1、第四章 工廠變配電所及其一次系統Substation and its Main System2012年10月第四章 工廠變配電所及其一次系統 工廠變配電所的任務、類型及所址選擇 電氣設備中的電弧及對觸頭的要求 中壓開關設備及其選擇1、中壓元器件2、中壓開關柜目 錄第四章 工廠變配電所及其一次系統第3節 中壓開關設備及其選擇 中壓元器件 中壓開關柜第3節 中壓開關設備及其選擇中壓開關柜Medium-Voltage Switchgear (Switchboard)中壓開關柜額定電壓3.640.5kV的開關柜 氣體絕緣中壓開關柜NXPLUS 空氣絕緣中壓開關柜ZS1中壓開關柜 引言 有關標準 術語和

2、定義 技術數據 產品分類 空氣絕緣型交流金屬封閉式中壓開關柜（AIS） 氣體絕緣型交流金屬封閉式中壓開關柜（C-GIS） F-C回路開關柜（交流接觸器熔斷器組合電器） 特殊用途開關柜 智能化開關柜中壓開關柜 中壓開關柜，全稱：3.6kV40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備，是裝有以斷路器為主要開關元件的成套開關設備，在配電系統中作接受和分配電能之用，是中壓領域中量大面廣的產品。 中壓開關柜的發展，經歷了敞開式 構架式 金屬封閉式 密封式的技術發展歷程，體積愈來愈小。引言中壓開關柜 80年代以來，我國不斷引進國外先進技術，尤其是90年代以來，成立了多家合資企業、獨資企業，新興企業也層出不窮

3、；同時國內市場的需求也日益多樣化，國內開關行業推出了幾十個新型開關柜產品，大部分配有真空斷路器、負荷開關、接觸器和熔斷器等。引言中壓開關柜國外生產中壓開關柜的主要公司及其代表產品：ABB公司：ZS1中置式開關柜、ZS3.2、ZS8等AIS，ZX系列CGIS；德國西門子公司：8BK20系列中置柜、NXAIR開關柜等AIS， 8DA10、 8DB10、8DC11、NXPLUS系列CGIS；日本三菱公司：MA-EC型下置式手車柜；美國伊頓公司（收購Holec ）：Unitole UR 中置柜、UT4落地式柜；法國阿海琺公司（收購Alstom ）： PID型中置柜、VISAX智能型開關柜； GE公司：

4、PV型雙層柜等；施耐德公司：MC set 手車柜；東芝公司：VE型中置柜引言中壓開關柜我國生產中壓開關柜的主要公司：江蘇東源電器集團股份有限公司、安徽鑫龍電器股份有限公司、天水長城開關廠、上海柘中（集團）有限公司、華儀電器集團有限公司、北京北開電氣股份有限公司等中壓開關柜主要合資/獨資企業：廈門ABB開關有限公司、上海西門子開關有限公司、西門子中壓開關技術（無錫）有限公司、西電三菱電機開關設備有限公司、上海通用電氣開關/廣電有限公司、鎮江伊頓電器有限公司、伊頓電氣（蘇州）有限公司等引言中壓開關柜DL/T 404-1997 戶內交流高壓開關柜訂貨技術條件GB 3906-2006 3.6kV40.

5、5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備IEC 62271-200: 2003 High-voltage Switchgear and Controlgear Part 200: AC Metal-enclosed Switchgear and Controlgear for Rated Voltages above 1kV and up to and Including 52 kV高壓開關設備和控制設備 第200部分：1kV52kV交流金屬封閉開關設備和控制設備GB 290020 電工術語 高壓開關設備有關標準中壓開關柜 中壓開關柜 medium-voltage switchboard由一次回路

6、元件（中壓斷路器、負荷開關、接觸器、熔斷器、隔離開關、接地開關、互感器及站用電變壓器等） ，以及控制、測量、保護、調節裝置，內部連接件、輔件、外殼和支持件等組成的成套配電裝置，其內的空間以氣體或復合絕緣材料作為介質，用作接受和分配電網的三相電能。 金屬封閉式中壓開關柜 metal-enclosed MV switchboard 除進、出線外，所有元器件組件及其輔助回路完全安裝在接地金屬外殼內的中壓開關柜。有：金屬鎧裝式、間隔式、箱式中壓開關柜術語和定義中壓開關柜 金屬鎧裝式中壓開關柜 metal-clad medium-voltage switchboard金屬封閉式開關柜的一種，某些組件分別

7、裝在用接地的金屬隔板隔開的隔室中，金屬隔板的防護等級應達到IP2XIP5X（或者更高），至少包含下列4個單獨的隔室： 1、斷路器室 2、母線室 3、電纜室 4、低壓室術語和定義中壓開關柜 金屬鎧裝式中壓開關柜 metal-clad medium-voltage switchboard1、母線室A：與主斷路器另一側連接的組 件，如母線2、斷路器室B：主斷路器3、電纜室C：與主斷路器一側連接的組件， 如饋電線路4、低壓室D術語和定義中壓開關柜間隔式中壓開關柜 compartmented switchboard金屬封閉式開關柜的一種，某些組件分裝于單獨的隔室內（與金屬鎧裝式開關柜一樣），但具有一個或

8、多個非金屬隔板，隔板的防護等級應達到IP2X IP5X（或者更高）的要求 。箱式中壓開關柜 cubicle switchboard除鎧裝式和間隔式開關柜以外的金屬封閉式中壓開關柜。它具有下列特征：1）隔室的數目少于金屬鎧裝式和間隔式開關柜；2）隔板的防護等級低，或3）沒有隔板。 術語和定義中壓開關柜 隔室 compartment開關柜的組成部分，除因實現電氣連接、控制、通風或必須在隔板上開孔外，所有隔室呈封閉狀態或互相隔開。隔室可由內裝的主要組件命名，如斷路器隔室、母線隔室等。連接隔室之間的孔應以套管或有效方式隔開。母線可以貫穿若干功能單元。術語和定義中壓開關柜 組件 component主回路

9、和接地回路中承擔特定功能的主要部件，如斷路器、負荷開關、接觸器、隔離開關或隔離插頭、接地開關、高壓熔斷器、互感器、套管、母線等。術語和定義中壓開關柜活門 shutter開關柜的一個部件，它具有兩個可轉換的位置。一個位置是允許可移開部件的動觸頭插入靜觸頭；而在另一個位置，則成為遮住靜觸頭的隔板或外殼的一個部件。活門打開 open活門關閉 closed術語和定義中壓開關柜壓力釋放裝置 pressure relief device用于限制隔室壓力的裝置。術語和定義中壓開關柜套管 bushing 導體與隔板或外殼絕緣的部件，它使導體穿過隔板或外殼。術語和定義中壓開關柜主回路 main circuit開

10、關柜中傳送電能的所有導電回路（不包括與電壓互感器連接的導電回路）。又稱一次回路。輔助回路 auxiliary circuit 開關柜中除主回路外的所有控制、測量、信號指示和調節回路的導電回路。又稱二次回路。接地回路 earthing circuit每個接地裝置或接地點到開關柜用于與外部接地系統相連的端子間的連接。術語和定義中壓開關柜運輸單元 transport unit開關柜的一部分，不需拆開而適合運輸。功能單元（開關柜的） functional unit 開關柜的一部分，包括能滿足完成單一功能的主回路和輔助回路的所有組件。功能單元可以根據預定的功能來區分，例如：進線單元、出線單元等。外殼 e

11、nclosure開關柜的一部分，在規定的防護等級下，它能保護內部設備不受外界的影響，防止人體和外物接近帶電部分或觸及運動部分。術語和定義中壓開關柜內部電弧級開關柜（IAC） internal arc classified switchboard經試驗驗證能滿足內部電弧情況下保護人員規定要求的開關柜。防誤功能（簡稱“五防”） mal-operation防止誤分、合斷路器，防止帶負荷分、合隔離開關或隔離插頭，防止接地開關合上時（或帶接地線）送電，防止帶電合接地開關（或掛接地線），防止誤入帶電隔室。“五防”措施要靈活、簡單、可靠術語和定義中壓開關柜防護等級 degree of protection

12、開關柜的殼體、隔板防止人體接近柜內帶電部件以及固體外物、灰塵的侵入和/或防止水的侵入而具備的保護程度。防護等級用IP和兩個數字表示，如IP44。第一個數字表示防止人體接近柜內帶電部件以及固體外物、灰塵的侵入而具備的保護程度，第二個數字表示防止水的侵入而具備的保護程度。 表1 防護等級分類規定防護等級 解 釋 IP2X能阻擋手指或直徑大于12mm、長度不超過80mm的物體進入 IP3X能阻擋直徑或厚度大于2.5mm的工具、金屬絲等物體進入 IP4X能阻擋直徑大于1.0mm的金屬絲或厚度大于1.0mm的窄條等物體進入 IP5X能防止影響設備安全運行的大量塵埃進入，但不能完全防止一般灰塵進入術語和定

13、義中壓開關柜型式試驗 type test型式試驗是驗證開關柜及其電器組件、輔助元件的各種性能是否達到技術條件的要求，是否能定型生產。產品的強制型式試驗項目主要有： 絕緣試驗 主回路電阻測量和溫升試驗 短時耐受電流和峰值耐受電流試驗 關合和開斷能力試驗 機械操作和機械特性測量試驗 防護等級檢查 非金屬隔板和活門試驗 密封試驗（漏氣率及含水量） 充氣隔室的壓力耐受試驗和氣體狀態測量 電纜試驗回路的絕緣試驗 內部電弧故障試驗（對IAC級開關柜） 氣候防護試驗 機械撞擊試驗 局部放電試驗 人工污穢試驗 耐腐蝕試驗術語和定義中壓開關柜 型式試驗 type test目前，我國有資質進行中壓開關柜型式試驗的

14、機構主要有：國家高壓電器質量監督檢驗中心（西安高壓電器研究所）、機械工業高壓電器產品質量檢測中心（沈陽）、北京電科所等中壓開關柜出廠試驗 routine test 制造廠應在廠內對每個運輸單元進行出廠試驗，以保證出廠產品與通過型式試驗的產品一致。出廠試驗報告應隨產品移交用戶。 出廠試驗項目包括：1）主回路的工頻耐壓試驗 2）輔助回路和控制回路的工頻耐壓試驗3）局部放電試驗 4）測量主回路電阻5）機械性能、機械操作及機械防止誤操作裝置或電氣連鎖裝置功能的試驗6）儀表、繼電器元件校驗及接線正確性檢定7）密封試驗 8）充氣隔室的壓力試驗和氣體狀態測量9）設計檢查和外觀檢查 10）電氣、氣動和液壓輔助

15、裝置的試驗11）在使用中可以互換的具有同樣額定值和結構的組件，應檢驗互換性12）現場安裝后的試驗術語和定義1）額定電壓 kV Rated voltage 額定工頻耐受電壓 kV Rated power frequency withstand voltage 額定雷電沖擊耐受電壓 kV Rated lightning impulse withstand voltage2）額定電流（主母線和分支母線） A Rated current（of main busbar and tee-off) 額定短時耐受電流（4s/3s） kA Rated short-time withstand current,

16、4s/3s 額定峰值耐受電流 kA Rated peak withstand current 額定短路開斷電流（斷路器） kA Rated short-circuit breaking current (of CB)3）防護等級 Degree of protection4）工作條件 Ambient conditions, such as （海拔高度、溫度和濕度等） Altitude, ambient temperature, humidity etc. 中壓開關柜主要技術數據 Technical Data GB IEC GB IEC1）額定電壓 kV 12 12 40.5 40.5 額定工頻耐

17、受電壓 kV 42/48 28/32 95/118 70/80 額定雷電沖擊耐受電壓 kV 75/85 75/85 185/215 170/1952）額定電流 A , 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, （主母線和分支母線） 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000 額定短時耐受電流（4s; 3s） kA , 20, 25, 31.5, 40, 50, 63 額定峰值耐受電流 kA 為額定短時耐受電流的2.5倍3）輔助回路的額定電壓 V 直流：24、48、110、220 交流：100、220、380中壓開關柜注：斜線下的數值是隔離斷口間絕

18、緣值。隔離斷口間絕緣是指隔離開關、隔離負荷 開關、手車柜隔離插頭完全斷開時的斷口間絕緣。主要技術數據 Technical Data中壓開關柜 按安全等級，分為： 鎧裝式、 間隔式、 箱式 按柜內主要元件（斷路器）的安裝方式，分為： 移開式（簡稱手車柜）、 固定式（簡稱固定柜）產品分類中壓開關柜 按柜內主絕緣介質，分為： 空氣絕緣（復合絕緣）型（ 簡稱AIS ） Air-Insulated Switchgear 氣體絕緣型（ 簡稱充氣柜 C-GIS ） Cubicle type Gas-Insulated Switchgear 產品分類中壓開關柜按使用場合，分為： 通用型 general switchgear 智能型 Intelligent switchgear F-C回路開關柜 Fuse-Contactor combination switchgear 特殊開關柜 special-application switchgear 高原型 For plateau 電氣化鐵路 For electrical railway 礦山用隔爆型 Explosio