高壓開關柜基本知識

高壓開關柜是指在電力系統(tǒng)進行發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過程中，進行開合、控制和保護，電壓等級在3.6kV~40.5kV的電器產(chǎn)品。開關柜具有架空進出線、電纜進出線、母線聯(lián)絡等功能，主要適用于發(fā)電廠、變電站、廠礦企業(yè)和住宅小區(qū)等各種不同場所。開關柜應滿足“交流金屬封閉開關設備標準”的有關要求，由柜體和斷路器兩大部分組成，柜體由殼體、電器元件(包括絕緣件)、各種機構(gòu)、二次端子及連線等組成。

一、高壓開關柜的分類

1、按斷路器安裝方式分為移開式（手車式）和固定式

1）移開式或手車式(用Y表示)

表示柜內(nèi)的主要電器元件(如斷路器)是安裝在可抽出的手車上的，由于手車柜有很好的互換性，因此可以大大提高供電的可靠性。常用的手車類型有：隔離手車、計量手車、斷路器手車、PT手車、電容器手車和所用變手車等，如KYN28A-12。

2）固定式(用G表示)

表示柜內(nèi)所有的電器元件(如斷路器或負荷開關等)均為固定式安裝的。固定式開關柜較為簡單經(jīng)濟，如XGN2-10、GG-1A等。

2、按安裝地點分為戶內(nèi)和戶外

1）用于戶內(nèi)(用N表示)

表示只能在戶內(nèi)安裝使用，如KYN28A-12等開關柜。

2）用于戶外(用W表示)

表示可以在戶外安裝使用，如XLW等開關柜。

3、按柜體結(jié)構(gòu)可分為金屬封閉鎧裝式開關柜、金屬封閉間隔式開關柜﹑金屬封閉箱式開關柜和敞開式開關柜四大類

1）金屬封閉鎧裝式開關柜（用字母K來表示）

主要組成部件（如斷路器、互感器、母線等）分別裝在接地的、用金屬隔板隔開的隔室中的金屬封閉開關設備。如KYN28A-12型高壓開關柜。

2）金屬封閉間隔式開關柜（用字母J來表示）

與鎧裝式金屬封閉開關設備相似，其主要電器元件也分別裝于單獨的隔室內(nèi)，但具有一個或多個符合一定防護等級的非金屬隔板。如JYN2-12型高壓開關柜。

3）金屬封閉箱式開關柜（用字母X來表示）

開關柜外殼為金屬封閉式的開關設備。如XGN2-12型高壓開關柜。

4）敞開式開關柜

無保護等級要求，外殼有部分是敞開的開關設備。如GG-1A(F)型高壓開關柜。

4、按功能分為進線柜、出線柜、母聯(lián)柜、計量柜等

1）進線柜（受電柜）

接收上級電源，含斷路器/負荷開關、CT、隔離開關，是系統(tǒng)的入口。

2）出線柜（饋線柜）

分配電能至負荷（變壓器、電機等），配斷路器、CT與保護。

3）母聯(lián)柜

連接兩段母線，實現(xiàn)雙電源切換、負荷轉(zhuǎn)移與母線并列。

4）計量柜

專門用于電能計量，配專用計量互感器、防竊電裝置。

二、高壓開關柜的組成

1、一次設備

1）斷路器

電路的“總開關”，正常送電、故障跳閘全靠它。

2）隔離開關

主要用于斷電后形成明顯斷開點，保障檢修人員安全。

3）互感器

把大電流、高電壓變成小信號，給儀表和保護裝置用。

2、二次設備

各種繼電保護裝置、測控屏、儀表和指示燈，負責監(jiān)測狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立刻指令斷路器跳閘。

3）柜體

金屬封閉結(jié)構(gòu)，通常分為母線室、斷路器室、電纜室、繼電器室，防觸電、防灰塵，防護等級很高。

4、五防閉鎖

1）防止帶負荷合閘

高壓開關柜內(nèi)的真空斷路器小車在試驗位置合閘后，小車斷路器無法進入工作位置。

2）防止帶接地線合閘

高壓開關柜內(nèi)的接地刀在合位時，小車斷路器無法進入工作位置合閘。

3）防止誤入帶電間隔

高壓開關柜內(nèi)的真空斷路器在合閘工作時，盤柜前后門用接地刀上的機械與柜門閉鎖。

4）防止帶電合接地刀

高壓開關柜內(nèi)的真空斷路器在工作時合閘，接地刀無法關合投入。

5）防止帶負荷拉刀閘

高壓開關柜內(nèi)的真空斷路器在工作合閘運行時，無法退出小車斷路器的工作位置。

三、高壓開關柜的日常維護

1、外觀巡視“一眼看透”

1）看指示燈

狀態(tài)指示要清晰，就地/遠方、合閘/分閘位置要對應。異常燈亮或燈滅不亮，要及時處理。

2）看儀表讀數(shù)

電流、電壓指針要穩(wěn)，不抖動、不擺動。如果出現(xiàn)忽高忽低或指針打擺子，可能是觸點接觸不良或負荷不穩(wěn)。

3）看溫度濕度

關注柜內(nèi)凝露控制器，太潮濕容易爬電（表面放電），太干燥容易產(chǎn)生靜電，保持干爽才安全。

4）看有無發(fā)熱變色

看到發(fā)熱變色、聞到焦糊味、或者聽到“滋滋”的放電聲，這是大忌，必須立即停電處理。

2、緊固檢查“死角不漏”

1）緊螺絲

隨著季節(jié)氣溫變化和設備運行振動，母線接頭、電纜端子的螺絲容易松動。接觸點松動容易發(fā)熱，甚至引發(fā)火災。建議每年大緊固一次，尤其夏天負荷高峰期前。

2）查接觸面

斷路器手車的觸頭、動靜觸點，要注意氧化情況。涂一點專用導電脂，接觸更順暢。

3、機構(gòu)傳動“靈活順暢”

1）潤滑

操作機構(gòu)、連桿、鉸鏈這些活動部位，要定期加潤滑油，既防生銹，又能保證合閘、分閘動作干脆利落，不卡殼。

2）五防閉鎖

定期測試機械鎖和電磁鎖的靈活性，別讓鎖銹死，否則關鍵時刻打不開或者鎖不上，都是大事故。

4、二次回路“精準確認”

1）查線頭

二次接線端子容易受灰塵或潮氣影響，導致接觸不良。定期吹掃灰塵，緊固接線端子。

2）查保護

繼電保護裝置要定期做傳動試驗。模擬故障信號，看斷路器能不能正確跳閘。

5、清潔除塵“干干凈凈”

1）內(nèi)部吸塵

柜內(nèi)的繼電器室、互感器室，定期用吸塵器吸走灰塵。特別是絕緣件，灰塵多了容易降低絕緣性能導致?lián)舸?/p>

2）忌用水沖

禁止直接用水沖洗帶電或剛斷電的柜子，用干抹布、壓縮空氣清理即可。

四、高壓開關柜常見故障處理

1、運行中突然跳閘

1）故障現(xiàn)象

高壓開關柜在運行中突然跳閘的原因是保護動作。高壓柜上裝有過流、速斷、瓦斯和溫度等保護，當線路或變壓器出現(xiàn)故障時，保護繼電器動作使開關跳閘，跳閘后開關柜綠燈（分閘指示燈）閃亮。高壓柜內(nèi)或中央信號系統(tǒng)有聲光報警信號，繼電器掉牌指示。微機保護裝置有“保護動作”的報警信息。

2）判斷方法

判斷故障具體原因可以根據(jù)繼電器掉牌、報警信息等情況進行判斷。在高壓柜中瓦斯、溫度保護動作后都有相應的信號繼電器掉牌指示。過流繼電器(GL型)動作時不能區(qū)分過流和速斷，在定時限保護電路中過流和速斷分別由兩塊(JL型)電流繼電器保護，繼電器動作時紅色的發(fā)光二極管亮，可以明確判斷動作原因。

3）處理方法

過流繼電器動作使開關跳閘，是因為線路過負荷，送電前應減少負荷，防止送電后再次跳閘；速斷跳閘時，應檢查母線、變壓器、線路，找到短路故障點，將故障排除后方可送電；過流和速斷保護動作使開關跳閘后繼電器可以復位，利用這一特點可以和溫度、瓦斯保護區(qū)分。變壓器發(fā)生內(nèi)部故障或過負荷時瓦斯和溫度保護動作，如果是變壓器內(nèi)部故障使重瓦斯動作，必須檢修變壓器。如果是新移動、加油的變壓器發(fā)生輕瓦斯動作，可以將內(nèi)部氣體放出后繼續(xù)投入運行。溫度保護動作是因為變壓器溫度超過整定值，如果定值整定正確，必須設法降低變壓器的溫度，可以通風降低環(huán)境溫度，也可減少負荷減低變壓器溫升。如果整定值偏小，可將整定值調(diào)大。通過以上幾個方法使溫度接點打開，開關才能送電。

2、儲能故障

不能儲能分別有電機故障控制開關損壞、行程開關調(diào)節(jié)不當和線路其它部位開路等。表現(xiàn)形式有電機不轉(zhuǎn)、電機不停、儲能不到位等。

1）行程開關調(diào)節(jié)不當

行程開關是控制電機儲能位置的限位開關。當電機儲能到位時將電機電源切斷。如果限位過高時，機構(gòu)儲能已滿。故障現(xiàn)象是電機空轉(zhuǎn)不停機、儲能指示燈不亮。只有打開控制開關(HK)才能使電機停止。限位調(diào)節(jié)過低時，電機儲能未滿提前停機。由于儲能不到位開關不能合閘。調(diào)節(jié)限位的方法是手動慢慢儲能找到正確位置，并且緊固。

2）電機故障

如果電機繞組燒毀，會有異味、冒煙、保險熔斷等現(xiàn)象發(fā)生。如果電機兩端有電壓，電機不轉(zhuǎn)，可能是碳刷脫落或磨損嚴重等故障。判斷是否是電機故障的方法有測量電機兩端電壓、電阻或用其它好的電機替換進行檢查。

3）控制開關故障或電路開路

控制開關損壞使電路不能閉合及控制回路斷線造成開路時，故障表現(xiàn)形式都是電機不轉(zhuǎn)、電機兩端沒有電壓。查找方法是用萬用表測量電壓或電阻。測量電壓法是控制電路通電情況下，萬用表調(diào)到電壓檔，如果有電壓(降壓元件除外)被測兩點間有開路點。用測量電阻法應當注意旁路的通斷，如果有旁路并聯(lián)電路，應將被測線路一端斷開。

3、合閘故障

合閘故障可分為電氣故障和機械故障。合閘方式有手動和電動兩種。手動不能合閘一般是機械故障。手動可以合閘，電動不能合閘是電氣故障。高壓開關柜電動不能合閘時有保護動作、防護故障、電氣連鎖、輔助開關故障等。

1）保護動作

開關送電前線路有故障保護回路使防跳繼電器作用，合閘后開關立即跳閘，即使轉(zhuǎn)換開關還在合閘位置，開關也不會再次合閘連續(xù)跳躍。另外，對于負荷開關+熔斷器柜，如果一次熔斷器燒壞，也可引起開關不能合閘。

2）防護故障

高壓柜內(nèi)都設置了五防功能，對于中置柜，要求開關不在運行位置或試驗位置不能合閘，也就是位置開關不閉合，電動不能合閘。這種故障在合閘過程中經(jīng)常遇到，此時運行位置燈或試驗位置燈不亮，將開關手車稍微移動使限位開關閉合即可送電。如果限位開關偏移距離太大，應當進行調(diào)整。對于環(huán)網(wǎng)柜，應檢查柜門是否關上，接地開關是否在分閘位置。

3）電氣連鎖故障

高壓系統(tǒng)中為了系統(tǒng)的可靠運行設置一些電氣連鎖。例如在兩路電源進線的單母線分段系統(tǒng)中，要求兩路進線柜和母聯(lián)柜這三臺開關只能合兩臺，如果三臺都閉合將會有反送電的危險，并且短路參數(shù)變化，并列運行短路電流增大。在高壓柜不能電動合閘時，首先應當考慮是否有電氣連鎖，不能盲目地用手動合閘。電氣連鎖故障一般都是操作不當，不能滿足合閘要求。例如合母聯(lián)雖然進線柜是一分一合，但是分閘柜內(nèi)手車被拉出，插頭沒有插上。如果連鎖電路發(fā)生故障，可以用萬用表檢查故障部位。

4）控制回路開路故障

在控制回路中控制開關損壞、線路斷線等都使合閘線圈不能得電。這時候合閘線圈沒有動作的聲音。測量線圈兩端沒有電壓，檢查方法是用萬用表檢查開路點。

5）合閘線圈故障

合閘線圈燒毀是短路故障，這時候有異味、冒煙、保險熔短等現(xiàn)象發(fā)生。合閘線圈設計為短時工作制，通電時間不能太長。合閘失敗后應當及時查找原因，不宜多次反復合閘。特別是CD型電磁操作機構(gòu)的合閘線圈，由于通過電流較大，多次合閘容易燒壞。

檢修高壓柜不能合閘的故障時經(jīng)常使用試送電的方法，這種方法可以排除線路故障(變壓器溫度、瓦斯故障除外)、電氣連鎖故障、限位開關故障。故障部位基本可以確定在手車內(nèi)部，所以在應急處理時可以用試驗位置試送電，更換備用手車送電的方法進行處理，這樣可以起到事半功倍的效果并且可以減少停電時間。

4、分閘故障

分閘故障也可分為機械故障和電氣故障。電氣故障主要有控制回路開路、線圈故障、輔助開關故障等。

1）當紅燈不亮時，電動不能分閘是輔助開關故障。分閘線圈燒壞時有冒煙、異味、保險熔短等明顯現(xiàn)象發(fā)生。控制回路開路故障是指轉(zhuǎn)換開關及其它部位斷線，這時跳閘線圈不能得電。

2）在檢查線圈故障時，可以用萬用表測量線圈兩端電阻，電阻過小或為零時內(nèi)部匝間短路，電阻無窮大時內(nèi)部開路。查找開路故障的方法是用萬用表測量電壓、電阻進行判斷，開路點有電壓，電阻無窮大。

5、機械故障

高壓柜常見的機械故障主要有機械連鎖故障、操作機構(gòu)故障等。故障部位多是緊固部位松動、傳動部件磨損、限位調(diào)整不當?shù)取?/p>

1）機械連鎖故障

為了保證開關的正確操作，開關柜內(nèi)設置了一些機械連鎖。例如手車進出柜體時開關必須是分閘、開關合閘時不能操作隔離開關等。這類故障形式多樣，應當沿著機械傳動途徑進行查找。一般防護機構(gòu)比較簡單，與其它機構(gòu)很少交叉，查找比較方便。如中置柜中斷路器不能達到工作位置原因，就可能是以下幾種情況引起：

（1）檢查接地開關是否在分位，檢查斷路器室航空插頭（二次插頭）與航空插座是否連接可靠；

（2）檢查接地開關在斷路器室的連鎖片是否復位；

（3）檢查斷路器室內(nèi)側(cè)的上下活門擋板是否到位，如未到位需調(diào)試活門擋板和連桿是否變形或卡滯。如斷路器在試驗位置（停用位置）活門擋板已經(jīng)復位，接地開關的確處于分位。此時需檢查斷路器本體兩側(cè)的活門擋板滑槽是否處于同一高度，否則需調(diào)節(jié)到同一高度。

（4）檢查斷路器本體下端右側(cè)的活舌是否靈活，如有卡滯則需調(diào)節(jié)靈活。

2）操作機構(gòu)故障

操作機構(gòu)出現(xiàn)故障最多的部位是限位點偏移，調(diào)整的方法是改變限位螺栓長度和分閘連桿的長度。