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开关柜是指按一定的线路方案将一次设备、二次设备组装而成的成套配电装置,是用来对线路、设备实施控制、保护的,分固定式和手车式,而按进出线电压等级又可以分高压开关柜(固定式和手车式)和低压开关柜(固定式和抽屉式)。
开关柜的结构大体类似,主要分为母线室、断路器室、二次控制室(仪表室)、馈线室,各室之间一般有钢板隔离。内部元气件有:变压器、手车/抽屉、接地刀、断路器、隔离刀闸、接触器、继电器、熔断器、负荷开关等。本文就和大家聊聊这些元器件的作用。
1-开关柜上的变压器
就是利用交变电磁场来实现不同电压等级转换的设备(实际上是电能的转换),其变换前后的电压不发生频率上的变化。按照其用途可以分很多种,如电力变压器、整流变压器、调压器、隔离变压器,以及CT、PT等。我们在工程现场经常遇到的是电力变压器。
2-开关柜内的手车/抽屉
手车和抽屉分别是高压开关柜和低压开关柜的一部分,分别安装高压断路器和低压断路器及其继电器等元器件。由此划分出手车式开关柜(高压)和抽屉式开关柜(低压),他们与固定式开关柜的功能是基本相同的,主要区别是方便了维护和检修(手车和抽屉都可以通过机械操作机构摇把来推进、拉出)。手车和抽屉一般都有工作(正常运行时)、试验(试投运和现场试验时)和退出(维护、检修时)三种位置状态。
3-开关柜内的接地刀
也叫接地开关,主要:一是用来在线路和设备检修时,为确保人员安全进行接地用的;二是可以用来人为地造成系统的接地短路,达到控制保护的目的。
第一个作用很好理解,不做介绍。第二个作用是这样的:接地刀通常是接在降压变压器的高压侧,当受电端发生故障或者变压器内部故障时,接地刀开关应自动闭合,造成接地短路故障,迫使送电端(上端)断路器迅速动作,切断故障,所以说这是个人为的接地短路故障,目的就是保证送电端的断路器能够快速动作。
4-开关柜内的断路器
正常工作情况下,断路器处于合闸状态(特殊应用除外),接通电路。当进行自动控制或保护控制操作时,断路器可以在综保装置控制下进行电路的分断或接通操作。断路器不仅可以通断正常的负荷电流,而且能够承受一定时间的短路电流(数倍甚至几十倍的正常工作电流),并可以分断短路电流,切除故障线路和设备。所以说,断路器的主要功能就是分断和接通电路(包括分断和接通正常电流、分断短路电流)。
由于在分断和接通电路的过程中,断路器的动触头与静触头之间不可避免的要产生电弧。为了保护触头,减少触头材料的损耗和可靠分断电路,必须采取措施来尽快熄灭电弧,其中一种就是采用不同的灭弧介质填充到断路器的动、静触头间。按灭弧介质的不同断路器可以分为:油断路器(多油、少油)、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器、空气断路器等。我们在工程中经常接触到的高低压开关柜里的主要一次设备就是断路器。
由于断路器的动、静触头一般都是被包在充满灭弧介质的容器中,所以断路器的分、合状态不可以直接判断,一般是通过断路器的辅助器件(如分合位指针等)来判别。
由于篇幅限制,本文只分享了开关柜上的变压器、手车/抽屉、接地刀、断路器的作用。下篇则重点介绍开关柜内的隔离刀闸、接触器、继电器、熔断器、负荷开关的作用。想了解更多开关柜的信息,也欢迎关注湖北紫电电气官网。