易饱和，从而限制二次电流(二次绕组侧电流I2)过大，达到保护综合保护装置的目的。但当保护CT一次回路发生短路故障时，不应有保护现象，以保证综合保护装置的可靠运行。

变压比：变压器高压侧绕组与低压侧绕组匝数之比称为变压比，可以用高压侧与低压侧额定电压之比近似表示。3、电压互感器(PT，AV)的特点是一次绕组匝数N1多，二次绕组匝数N2少，相当于降压变压器(二次侧额定电压一般为100V)。PT工作时，一次绕组和二次绕组分别并联在一次回路和二次控制回路的电压线圈上，由于电压线圈的阻抗很大，PT二次侧的电流很小，二次绕组接近空载状态。而二次绕组本身阻抗很小，所以如果二次绕组短路，会导致非常大的二次电流(N1I1=N2I2)。所以PT的二次绕组一定不能短路。

15、手车/抽屉

手车和抽屉分别是高压开关柜和低压开关柜的组成部分，高压断路器、低压断路器及其继电器等部件分别安装。由此分为手车式开关设备(高压)和抽屉式开关设备(低压)。它们的功能与固定式开关柜基本相同，主要区别是便于维护和检修(手车和抽屉可通过机械操作机构曲柄推拉)。手推车和抽屉一般有三个位置：工作(正常运行时)、测试(试运行和现场测试时)和退出(维护和检修时)。

16、接地闸刀

接地刀(也叫接地开关)主要用于检修线路和设备时保证人员的安全；二是可以用来人为造成系统的接地短路，达到控制和保护的目的。第一个功能比较好理解，就不介绍了。第二个作用是这样的：接地刀通常接在降压变压器的高压侧。当受电端故障或变压器内部故障时，应自动合上接地刀闸，造成短路故障，迫使送电端(上端)断路器迅速动作，切除故障。所以这是人为短路故障，目的是保证送电端断路器能快速动作。

17、主要电器

主令电器是一种机械控制电器，它向各种电气系统发出控制指令，用于系统内各种信号的转换和传输等。常用的转换开关、按钮、旋转开关、位置开关和信号灯都属于主令电器的范围。

18、接触器

接触器是一种用于远距离频繁接通和断开DC主电路和大容量控制电路的电器。主要控制对象是电机、照明、电容器组等。分为交流接触器和DC接触器。与断路器相比，区别在于动作频率很高(所以要求其电气寿命和机械寿命足够长)；具有较高的分断和连接能力，但一般用于1KV及以下的电压等级，无法与几十千伏、几百千伏的断路器相比。

19、继电器

继电器用于控制控制回路中其他电器(通常是一次电气设备)的动作或作为主回路中的保护和信号转换电器，仅适用于远距离分断和接通小容量控制回路，如交流/DC电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器和热继电器等。

20、生产设备

常见的开关设备生产设备包括：

钣金设备：数控冲床、剪板机、折弯机。这三件是钣金生产的基本工具，主要用于制作开关柜。钣金加工的精度对高压手车开关设备和低压抽屉式开关设备影响很大。

AMADA钣金柔性生产系统

焊接：激光焊接、CO2气体保护焊和点焊。焊接设备很少用于制造开关柜，主要用于制造固定柜。

喷塑设备：开关柜表面采用静电喷塑处理。静电喷涂成型是粉末涂料通过静电吸附作用吸附在金属表面，并在高温下固化，在表面形成保护膜的一整套工序。静电喷塑不需要稀释剂，所以施工对环境无污染，对人体无毒；涂层外观质量优异，附着力强，机械强度高；喷涂施工的固化时间短。喷塑设备主要包括酸洗、脱脂、磷化、静电喷涂、固化等工序，分别使用不同的设备。目前，喷塑生产线被广泛应用。

诺信喷塑生产线

母线加工设备：母线加工设备主要用于开关柜内、柜间铜母线的切割、冲孔、弯曲。目前，有许多多站总线处理机。

多工位数控总线加工机

组装设备：组装设备是生产工人在开关柜生产过程中使用的组装设备。除了一般的电动工具外，还有鼓风机、剥线钳、压接机等。

21、测试

常见测试包括：

型式试验：对按照某种设计要求制造的一个或多个装置或设备进行的试验，以检查这种设计要求是否满足某种规格。

(2)例行试验：也称工厂试验，在制造过程中或完工后对每个装置或设备进行的试验，以确定该装置或设备是否符合某一标准。如防护等级测试。

防护等级测试仪

电介质试验：指测试电介质电气特性的各种试验，包括绝缘、静电、耐压等。抽样测试：从一批产品中随机抽取若干样品进行测试，也用于确定样品是否符合某一标准。

寿命试验：确定产品在规定条件下的可能寿命的试验，或评价和分析产品寿命特性的试验。

耐久试验：产品在规定条件下的试验，包括在一定时间内为某一目的的特定操作，如重复操作、短路、过压、振动、冲击等。是破坏性试验。

调试测试：为证明安装正确和产品运行正常而在现场进行的测试。

黄飞