开关柜设计精选(九篇)

第1篇：开关柜设计范文

关键词：10kV高压开关柜;设计

Abstract: The secure operation of power system largely depends on the 10 kV high voltage switch cabinet quality, so it is significant to design in-depth study and research of 10kV switchgear.

Key words: 10kV high voltage switch cabinet; design

中图分类号：TV733 文献标识码：A文章编号：

前言

10kV开关柜的作用是接受和分配电网的电能，根据不同的厂家或者需求不同，其设计也会不同。但为了避免开关柜在运行中的安全隐患，其设计必须要严格执行国家相关标准、电力行业标准以及标准柜型的要求。

1、10kV开关柜设计中的关键问题

1.1安全净距

为避免短路问题造成电力系统的危害，必须保证10kV开关柜所有带电元器件之间的安全净距。按照要求，10 kV 开关柜相对地及相与相之间的距离不小于125 mm，海拔超过1km时，需修正绝缘距离。当配电室空间狭小时，开关柜的尺寸因缩小不能满足绝缘距离要求时，需解决绝缘问题，如：SMC、DMC 绝缘板和高压绝缘热缩材料。

1.2 五防连锁

五防连锁主要是为了实现防止误分误合断路器、防止带电操合接地开关或挂接临时接地线等功能。目前常用的方式是机械连锁方式，通过机械零部件环环相扣，可靠性高。但加工工艺较复杂，工艺要求较高。如：XGN、KYN等均具特色。此外常用的方式还有机械程序锁，此方式虽然结构简单，但容易造成人工误操作，在无人值班的变电站很难应用。

2 10 kV 开关柜中元器件的选取

2.1 开关柜主母线及分支母线

母线安装主要是母线在支柱绝缘子上的固定及母线的连接。硬母线长度超过20m应加伸缩节。

a）母线固定：常用的固定方式有用螺栓直接将母线拧在支柱绝缘子上；用扁铝夹板固定；用卡板固定。

b）母线及母线与引线连接安装：①母线接触面加工后必须保持清洁，并涂以电力复合脂；②母线平置时，贯穿螺栓应由下往上穿，其余情况下，螺母应置于维护侧，螺栓长度宜露出螺母2—3扣；③贯穿螺栓连接的母线两外侧均应有平垫圈，相邻螺栓垫圈间应有3mm以上的净距，螺母侧应装有弹簧垫圈或锁紧螺母；④螺栓受力应均匀，不应使电器的接线端子受到额外应力；⑤母线的接触面应连接紧密，连接螺栓应用力矩扳手紧固。

c）硬母线涂色、排列。母线安装完备，要进行刷漆，油漆互要调匀，不可过稀或过稠，以达到涂刷均匀。

d）母线排列。母线排列在设计图纸中均有规定。如无规定时，可按要求排列。

2.2 高压真空断路器

真空断路器在正常工作下接通和断开高压电路中的空载及负荷电流，当系统出现问题时，可配合自动装置及保护装置，迅速切断故障电流，保证电力系统的安全运行。并且在断路器的二次回路中加入了防跳继电器，可使其具有“防跳”功能。

2.3 电流互感器

（1）电流互感器作用

电流互感器主要用于大电流交流回路中，将大电流转换成较小的电流，以供测量或继电保护。电流互感器的测量误差分为两种：一种为电流误差；另一种为相位差。电流互感器的准确度级次即是以最大电流误差和相位差来区分的，在数值上即是电流误差限值的百分数。电流互感器的准确度级次有0．2S、0.2、0．5、1、3、10和D级等种，其中0．2S级属精密测量级。工程中电流互感器准确级次的选用，应根据负载性质来选用，一般是电度计量用0．2S级；电流表计用0.5级；继电保护用3级；差动保护用D级。

（2）电流互感器的二次负荷

电流互感器的二次负荷(可用其二次接入的负载阻抗表示)由下述三部分组成：

1）测量仪表或保护元件的电流线圈阻抗（可由产品技术数据中查出)。

2）线路各接头接触电阻。

3）联接线的导线电阻。

其中联接导线的计算长度L，，取决于线路长度及互感器与测定仪表的接法，如图1所示。电流互感器的二次负荷只有在不超过电流互感器的二次允许负荷值时，才能保证其铭牌准确度。

图1电流互感器不同接线方式的计算长度

（3）电流互感器的10％误差曲线

规程规定，用于继电保护的电流互感器，在其二次侧负载和一次侧电流已知的条件下，电流误差不得超过10％，相位差不得大予7。所谓电流互感器的10％误差曲线，就是根据这一规定，在电流误差10％的条件下，所作出的一次电流对额定电流的倍数和二次阻抗的关系曲线。利用10％误差曲线可求出与保护计算用一次电流倍数相适应的最大允许二次负载阻抗。

（4）选用电流互感器的原则

1)线路额定电压应不大于电流互感器的额定电压。

2)根据线路计算电流确定一次额定电流。

3)根据负荷性质确定电流互感器的准确度级次。

4)校验动稳定与热稳定，校验公式见公式(1)、公式(2)。

5)继电保护用电流互感器还应满足10％误差曲线的要求

（公式1）

式中：：动稳定倍数；：热稳定倍数；：通过设备的三相短路冲击电流；

（公式2）

式中：:电流互感器一次额定电流；：短路假想时间；：设备热稳定试验时间，：通过设备的三相短路稳态电流

2.4 电压互感器

（1）电压互感器的作用

电压互感器的作用，主要是将交流电路中的电压转变为较低的电压，以供测量、继电保护或指示用。

（2）选用原则

电压互感器的选用原则主要有如下几点：

1)互感器的额定电压应不低于被测系统的额定电压。

2)按装设地点确定装置类型(室内、室外)。

3）按测量仪表对电压互感器的准确度要求，限制互感器二次负荷。

需说明的是，只有各计量仪表及继电器的电压绕组总视在功率不超过电压互感器出厂技术数据规定时，才可保证对应的准确度；互感器二次侧负荷通常是不平衡的，所以考虑准确度时应以最大一相作依据。

3一次回路、二次回路的分析

10kv高压开关柜内部设备可分为一次设备和二次设备两部分。由一次设备构成的回路称为一次回路，又称主回路。一次设备主要有断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器、以及操作机构等；由二次设备构成的回路称为二次回路，又称二次系统。二次设备包括各种测量仪表、各种保护继电器、按钮、转换开关、信号灯、接线端子以及二次配线。

3.1一次回路

为了便于研究设备的功能．主电路或其一部分通常只需用单线表示，但为了表示互感器的连接方法．则必须用多线表示。图2中，把主电路画在了图的左边部分，而测量及保护电路画在了图的右边部分，主电路是用集中表示法画出的。主电路中包括高压断路器QF，以及作为测量用的和过电流保护用的电流互感器1LH、2LH，还有接地开关，避雷器，带电显示器，主电路中断路器是在断开状态．元器件是在不带电状态。

图2高压开关柜的一次和二次原理接线图

3.2二次回路

高压柜的二次回路中包括了电流、电压测量、过电流保护及跳闸回路和信号回路。继电保护是一种能够反应电力系统元件故障或不正常运行状态，并可让断路器跳闸或发出信号的一种自动装置，保护继电器是构成继电保护的基本元件，继电保护装置一般由多个保护继电器的功能组合而成，一个保护装置同时具有若干种保护功能。电力系统中各种电气设备都装设有继电保护装置，继电保护范围包括发电机保护、变压器保护、母线保护、线路保护和用户设备保护等。继电保护装置要满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性的基本要求。现在常用的是微机保护装置，它主要起到测量、保护、控制、通迅等功能。

（1）、测量功能：一些表计主要是用于测量电力系统的各项参数，如电流（A）、电压（V）、功率（W）、频率(Hz)、电度（Wh）、功率因数等，便于运行人员管理、考核。

（2）、保护功能：主要通过继电器、综保，通过一定的方式连结或组合，有系统发生故障时，继电器保护动作，发出指令使得断路器脱扣（跳闸）或发出报警信号，以达到对电力系统进行保护的目的。

（3）、控制功能：可以根据用户、场合的不同，实现就地、远方、机旁等多方面的控制功能。

（4）、通迅功能：目前大部分采用RS485接口，Mod-bus通迅协议，在后台可对变电站、配电所中的电力设备集中管理、控制，可实现遥控、遥测、遥信等功能。

结语

电力生产的首要任务是安全，10 kV高压开关柜的高效运行，直接影响了供配电网的供电电能质量。随着技术和材料的不断应用，开关柜设计工作者也应不断利用新技术，加强产品的结构设计和制造、电气回路的合理设计以及有关元器件的合理选用，只有这样才能不断提高经济效益，制造出优质的高压开关柜。

参考文献：

【1】邱耿华.10 kV 配电开关柜设计原理及事故预防［J］.机电信息，2011（21）

第2篇：开关柜设计范文

关键词：高压开关柜；电力设备设施；电力能源；电力系统；电力行业 文献标识码：A

中图分类号：TM591 文章编号：1009-2374（2017）06-0039-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.020

现如今人们可以顺利地使用电力能源就是因为电力设备的建立，其中在电力系统中高压开关柜是使用范围最大的设备设施。高压开关柜的主要内容是保证电力系统的正常运行，因此对高压开关柜进行良好的设计是保障其设备安全稳定运行的重要目标。而且保证其高压开关柜进行良好的设计，不仅可以保障我国电力能源的正常使用，也是我国电力行业快速发展的重要前提。

1 高压开关柜及其电力系统概况

1.1 高压开关柜的涵义

通常高压开关柜的作用是在电力系统运行过程中通过对配电、输电和变电的消耗和转变进行相应的控制和保护。其会按照电压等级适用于相关千伏的电器，选择符合相关条件的高压开关柜。并且高压开关柜是由隔离开关、高压负荷开关、接地开关和电器元件等设备组成的配电设备。其中空气和绝缘材料都是高压开关柜内部的绝缘载体，输送和分配电力网中的电力能源是它的主要作用，并且最重要的是要按照有关部门的相关标准和客户的实际需要对其进行严格的设计，尽量减少高压开关柜在其运作时发生的故障问题，保证其设备正常运转。

1.2 高压开关柜电力系统的内容

其高压开关的电力系统运行十分方便，可以起到把发电厂、变电站、终端用户和配电线路相互连接变成一个主体，并且根据有关部门的相关标准和法律法规分配其走线方法，通常可分成母线和双电源等走线方法。一般在电力系统运行过程中其走线方法出现的问题有：其一，进一步实现系统中每个方面的需求符合，保证电力系统的安全性和可靠性；其二，可以有效保证高压开关柜电力系统在诸多运作方法中的正常运转功能；其三，其系统在运作过程中主要以节能为主，有效保障其的经济效益。因此在高压开关柜的电力系统中经常使用的接线方法有4种，分别是双电源、母线、旁路母线和单电源等方法，进一步保障高压开关柜系统正常运行。

2 高压开关柜的设计

2.1 高压开关柜的结构

组装式是高压开关柜经常使用的安装结构，在安装高压开关柜时其结构和组装方案都非常简单，可以按照其高压开关柜的实际组装现状对一些细小的零部件进行改进，实现想要达成的目标，使高压开关柜的安装更加便利。而且在其进行一次元件设置时，不仅要保证高压开关柜的安全性和可靠性，还应该提高其经济效益。

2.2 高压开关柜中一次元件的设计

2.2.1 高压开关柜的母线。在高压开关柜进行主母线设计过程中，其对电流和电压的限定控制是关键条件。通常设计图纸会出现两种方式：其一，明确主母线的限定电压值和电流值；其二，可以直接检测主母线的格式，并且根据相关协议对用户进行其格式和额定值的沟通，按照用户的实际情况和要求对主母线进行相应的设计，严格执行其设计方案，保证其主母线的电压值、电流值及格式留有一定的裕度。

2.2.2 高压开关柜中互感器的设计。在高压开关柜中电流互感器二次绕组设计其中重要的一点是一定要进行接地，因为其绕组中的绝缘遭到损害时，可以通过其高压电流导入地面，维持其二次绕组的低电流，保证工作人员的人身安全。并且其二次绕组的电流互感器不能开路，确保一次电流不会成为励磁电流，接地可引发其精密电流互感器铁芯过度饱满，使其千伏的电压过高，导致精密电流互感器铁芯的温度严重超高，使其铁芯烧坏。在电流互感器中具备多种形式，如贯穿式、支柱式和母线式等，应按照电气元器件的设置情况和其现在运行的母线连接形式进行合理化的选择。

2.2.3 高压开关柜中真空断路器的设计。高压开关柜中断路器主要是可以起到开关器件的作用。而且在高压开关柜正常运行的状态体系，断路器是对断开回路的负荷电流进行接收。如果发生故障问题，断路器会和继电保护装置互相协作，将发生故障的电流及时断开，避免重大故障问题的发生，并保证其断路器具备安全的防跳性能，进一步实现对电气回路的控制。

2.3 高压开关柜中二次元件的设计

2.3.1 仪表隔间的面板设计。在高压开关柜中设计仪表隔间面板可以有效对这些设备进行检测、监督和调试，并可以保持外观的美感性，确保设备安全稳定的运作。而且其面板中的设备应符合安装条件，在运行、监督和检测完好的情况下进行良好的设计。

2.3.2 面板在进行开孔设置过程中，要确定其面板中元件的位置有没有触碰到别的元件和端子排，并对其进行适当的检测。通常面板上会进行元件的检测工作或设置测量的仪表量，在面板中间设置检测工作量大的设备元器件，进一步保持每块面板上的美观度。

2.3.3 高压开关柜中控制回路的设计。在高压开关柜中常用的控制回路有储能、合闸和跳闸三种，剩下的控制回路都是在这些常用的回路中开展的。在储能回路中符合断路器合闸时用到的电力能源是它的主要作用，而合闸回路不仅能手动合闸，还能进行电动合闸。并且断路器出现故障问题时，跳闸回路既可以预防合闸情况发生，还可以使用与之相关的几种防跳闸形式预防跳闸现象发生，如运用综合保护装置、断路器和防跳继电器等系统设备进行防跳保护措施。

3 高压开关柜应用的重要性

3.1 要对出现的故障问题进行整改

通过对高压开关柜进行了解和分析，发现高压开关柜应用是保证供电系统正常运行的主要设备，但是现如今大部分高压开关柜发生的故障问题都在机械设备、导电系统和绝缘介质等方面，会导致严重影响供电系统正常运作，不能为人们提供日常电力能源。例如，在使用高压开关柜的过程中一旦作动系统发生机械设备故障问题，开关柜就会发生变形或位移的现象，严重的还会被毁坏，导致其系统设备不能运行的情况发生。还可能因为电气控制回路出现故障问题，导致电路接触不良和接线失误等现象，引发其开关柜转换失灵，因此要对高压开关柜出现的故障问题进行及时整改，确保高压开关柜应用的经济效率，并为人们日常生活提供优质

电能。

3.2 保证高压开关柜的可靠性

在高压开关柜应用过程中要保证其各个部分的可靠性和安全性，并可以经过长期检测的使用，避免因一些元器件的不良品质导致整个高压开关柜在应用过程中发生事故。因此高压开关柜的设计和应用要根据国家相关规定严格进行，应时常检测所有使用的绝缘介质、相关设备和元件等，可以有效保障高压开关柜正常运行。而且大多数大型的发电装置都会用到高压开关柜，因此对其设备材料的安全性和防护性的要求也十分严格，在设计和应用时要始终保持将高压开关柜的质量和安全放在第一位。可以有效提高电力行业的经济效益，提升高压开关柜在应用时的可靠性和安全性。

4 结语

综上所述，高压开关柜是电力系统中必备的一种电力设备，因此要不断积累经验对其进行优质的设计，进一步完决在应用高压开关柜过程中发现的故障问题，有效地提供优质的电力能源，提升人日常生活的质量水平，促进供电行业的快速发展。

参考文献

[1] 梁文滨.刍议高压开关柜的设计与应用[J].中国新技术新产品，2014，2（6）.

第3篇：开关柜设计范文

关键词：10kV 高压开关柜；设计；应用

中图分类号：TM591 文献标识码：A

电力设备是电力能够顺利进入到千家万户进行使用的前提条件。在目前的情况下，高压开关柜是在电力系统中广泛使用的一种设备。对于高压开关柜而言，主要的作用就是控制和保护电力系统的正常发电、输电以及对电能的转化。但是因为开关在使用过程中有不同的功能，所以可以将开关分成不同的种类，例如断路器和负荷开关等。如果想要电力系统能够保持正常运转，使用高压开关柜是一种非常不错的方法。由此可见，高压开关柜的正常设计并且生产是我国的电力能够得到正常使用的前提条件，对于我国的电力企业而言也是十分重要的。因此对于高压开关柜设计和应用的讨论就显得尤其重要。文章主要对小车式开关柜在设计和应用过程中进行了对比和分析，根据应该注意的问题做出了分析。

一、目前常用的高压柜运转车的设计特点以及优缺点对比

（一）目前高压柜运转车的主要结构

目前广泛使用的高压柜运转车为中置手车式高压柜运转车，在类型上主要为螺杆式结构和挂钩式结构。对于螺杆式结构而言，主要是通过螺杆来实现让运转车和高压开关柜进行连接，同时使用螺杆传动的形式来让断路器从柜体中进出，而断路器手车运转车的上升和下降是通过螺杆装置来实现的。而挂钩式结构主要是通过挂钩以及导向杆来让运转车和高压开关柜之间进行连接，并且使用调节手轮来让运转车的导轨面和柜体内部的导轨面能够形成一致性，同时挂钩式的运转车是没有提升设备的，在实际的使用过程中需要依靠人力来将断路器放置在运转车或是高压开关柜内部。

（二）两种高压开关柜运转车结构的优缺点对比

对于螺杆式运转车而言，由于在设计上以及制造技术上的特点，往往会在使用功能上相比挂钩式运转车更加完善，因此也就能够满足更多电力系统在工作过程中的相关需求。但是在我国的实际电力使用中，尤其是对于我国的南方城市，例如佛山市在使用店里的过程中，这种运转车的使用并不广泛。这是由于这种运转车的结构较为复杂，同时加工的步骤较多，也就会造成运转车的陈提交稿，同时螺杆式运转车的高压开关柜的配套设施组装并不完善。但是对于挂钩式运转车而言，虽然在某些功能上并没有螺杆式运转车那样完善，但是由于生产工艺简单，并且成本较低，因此受到了众多电力企业的青睐。但是由于挂钩式运转车在设计上会有一些问题，在实际的使用过程中也会对电力系统造成一定的影响，甚至会造成大面积停电的情况。

二、在实际的使用过程中两种高压开关柜运转车的结构以及影响

（一）高压开关柜运转车的常见结构

对于挂钩式运转车而言，一种常见的结构是由敷铝锌板制造而成的，这种柜体的制造方式十分常见，但是在真空断路器的设计方面，主要是使用了VD4系列的断路器。在以往的研究中我们可以发现，在使用这种断路器的过程中会出现一些问题，从而对高压开关柜的使用造成一些影响。在第二种结构上，主要是使用金属板件以及钢材进行组装而成的一种中置柜，这种柜体能够兼容VS1或是VD4系列的真空断路器手车。图1表示的就是高压开关柜的结构示意图。

（二）两种高压开关柜运转车结构在使用过程中产生的影响

例如：我国佛山500kV变电站，在2003年使用这种运转车的过程中，出现了挂钩无法顺利插入开关柜中，同时运转车上的导向杆断裂的情况。这是由于运转车上的导向杆无法承受力的作用，并且在设计的过程中没有留出缝隙，从而导致了挂钩无法顺利插入的情况。同时在2006年，在使用的过程中发现挂钩轴已经变形，导轨之间也产生了较大的裂缝，从而严重的影响到了高压开关柜的安全使用。在第二种结构上，我们发现在实际的使用过程中，导轨之间是没有水平方向上的间隙，但是出现了垂直方向上的间隙，而这种间隙极大地增加了使用过程中的冲击力。在我国佛山市500kV变电站使用这类结构进行供电的过程中，就曾出现过在使用前没有较好的进行调整的问题，而正是由于没有较好的进行调整，因此垂直高度上的间隙会变得更大，因此也就会造成更大的安全隐患。

三、如何改进10kV高压开关柜的相关结构

（一）增加锁定装置

由于运转车在实际的使用过程中不可避免的会增大缝隙，在使用较长的一段时间后会产生较大的安全隐患，因此可以增加锁定装置来提升安全程度。在实际的增加锁定装置的过程中，我们可以利用摩擦自锁的原理，来增加一个经过特别设计的凸轮装置，从而实现10kV高压开关柜的锁定。在工作的过程中，如果凸轮没有被锁定，那么依靠弹簧的作用，挂钩会和柜体之间存在着一段较大的间隙，而这一段间隙就能够帮助运转车的挂钩进行插入，并且能够将柜体钩住并且固定。同时可以将凸轮逆时针转动，以消除操作的间隙，并且实现运转车和柜体之间较好锁定的目标。同时在推拉断路器手车的过程中，是不需要依靠人力将运转车固定的，从而极大的提升了操作过程中的可靠性。而且采用这种方式，也会避免在使用过程中转轴变形的情况。

（二）尽可能地减少缝隙

当10kV高压开关柜实际运转的过程中，缝隙的产生会极大地影响到10kV高压开关柜运转车的使用安全性以及可靠性，这是因为一旦出现了缝隙，就会产生较强的冲击力。而正是由于冲击力，会对10kV高压开关柜运转车造成较大的损害，从而无法保证在高负荷下10kV高压开关柜仍然能够正常的工作。因此在进行10kV高压开关柜运转车的设计和制造的过程中需要避免出现任何的缝隙。

（三）在凸轮和挂钩之间安放调整垫

由于在以往的研究过程中，我们发现10kV高压开关柜运转车在使用过一段时间后就会出现凸轮和挂钩相互磨损的情况，正是由于凸轮和挂钩之间出现了磨损，导致两者之间出现了较大的缝隙，而这些缝隙的产生会极大地降低锁紧力，为10kV高压开关柜的正常使用埋下安全隐患。为了改进这一情况，我们可以在凸轮以及挂钩之间安放调整垫，通过调整垫的安放就能够有效地避免磨损的现象发生。

四、高压开关柜常见的故障及整改

我们对高压开关柜产生的故障进行了分析，发现高压开关柜的故障大多数发生在机械、导电和绝缘方面。比如我们比较常见的拒动和误动故障，发生这种故障的原因第一是由于操动系统出现了机械的故障，在这种情况下，开关柜市场出现变形、或者位移情况，从而被损坏，在损坏时有可能出现脱扣失灵，轴销松断等情况。第二类故障，有可能是辅助回路和电气控制造成的，出现这种故障时，经常出现接触不良，端口松动，接线错误等情况，这时分合闸因为开关转换不良出现失灵的情况，从而形成微动故障。

在改善高压开关柜出现的故障时，对大量资料进行参考，在资料中显示，高压开关柜出现机械故障的比例最高，由于在操作过程中，与机械相关联的操作非常多，在进行开关操作时并没有相关的规定，有时长时间都不操作，有时却在连续的工作，除此之外，环境以及季节的变化也会对开关柜造成一定的影响。比如：制造厂在生产出一批真空断路器以后，产品还没出厂时，制造厂会尝试用其在不同高低的电压下进行几百次的操作，如果在操作过程中出现故障，那么在出厂前就可以提前得到处理。除此之外，开关柜其余部分的部件也要具有很大的可靠性，要能经得起长期的运行和考验。为了更好的保证设备的连通性就必须保证辅助开关和所有元件的连通性。如果在置留回路上出现绝缘不良的情况，出现多点接地或者一点接地，这就有可能导致开关发生误动情况，如果直流回路出现通畅程度不好的情况，电源如果不正常，那么就会有拒动事故发生。

五、高压开关柜最新设备和技术

在我国高压开关柜市场中，目前GIS开关设备和550kV的设备大约占据了我国的百分之八十的市场，在252kV范围中的设备大约占据我国市场的百分之三十左右，高压断路器由我国国内生产的产品大约占百分之二十四，合资企业生产的产品大约占百分之七十六左右，在我国高压超高压领域中，大量的新产品都是由进口或者合企产品来满足我国国内市场需求的。所以，我国国内企业还应当加大开发力度，不断创新，不断提高自身水平。

结语

对于我国的电力系统而言10kV高压开关柜是十分重要的工具，也是能够保证正常供电的前提条件。但是由于在目前我国对于10kV高压开关柜的研究时间较短，因此在10kV高压开关柜的设计和使用上往往会出现一些问题。在本次的研究中，从10kV高压开关柜的设计入手，并且分析出了10kV高压开关柜在使用过程中的问题，讨论了解决办法，为我国相关企业提供了参考依据。

参考文献

[1]黄庆荣.10kV高压开关柜故障原因分析及措施[J].电子世界，2014 （03）：47-48.

[2]周华磊，周丽丽，孙沛，等.试论10kV高压开关柜故障成因及其防范[J].科技致富向导，2014（16）：145，233.

第4篇：开关柜设计范文

电力开关柜的智能控制器是电力系统断路器上的保护装置，也是核心的控制装置，所以，技术人员需要全面考虑电力开关柜的智能控制器的智能化调控、保护等功能，对以上两个方面进行优化设计，从而实现电力开关柜的智能控制器的自动监测、智能操作、主动保护等功能。1对电力开关柜的智能控制器自动监测功能的设计，需要利用传感器的灵敏性，对系统的电流、电压等信号参数的变化进行有效感应，并通过设定好的程序，在以上信号参数的变化超出标准范围时候，尤其是对各个环节的特征信号，进行有效的监测与反馈，正确判定自身系统是否在安全性、可靠性状态下运行。图1是自动监测单元结构设计的原理。图1自动监测单元结构设计的原理2对电力开关柜的智能控制器智能操作功能的设计是依托计算机技术、数据处理技术等，主要通过相关软件对信息数据进行接收与处理，从而有目的地选择相关操作过程，促使电力开关柜的智能控制器对自身运行状态进行智能化判断，并作出相应的操作。

电力开关柜的智能控制器应用现状

随着技术人员对电力开关柜的智能控制器研究的不断深入，其在实践中的应用效果也越来越明显，对电力系统的发展起到重要的促进作用。在此，笔者将针对电力开关柜的智能控制器在电力系统中的应用现状进行探讨。自动监测是电力开关柜的智能控制器的主要功能，它主要监测电力系统以下几个方面：1电路器作为电力系统的重要元件，一旦其内部构件出现故障，将在不同程度上影响电力系统供电的质量与效率。因此，在短路器上加装电力开关柜的智能控制器，可以对断路器的触头磨损量、磁场结构、流经电流大小、开关次数等进行自动监测，从而通过对以上数据信息的处理与分析，判断断路器的运行状态与使用寿命，为断路器与电力系统安全有效运行提供助力。2除了电压、电流之外，电力系统运行中的重要参数还有电容，电容出现不稳定变化，也将导致断路器的异常运行，影响电力系统的供电质量。因此，运用电力开关柜的智能控制器可以对分闸电容与合闸电容进行有效监测，并实施相应应急操作，以保证断路器电容的有效性。3电力开关柜的智能控制器还能够对自身进行自我监测，即是在控制器某一构件出现异常情况的时候，控制器的智能自检模块将发挥作用，对相应芯片与通信回路进行有效检测，从而找到故障点，为技术人员的检修提供条件。控制器的职能操作功能主要是通过操作模块与自动监测功能模块相配合来实现的，自动监测中对电力系统中断路电路、合闸电压、电容水平等参数进行监控。在发现异常情况后，将发出警报，控制器的中心检测处理模块将发出对应的操作指令，进行智能化的操作，如，调整断路器的同步关合次数，尽量保证同步性与准确性，降低系统空载概率，保护断路器与电力系统的安全运行，保证电力系统相关设备元件的使用性能，延长使用寿命。

电力开关柜的智能控制器的发展方向

在国外，电力开关柜的控制器初步进入智能化阶段是在上个世纪80年代。随着计算机技术、网络通讯技术、电力电子技术、抗干扰技术、传感技术等的发展，电力开关柜的智能控制器也得到空前发展。我国技术人员对电力开关柜的智能控制器的设计与应用研究还处于初级发展阶段，但是相信，在技术人员不断创新研究思想、提高技术水平的基础上，必将促进电力开关柜的智能控制器进一步发展。具体说，未来，我国技术人员将着重在以下领域进行深入研究，以促进电力开关柜的智能控制器性能的优化与充分发挥，进而提高电力系统运行的安全性、可靠性以及经济性。1目前，我国电力开关柜的智能控制器依然采用通用CPU、单片机等元件，这种控制器的成本高，而且电路复杂，不利于控制器性能的优化。因此，为了更好地提高电力开关柜的智能控制器的性能，设计人员应该注重研究开发专用集成电路，并注重控制器抗干扰性能的提高，以使其运行安全性、可靠性、适应性都得到大幅度的提高，从而降低产品成本，提高经济效益。2电力开关柜的智能控制器的主要技术是计算机技术与网络通讯技术，因此，相关网络控制软件的开发也是极其重要的，必须在提高控制器硬件质量的同时，强化网络控制软件的开发力度，以优化人际接口环节。3在电力系统中，除了电力开关柜控制器之外，还有很多其他功能元件，因此，实现电力开关柜控制器的智能化发展，还应该注重对其相关配套元件的研究，以使其能够配合智能化控制器的运转，完善系统，简化操作，提高电力系统的运行效率。

第5篇：开关柜设计范文

【关键词】低压开关柜;智能化;措拖

前言

随着中国城镇化建设的快速进行，国内智能配电网建设的不断推进，用电智能化对低压电器系统提出了更高的要求。在产业结构调整，节能减排的背景下，节能、高性能的智能化电器产品的市场需求将日趋旺盛。因此完善和改进产品性能，实现低压开关柜智能化是满足市场需求和适应市场竞争的需要。

1 影响低压开关柜智能化的关键因素

低压开关柜的智能化需要有良好的软件环境和硬件条件为依托。通过安装在低压开关柜内的智能型元器件，远动终端装置RTU（Remote Terminal Unit）的设置，运用现代电子技术、计算机技术、网络技术、控制技术及现场总线技术，实现对低压配电系统进行集中监控管理和分散数据采集，通过现场总线和以太网传输到监控系统，由监控系统对低压开关柜进行信息交换与管理，从而实现低压开关柜的智能化。

1.1 通信系统的选择

低压开关柜内智能软件的选择与合理配置是一个重要的影响因素。能保证配电设备的远程集成数据采集与状态监控，完成数据的上行和下行双向传输。适合的远动终端装置，合适的通讯规约，能够很好的优化软件系统和降低成本。

1.2 电器元件的配置

低压开关柜中根据不同的终端用户需求，合理的选择智能化元件也是关键。通常低压元器件的智能化选型如：低压断路器的智能化模块的选择，如RS485接口的确定;智能电力仪表优化配置;智能马达控制器的选用等等。能较好的帮助用户最大限度的优化配置，降低成本。在满足功能的前提下实现智能开关柜的高可靠性，高性价比，高安全化。

1.3 强弱电分离减小电磁干扰问题

低压开关柜柜体结构的影响。要实现低压开关柜的智能化，必须最大限度的减小柜内强电设备对电子元件的影响，降低通讯传输的电磁干扰。保证弱电传送的独立通讯通道。因此合理的柜型，柜体外形尺寸，内部空间布局，各功能单元的有效分隔，柜结构的抗震防尘，防凝露，和有效的降低柜内温升都是关键。

2 低压开关柜智能化改进的主要设计方案

2.1 低压开关柜智能通信系统选择与配置

根据在轨道交通，造纸、纺织工业中的实际应用案例，通常由计算机通过通信总线远程统一分散的配电系统.工业上常用的如Profibus-DP，Modbus通讯协议等;利用以太网，RS485等实现数据传输，通过PLC，I/O口，服务器与交换机，网关的联接。从而组成完整的通讯网络见图1。

图1

2.2 电器元件的配置

低压智能开关柜“四遥”的实现，通常要实现对低压一次主元件状态的监视，远程控制合、分和系统运行的联锁与切换等，保障供电的连续可靠。因此在考虑设备造价成本的同时，如何合理的配置电气线路和选择一次元件是关键。

在一次元件中最为主要的是低压断路器其智能控制单元、保护单元的应用，尤其要注意市场上的断路器，特别的进口品牌的断路器许多功能模块都是选配件，必须充分的熟悉，避免功能模块的漏选或重复。如：西门子的3WL框架断路器具有通信就必须选配带COM15的选件模块或PROFIBUS通讯端口;而ABB的E max开关要选择通讯功能其保护单元必须PR122及以上的配置，模块通过选择用PR120/D-M的通讯模块扩展单元实现与中央监控系统的通讯。

其次配电回路要求比较简单，通常只要实现遥测、遥控，在开关的配置上只要加装辅助接点、报警接点、分励线圈通过PLC的干接点就可以实现开关量的输入、输出远动控制。其电压，电流等参数可以通过装配带有RS485接口的多功能仪表来实现数据的采集和分析。如需要远控进行合、分，则需选择带有电动操作机构的塑壳断路器。

再着工业用户有比较多的电机负荷，因此当负荷是电机的馈电回路较多会采用接触器、智能型电机保护器、变频器、软起动器等一次元器件实现一次设备的智能化。根据负荷的额定功率选择相应的一次元件。一般在工业用场合，45kW及以下的线路我们通常会优先选用的接触器和智能型电机保护器等来实现对线路和负载的数据采集和远控。大于45kW的负荷，会根据负荷的类型选择变频器控制或软起动器控制，并通过PLC等实现远动和故障分析。而低于7.5kW电机启动器考虑到安装和造价，可以采用模块化的一体式智能电机启动器，如西门子公司的ET200系列，它通过标准卡槽式拼接将一体化的电源模块，通讯模块和一次连接模块，辅助等固定在标准导轨上。由于元件本身的热插拔性，高度集成，扩展性高，抗干扰能力好，智能化强度好，大大的缩小设备的安装空间，无需二次配线，有效的降低工程造价。当然在实际运用中也不能单纯的参照负荷功率，还应当考虑不同的负荷类型，起动方式，系统配置等选择合理的一次元件的配置。

在低压开关柜内二次控制线路上选用专业的、配备相应通讯协议、接口的智能仪表（即通过智能仪表接口）实现通讯，完成电气参数采集;二次通讯线路上，选用性能良好的接线端子，保证接线的可靠，减小干扰;通讯连接线也应采用带屏蔽层的专用通讯数据传输线RVVP。连接各站时，应确保数据线不要拧绞，尽量使用带屏蔽的电缆且两端与保护接地连接，保持良好的传导性、独立性和抗干扰性。当设备与总线连接时，每段的头和尾各有一个总线终端电阻，确保运行不发生误差。两个总线终端电阻必须永远有电源。RS485传输按相应数量分段，分段站超过数据传输要求时，要用中继器来连接各总线段。

2.3 柜体结构的改进

实现低压开关柜智能化，结构上采取以下的几点措施保证电气性能和通讯安全。

（1）柜型和柜结构特性

根据系统的一次方案配置，设备容量、电流大小，馈线回路的性质和数量的选择低压柜的采用固定柜还是抽屉柜、固定分隔柜，根据不同的柜型优化柜体外形尺寸和数量，减小工程造价。

（2）柜内环境

考虑低压柜的整体抗震能力，提高型材强度、柜内支撑保证柜体运行时的动热稳定性。依据柜内的发热量，采用必要的强制风冷措施，保持柜内的通风散热。在极其严寒地区考虑加装加热器调整柜内的温度以适合弱电设备的运行温度。保证通信电子元件的使用环境温度。

（3）严格的柜内分隔

柜内各功能单元合理分隔，在实际应用中，往往会将远程控制终端、PLC、服务器站点等设置在空间相对宽裕的进线或联络柜柜内，减小通讯距离。

通常小功率多回路或大于45KW的马达回路会做成固定式结构，柜内区分一次元件和二次元件的布排，隔室定义分明，将二次端子、继电器等二次电气元件置于柜前上方的隔室（继电室内），采用统一的二次线管或线槽布线，使二次接线和通讯接线尽量远离一次设备见图2。大电流配电回路、变频、软起回路采用固定分隔形式实现，相比固定式的布排更好的利用空间。针对一体化智能型电机保护器模块，采用柜内前、后分隔分布，标准卡轨安装。双侧设置线槽加以实现见图3。

图2 固定柜的一、二次分离 图3 多回路一体化模块卡槽布置

抽屉柜内设置智能元件时，抽屉功能单元尽量采用推进力较小的推进机构，减小猛烈的撞击对通讯线路的影响。建议采用螺旋式的操作机构。二次插件方面，尽可能将普通二次插件与通讯线路插件分开来。做成双二次插结构.并保证抽屉柜的通讯线与普通二次线，形成交叉分布，减小干扰。西门子8PT柜抽屉方案的二次插件采用二次插针和专用九针DP头左右分布的一体式推送二次机构，与一次的推进分开来动作。有效的减少推力的撞击。施耐德Blokset柜在抽屉底部有三个独立的二次插件，可将普通二次线和通讯线分别接在不同的二次插上，保证通讯不受干扰。其他如MNS、GCS、GCK等低压开关柜可采用双二次插的工艺将通讯线与普通二次线分别在柜后和柜侧分开走线见图4、5。智能单元做成抽屉优点是相互不影响，总线的通信系统不受干扰，某一回路出现故障时不必整个系统停机。

（4）强弱电分离、减小电磁干扰，良好的通讯环境

大电流的环境，制作防磁骨架，降低强电对通讯的电磁干扰。利用不锈钢或铝型材在柜骨架侧面的上下侧向立柱、垂直中柱、柜内铜排支撑、断路器端头前后分隔板等处切断磁场。另外柜的纵向通讯联系和柜间的横向联系，在各低压柜的柜前上方或柜后上方设置专门的过线通道.保证通讯线路的畅通和各拼柜站点的有效联系。见图6。

图4 抽屉柜后双二次插示意 图5 抽屉柜前双二次插示意

图6 柜间通讯通道

第6篇：开关柜设计范文

[关键词]物联网;智能高压开关柜;设计探讨

中图分类号：D148 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0035-01

在输配电系统中，高压开关柜是其最为关键的组成部分，可有效发挥开断和关合电力线路、监测运行电量数据等功效。然而在实际运行过程中，由于相关企业对高压开关柜的运行情况缺乏精准的监测，导致其故障现象越来越频繁。因此，为了保证高压开关柜的安全运行，电力研究人员就必须加大对开关柜设计的分析，采用物联网技术，使其向智能化设计方向迈进，这样才能从根本上提升高压开关柜的运行效率，满足当下配电柜的安装设计要求，为电力系统的可靠性发展创造良好的条件。

一、物联网技术概述

物联网技术是以互联网技术为基础，不断延伸和扩展的新兴科技技术，其主要利用无线射频识别、传感器、全球定位系统等先进传感设备，按照相关协议规定，将需要监控或处理问题的相关信息进行敏锐的分析，然后扩大采集范围，链接电脑、电视、手机等设备，实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理等一系列智能服务。智能高压开关柜的设计通过运用无线射频识别、传感器等物联网技术，不仅提升了其应用价值，使其在保持传统功能的基础上，还能进行智能识别、智能监测和智能控制等工作，从而使智能IE D通过光纤传输就可构建一体化信息平台。

二、智能高压开关柜监测系统的结构设计

智能高压开关柜监测系统主要是由智能开关柜IED、智能监测单元、智能识别单元三种重要的组成元素所构建，其每种元素在具体设计上都有着不同的设计原理，如：

（一）智能开关柜IED设计

智能开关柜IE D设计是近年来一种新兴的科技产物，其是利用现下尤为先进的ARM+DSP双CPU技术来进行设计操作的，主要可接收智能开关柜监测单元所采集到的一些相关数据信息，如：功率、电网频率、电能、局部放电、高压断路器母线、高压开关机械特性等数据。同时，按照相应的规章制度对其安装远程监控软件，实现远距离监测目标，且为了让智能开关柜内部的多种监测单元可以同时进行监测工作，设计人员不仅在其接口部位，扩展了CAN网络接口、RS-485网络接口、RS-232接口、以太网等接口，而且还通过有线传输和无线传输两种模式，使各监测单元与IE D之间可以进行有效的数据通信和控制工作，O大的避免了开关柜内高电压、强电磁辐射以及高频噪声等干扰因素的影响。

（二）智能监测单元

2.1电量监测子单元

电量监测子单元是一种可实时监测的电子软件，主要对母线的电压、电流、有功功率、无功功率、电网频率及电能等元素进行有效的监控。

2.2柜内局部放电监测子单元

局部放电监测子单元是高压开关柜中重要的组成部分，可监测柜体内绝缘特性是否合乎相关输配电要求。其超高频监测系统硬件的设计主要包括：超高频大线传感器、信号调理单元、无线传输模块、电源模块四种元素构成。其中，高频大线传感器的设计材料是以阿基米德双臂螺旋大线为主，因为该材料的监测范围十分之广，可以同时接收到大量的放电信息，有效的降低噪声干扰。

2.3操作机构故障监测子单元

操作机构故障监测子单元的设计可实现两方面监测功能，一方面是监测开关机械性能，另一方面是监测弹簧操作机构的弹簧蓄能时间。其具体监测过程可通过以下三方面去分析：

其一，将同一型号设备的最佳运行参数进行全面的监测，再把监测结果与其运行时的基准数值做对比，通过对比结果就可直接判断出操作机构功能是否存在故障。其二，利用压力传感器去测量电流压力，一旦压力值过大就会自动发出警报，这时，监测子单元就会启动储能泵或锁住操作机构，以便于更好的降低故障几率。其三，可有效监测触头磨损量的参数，看其是否符合相关基准数值，一旦超出或过低，系统都会自动发出报警信号。

（三）智能识别单元

智能识别单元的设计，主要是利用无线射频识别技术对断路器、柜体等设备信息进行识别和判断。射频识别技术的功能是通过所发出的射频信号在进行磁场交换后来达到无接触信息传递目的，然后再通过所传递信息来实现识别功能的一种科技技术。另外，智能识别单元可将多种元素信息进行整合，并使其演变成电子标签的形式，预埋在开关柜设备中，如：断路器、隔离开关、接地开关、母线、电压互感器、电流互感器、柜体等信息，这样就可以对开关柜进行准确定位和跟踪，为其安全运行提供可靠的保障。

三、智能高压开关柜硬件结构设计

（一）控制部分

控制部分设计是由多种组合芯片所构成，如：ARM9芯片、S3C2440A芯片、DSP芯片等，利用CPU控制技术为主要工作原理，同时，还在接口扩展了CAN网络接口、以太网接口、射频识别模块等，这样才能使开关柜免受电磁干扰，保持正常的安全运行。

（二）通信部分

通信部分设计是由多种技术接口所构成，如：以太网接口、 CAN网络接口、RS-485网络接口、RS-232等接口。智能监测单元要想将监测信息传达到智能开关柜IE D，就必须通过CAN总线或485总线才能实现，同时，智能识别单元要想对开关柜信息进行识别和处理，也要经由无线射频模块和MCU处理技术才能进行通信和实现远程监控功能。

（三）系统电源

系统电源设计主要是利用开关电源模块来进行电流量转换，先将220伏交流电压值转换成5伏直流电压值，然后再利用线性稳压芯片将其转换成3.3 伏电压值 ，最后再通过线性调节芯片将其转换为1.5 伏和1.9 伏电压值，这样就可以实现系统电源的多元化使用性能，如：可供CPU工作、通信驭动、液晶屏及信号显示等使用。

四、智能开关柜软件具体操作流程

智能开关柜软件的整体流程具有无限循环操作特点，且每一次循环都会对开关柜运行状态、按键情况及进行实时监测，一旦发现故障;就会将其传送给MCU软件进行处理，从而实现MCU实时输出控制目标，使之准确、有效的发出多种控制信号，最后还要利用DOG计数器来检测开关柜各组成构件的运行参数，看其是否符合相关的设计标准，以便于为设备的安全运行提供可靠的保障。另外， ARM处理器和DSP处理器之间的连接，主要是采用SPI通信方式，因为该技术形式可以保证两者连接的质量，使其更稳定、更快捷、更安全，这样就可以提升智能开关柜的通信功能，为电力设备的运转情况带来有效的保证，一般情况下，由于智能开关柜通信功能都是由ARM处理器所控制，所以在其操作过程中，应将ARM设置为主机，DSP设置为副机。

结束语：

综上所述，智能高压开关柜是一种先进的电力设备，其不仅保持传统的使用功能，而且还具备智能化监测、识别、故障诊断等高科技的应用功效，可全面分析和掌握开关柜的运行情况，并按照相应的协议规定构建一体化的信息平台，减少电磁场对设备的干扰，为日后实现智能变电站提供了良好的创造条件。

参考文献：

[1]黄新波，方寿贤，王霄宽，王红亮，李小博，李文静.基于物联网的智能高压开关柜设计[J]电力自动化设备.2016（02）10-11

第7篇：开关柜设计范文

[关键词]底盘车；“五防”联锁；锁板；行程；接地联锁

底盘车作为中置式开关柜的一个特殊单元，其优越性在不同的场合中扮演一个重要的角色。KYN28-12中置柜的多种优点，在得到中国市场的认可的同时，许多国内外优秀的断路器厂家通过部分配件及底盘车的改进推进国内28柜市场。

由于底盘车的使用频率不断增加，客户对底盘车的要求不断的增加。客户对底盘车的功能及外形、各种结构和性能的要求升级，加上国内底盘车厂家的相互竞争，底盘车配套需要不停的设计改进，才能使底盘车的性能加以提高，品种面向多元化，才可以得到客户的信任。

底盘车主要用于抽出式开关设备中配合断路器、互感器等元件的推进退出，必须响应与断路器内部机构及中置柜其他联锁机构的配对，能满足GB3906中的“五防”联锁要求。其中与断路器或隔离车等联锁的锁板，根据不同功能的联锁，联锁位置的变化，在设计上会产生很多的方案，也是经常出现问题的所在。

如与断路器配合，我们通常设计在断路器实验和工作位置时可以合闸，此时不允许断路器推进，在推进过程中不允许断路器合闸。那就会产生许多配合的问题，现就底盘车在柜体现场通常出现的问题进行初步探讨。

1、锁板问题总汇及改进

常规要求的底盘车，我们会设计锁板弹起或者拉下，什么时候弹起、弹起速度快慢、弹起高度、弹起的力度这些都会对断路器联锁功能产生影响。

1.1现场问题1――断路器与底盘车装配好后，在试验位置断路器不合闸，底盘车不能推进

原因分析：a、底盘车接地联锁板挡住丝杆上面的挡块，底盘车不能摇动。这种情况在现场偶尔出现，客户在接地开关合闸防误操作情况下或联锁板卡滞不能顺利滑动进行操作。容易产生的后果：丝杆断裂、丝杆上挡块断裂、定位架变形。b、锁板锁住挡块，底盘车不能摇动。通常客户发现的情况，锁板弹起不到位，锁板弹起速度和力度不到位。

断路器与锁板安装配合不好可能会影响到锁板的顺利抬起。断路器需要的联锁控制力矩比较大，也会影响抬起的速度和高度，那就要选用扭力相应较大的扭簧来抬起锁板。如果配合良好，断路器的联锁部分没有对锁板太多影响，或者断路器已经解除联锁。仍发现锁板不能顺利抬起的现象，大部分的问题出现在锁板本身是否运行正常。锁板抬起下压主要靠扭簧和锁板下方的左板控制。锁板下方的左板主要控制底盘车在特定行程下(常规200)，锁板弹起和压下。所以在对锁板控制的过程中左板的相对稳定起了非常重要的作用。左板的相对位置不仅包括左板尺寸的稳定，还包括左板相对底盘车的整个底盘车架，固定左板的前定位架和丝杆的几个配合尺寸。所以这几个方面的几个零件尺寸需要控制。

1.2现场问题2――试验位置断路器合闸，手车仍然可以推进

原因分析：这种情况对特殊锁板联锁出现可能比较大，挡块过低情况比较少。一般为断路器与锁板连接不到位。当断路器合闸，底盘车锁板应该被压下，差不多使锁板达到水平状态，此时锁板后面方孔卡住丝杆上面的挡块，DPC不可以摇动，形成联锁。出现联锁不到位的情况很多，如果排除断路器联锁尺寸的问题，单单考虑底盘车，那么底盘车锁板没有可靠压下所至。常规的断路器与底盘车联锁，联锁位置比较单调，范围比较固定，锁板弹起或压下比较容易控制高度。

通常断路器联锁在底盘车的中前部位，如VS1，VD4，西门子断路器等绝大部分断路器都选择这个位置。也有联锁位置比较偏，例如联锁选择底盘车的左后方，联锁在锁板的左边。运动过程：断路器杆件压下推动底盘车上联锁板件径向运动，挡住锁板弹起实现断路器合闸不能摇动DPC的工作原理。其中联锁板件的活动性能特别重要，我们需要控制联锁板件的来回滑动能力。不过要比较偏僻的联锁实现功能，也要选择可以与锁板能够实现的一个桥接方式，增加一些其他的联锁板件。通过断路器合闸推动联锁板件，再通过联锁板件控制锁板形成联锁。由于中间过程比较多，控制环节增加，每个控制环节都需要留有间隙，导致联锁失效。我们可以详细敲定联锁板件的合适高度(高度不够容易使联锁失效)和形状，而且要调整DPC锁板闭锁时的位置，最好锁板在压下状态时，锁板头部与丝杆间隙不能过大，不然锁板左侧间隙会相应减小，联锁板件与锁板容易摩擦，影响锁板弹跳。

其他锁板现场问题比如在工作位置出现类似情况，断路器合闸底盘车仍然可以摇动，与断路器不合闸底盘车不可以摇动，都与上面试验位置出现的可能性相似，大多为被动产生上面的效果，比如接地排的受力使断路器与底盘车联锁卡滞；触头接触使断路器倾斜等等。其中的动作原理相同，出现状况和解决情况仍大致相同。

2、联锁板问题及改进

联锁板是用于接地联锁中，它的灵活动作，可靠控制产生部分五防效果。

2.1现场问题1――没有接地开关底盘小车卡滞严重

原因分析：许多客户发现没有接地联锁，底盘小车带上联锁板，出现联锁板会在导轨上安装导轨联锁装置上的孔卡滞。解决办法：不需要安装接地联锁的可以不安装联锁板，或者封住导轨上预留孔。

2.1现场问题2――联锁板滑动不灵活

原因分析：联锁板头部上有毛刺，联锁板发生变形或头部伸出过长有尖角都会出现联锁板滑动不灵活的现象。解决办法：联锁板头部修毛刺尖角，加油，修整联锁板变形之处。其他问题也有可能会出现，比如表面不光滑，弹簧控制不到位都有部分可能，可以根据现场发现。

3、丝杆和丝杆座问题及改进

丝杆是底盘车的运行部分，精确的丝杆和丝杆座可以可靠控制行程、控制联锁，让底盘车运行更平稳、无噪声、少摩擦，可以使前面定位机构与底盘车车架装配紧密等等，是一个非常重要的环节。丝杆本身出现的问题如断裂、磨损，单从材料选择需要考虑，要易加工、耐磨损、噪声小、耐腐蚀、强度好等特征。丝杆和丝杆座问题主要产生总体配合上，如果单是底盘车的装配中丝杆加工不到位，可能会出现锁板联锁问题，行程问题，定位机构与车架配合不到位。主要处理办法为提高丝杆的加工精度，控制丝杆和丝杆座的同步性，丝杆和丝杆座的前后间隙、左右间隙，改进丝杆的加工方法。现场出现问题一般不好解决，客户如果出现丝杆损坏，只有更换前面整个定位机构或者整台底盘车。

4、定位架出现的问题及改进

定位架出现问题较多的地方主要是手把和左右舌板卡死手把拉不动，有部分是丝杆和内部轴套卡死或损坏。手把安装在左右舌板上，底盘车在试验位置时手把摇不到位，舌板会被丝杆挡住无法拉动。现场问题：a、定位架变形手柄无法摇到位，或操作不到位。b、定位架内部的白色塑料锁销挤压变形，无法压下，导致舌 板卡死。c、丝杆和舌板局部有毛刺，手把活动不灵活，不能自由回弹。现场解决办法：解决定位架变形，舌板活动配合部分去毛刺，如果是白色锁销变形可以修复锁销内部螺钉，或者更换。如果断路器太重阻力增大，会出现定位架变形，定位架内部轴套或板件磨损现象，内部摩擦区域加油非常重要。必要时可以加油槽或更改摩擦方式，由滑动摩擦更改为滚动摩擦。

5、辅助开关问题及改进

辅助开关问题也是底盘车中出现比较频繁的。国内辅助开关一般为整体一组式，辅助开关切换要求是同步性的，但由于内部铜片搭接是弹簧压接式，触点运动不同期，如果安装不到位，辅助开关切换容易出现部分触点不通，或者触头本身灰尘等。解决办法：提高银点的含银量，改善头部结构可以调整二银触头的中心距离，控制好接触电阻，改变超行程等。辅助开关方面的原因，一般为内部原因，外部原因主要分布在联锁部分，孔位调节没有到位，连接板没有调节好等方面。如果现场遇到辅助开关接触不良的现象，排除掉二次上面的问题那就可能为辅助开关上面问题，二次上出现闪动，时通时不通时，我们可以在试验或工作位置多切换几次，让辅助开关自洁，或者辅助开关安装松动，只需切换到压紧模式下顶住辅助开关拧紧螺丝即可，如果仍有部分接触不良那就需要调换辅助开关了。如果辅助开关整体没反应，应该检查二次线是否有脱落，或开关是否反向，没有打开。

6、底盘车车架的分析及底盘车整体调整

底盘车车架是装载、联锁、行程控制、行程开关、接地等最为重要的一个载体。底盘车车架作为装载工具，我们所需要的是安装和承载等方面。安装孔的调整，深度方向，宽度方向的调整来适应上面架体或断路器的安装尺寸。底盘车设计可以根据改装需求初步确定整体外型及安装尺寸。当然车架外型的平面度垂直度，安装孔位的精度，底盘车高度是此间比较重要的环节。大部分底盘车与断路器等联锁都是锁板方面的调整，我们在上面锁板分析的时候已经提到过，车架上如果需要更改，只有卡锁板的位置变更。接地联锁由于导轨上的联锁位置不会变化所以车架上的联锁也基本不会有变化。底盘车的行程控制一般由丝杆的行程来控制，我们通常所能见到的370深度的底盘车行程最多可以做到300，如果行程需要增加那么底盘车车架则需要相应的调整。当然车架深度如果不增加，要行程增加也可以，不过许多方面需要做调整，包括取消联锁板，锁板联锁调整反向，辅助开关切换调整。

底盘车方面容易出现的问题大多是以上几个方面，或者上面几个原因的引伸。以上是KYN28-12柜中常用的结构类型，如果其他柜体的推进方式相同，所需要的联锁和出现的问题也有很多相似之处。

第8篇：开关柜设计范文

关键词：低压标准配电柜；设计；应用

对于低压标准配电柜，在设计过程中需具备一定的设计理念，比如：在低压开关柜设计过程中，需结合开关设备的工作任务以及系统的可靠性等要求，进而完成相应设计工作。并且，在优化设计低压标准配电柜设计的基础上，才能够使其投入到实际应用当中。所以，本次对低压标准配电柜设计及应用进行分析价值作用显著。

1.变电所与动力中心设计

低压配电柜包括两类：其一，低压主配电柜；其二，低压分配电柜。在其中的变电所与动力中心设计过程中，需具备可靠的供电，并保证电器元件可快速更换，尽最大限度降低停电的时间。在开关柜方面，大部分使用的是可移动部件，一般会设置功能不一的隔室，包括：母线室、元件室、辅件室以及出线电缆室等，进而使供电的灵活性及可靠性得到有效提升。使用可移式部件的配电柜通常可自由安装不同型号的功能部件，例如：抽出式部件与插入式部件等，这种结构的主要优势为：某个出线回路存在故障的情况下，可限制配电柜中内燃弧引发的不良影响，进而使相邻的功能单元不会受到影响，进一步使供电的可靠性及连续性得到有效保障。对于配电柜当中的可移动部件来说，在断路器保护系统中适合使用，同时在熔断器保护系统中也适合使用。因为熔断器保护系统具备较高的分断能力及选择能力，因此在欧洲低压配电系统中的应用价值颇高。

2.低压开关柜设计考虑的因素分析

通常，在普通场所，开关柜会选取固定式部件安装柜型，从而使元器件的安装密度得到有效提高。需注意的是，在设计低压开关柜过程中，需充分考虑一些技术因素，具体包括：（1）需对开关柜防护等级加以明确，同时确保开关柜的功能与通风散热符合技术设计要求；（2）合理设置母线额定电流，并考虑短路的耐受能力；（3）根据实际需求，使用固定式结构、抽出式结构或插入式结构等，以此使系统灵活性及可靠性的要求得到有效满足；（4）进行标准化模块化设计，对计量、通信、智能控制等功能进行合理设置，为电能管理提供技术方面的支持。

3.低压配电柜设计要点

对于低压配电柜，在标准化设计过程中，需注重涉及的设计要点，具体包括：（1）明确标准配电柜的一致性及互换性。指定低压标准配电柜，在外形尺寸以及外部接口上相同，为了使配电柜的一致性及互换性得到有效保障，设计师需合理选取标准配电柜的柜体型号，必要时和业主充分沟通交流；（2）规范选取标准配电柜的电流额定数据。对于变电所等一些重要场所，通常会使用低压主配电柜，基于标准化条件下，需确保柜体电流额定数据的统一性。如果变压器容量差异较小，可使用同一规格的变压器；如果变压器容量差异较大，则可使用两种不同规格的变压器。通常条件下，如果使用低压标准配电柜，需确保变压器的容量规格尽可能地同一，以此使过多的变压器容量规格的情况的出现得到有效避免。

4.低压标准配电柜应用分析

从设计角度来看，低压分配电柜和低压主配电柜比较，显得更加复杂，且标准化程度更加难以控制，这主要是因为行业之间存在较大的差异。以某工程为例，对其低压标准分配电柜设计的实际应用进行分析。搜集该工程资料，发现出现的问题为：系统短路电流较大，分配电柜设置场所偏多，部分直接在变电所内设置，部分则设置在距离变电所非常远的地方。倘若全部分配电柜内短路电流均以主配电柜的100kA标准选取，那么将承担很高的成本。对上述问题，有必要采取限流技术加以处理，即：断路器限流。从工程实际来看，工程短路电流最高值发生于三台1600kVA变压器并列运行时，因为变电所的MCCB型断路器应了分断能力为100kA的限流断路器，查找相关资料，可知断路器出口位置的最高短路电流限制于低于50kA，这样变电所下级配柜柜体、柜内元件选型便可以按照50kA的标准进行选择，并且使配电柜和变电所的距离没有关联，最终使成本得到有效节省。

第9篇：开关柜设计范文

关键词：低压开关柜 优缺点 结构特点

前言

当前市场上最流行、最常见的低压开关柜大致有GGD、GCS、GCK、MNS等几种型号。根据安全、经济、合理、可靠的原则，这几种低压开关柜都各有自己的特点，下面对这几种柜体做些结构上的认识，为用户选择时做一些参考。

1、GGD型开关柜

1.1用途

GGD型交流低压配电柜（下称GGD柜）是一款常用产品。GGD柜适合在交流频率为50Hz、额定工作电压为交流380V、额定工作电流为1000-3150A的配电系统中，作为动力、照明及发配电设备的电能转换、分配与控制之用。广泛应用于变电站、发电厂、厂矿企业等场所。

1.2GGD柜结构特点

①GGD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；

②GGD柜散热性能好；

③GGD柜的顶盖可拆卸，便于现场主母线的装配和调整；

④GGD柜的防护等级为IP30，用户也可以根据环境的要求在IP20-IP40之间选择。

2 GCK型低压抽出式开关柜

2.1用途

GCK低压抽出式开关柜（下称GCK柜）由动力配电中心（PC）柜和电动机控制中心（MCC）柜两部分组成。GCK柜是在交流频率为50（60）Hz、额定工作电压小于或等于660V、额定电流小于或等于4000A的控配电系统中，作为动力配电、电动机控制及照明之用。

2.2GCK柜结构特点

①GCK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。

②GCK柜的柜体上部为母线室，前部为电器室，后部为电缆进出线室，各室之间有钢板或绝缘板作隔离，以保证安全。

③MCC抽屉小室的门与断路器或隔离开关的操作手柄设有机械联锁，只有手柄在分断位置时门才能开启。

④受电开关、联络开关及MCC柜的抽屉具有三个位置，即接通位置、试验位置、断开位置。

3 GCS型低压抽出式开关柜

3.1用途

GCS型低压抽出式开关柜（下称GCS柜）适合在交流频率为50Hz、额定工作电压为400V（690V）、额定电流小于或等于4000A的发、供电系统中作为动力、配电和电动机集中控制、电容补偿之用。广泛应用于发电厂、石油、化工、冶金等场所，也可用在大型发电厂、石化系统等自动化程度高，要求与计算机接口的场所。

3.2结构特点

①GCS柜的框架采用8MF型开口型钢，主构架上安装模数为E=20和100mm的φ9.2mm的安装孔，使得框架组装灵活方便。

②GCS柜的各功能室相互隔离，其隔室分为功能单元室、母线室和电缆室。各室的作用相对独立。

③水平母线采用柜后平置式排列方式，以增强母线抗电动力的能力，这是使主电路具备高短路强度能力的基本措施。

④电缆隔室的设计使电缆上、下进出均十分方便。。

⑤抽屉高度的模数为160mm。抽屉改变仅在高度尺寸上变化，其宽度、深度尺寸不变。相同功能单元的抽屉具有良好的互换性。单元回路额定电流为400A及以下。

⑥抽屉面板具有分、合、试验、抽出等位置的明显标志。抽屉单元设有机械联锁装置。以抽屉单元为主体，同时具有抽出性和固定性，可混合组合，任意使用。

⑦柜体防护等级为IP30、IP40，还可以按用户需要选用。

4 MNS型低压抽出式开关柜

4.1用途

MNS型低压抽出式成套开关设备（下称MNS柜）是为适应电力工业发展的需求，参考国外MNS系列低压开关柜设计并加以改进而开发的高级型低压开关柜。能适应各种供电、配电的需要，可广泛应用于发电厂、变电站、市政建设等场所。

4.2结构特点

①MNS柜的框架为组合式结构，基本骨架由C型钢材组装而成

②MNS柜的每一个柜体分隔为3个室，即水平母线室、抽屉小室、电缆室。

③MNS柜的结构设计可满足上进上出、下进下出等各种进出线方案要求。

④结构件通用性强、组装灵活，以E=25mm为模数，结构及抽出式单元可以任意组合，以满足系统设计的需要。

⑤各种大小抽屉的机械联锁机构符合标准规定，有连接、试验、分离3个明显的位置，安全可靠。

⑥采用标准模块化设计：分别可组成保护、操作、转换、控制、调节、测定、指示等标准单元，可以根据要求任意组装。

⑦母线用高强度阻燃型、高绝缘强度的塑料功能板保护，具有抗故障电弧性能，使运行维修更加安全可靠。

⑧柜体可按工作环境的不同要求选用相应的防护等级。

5 各种型号开关柜的区别

5.1GCS、GCK、MNS、GGD开关柜的区别

GGD柜是固定柜，GCS、GCK、MNS柜是抽屉柜。

GCK柜和GCS、MNS柜抽屉推进机构不同。

GCS柜只能做单面操作柜，柜深800mm。

MNS柜可以做双面操作柜，柜深1000mm。

GCK 最小抽屉单元一模数：GCS最小抽屉单元1/2模数，MNS最小抽屉单元1/4模数。

5.2各种型号开关柜的优缺点

大体而言：抽出式柜较省地方，维护方便，出线回路多，但造价贵；而固定式的相对出线回路少，占地较多.如果客户提供的地点太少，做不了固定式的要改为做抽出式。

5.2.1 GGD柜

GGD型交流低压开关柜：该开关柜具有机构合理，安装维护方便，防护性能好，分断能力高等优点，容量大，，动稳定性强，电器方案适用性广等优点。

GGD柜的缺点是回路少，单元之间不能任意组合且占地面积大，不能与计算机联络。

5.2.2 GCK柜

GCK开关柜且具有分断能力高，动热稳定性好，结构先进合理，电气方案灵活，通用性强，各种方案单元任意组合.一台柜体，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。

GCK柜的缺点是水平母线设在柜顶垂直母线没有阻燃型塑料功能板，不能与计算机联络。

5.2.3 GCS柜

GCS低压抽出式开关柜具有较高技术性能指标、能够适应电力市场发展需要，并可与现有引进的产品竞争。根据安全、经济、合理、可靠的原则设计的新型低压抽出式开关柜，还具有分断、接通能力高、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。

5.2.4 MNS柜

MNS系列产品优点：

②设计紧凑：以较小的空间能合纳较多的功能单元。

③结构通用性强，组装灵活；

④采用标准模块设计：分别可组成保护、操作、转换、控制、调节、指示等标准单元；

⑤技术性能高；

⑥压缩场地；

⑦装配方便。