開關柜設計
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開關柜設計范文第1篇
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
中圖分類號：TV733 文獻標識碼：A文章編號：
前言
10kV開關柜的作用是接受和分配電網的電能，根據不同的廠家或者需求不同，其設計也會不同。但為了避免開關柜在運行中的安全隱患，其設計必須要嚴格執行國家相關標準、電力行業標準以及標準柜型的要求。
1、10kV開關柜設計中的關鍵問題
1.1安全凈距
為避免短路問題造成電力系統的危害，必須保證10kV開關柜所有帶電元器件之間的安全凈距。按照要求，10 kV 開關柜相對地及相與相之間的距離不小于125 mm，海拔超過1km時，需修正絕緣距離。當配電室空間狹小時，開關柜的尺寸因縮小不能滿足絕緣距離要求時，需解決絕緣問題，如：SMC、DMC 絕緣板和高壓絕緣熱縮材料。
1.2 五防連鎖
五防連鎖主要是為了實現防止誤分誤合斷路器、防止帶電操合接地開關或掛接臨時接地線等功能。目前常用的方式是機械連鎖方式，通過機械零部件環環相扣，可靠性高。但加工工藝較復雜，工藝要求較高。如：XGN、KYN等均具特色。此外常用的方式還有機械程序鎖，此方式雖然結構簡單，但容易造成人工誤操作，在無人值班的變電站很難應用。
2 10 kV 開關柜中元器件的選取
2.1 開關柜主母線及分支母線
母線安裝主要是母線在支柱絕緣子上的固定及母線的連接。硬母線長度超過20m應加伸縮節。
a）母線固定：常用的固定方式有用螺栓直接將母線擰在支柱絕緣子上；用扁鋁夾板固定；用卡板固定。
b）母線及母線與引線連接安裝：①母線接觸面加工后必須保持清潔，并涂以電力復合脂；②母線平置時，貫穿螺栓應由下往上穿，其余情況下，螺母應置于維護側，螺栓長度宜露出螺母2—3扣；③貫穿螺栓連接的母線兩外側均應有平墊圈，相鄰螺栓墊圈間應有3mm以上的凈距，螺母側應裝有彈簧墊圈或鎖緊螺母；④螺栓受力應均勻，不應使電器的接線端子受到額外應力；⑤母線的接觸面應連接緊密，連接螺栓應用力矩扳手緊固。
c）硬母線涂色、排列。母線安裝完備，要進行刷漆，油漆互要調勻，不可過稀或過稠，以達到涂刷均勻。
d）母線排列。母線排列在設計圖紙中均有規定。如無規定時，可按要求排列。
2.2 高壓真空斷路器
真空斷路器在正常工作下接通和斷開高壓電路中的空載及負荷電流，當系統出現問題時，可配合自動裝置及保護裝置，迅速切斷故障電流，保證電力系統的安全運行。并且在斷路器的二次回路中加入了防跳繼電器，可使其具有“防跳”功能。
2.3 電流互感器
（1）電流互感器作用
電流互感器主要用于大電流交流回路中，將大電流轉換成較小的電流，以供測量或繼電保護。電流互感器的測量誤差分為兩種：一種為電流誤差；另一種為相位差。電流互感器的準確度級次即是以最大電流誤差和相位差來區分的，在數值上即是電流誤差限值的百分數。電流互感器的準確度級次有0．2S、0.2、0．5、1、3、10和D級等種，其中0．2S級屬精密測量級。工程中電流互感器準確級次的選用，應根據負載性質來選用，一般是電度計量用0．2S級；電流表計用0.5級；繼電保護用3級；差動保護用D級。
（2）電流互感器的二次負荷
電流互感器的二次負荷(可用其二次接入的負載阻抗表示)由下述三部分組成：
1）測量儀表或保護元件的電流線圈阻抗（可由產品技術數據中查出)。
2）線路各接頭接觸電阻。
3）聯接線的導線電阻。
其中聯接導線的計算長度L，，取決于線路長度及互感器與測定儀表的接法，如圖1所示。電流互感器的二次負荷只有在不超過電流互感器的二次允許負荷值時，才能保證其銘牌準確度。
圖1電流互感器不同接線方式的計算長度
（3）電流互感器的10％誤差曲線
規程規定，用于繼電保護的電流互感器，在其二次側負載和一次側電流已知的條件下，電流誤差不得超過10％，相位差不得大予7。所謂電流互感器的10％誤差曲線，就是根據這一規定，在電流誤差10％的條件下，所作出的一次電流對額定電流的倍數和二次阻抗的關系曲線。利用10％誤差曲線可求出與保護計算用一次電流倍數相適應的最大允許二次負載阻抗。
（4）選用電流互感器的原則
1)線路額定電壓應不大于電流互感器的額定電壓。
2)根據線路計算電流確定一次額定電流。
3)根據負荷性質確定電流互感器的準確度級次。
4)校驗動穩定與熱穩定，校驗公式見公式(1)、公式(2)。
5)繼電保護用電流互感器還應滿足10％誤差曲線的要求
（公式1）
式中：：動穩定倍數；：熱穩定倍數；：通過設備的三相短路沖擊電流；
（公式2）
式中：:電流互感器一次額定電流；：短路假想時間；：設備熱穩定試驗時間，：通過設備的三相短路穩態電流
2.4 電壓互感器
（1）電壓互感器的作用
電壓互感器的作用，主要是將交流電路中的電壓轉變為較低的電壓，以供測量、繼電保護或指示用。
（2）選用原則
電壓互感器的選用原則主要有如下幾點：
1)互感器的額定電壓應不低于被測系統的額定電壓。
2)按裝設地點確定裝置類型(室內、室外)。
3）按測量儀表對電壓互感器的準確度要求，限制互感器二次負荷。
需說明的是，只有各計量儀表及繼電器的電壓繞組總視在功率不超過電壓互感器出廠技術數據規定時，才可保證對應的準確度；互感器二次側負荷通常是不平衡的，所以考慮準確度時應以最大一相作依據。
3一次回路、二次回路的分析
10kv高壓開關柜內部設備可分為一次設備和二次設備兩部分。由一次設備構成的回路稱為一次回路，又稱主回路。一次設備主要有斷路器、隔離開關、負荷開關、高壓熔斷器、以及操作機構等；由二次設備構成的回路稱為二次回路，又稱二次系統。二次設備包括各種測量儀表、各種保護繼電器、按鈕、轉換開關、信號燈、接線端子以及二次配線。
3.1一次回路
為了便于研究設備的功能．主電路或其一部分通常只需用單線表示，但為了表示互感器的連接方法．則必須用多線表示。圖2中，把主電路畫在了圖的左邊部分，而測量及保護電路畫在了圖的右邊部分，主電路是用集中表示法畫出的。主電路中包括高壓斷路器QF，以及作為測量用的和過電流保護用的電流互感器1LH、2LH，還有接地開關，避雷器，帶電顯示器，主電路中斷路器是在斷開狀態．元器件是在不帶電狀態。
圖2高壓開關柜的一次和二次原理接線圖
3.2二次回路
高壓柜的二次回路中包括了電流、電壓測量、過電流保護及跳閘回路和信號回路。繼電保護是一種能夠反應電力系統元件故障或不正常運行狀態，并可讓斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置，保護繼電器是構成繼電保護的基本元件，繼電保護裝置一般由多個保護繼電器的功能組合而成，一個保護裝置同時具有若干種保護功能。電力系統中各種電氣設備都裝設有繼電保護裝置，繼電保護范圍包括發電機保護、變壓器保護、母線保護、線路保護和用戶設備保護等。繼電保護裝置要滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性的基本要求。現在常用的是微機保護裝置，它主要起到測量、保護、控制、通迅等功能。
（1）、測量功能：一些表計主要是用于測量電力系統的各項參數，如電流（A）、電壓（V）、功率（W）、頻率(Hz)、電度（Wh）、功率因數等，便于運行人員管理、考核。
（2）、保護功能：主要通過繼電器、綜保，通過一定的方式連結或組合，有系統發生故障時，繼電器保護動作，發出指令使得斷路器脫扣（跳閘）或發出報警信號，以達到對電力系統進行保護的目的。
（3）、控制功能：可以根據用戶、場合的不同，實現就地、遠方、機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通迅協議，在后臺可對變電站、配電所中的電力設備集中管理、控制，可實現遙控、遙測、遙信等功能。
結語
電力生產的首要任務是安全，10 kV高壓開關柜的高效運行，直接影響了供配電網的供電電能質量。隨著技術和材料的不斷應用，開關柜設計工作者也應不斷利用新技術，加強產品的結構設計和制造、電氣回路的合理設計以及有關元器件的合理選用，只有這樣才能不斷提高經濟效益，制造出優質的高壓開關柜。
參考文獻：
【1】邱耿華.10 kV 配電開關柜設計原理及事故預防［J］.機電信息，2011（21）
開關柜設計范文第2篇
關鍵詞：高壓開關柜；電氣；設計
Abstract: with the development of technology and quality requirements of the power supply and utilization is increasing day by day, switchgear the use of technology in an expanding range and variety in the increase, automation, intelligent degree is higher and higher. The normal operation of the power system need security, economic and reliable guarantee. This article mainly electrical design of high pressure switch to matters of attention, the paper discusses the technical exchanges for everyone.
Keywords: high voltage switchgear; Electrical; design
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
前言
高壓開關是指用于電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用，電壓等級在3.6kV～550kV的電器產品，主要包括高壓斷路器、高壓隔離開關與接地開關、高壓負荷開關、高壓自動重合與分段器，高壓操作機構、高壓防爆配電裝置和高壓開關柜等幾大類。高壓開關制造業是輸變電設備制造業的重要組成部分，在整個電力工業中占有非常重要的地位。下文主要對高壓開關柜電氣設計需要注意的事項進行探討，以供大家技術交流。
1. 電氣開關柜設計基本思路
電氣控制柜設計的基本思路是一種邏輯思維，只要符合邏輯控制規律、能保證電氣安全及滿足生產工藝的要求，就可以說是一種好的設計。但為了滿足電氣控制設備的制造和使用要求，必須進行合理的電氣控制工藝設計。
2、電氣控制柜設計的注意事項
電氣控制柜總體配置設計是以電氣系統的總裝配圖與總接線圖形式來表達的，圖中應以示意形式反映出各部分主要組件的位置及各部分接線關系、走線方式及使用的行線槽、管線等。
電氣控制柜總裝配圖、接線圖（根據需要可以分開，也可并在一起）是進行分部設計和協調各部分組成為一個完整系統的依據。總體設計要使整個電氣控制系統集中、緊湊，同時在空間允許條件下，把發熱元件，噪聲振動大的電氣部件，盡量放在離其它元件較遠的地方或隔離起來；對于多工位的大型設備，還應考慮兩地操作的方便性；控制柜的總電源開關、緊急停止控制開關應安放在方便而明顯的位置。總體配置設計得合理與否關系到電氣控制系統的制造、裝配質量，更將影響到電氣控制系統性能的實現及其工作的可靠性，操作、調試、維護等工作的方便及質量。
電氣控制柜組件的劃分
由于各種電器元件安裝位置不同，在構成一個完整的電氣控制系統時，就必須劃分組件。劃分組件的原則是：
（1）把功能類似的元件組合在一起。
（2）盡可能減少組件之間的連線數量，同時把接線關系密切的控制電器置于同一組件中。
（3）讓強弱電控制器分離，以減少干擾。
（4）為力求整齊美觀，可把外形尺寸、重量相近的電器組合在一起。
（5）為了電氣控制系統便于檢查與調試，把需經常調節、維護和易損元件組合在一起。
2.2在劃分電氣控制柜組件的同時要解決組件之間、電氣箱之間以及電氣箱與被控制裝置之間的連線方式，電氣控制柜各部分及組件之間的接線方式一般應遵循以下原則：
（1）開關電器、控制板的進出線一般采用接線端頭或接線鼻子連接，這可按電流大小及進出線數選用不同規格的接線端頭或接線鼻子。
（2）電氣柜、控制柜、柜（臺）之間以及它們與被控制設備之間，采用接線端子排或工業聯接器連接。
（3）弱電控制組件、印制電路板組件之間應采用各種類型的標準接插件連接。
（4）電氣柜、控制柜、柜（臺）內的元件之間的連接，可以借用元件本身的接線端子直接連接，過渡連接線應采用端子排過渡連接，端頭應采用相應規格的接線端子處理。
2.3關于防護等級的要求。
高壓開關柜屬于高壓帶電設備，為了防止人體接近高壓開關柜的高壓帶電部分和觸及運動部分，在設計開關柜時，我們必須考慮柜體防護等級的要求。當然開關柜設計時，我們可以追求更高的防護等級，但存在的問題是隨著防護等級的提高，生產成本相應提高，散熱條件變差，所以不能一味追求高的防護等級，一般以IP3X和IP4X為宜 2.4注意絕緣距離。
我們在設計開關柜時必須滿足一下絕緣距離的要求：如單純以空氣作為絕緣介質且海拔高度在1000m時，對于10kV相對地，及相與相之間滿足大于等于125mm,35kV相對地，及相與相之間滿足大于等于300mm，但若海拔高度超過1000m時，應按GB3906的要求對絕緣距離給予修正。但有時受配電室地方的限制，我們所制作開關柜的外形尺寸往往不能滿足絕緣距離的要求，所以可以采取以下幾種方法來解決絕緣問題：第一，在金屬封閉高壓開關柜中，采用非金屬的絕緣隔板，以此來加強相間或相對地絕緣，達到縮小對絕緣距離的要求。但必須注意10kV時帶電裸導體與該絕緣板間應保持不小于30mm，在40.5kV時帶電裸導體與該絕緣板間應保持不小于60mm。該方法的缺點是絕緣隔板受使用環境影響很大，存在絕緣老化的問題。第二，使用熱縮套管把高壓帶電導體整個熱縮起來，實踐中10kV要確保絕緣距離不小于100mm,35kV要確保絕緣距離不小于200mm。缺點是熱縮套管同樣存在絕緣老化的問題，隨時間推移絕緣強度會降低。 綜上所述，在設計許可的情況下，盡可能地使用空氣絕緣來滿足絕緣的要求。
2.5 設計時要注意爬電距離。
電力系統是供電部門的核心系統，不能有絲毫的馬虎，用戶往往追求高可靠性，在爬電距離方面對我們制造廠家提出了十分嚴格的要求，實踐中我們要符合以下條件：高壓開關柜中各組件及其支持絕緣件(純瓷及有機絕緣件)的外絕緣爬電比距 (高壓電器組件外絕緣的爬電距離與額定電壓之比) 在Ⅱ級污穢對于純瓷絕緣為18mm/kV，對于有機絕緣為20mm/kV。為了滿足以上要求我們所采取的措施是，要求配套廠家增大增加絕緣子的傘群，另外在開關柜使用環境較潮濕的場所，為了防止發生凝露，在開關柜中的電纜室，斷路器室加入帶溫控裝置的加熱器。
2.6 五防聯鎖功能，確保安全。
開關柜能否可靠安全的運行，五防聯鎖是十分重要的，國家標準對開關柜的五防聯鎖有明確的要求，所以我們在設計制造開關柜時必須遵守以下原則：高壓開關柜應具備防止誤拉合斷路器，防止帶負荷分合隔離開關，防止帶地刀閘（或接地線）送電，防止帶電合接地刀閘（或掛接地線），防止誤入帶電間隔等五種防誤措施。為了實現五防功能，各個廠家各種型號的開關柜，如GG—1A、XGN2、JYN、KYN柜機械聯鎖制作各有特色，且功能齊全，其目的都是為了防止現場工作人員的誤操作。 2.7注意溫升。
電力系統開關柜中，各電器元件在正常工作時均有不同程度的發熱，所以國標GB3906中，對于開關柜各組件的溫升做出了明確的要求，即柜內各組件的溫升不得超過該組件相應標準的規定，對于可觸及的外殼和蓋板的溫升不得超過20K。主回路的溫升在額定電流和頻率下應遵守GB763《交流高壓電器在長期工作時的發熱》的規定。為了達到溫升的限制條件必須做好以下幾點：制造上加強開關柜制造工藝（如母線搭接面上鍍銀，燙錫）；設計上避免渦流現象的發生或采用不導磁材料；大電流增加風冷裝置。 2.8 高壓開關柜的接地設計。
開關柜設計范文第3篇
關鍵詞 中壓開關柜；絕緣；高海拔地域；措施
中圖分類號TM92 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）42-0037-02
0 引言
伴隨我國西部大開發戰略的實施和工業的發展，在我國西部高海拔地區需要越來越多的中壓電氣設備，因此解決高海拔地域中壓電氣設備使用中所遇到的問題是不可避免的。一般情況下產品所限定的使用海拔高度為1km以下，與平原地區相比較，中壓電器設備高海拔地域的使用時設計、制造和安裝都有很大的不同，文中筆者根據自己多年對中壓電器設計、制造的經驗，對高海拔地域的中壓開關柜的設計進行了全面的闡述。
1 中壓開關柜受高海拔的影響
1.1 外絕緣強度受到的影響
隨著氣壓的降低，空氣的介質絕緣強度逐步減少，而在真空狀態或者空氣稀薄時，隨著真空度的降低而降低。試驗表明，海拔每升高1km，平均氣壓降低7.7kPa~10.5kPa，則外絕緣強度降低8％~13％。
此外，隨海拔的升高，空氣的絕對濕度在降低，這時電工產品的外絕緣強度相應也會降低。需要注意的是，溫度和濕度變化所帶來的影響有可能相互抵消，因而，在采取校正時，應綜合安裝處所在地點的周圍條件對絕緣強度進行估算。
1.2 電氣間隙擊穿電壓受到的影響
產品設計定型后，其電氣間隙自然也就固定，但是擊穿電壓卻會隨空氣壓力的降低而下降，因此，在高海拔地域要想產品確保有足夠的抗擊穿能力，設計時電氣間隙就必須要增大。
1.3 產品性能、溫升及結構受到的影響
1.3.1 產品性能受到的影響
當海拔較高且周圍環境溫度較低時，開關柜中的一、二次元器件的可靠性會受到影響，因此，必要情況下產品的性能需要經過低溫試驗進行驗證。
1.3.2 產品溫升受到的影響
空氣介質的冷卻效應會隨著空氣密度或空氣壓力的降低而降低。有些電工產品的散熱方式以自然對流、空氣散熱器或者強迫通風為主，由于高海拔地域的散熱能力下降，所以溫升增加。但是隨著海拔的升高，最高空氣溫度和平均環境溫度都會降低，這樣電工產品運行中因氣壓降低而引起的溫升增加就能夠得到全面或部分補償。所以，進行中壓開關柜設計時可忽略高海拔對溫升的影響。
1.3.3 產品結構受到的影響
高海拔地域的空氣溫度日溫差大，這樣容易引起產品外殼的變形、龜裂等。
2 高海拔對中壓開關柜的技術要求
針對高海拔地域的特點，中壓開關柜的設計需要考慮以下幾個方面的技術要求。
2.1 加大爬電距離
通常情況下，當海拔高度位于1km和2km之間時，可根據Ⅱ級污穢條件對開關柜內一次元件的絕緣爬電比距進行設計，即有機絕緣為20mm/kV，瓷質為18mm/kV。一次元件的外絕緣尺寸由于采用全工況、加強型絕緣產品，有了一定的裕度，故運行要求能夠完全滿足。
2.2 增大空氣間隙
間隙擊穿除了和空氣的相對密度相關外，也和間隙的距離密切相關。可根據相關標準對電氣距離的規定，并參考目前絕緣材料和元器件企業的高原型開關柜的外形及尺寸，來規劃一次元件在開關柜內的安裝要求。比如：7.2kV的開關柜處于1km海拔高度時相間、相對地空氣絕緣距離是100mm；3.6kV的開關柜處于2km海拔高度時相間、相對地空氣絕緣距離是83mm等等。
2.3 使用復合絕緣
通常當海拔高度位于2km和4km之間時，為了滿足加大空氣絕緣的要求，中壓開關柜的相應尺寸需加寬、加高、加深。目前采用SMC板材隔絕或套硅橡膠絕緣外套等阻燃等進行復合絕緣處理，達到了很好的絕緣效果。
2.4 改進母排形狀防止尖端放電
通常來說，電極周邊電場的分布越均勻，中間的氣隙擊穿電壓越高，這也就意味電極的曲率越大。在設計和制造時，應盡量將銅排沿邊緣帶圓角的R型排，此外還應盡量提高電極的表面光潔度，將電極上的棱角、毛刺、銳緣等出去，消除局部場強。
2.5 柜體結構
由于在高海拔地域使用的開關柜需要增大相對地、相間距離等尺寸，因此柜體的外形結構尺寸變大，所以設計和購買是需向開關柜制造廠進行咨詢。
2.6 輔助防護措施
高海拔地域的氣象條件特殊，有些地方容易產生凝露，為了降低凝露發生的幾率，開關柜設計時可采用加熱器與凝露控制器相結合的辦法。
3 部分典型產品在高海拔地域的應對措施
3.1 ABB公司的高原型VD4M12真空斷路器
與標準型VD4M12真空斷路器相比較，高原型VD4M12真空斷路器主要做了以下幾個方面的改進：1）環氧絕緣套筒下端內表面增加肋板，外爬距達到230mm；2）增加環氧絕緣套筒高度，上下出線座在主回路的中心距超過275mm；3）滅弧室外表面有裙邊，外爬距超過225mm；4）增設帶傘裙熱縮套在絕緣拉桿上端，外爬距達到230mm。
采用上述措施后，ABB公司的高原型VD4M112真空斷路器在海拔2.5km條件下能后完全滿足絕緣要求。
3.2 SIEMENS的3AH系列真空斷路器
SIEMENS公司認為：應以1000m處絕緣水平的海拔修正系數α為基準，即與海平面絕緣水平相比大約下降9％。當H≥1km時，選擇設備時可參考公式：
因此，SIEMENS公司是通過查閱海拔修正系數曲線，按公式進行修正計算，選用高一等級的電壓產品來替代，并沒有專門開發高原型產品。
4 結論
高海拔地域中壓電氣設備的設計和制造是當前我國國情下需要認真研究和解決的課題。設計過程中應充分考慮到外絕緣強度、電氣間隙擊穿電壓、產品性能、溫升及結構受到高海拔的影響，貫徹高海拔對中壓開關柜的技術要求，同時借鑒已經成功運行的產品設計經驗，不斷總結、改進和創新，以便更好地解決高海拔電器設計中的遇到的問題。
參考文獻
[1]中華人民共和國國家標準.GB/T11022．1999 高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求[S].北京：中國標準出版社，2001.
[2]Q／CK 0039―2002高海拔地區高、低壓開關設各技術要求.四川開關廠，2002-4-1.
[3]王文磊.試談高海拔對高低壓電器的影響[J].高壓開關，2005(4)：33-34．
開關柜設計范文第4篇
關鍵詞：i-A Y1A-12系列；開關柜；技術參數；結構設計
中圖分類號：TM591 文獻標識碼：A
1 i-A Y1A-12系列開關柜的結構及參數分析
1.1 i-A Y1A-12系列開關柜結構的分析
i-A Y1A-12系列開關柜屬于組裝式結構的開關柜，其基礎構件主要是采用優質冷軋鋼板，并數控機床多次加工而制成；i-A Y1A-12系列開關柜中，典型開關柜外形尺寸為（寬*高*深）：800mm（或1000mm）*2365mm*1500mm；柜體由四個單獨隔室組成，其隔室包括繼電器儀表室、電纜室、主母線室、手車室。i-A Y1A-12系列開關柜結構如圖1所示。圖中：A表示母線室；B表示手車室；C表示電纜室；D表示繼電器儀表室。
其中1為潛壓裝置；2為柜架；3為裝卸式隔析；4為一次靜觸頭；5為二次插頭；6為觸頭盒；7為斷路器手車；8為隔板及操動結構；9為手車電動操作結構；10接地開關電動操作結構；11為控制小線槽；12為穿墻套管；13為分支小母線；14為主母線；15為電流互感器；16為接地開關；17為加熱器材；18為電纜；19為避雷器；20為接地導體；21電纜封板。
1.2 i-A Y1A-12系列開關柜的參數分析
i-A Y1A-12系列開關柜的外殼防護等級為IP4X，其斷路器、隔室間室門打開時的防護等級為IP2X；其開關柜的技術參數符合國家GB3906標準中對3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備技術參數的相關要求。i-A Y1A-12系列開關柜的主要參數如表1所示。
2 i-A Y1A-12系列開關柜結構設計的要求及特點分析
2.1 i-A Y1A-12系列開關柜結構設計的要求分析
i-A Y1A-12系列開關柜是按照智能化要求所設計的，其不僅要具備有開關柜的狀態檢測、故障診斷等基本功能，還需具備斷路器手車與接地開關電動操作功能。i-A Y1A-12系列開關柜主要可抽出部件及固定柜體兩大部分所組成；其中可抽出部件手車可采用落地式，也可采用中置式，其具有高靈活性，維護檢修方便等特點。
i-A Y1A-12系列開關柜的柜架采用的是兩邊側板形式，由底板、頂板、右前與右后側板、左前與右后側板組裝而成；開關柜主體與儀表室采用一體式結構。進出車結構的設計引入CAE軟件進行科學合理優化，要求能夠電動執行，并采用下框式，具有軟聯鎖結構的形式；并充分考慮到箱式的裝配控制形式，精度采用齒輪箱的控制措施。
i-A Y1A-12系列開關柜的螺栓安裝面低于柜體外形面，有效解決了螺栓頭突出柜體并柜時的躲孔問題；手車柜內接地方式采用的是觸頭插接方式；柜門采用提升式結構，具有抗電弧能力強、操作簡單等特點；手車框架采用薄鋼板經激光切割機加工后鉚焊而成，手車在柜內有明顯的工作位置與斷開位置，并有定位裝置。
2.2 i-A Y1A-12系列開關柜結構設計的特點分析
i-A Y1A-12系列開關柜采用高性能的材料與先進的加工工藝制作而成，i-A Y1A-12系列開關柜在傳統開關柜的基礎上，通過對電場的嚴格分析與詳細計算，對其進行合理的優化，有效保證了柜體絕緣性能的可靠。
2.2.1 柜體骨架的設計特點分析
i-A Y1A-12系列開關柜的柜體骨架結構主要采用的是冷軋鋼板或是敷鋁鋅板，由高精度數控機床加工并按照雙層錯疊方式拼接而成，有效保證了零部件精度、單彎結構的質量；柜體的底板與側板采用的是互包形式，螺栓安裝面低于柜體外形面，有效解決了螺栓頭突出柜體并柜時要躲孔的問題；并有效地將防護板功能進行擴展，使其能夠與立柱連接成一體形空腔結構，以達到減少用料，提高強度的目的。
2.2.2 活門開啟結構的設計特點分析
i-A Y1A-12系列開關柜活門采用單邊驅動，其具有自鎖功能，從而使安全性能得到有效提高。開關柜活門關閉與開啟均與斷路器強制控制，將斷路器移出到柜外時，活門將被鎖定在關閉位置，使其不能直接用手驅動活門動作。檢修保山對開關柜進行檢修時，必須推入活門開啟車才能打開活門，有效提高了開關柜的安全性能。
2.2.3 手車室門板提升結構的設計特點分析
i-A Y1A-12系列開關柜手車室門板采用提升結構，具有操作簡單的優點，當手車室門板在柜門鎖定時，柜體鎖板將與柜門相互扣接，使門的四周均可與柜體相連，抵抗內部故障能力增加，提高了可靠性。
結語
本文通過對i-A Y1A-12系列開關柜結構、技術參數等方面進行詳細的分析，并對其結構設計要求、設計特點進行詳細闡述后總結出：i-A Y1A-12系列開關柜結構設計經過科學合理的優化與不斷完善，與同類開關柜相比，具有運行可靠穩定、智能化程度高、技術含量高、功能齊全等優點。且i-A Y1A-12系列開關柜已完成了全套型試驗，主要技術參數均可滿足預期的要求。基于i-A Y1A-12系列開關柜各方面顯著的優勢，其也值得在我國的各類電站、變電所等電力系統當中大力地推廣使用。
參考文獻
開關柜設計范文第5篇
[關鍵詞]開關柜 電氣聯鎖 閉鎖 電磁鐵 五防
[中圖分類號]S972.7+6 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0388-02
引言
隨著KYN28型鎧裝中置式金屬封閉開關設備（簡稱中置柜）設計、制造水平的顯著提高，中置柜已經在供配電領域得到廣泛使用。
為了保證電力網安全運行、確保設備和人身安全、防止誤操作，開關柜必須具備完善可靠的聯鎖裝置。以保證操作程序本身的正確性和操作者的人身安全。GB3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》對開關柜的聯鎖裝置作了明確規定。這些防止電氣誤操作的內容，按照行業習慣，簡稱“五防”，即：
1）防止誤分、誤合斷路器；
2）防止帶負荷分、合隔離開關；
3）防止帶電掛（合）接地線（接地開關）；
4）防止帶接地線（開關）合閘；
5）防止誤入帶電間隔。
其目的就是防止誤操作和誤并列，防誤聯鎖裝置實現閉鎖的方式應該是強制性的，裝設聯鎖后，就可以保證必須按規定的操作順序進行操作，否則就無法進行，從而有效地防止了誤操作。“五防”裝置一般可分為機械、電氣和綜合三類。如何才能實現母分開柜與母聯隔離柜之間的聯鎖呢？眾所周知，母聯隔離柜中的隔離手車無專門的滅弧裝置，一般不能用來接通或切斷負荷電流。當隔離手車在試驗位置與工作位置之間移動時，必須保證母分斷路器處于分閘狀態，不得合閘，即應具有所謂的“合閘閉鎖”。反之，如果母分斷路器處在合閘位置，隔離手車處于工作位置，此時禁止隔離手車移動，防止帶負荷分隔離手車。為了實現以上聯鎖，合閘電氣閉鎖一般通過將反映手車位置的行程開關接點串入斷路器的合閘回路中來實現，機械聯鎖也通過相應的結構設計得到實現。
1 手車聯鎖回路設計
某變電所10kV配電裝置在電氣設計中，2臺主變分列運行，互為暗備用，如（圖1）所示。當任一變壓器故障，母分開關柜經常要和母聯隔離柜聯絡運行，為了保證“五防”要求，母分斷路器和母聯隔離手車之間必須考慮相應的聯鎖關系。
基于“五防”要求，母聯隔離柜與母分開關柜聯絡運行時，相互之間的聯鎖有兩種實現方式，一種是電氣互鎖，利用母分斷路器的輔助信號接點構成一定的邏輯關系置于另一臺斷路器合閘控制回路中，當邏輯關系不滿足時，無法合閘；另一種是機械互鎖，利用機械裝置實現斷路器之間的互鎖。
1.1 母分斷路器合閘閉鎖回路
目前常用的母分斷路器手車與母聯隔離手車經常使用閉鎖電磁鐵進行互鎖：通過其動鐵心與斷路器合閘脫扣板進行配合，實現機械合閘閉鎖控制；通過其行程開關的切換，實現電氣合閘閉鎖控制。控制原理可參照（圖2）。
原理圖中，母分斷路器閉鎖回路中只有在運行位置和試驗位置這兩個位置底盤車上的位置開關（S8，S9）才能接通，才可以合閘，另一方面是機械連鎖，只有在這兩個位置，與底盤車相連的連鎖板才能復位，保證可以合閘，至于合閘閉鎖，是保證在二次電源得電的情況下，同時串人母聯隔離手車運行位置輔助接點S9，閉鎖電磁鐵是基于隔離手車處于運行位置時，母分開關可以在試驗位置和運行位置控制斷路器合閘動作。防止母分斷路器在合閘狀態，后推入母聯隔離手車時，等于另一段隔離開關帶負荷合閘，將產生三相弧光短路事故，還可能由于誤操作所產生的嚴重弧光而危及操作人員的人身安全，嚴重時甚至引起隔離開關爆炸，對人身造成更大的危害。因此通過閉鎖電磁鐵來閉鎖母分斷路器達到“五防”的目的。倘若電磁鐵損壞，則斷路器無法合閘，但手車可以在柜內行進，拉出檢修，或直接更換為備用斷路器。不影響整個配電系統的安全、及時運行。
1.2 母分隔離手車閉鎖回路
斷路器手車和母線隔離手車聯絡運行時，對于母聯隔離手車，考慮其操作的特殊性，其與母分斷路器手車間一般直接采用行進聯鎖，對手車在開關柜內行進實現控制，以達到“五防”的目的。目前有許多生產單位利用閉鎖電磁鐵進行手車行進控制，控制原理可參照（圖3）。
回路中串人母分斷路器試驗位置（S8），只有當母分斷路器處于試驗位置，閉鎖電磁鐵才能得電解鎖，手車可以搖動推進和退出，否則母分閉鎖電磁鐵失電，鐵芯不能吸合，卡住手車底盤上的蝸桿，此時手車蝸桿不能搖動推進和退出。如果要將手車強行退出，一方面是損壞設備，另一方面由于操作者可能會進入帶電間隔，在出現內部故障電弧時，會造成人身傷害。
那如何監視母聯隔離手車閉鎖電磁鐵是否已經解鎖，通過研究分析，我們對閉鎖電磁鐵回路進行了重新設計，在回路中串聯了4只二級管，通過二級管具有限流的特性，施加在二級管上的工作電流大概為2mA到25mA，每只二極管兩端施加電壓02～0.3V，在4只二極管兩端并聯一只發光二級管LED，發光二級管只有10mA電流通過，可以長期帶電，達到監視作用，又不影響閉鎖電磁鐵工作。控制原理可參照（圖4）。
當閉鎖電磁鐵得電解鎖，發光二級管發亮，表示母分隔離手車已經解鎖，可以搖動推進和退出，防止工作人員強行操作。
2 結論
手車式開關柜在供配電領域已經得到廣泛使用，為了防止電氣誤操作，滿足“五防”要求，開關柜中設計了各種機械、電氣聯鎖裝置。為了實現母分開關柜與母聯隔離柜之間的聯鎖回路，合閘電氣閉鎖一般通過將反映手車位置的行程開關接點串入斷路器的合閘回路中來實現，機械聯鎖也通過相應的結構設計得到實現。通過互相聯鎖達到安全運行的目的，即使高壓開關柜在使用過程中，遇到由于操作者的疏忽或非正常操作力而造成“非正規操作”的情況。在這種情況下，高可靠的聯鎖應做到對操作者可能出現的“非正規操作”有充分的預防或阻止能力。
參考文獻
