开关柜基础知识培训.ppt

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1、开关柜开关柜设计组基础知识培训设计组基础知识培训部门内部使用部门内部使用江苏恒远国际工程有限公司Jiangsu Hengyuan International Engineering Co.,Ltd.Jiangsu Hengyuan International Engineering Co.,Ltd.编制人：瞿林编制人：瞿林1、基础电路学习1.1电路的组成和作用1.2电路模型1.3成套基础知识的学习2、低压成套开关设备2.1概述2.2低压成套开关设备的型号2.3低压开关柜的结构2.4低压一次电器元件2.5低压开关柜的主回路2.6低压开关柜的辅助回路2.7GGD型固定式低压开关柜2.8GCK型抽屉

2、式低压开关柜 2.9GGS型抽屉式低压开关柜 3.0MNS型抽屉式低压开关柜3、高压开关柜1403.1概述 3.2高压开关柜的基本结构3.3高压开关柜的基本技术要求3.4高压开关柜中的一次电器元件3.5高压开关柜的主回路3.6KYN28A-12型铠装移开式开关柜4.二次回路的基本知识与二次接线工艺（与生产有关）5.电动机控制系统的保护类型5.1电流型保护5.2电压型保护5.3断相保护5.4温度保护5.5漏电保护目录6、常用电器在电路中的代号介绍7、常用电器在图纸中的画法介绍8、电动机基本控制典型电路的学习（主讲人：丁勇）8.1采用开关直接起动8.2采用接触器电动控制8.3采用接触器长动（连续）

3、控制8.4星三角形（Y-）降压启动8.5自耦变压器降压启动9、成套开关设备车间设计组工作流程介绍（包括变更的关联处理），记录表单、返资确认要求。10、接线图的绘制步骤（主讲人：丁勇）10.1原理图的初步理解10.2布置元器件10.3绘制接线图10.4核对接线图11、ABBSIEMENS士林施耐德元器件介绍第一章基础电路学习1.1 电路的组成 1.2 电路模型 1.3 成套基础知识的学习第一章 基础电路的学习1.1电路的组成 电路是由电工设备或电子元器件组成的整体，它提供了电流通过的路径为了说明电路的基本组成，以下面图示为例说明，它是由干电池、小灯泡、连接导线和开关构成。开关闭合时，灯泡就会发光

4、，这是由于在这个闭合电路中有电流流动的缘故。由上可见，电路一般由电源、负载和中间环节3部分组成。1.电源电源是电路中电能的来源，是把非电流转化为电能的装置。从能量的转换形式来看；蓄电池、干电池将化学能转换为电能；火力、电力发电机将机械能转换为电能。它们是电源。2.负载负载即用电设备，它是利用电能工作的装置。其作用是将电能转换为其他形式的能量，为人们所利用。例如，电动机把电能转换为机械能，电炉把电能转换为热能；电灯把电能转换为光能。它们都是电源。3.中间环节中间环节指电路中除电源和负荷以外的其他部分，例如连接导线、开关、测量器件、控制器件、保护器件等。中间环节起传递、分配和控制电能的作用。在电路

5、中，常把负荷和中间环节的电路称为外电路，而把电源内部的电流通路称为内电路。电路就其输送、转换和控制能量的规模大小和使用目的的不同，其作用大致可以分为下述两个方面。电路就其输送、转换和控制能量的规模大小和使用目的的不同，其作用大致可以分为下述两个方面。一方面是电能的输送和变换。解决这方面的问题就是通常所说的电力工程，也称为强电。它包括发电、输电、配电、电力拖动、电热、电气照明，以及交直流电之间的整流和逆变等。另一方面是信号的传递和处理。通过电路把施加的信号变换或“加工”成为其他所需要的输出，最常见的如收音机和电视机的接收电路。在这一类电路中，把施加信号的部分称为信号源，而把接收电路也称为负载。在

6、电能的输送和变换，或者信号的传递和处理过程中，电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电路工作；而由激励在电路各部分产生的电压和电流称为响应。电路的分析就是在已知电路结构和元件参数的条件下，讨论电路的激励和响应之间的关系。第一章 基础电路的学习1.2 电路模型实际电路都是由一些具体的电路元件或器件所组成，比如电力线路中的发电机、输电线、变压器、电动机等，电子电路中的集成电路芯片、三极管、二极管、电阻、电容元件等。为了便于对实际电路进行分析和用数学模型描述，一般在分析电路时将实际元件理想化。也就是说，在一定的条件下，突出其主要的电磁性质，忽略其次要的因素，把它近似地看做理想电路元件。把所有的实际

7、电路元器件理想化后，就形成了由理想元件组成的电路。这种电路称谓实际电路的电路模型。在理想电路元件中主要有电阻元件、电感元件、电容元件、电源元件等如上图所示的由干电池、导线、开关和小灯泡组成的实际电路，灯泡的实际电磁性质除有发光发热的消耗电能的电阻性外，当通有电流时还会产生磁场，就是说它还具有电感性。但电感很小，可忽略不计。在分析电路时，认为灯泡是一个电阻元件。这样可以把上图的实际电路图画成如下图所示的电路模型图。今后所分析的电路都是指电路模型，也简称为电路。在电路图中，各种电路元件用规定的图形符号表示。第一章 基础电路的学习1.3成套基础知识的学习作为一个从事成套电气设备行业的员工：要做好本职

8、工作，他必须要掌握有关成套电器设备在用电配电系统中起的作用。同时懂得一些技术知识及最基本的装配、接线技能要求，做到安全生产、文明生产。要学会看懂、领会有关的图纸。图纸是工程技术界的共同语言，设计部门用图纸表达设计思想意图；生产部门用图纸指导加工与制造；使用部门用图纸指导使用、维修和管理；施工部门用图纸编制施工计划、准备材料组织施工等。要想做好本职工作：每个员工必须做到应该知道什么？熟悉什么？能看懂什么？就成套电器产品而言，每个员工应该知道产品的结构形式、用途；应该熟悉产品的性能、内部的结构、主要的技术参数；应该看懂系统图（一次方案图）、平面布置图、原理图、二次接线安装图。在日常工作中要有一个比

9、较合理的、完整的装配接线计划。电力的生产、输送、分配和使用，需大量的各种类型的电器设备，以构成电力发、输、配的主系统。这些设备主要是指发电机、变压器、隔离开关、断路器、电压互感器、电流互感器、电力电容器、避雷器、电缆、母线等。它们在电力系统中通常称为一次设备，把这些设备连接在一起组成的电路称为一次接线，也称主接线，也就是一次方案回路。为了使电力生产、传输、分配和使用的各环节安全、可靠、连续、稳定、经济、灵活的运行，并随时监视其工作情况，在主系统外还需装置相当数量的其它设备，如测量仪表、自动装置继电保护远动及控制信号器具等，这些设备通常与电流、电压互感器的二次绕组直流回路或厂用所用的低压回路连接

10、起来，它们构成的回路称为二次回路，接线称二次接线。描述二次回路的图纸称为二次接线或二次回路（其中包括辅助回路）图。二次接线的图纸一般有三种形式，即原理图、原理展开图和安装接线图（我们通常所用的是二次接线图）。在二次接线图中所使用的图形符号和文字符号，它不但用于代表二次接线图中的各电器设备与元件的所在位置，而且反映它所发挥的作用。在二次接线图中，断路器、隔离开关、接触器的辅助触头及继电器的触点，所表示的位置是这些设备在正常状态的位置。所谓常开、常闭触点是指这些设备在正常状态即断路或失电状态下辅助触点是短开或闭合的。二次接线的原理图是用来表示继电保护测量仪表、自动装置的工作原理的。通常是将二次接线

11、和一次接线中与二次接线有关部分画在一起，在原理图上，所有仪表、继电器和其他电器都是以整体形式表示的，其相互联系的电流回路、电压回路、直流回路都是综合在一起，而且还表示有关的一次回路的部分。这种接线图的特点是能够使看图者对整个装置的构成和动作过程有一个明确的整体概念，它是绘制展开图和安装接线图的基础。开图是根据原理图而绘制的图纸。展开图一般情况：一方面表示保护及测量装置接的电流、电压互感器在一次系统图中的位置；另一方面表示保护控制回路的展开图。展开图可分为交流、直流两大部分。交流回路展开图一般指的是交流电流回路和交流电压回路的接线图。直流回路展开图指的是控制回路、保护回路、信号回路等接线图。安装

12、接线图一般包括屏（台、箱）面布置图、屏（台、箱）背视布置图、背面接线图和端子排列图，它是制造安装主要图纸，也是运行调试检修地主要参考图纸。安装接线图一般由制造厂根据展开图、正面、背面所布置的元器件相应位置而绘制的图纸，是供指导生产检验而用的，同时随产品提供订货单位，是安装调试运行的主要参考图。端子排列图是二次电缆在屏上接线图，主要供施工单位使用，也是调试检修的主要参考图。第二章低压成套开关设备2.1概述2.2低压成套开关设备的型号2.3低压开关柜的结构2.4低压一次电器元件2.5低压开关柜的主回路2.6低压开关柜的辅助回路2.7GGD型固定式低压开关柜2.8GCK型抽屉式低压开关柜 2.9GG

13、S型抽屉式低压开关柜 3.0MNS型抽屉式低压开关柜第二章 低压成套开关设备2.1概 述一、低压成套开关设备的类型由一个或多个低压开关电器和相应的控制、保护、测量、信号、调节装置，以及所有内部的电气、机械的相互连接和结构部件组成的成套配电装置，称为低压成套开关设备。低压成套开关设备广泛用于发电厂、变电站、工矿企业以及各类电力用户的低压配电系统中，作为动力、照配电和电动机控制中心、无功补偿等的电能转换、分配、控制、保护和监测之用。低压成套开关设备种类繁多，使用场所广泛，在整个低压电网的各级配电系统中都要用到低压成套开关设备。相应的国家标准是GB7251.1519982006低压成套开关设备和控制

14、设备。按供电系统的要求和使用的场所分类：（1）一级配电系统统称为动力配电中心（PC）,俗称为低压开关柜，也叫低压配电屏。它们集中安装在变电所，把电能分配给不同地点的下级配电设备。这一级设备紧靠降压变压器，故电气参数要求较高，输出电路容量也较大。（2）二级配电设备是动力配电柜和电动机控制中心（MCC）的统称。这类设备安装用在比较集中、负荷比较大的场所，如生产车间、建筑物等场所，对这些场所进行统一配电，即把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。动力配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合。电动机控制中心（MCC）用于负荷集中、回路较多大的场合，这级设备应对负荷提供控制、测量和保护。（3）末

15、级配电设备是照明配电箱和动力配电箱的统称。它们远离供电中心，是分散的小容量配电设备，对小容量用电设备进行控制、保护和监测。2按GB7251.12005标准要求生产的产品分类（1）按结构分屏、柜、箱屏类：开启式、固定面板式。柜类：固定安装式、抽出式、箱组式。箱类：动力箱、照明箱、补偿箱。（2）按功能分配电用（进线、联络、出线）、电动机控制用、无功功率补偿用、照明用、计量用。（3）按GB7251.12005要求生产的各种直流开关柜。（4）按GB7251.12006要求生产的各种母槽线、照明箱、插座箱。（5）按GB7251.32006要求生产的各种计量箱、照明箱、插座箱。（6）按GB7251.420

16、06要求生产的各种户外建筑工地用成套设备（ACS），分可移动式的或运输式的（半固定）。包括：进线及计量用ACS、主配电用ACS、配电用ACS、变压器用ACS、终端配电用ACS、插座式ACS等。3按结构特征和用途分类（1）固定面板式开关柜常称开关扳或配电屏，它是一种有面板遮拦的开启式开关柜，正面有防护作用，背面和侧面仍能触及带电部分，防护等级低，只能用于对供电连续和可靠性要求低的工矿企业变电所。（2）封闭式开关柜指除安装面外，其它所有侧面都被封闭起来的一种低压开关柜。这种开关柜的开关、保护和监测控制等电器元件，均安装在一个用钢材或绝缘材料制成的封闭外壳内，可靠墙或离墙安装。柜内每条回路之间可以不

17、加隔离措施，也可以采用接地的金属板或绝缘板进行隔离。（3）抽出式开关柜这类开关柜采用钢板制成封闭外客，进出线回路的电器元件都安装在可抽出的抽屉中，构成能完成某一类供电任务的功能单元。功能单元与母线或电缆之间，用接地的金属板或塑料制成的隔板隔开，形成母线、功能单元和电缆三个区域。每个功能单元之间也有隔离措施。抽出式开关柜有较高的可靠性、安全性和互换性，它们适用于对供电可靠性要求较高的低压供配电系统中作为集中控制的配电中心。（4）动力、照明配电箱多为封闭式垂直安装。因使用场合不同，外壳防护等级也不同。它们主要作为用电现场的配电装置。第二章 低压成套开关设备2.2 低压成套开关设备的型号我国新系列低

18、压开关柜的型号由6位拼音字母或数字表示，其含如下：1 2 3 4 5 6第1位：分类代号，即产品名称，P-开启式低压开关柜，G-封闭式低压开关柜；第2位：型号特征，G-固定式，C-抽出式，H-固定和抽出式混合安装；第3位：用途代号，L（或D）-动力用，K-控制用，这一位也可以作为统一设计标志，“S”表示森源电气系统；第4位：设计序号；第5位：主回路方案编号；第6位：辅助回路方案编号。目前，我国低压配电系统中所使用的低压开关柜主要有GGD、GCK、GCS、MNS、GHK、DOMINO（多米诺）等系列产品。第二章 低压成套开关设备2.3低压开关柜的结构一、低压开关柜的整体结构按整体结构的不同，低压

19、开关柜可分为固定式、抽屉式和混装式三类。这里以GCK系列低压抽屉式开关柜为例来说明低压开关柜的结构特点。（一）外形及主要尺寸低压开关柜是一种六面体结构，其外形尺寸可根据国家标准GB/T3047.11995高度进制为20mm面板，架和柜的基本尺寸系列确定，见表2-2。表2-2所给尺寸的不足之处是缺少小尺寸系列，为了满足实际需要，柜的外形尺寸也可以选用2-3所例的补充数据。低压开关柜的骨架型式及尺寸是与柜内元件安装尺寸和柜的外形尺寸密切相关的。除了无触点控制装置和部分抽出式结构的装置外，骨架一般都只有一个安装平面。骨架型式一般设计成立式骨架。骨架过去多采用焊接，现在则多采用组装式，即用螺钉连接。骨

20、架的宽度一般应比柜宽小100mm，比要时，也可以等于柜的宽度（覆板沉入安装）。骨架上安装元件的有效宽度一般应比骨架的宽度小100mm,因为两边要安装走线槽。骨架的高度与柜的结构细节有关，但柜内电器元件的有效安装高度可以确定。按照LEC60439和GB7251低压成套开关设备和控制设备的规定，接线做=座的安装位置应至少离地面200mm。另外，考虑到电器元件喷弧、散热和维修，电器元件离柜顶高度一般不小于100mm。因此，可认为骨架安装元件的有效高度应比柜的高度小300mm以上。图2-1是GCK系列低压开关柜的外形及安装尺寸。图中A、B分别是柜的宽度和深度。柜门通常采用钢板弯制而成。门的手柄应位于柜

21、的右边，以便在门打开后，门后的元件不妨碍右手维修柜内元件。如果是双扇门，则以左边门为主，手柄装在左门上。如左、右两扇门不等宽，则左门应较宽一些。为了柜门上集中安装元件的方便，柜的前门最好是一扇。对于后门，柜后的维修通道一般较窄。根据国家标准GB500501995低压配电设计规范的规定：柜后通道最小可达1m，又困难时还可减少到0.8m。综合各种因素，柜的前门和后门宽度可按表2-4选取。（二）空间分配低压开关柜柜内的六面体空间可根据需要划分为几个相互隔离区域（隔室），隔室的种类有:水平母线区、垂直母线区、功能单元区、电缆区、PEN（保护中性线）母线区、控制线路区等。水平母线是用于受电的主母线，连接

22、电源进线和垂直母线；垂直母线是分支母线，用于对功能单元（抽屉）配电。功能单元区也叫电器区，它分隔为若干个相互隔离的小区，用于安装抽屉单元。对于混装式低压开关柜，功能单元区既有抽屉单元隔室，也有固定安装隔室。电缆区用于电缆出线布线。低压开关柜柜内空间有多种组合方案，可根据需要灵活设置。图2-2是GCK系列MCC柜的两种方案，它们包括母线区、电缆区和功能单元区三个区域，其中图a是双面操作柜，图b是单面操作柜。表2-5是这两种组合方案的有关尺寸。（三）.结构尺寸的模数化1模数化的基本概念在电工、电子设备机械结构设计中，用来确定尺寸增减变化关系的基本尺寸称为模数。用这个尺寸与优选确定的乘数所得到的系列

23、尺寸，能够尽可能地用几个小尺寸的器件置换大尺寸的器件，反之亦然。模数乘以一乘数（整数）所得到的尺寸叫模数尺寸。对于低压开关柜，在结构设计上，应尽可能地增大功能单元区的空间，并最有效地利用这个空间，以便得到更多的单元组合，即得到最多的电气回路。因此，采用模数化设计。低压开关柜的模数化设计就是确定一个基本模数（用E表示，例如E=20mm)，柜体骨架尺寸及其安装孔尺寸、功能单元区空间和功能单元（抽屉或固定式安装间隔）的外形尺寸均以基本模数的整倍数按需要进行增减变化。对于低压开关柜，其整个空间采用模数化尺寸，功能单元（抽屉）的外形尺寸亦按模数化设计，使每一个功能单元在结构上占一个按模数组合排列的六面体

24、空间，最小的一个单元空间应能整除功能单元区的空间，这样，就能在功能单元区的空间中布置最多的功能单元，而且不会出现多余的空间。抽出式低压开关柜大都是从高度方向上采用模数尺寸，即柜体骨架的安装孔位置、功能单元区的抽屉单元组合方案以及抽屉单元的外形尺寸都是在高度方向上采用模数尺寸。1.模数化举例一某型低压开关柜以25mm为模数的C型型材钢组装成柜体，其外形尺寸（HWD）为：22001000600（单面操作柜）或220010001000（双面操作柜）。基本模数E=25mm，功能单元区的总高度为72E=1800mm。抽屉有5种标准尺寸，都是以8E(200mm)高度为基准，抽屉外形尺寸改变仅在高度尺寸上变

25、化，其宽度、深度尺寸不变。这5种标准抽屉的规格是：8E/4在8E高度的空间内组装4个抽屉单元；8E/4在8E高度的空间内组装2个抽屉单元；8E 在8E高度的空间内组装1个抽屉单元；16E在16E（400mm）高度的空间内组装1个抽屉单元；24E在24E（600mm）高度的空间内组装1个抽屉单元。5种抽屉单元可在一个柜体中作单一组装，也可以混合组装。一个柜体中单一组装最多容纳的抽屉单元数分别为36、18、9、4、3。2.模数化举例二某型低压开关柜在柜体骨架上分别有模数为20mm和100mm的直径为9.2mm的安装孔。功能单元区的总高度为1760mm,抽屉层高的模数E=160mm,分为1/2单元、

26、1单元、1.5单元、2单元和3单元5个尺寸系列。对应的抽屉高度分别是：1/2单元高80mm,1单元高160mm，1.5单元高240mm，2单元360mm，3单元480mm。在1760mm高度空间内可以安装22个1/2单元，或安装11个1单元。也可以按照160mm模数由各种单元混合安装，例如在1760mm高度空间内可安装6个1.5单元和4个1/2单元。这5种抽屉单元中，除1/2单元的宽度为280mm外，其它的均为410mm。二、低压开关柜的结构部件 图2-3是GCK系列低压抽屉式开关柜的结构 其各组成部分阐述如下；(1)运输单元 低压成套开关设备的一部分，不需拆开而适合运输。(2)框架单元 低压

27、成套开关设备中连续的两个垂直分界面之间的一种结构单元。(3)框架单元 同意框架单元内的连续的两个水平分界面之间的一种结构单元。(4)功能单元 低压成套开关设备的组成部分，它包括能完成某一功能的所有主回路和辅助回路组件。(5）进线单元 把电能馈送到成套开关设备中一种功能单元。（6）出线单元 把电能输送给一个或多个出现电路的功能单元。（7）功能组 为完成某些运行功能在电气上相互连接的几个功能单元的组合。（8）带有挡板的框架单元或框架单元 为防止拆装元件时意外地触及邻近设备而设计和配备的一种带挡板的框架或框架单元。（9）主回路 传送电能的所有导电回路。（10）辅助回路 除主回路外的所有控制、测量、信

28、号和调节回路内的导电回路。（11）水平母线 贯穿于抽出式成套开关设备，水平安置的主母线。(12)垂直母线 垂直安置于一个柜体中，将水平母线的电能分配给各功能单元的导体。(13)分支线 在一个柜体中，将每个功能单元分别接于水平母线或自垂直母线的导体。（14）母线系统 由母线与有关的连接件和绝缘支撑件所组成。（15）固定式部件 设计成固定安装，在一个公共支架上完成电气设备装置和配线的一种部件。（16）可移开部件 能够从低压成套开关设备中完全移出或加以替换部件，主回路带电时也不例外。（17）可抽出部件 低压成套开关设备中一种可移动的部件，它可以移动到使分离的触头之间构成断口或分隔，但与外壳仍保持机械

29、联系。(18)连接位置 又叫工作位置或接通位置，它是可移开部件或可抽出部件处于完全连接的位置。(19)试验位置 可抽出部件得一种设置，使主回路形成隔离断口或分隔，而辅助回路是接通的。（20）断开位置 又叫分离位置，是可抽出部件得一种位置，使主回路形成隔离断口或分隔，并使可抽出部件仍与外壳保持机械联系，而辅助回路可以不断开。（21）抽出位置 可移开部件的一种位置，可移开部件与低压肠套开关设备的外壳脱离机械联系和电气联系。（22）隔室 低压成套开关设备的组成部分，除因实现电气连接、控制、通风或必须在隔板上开孔外，所有隔室呈封闭状态或互相隔开。隔室可由内装的主要组件命名，如电缆隔室、母线隔室等。连接

30、隔室之间的孔应以套管或等效方式隔开。母线可以贯穿若干功能单元，根据用户要求可不用套管隔开，但也可采取其它措施隔离。（23）母线隔室 用接地的金属板或绝缘板封闭，用于装设水平母线或垂直母线的空间。(24)单元隔室 用接地的金属板或绝缘板封闭，用于装设功能单元的空间。(25)电缆隔室 用接地的金属板或绝缘板封闭，用于敷设电缆的空间。(26)出线端子隔室 用接地的金属板或绝缘板封闭，用于连接电缆的空间。（27）安装板 用于支撑各种元件并且适合于在成套开关设备中安装的一种板。(28)安装框架 用于支撑各种元件并且适合于在成套开关设备中安装的一种框架。（29）外壳 低压成套开关设备的一部分，在规定的防护

31、等级下，它能保护内部设备不受外界的影响，防止人体和外物接近带电部分或触及运动部分。(30)骨架 用于支撑成套开关设备中的各种元件及外壳的一种结构部件。（31）覆板 外壳上的种部件。（32）门 一种带铰链或可滑动的覆板。（33）可拆式覆板 用来遮盖外壳上的开口的一种覆板，当进行某些操作或维修时可将其移开。（34）挡板 用来对来自入口处的各个方向直接接触和来自开关设备的电弧进行局部防护部件。（35）屏障 用以防止无意识的直接接触，但不能防止有意接触的一种部件。（36）活动挡板 一种能够移动的部件。它在下述两种位置之间移动：一种位置是允许可移开部件上的触头同静触头连接：另一种位置是当可移开部件移出时

32、，作为一个覆部件（或隔板）将静触头遮蔽起来。（37）隔板 用于将一个隔室于另一个隔室隔开的部件。（38）电缆引入部件 一种带有开口的部件，此开口用以将电缆引至成套开关设备上。该部件可同时兼作电缆封装接头。（39）隔离 可利用挡板或隔板（金属的或非金属的）将低压成套开关设备内部划分成几个单独的隔室或隔开的框架单元。以满足下述一种或几种要求：1）防止触及邻近功能单元的带电部件；2）限制产生故障电弧的可能性；3）防止外界的硬物体从成套开关设备的一个单元进入另一个单元。第二章 低压成套开关设备2.4 2.4 低压一次电器元件2.4.1 刀开关 刀开关一般属于无负荷通断电器，主要用于隔离电源，也可以通断

33、一定的电流。而带有灭孤罩的刀开关可以通断负荷电流，作为不频繁地接通和分断照明设备和小型电动机电路之用。主要用于隔离电源的刀开关亦称为隔离器，主要在低压成套开关设备中起隔离电源用。刀开关按极数可分为单极、双极、三极和四极；按结构可分平板式和条架式；按操作方式可分为直接手操式、正面旋转手柄操作，杠杆操作和电动操作；按转换方式可分为单投式（HD）、双投式（HS），双投的即为转换开关。刀开关的主要产品有：HD11、HD12、HD13、HD14、HD17、HD18、HS12、HS13、HS17等系列。其中，HD17、HD18系列为隔离器。此外，还有一类叫“旋转式操作开关”的刀开关，主要产品有HX1系列。

34、它主要用于新型动力配电箱和带防护型外壳的组合电器中作电路隔离和不频繁接通、分断负荷电路之用。配用专用手柄后，可在配电箱门外直接操作。2.4.2 负荷开关 低压负荷开关是在刀开关的基础上，增加一些辅助部件，如外壳、快速操作机构、灭孤室和电流保护装置（熔断件）组成的。因此，可以断开，闭合额定电流的工作电流。熔断器可以控制过负荷和短路时起到保护作用。2.4.3熔断器式刀开关 刀开关的可动部分（动触头）由带熔断体的载熔件组成时，称为熔断器式刀开关，简称刀熔开关。目前主要有HR3、HR5、HR6系列。2.4.4热继电器 热继电器是一种电气保护元件。它是利用电流的热效应来推动动作机构使触头闭合或断开的保护

35、电器，主要用于电动机的过负荷保护、断相保护、电流不平衡保护以及其它电气设备发热状态时的控制。热继电器的种类很多，常用的有JR0、JR16、JR16B、JRS和T系列。T系列包括T16、T25、T45、T85、T105、T170、T250、T370等型号。T系列热继电器部分型号的技术参数见表2-8 2.4.5低压接触器 接触器是用来频繁控制接通或断开交流主回路的一种控制电器，它具有手动切换电器所不能实现的遥控功能，并具有一定的断流能力。接触器不仅能遥控通断电路，还具有欠电压、零电压释放保护功能，它具有频繁操作、工作可靠和性能稳定等优点。目前，常用的交流接触器主要有国内统一设计的CJ12、CJ15

36、、CJ16、CJ19、CJ20、CJ24、CJ40系列，ABB公司的B系列，西门子公司的3TF/3TB系列（国内为CJX1系列）等。2.4.6低压断路器（一）概述1.功能与分类 低压断路器是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中初期控制作用外，还具有各种保护功能，如过负荷、短路、失电压和漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作和电动操作，也可以远方遥控操作 从结构和所具有的功能来分，低压断路器可分为万能式（又称框架式，国际上通称ACB）和塑壳式国际上通称MCCB、MCB（小型）两大类。它们的相同作用是：1）在正常情况下，作不频繁合、

37、分电路或启动、停止电动机之用；2）在线路或电动机发生过负荷、短路或欠电压（电压不足）等故障时，能自动切断电路，予以保护。3）根据保护对象的不同，断路器又分为四个类型；1.配电保护型。保护电源和电气线路（电线、电缆）及设备2.电动机保护型。专作电动机的不频繁起动、运行中断，以及在电动机发生过负荷、短路和欠电压时的保护；3.家用和类似家用场所保护型。对照明线路、家用电器等的保护；4.剩余电流（漏电）保护型。用来保护人身免受电击危险及电气火灾的保护器。此外，按保护特性分，有选择型和非选择型；按灭孤介质分，又空气式和真空式（目前多为空气式）；按操作方式分，有手动操作、电动操作弹簧储能机械操作；按极数份

38、，又单极、二极、三极和四极式；按安装方式分，有固定式、插入式、抽屉式和嵌入式等。低压断路器容量范围很大，最小为4A，而最大可达5000A。2.4.7低压电流互感器 LMK2-0.66II、LMKJ12-0.66II型（BH-0.66II型）系列电流互感器是为适应新型低压成套配电装置的要求，在参照国外产品的基础上改进设计的双母线式塑料外壳绝缘全封闭式户内型产品，其结构新颖、外形美观、耐热阻燃，适用于空间较小的抽屉式开关柜或其它型式开关柜中，在额定频率为50/60HZ、额定电压为0.66KV及以下的电力系统中作电流，电能测量及继电保护用。第二章低压成套开关设备2.52.5低压开关的主回路一、概述不

39、管是一个大型的发电厂或变电站还是一台开关柜，其电气部分都包括一次电路和二次电路两部分。所谓一次电路是指用来传输和分配电能的电路，它通过连接导体连接所需的各种一次设备而构成。一次电路又叫主电路、主电路、一次线路、主接线等。二次电路是指对一次设备进行控制、保护、测量和指示的电路。成套开关设备中通常把电气部分分为主回路和辅助回路。根据有关标准的定义，主回路是指传送电能的所有导电回路。主回路由一次电器元件连接而成。辅助回路是指除主回路外的所有控制、测量、信号和调节回路在内的导电回路。低压成套开关设备种类较多，用途各异，因此主回路类型很多，而且差别也较大。同一型号的成套开关设备的主回路方案少则几十种，多

40、则上百种。以下对低压开关柜的主回路方案进行归类说明。二，低压开关柜的各种主回路每种型号的低压开关柜，都由受电柜（进线柜），计量柜、联络柜、双电源互投柜、馈电柜和电动机控制中心（MCC）、无功补偿柜等组成。例如国内统一设计的GCK型开关柜（电动机控制柜）的主回路方案共40种，其中电源进线方案2种，母联方式1种，电动机可逆控制方案4种，电动机不可逆控制方案13种，电动机Y-变换5种，电动机变速控制3种，馈电方案8种，以及无功补偿1种。以下以GCS抽屉式低压开关柜为例对低压开关柜的各种主回路进行归类说明。（一）受电柜主回路图2-13所示为几种受电柜的主回路，它们均采用抽屉式结构的万能式低压断路器（A

41、H系列或进口F系列，M系列）作为控制和保护电器；电流互感器用于电流测量或电能计量。其中，图2-13a采用高于柜顶的架空线路进线；图2-13b采用位于柜顶下侧的母线排进线，既可以左边进线，也可以右边进线（图中虚线所示）；图22-13c采用电缆进线，电缆终端接有一个零序电流互感器，作为电缆线路的单相接地保护（二）馈电柜主回路图2-14所示为几种馈电柜的主回路。主开关既可采用断路器（抽屉式结构，见图2-14a,c），也可采用刀熔开关（固定安装式，见图2-14b）;它们均采用电缆出线，电缆终端接有一个零序电流互感器，作为电缆线路的单相接地保护。（三）双电源切换柜主回路图2-15为双电源切换柜的主回路。

42、双电源切换也叫电源互投。为了提高低压配电系统的供电可靠性，一般使用两个电源。一个作为工作电源，另一个作为备用电源。当工作电源故障或停电检修时，投入备用电源。备用电源的投入根据负荷的重要性以及允许停电的时间，可采用手动投入或自动投入方式，对供电可靠性要求高的采用双电源自动互投。图2-15a为手动投入方式的双电源切换柜主回路。图中右边为两个电源的进线，一个采用柜上部母线排进线，一个采用柜下部母线排进线，切换开关采用双投式刀开关。图2-15b为自动投入方式的双电源切换柜主回路。两个电源均通过电缆引入到母线排，切换开关采用接触器。自动投入方式必须要有相应的控制电路，以控制接触器的自动接通。当工作电源出

43、现故障时，该回路上的断路器跳闸，启动控制装置，自动将另一个电源上的开关合上。（四）母联柜主回路当变电所低压母线采用单母线分段制时，必须采用开关来连接两段母线，使母线既可以分段运行，也可以将两段母线连接起来成为单母线运行。分段开关（母线联络开关，简称母联）在简单和要求不高的情况下可采用刀开关；如果要求设母线保护和备用电源自投，则采用低压断路器。图2-16a为采用断路器的母联柜的主回路，断路器连接两段母线，虚线表示这种开关柜还可以左联母线，图2-16b是母线转接用的开关柜的主回路、它并非母联柜。这里将它画出是表达这样一层意识：不管是低压开关柜还是高压开关柜，它需要有各种各样的主回路方案供用户选择，

44、并不是每台柜子中都有开关，例如CCS型低压开关柜有只装限流电抗器的柜子、只装电压互感器的柜子。（五）电动机不可逆控制柜主回路低压成套开关设备中有专门用来作为电动机集中控制的MCC柜（电动机控制中心）。此外，各种型号的低压开关柜也有用于电动机控制的方案。图2-17是两种方案的电动机不可逆控制柜的主回路。配电电器（刀熔开关或短路器）、控制电器（接触器）、保护电器（热继电器）全部装在抽屉结构中。接触器用于控制电动机的起动和停止，热继电器作为电动机的过负荷保护，短路保护则由刀熔开关或断路器完成。（六）电动机可逆控制柜主回路电动机可逆控制就是控制电动机的反转。对于三相交流电动机，如果调换任意两相的接线，

45、就会改变电动机运转的方向。图2-18是几种电动机可逆控制柜的主回路。每种回路中都有两台接触器，合上不同的接触器，电动机的运转方向就会改变。除零序电流互感器装在电缆终端头上外，其它所有的一次电器元件均装在抽屉部件中，配电电器可用断路器、刀熔开关或熔断器，它们都是具有短路保护功能，有的还作电动机过负荷保护用。（七）电动机Y-起动控制电路电动机Y-起动控制电路如图2-19所示。除了配电开关和一次电器元件的安装方式（抽屉结构式或固定安装式）不同外，主回路基本相同。（17）可抽出部件 低压成套开关设备中一种可移动的部件，它可以移动到使分离的触头之间构成断口或分隔，但与外壳仍保持机械联系。(18)连接位置

46、 又叫工作位置或接通位置，它是可移开部件或可抽出部件处于完全连接的位置。(19)试验位置 可抽出部件得一种设置，使主回路形成隔离断口或分隔，而辅助回路是接通的。（20）断开位置 又叫分离位置，是可抽出部件得一种位置，使主回路形成隔离断口或分隔，并使可抽出部件仍与外壳保持机械联系，而辅助回路可以不断开。（21）抽出位置 可移开部件的一种位置，可移开部件与低压肠套开关设备的外壳脱离机械联系和电气联系。（八）无功补偿柜主回路图2-20是电力电容器无功率补偿柜的主回路，它们集中安装在变电所中，作为低压补偿。其中，图2-20a是主屏，带有自动投切装置；图2-20b是辅屏，只能手动投切电容器。接触器作为电

47、容的投切开关，熔断器用于电容器的短路保护、避雷器用于抑制过电压第二章 低压成套开关设备2.6 低压开关柜的辅助回路低压开关中的辅助回路主要有断路器操作控制电路、测量（计量）电路、电动机（不可逆和可逆）控制电路、双电源互投控制电路等。一、断路器控制电路（一）断路器的操作方式与要求低压开关电器除容量较大的断路器外，基本上都是在现场用于手操作的。对于断路器，它也有多种合闸操作方式，包括直接手柄操作、杠杆操作、电磁操作、电动机操作和电动机储能操作。电磁操作、电动机操作和电动机储能操作属于电动操作，一般只有容量较大或要求远距离操作的断路器才采用电动操作方式。电动机储能操作除可实现远距离操作外，还可用于同

48、步化。完成断路器合闸、分闸任务的电气回路称为控制电路。控制电路按操作电源的种类，可以分为直流操作和交流操作两类。低压断路器的型号很多，操作机构也多种多样，所以它的控制电路也有许多类型。但是，它们的基本要求是相同的，即1）能手动合闸、分闸，也能由继电保护与自动装置实现自动合闸、分闸。合闸、分闸操作完成后，应能自动切断合、分闸电路，以免烧坏分、合闸线圈。2）能指示断路器合闸，分闸位置状态。断路器在合闸位置时，红色信号灯亮，在分闸位置时，绿色信号灯会亮。闪光表示其自动合闸、自动分闸状态。控制电路应有熔断器保护。3）能监视控制电路和电源的完好性。4）具有机械或电气防跳闭锁装置。5）接线力求简单、可靠。

49、二、二、测量与计量回路1.电流测量回路 电流测量电路如图2-27所示。图中TA为电流互感器，每相一个，其一次绕组串联在主回路中，二次绕组各界一只电流表。三个电流互感器的二次绕组成星形，其公共点必须可靠接地。2.电压测量电路 采用一只转换开关和一只电压表测量三相电压的方式，测量三个线电压的电路如图2-28所示。工作原理是：当扳动转换开关SC，使它的1-2、7-8触头分别接通时，电压表测量的是AB两相之间的电压UAB;扳动SC使5-6、11-12触头分别接通时，测量的是UBC;当扳动SC使其触头3-4、9-10分别接通时，测量的是UAC3.低压计量电路低压电能计量柜通常安装有功电能表和电流表。其有

50、功电能表根据低压电网的型式有两种，一种是三相四线有功电能表，用于三相四线制线路；另一种是三相三线有功电能表，用于三相三线制线路。图2-29是三相四线有功电能表的电路图，除电能计量外，还可以测量三相电流。第二章 低压成套开关设备2.7 GGD型固定式低压开关柜一、概述GGD型低压开关柜是原能源部以促进我国低压配电行业的技术进步，加速低压配电成套开关设备的更新换代为宗旨，于1991年下达的技术进步开发项目。由原能源部低压成套开关设备联合设计组（NLS）完成设计和研制，并于1992年10月通过由能源部主持的部级鉴定。这种型号的低压开关柜在我国得到广泛应用。GGD型开关柜适用于发电厂、变电所、工矿产业