KYN开关柜结构及其功能介绍

（一）线路开关柜

现在，我们就以最常见的KYN型线路开关为例，了解其内部基本结构。

如图5-7-3所示，其存在有高压导电体的有母线室、手车室、电缆室三个主要部分。

图5-7-3 KYN型线路开关

母线室在开关柜的上部，其侧面有独立的屏护，用铆钉紧固，一般要从顶部才能打开，发生误碰触电的风险较小。

手车室在开关柜的前面中部，手车的母线侧触头插入母线室，手车拉出时，绝缘挡板自动将插孔封闭，检修作业时应禁止打开绝缘板。

电缆室在开关柜的下部，除连接有线路电缆外，还有电流互感器、线路避雷器、线路接地刀闸。其后屏护板与线路接地刀闸有机械联锁，只有合上线路接地刀闸，才能打开后屏护板。

线路开关柜是最常见的开关柜，开关柜的顶部，在断路器室、母线室和电缆室上方均设有压力释放装置。当发生内部故障电弧时，伴随电弧的出现，开关柜内部气压升高，顶部装设的压力释放金属将被自动打开（见图5-7-4），定向释放压力和排泄气体，装设在门上的特殊密封圈把柜前封闭起来，以确保操作人员和开关柜的安全。

图5-7-4 柜顶泄压板

开关柜内的各个小室介绍：

1.继电仪表室

继电仪表室D，内设有内摇式继电器安装板（见图5-7-5），并配以通用的安装孔，可方便地安装凸出式继电器等各类二次设备，并方便布线。继电仪表室门上可安装各种计量仪表、操作开关、信号装置、嵌入式继电器及各类综合保护装置等。

图5-7-5 继电仪表室正视图

控制电缆及二次线敷设在两侧有足够空间的线槽内，关有金属盖板。在继电仪表室和侧板上还留有柜与柜之间控制电缆的穿越孔，以便于现场安装。根据需要，在继电仪表室顶部可加装小母线室，并设有15路或18路小母线座，用做柜与柜之间的小母线的连接。

为了便于安装和布线。继电仪表室内的端子排固定框架可以斜向安装。

2.母线室

母线室（见图5-7-6）位于柜的上部，中间靠后。是独立的隔室，与其他的隔室间符合IP2X的安全等级。分支母线固定在静触头盒上，并与主母线的搭接，主母线通过母线穿墙套管实现与相邻柜的连接。若母线室内出现内部故障电弧，该穿墙套管起隔离作用，能限制事故蔓延到邻柜，并能保障母线的机械强度。

母线固定螺栓应打力矩，母线接头处无毛刺，要有倒角，穿墙套管外观整洁，爬距满足要求，母线相间、对地距离125mm，引入断路器静触头螺丝紧固，外绝缘良好。

图5-7-6 母线室（柜后正视）

3.手车室

（1）总体结构 手车室（见图5-7-7）位于柜体正面中部。在手车室内装有手车导轨，供手车在隔室内滑行。手车能在“工作”位置、“试验”位置之间移动（见图5-7-8）。

图5-7-7 手车室（正视图）

图5-7-8 断路器在手车室的位置标签

活门机构装置中的活门由金属板制成，安装在手车室中的后壁上。手车反方向移动时活门则自动关闭，从而保证操作人员不会触及带电体。

手车能在开关的门板处于关闭的情况下滑行。通过观察窗可以看到手车在柜内所处的位置，还能看到断路器手车上的断路器合分状态指示器，以及弹簧的储能/释放状态指示器等。

开关柜上的二次线与手车上的二次线联络是插拔式插件中二次插头与插座连接来实现的。二次插头的动触头通过一个尼龙纹管装在手车上，二次插座装设在手车室的右上方。只有当手车处于“试验隔离”位置时，才能插上和拔下二次插头。手车处于“工作”位置时，由于机械联锁作用，二次插头被锁定，不能拔下（见图5-7-9）。

图5-7-9 手车上的航空插头

（2）手车室与母线室的联络方式 手车室与母线室为相邻隔室，两个室之间通过上静触头盒实现一次导电回路的连接与支撑（见图5-7-10）。

活门机构装置中的活门安装位置在手车室中的后壁上，当一次导电回路断开时，通过活门的关闭，来实现隔室间的隔离与防护，从而保证操作人员不会触及带电体。

图5-7-10 手车室与母线室联络方式

a）正面（手车室） b）柜后（母线室）

（3）手车在室内的情况（见图5-7-11）手车从服务小车（承接车）上推入手车室并妥善定位，手车通过丝杆螺母推进机构在试验位置和工作位置之间移动，借助丝杆螺母自锁使手车可靠锁定手车工作位置，防止因电动力的作用引起手车窜动而引发事故，联锁机构保证手车及其他部件的操作必须按规定的操作程序进行。

手车从试验位置移动到工作位置时，上下静触头盒前的活门与手车联动，同时自动打开，反向移动时，活门自动关闭。

手车从试验位置往工作位置移动前，要确保断路器上的二次插头与柜体上的航空二次插座连接。

图5-7-11 断路器在手车室的情况（工作位置）

（4）手车 手车可分为断路器手车（见图5-7-12）、电压互感器手车（见图5-7-13），隔离手车（见图5-7-14），计量手车，接地手车，避雷器手车，熔断器手车（见图5-7-15）等。

图5-7-12 断路器手车

a）VB5固封断路器 b）ZN21断路器

图5-7-13 电压互感器手车

图5-7-14 隔离手车

真空断路器主要由框架部分，灭弧室部分（真空泡）和操作机构部分组成。

4.电缆室

（1）电缆室总体概括 电缆室（见图5-7-16）内可安装电流互感器、电压互感器、零序互感器、接地开关、避雷器以及电缆端子。

图5-7-15 熔断器手车

图5-7-16 电缆室

电缆室的底板配有可拆卸的板，并配置相应的电缆固定夹及变径密封圈（见图5-7-17）。

图5-7-17 电缆固定夹的安装位置

（2）电缆室与手车室的联络方式 手车室与电缆室为相邻隔室，其联络方式与手车室与母线室的联络方式相似（见图5-7-10、图5-7-18）。

图5-7-18 电缆室与手车室的联络

（3）电缆室内的主元件介绍

1）CT、PT、避雷器：

电流互感器简称CT（见图5-7-19a），电流互感起到变流和电气隔离的作用。

电压互感器简称PT（见图5-7-19b），电压互感器起到变压和电气隔离的作用。

避雷器简称BT（见图5-7-19c），避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。

图5-7-19 CT、PT、避雷器

a）电流互感器 b）电压互感器 c）氧化锌避雷器

2）接地开关（见图5-7-20）：用于电能接地部分的机械式开关，它能在一定时间内承载非正常下的电流，主要作用是开关柜检修试验时，为保障人员安全，必须按操作规程把接地开关合上。

（二）防止误操作的联锁装置/保护装置

1.防止误操作的联锁装置

开关柜具有可靠的联锁装置，以保证操作人员的人身安全与设备安全，其具体作用如下：

1）当接地开关及断路器在分闸位置时，手车才能从“试验”位置移至“工作”位置。

图5-7-20 接地开关（合闸状态）

CT二次线要求4mm²铜导线，多股软铜线接线端需压接鼻子接入，硬铜线接入打圈方向应正确。

2）而接地开关或断路器在合闸位置时，手车不能从“试验”位置移至“工作”位置。

只有手车处于“试验”位置或移开位置时，接地开关才能操作：

3）断路器只有在断路器手车已在正确处于“试验”位置或“工作”位置时，才能进行合闸操作。

4）手车在“工作”位置时，二次插头被锁定不能拔除：只有手车在“试验/隔离”位置时，才能插上和拔下二次插头。

以上机械联锁装置在开关中属常规配置。根据实际需要，开关柜还可以配置其他功能的机械联锁或电气联锁。

2.推进机构与断路器之间的联锁

为了防止断路器在关合状态下推拉手车而造成带负荷推拉手车的恶性事故发生，手车上设有相应的机械联锁装置。

1）当断路器处于合闸状态时，通过断路器操动机构输出主轴上的拐臂的运动，带动相关传动装置，使得底盘车上的丝杆被锁板锁住而无法转动（见图5-7-21），从而使手车无法从定位状态转变为可移动状态，此时将无法移动手车。只有让断路器分闸后，丝杆才被解锁，手车才能从定位状态转变为可移动状态；

2）当断路器手车未正确处于“试验”位置或“工作”位置时，底盘车上的丝杆锁板将向上运动，带动相关传动装置，阻挡断路器合闸单元相关部件的运动，使电动（或手动）合闸均无法进行，从而保证了运行的安全。

图5-7-21 断路器上的底盘车

3.手车与接地开关之间的联锁

为了防止在手车未退出“工作”位置的时候，接地开关未分闸时（见图5-7-22），就将手车进入到“工作”位置，开关柜与手车上均设有相应的机械联锁装置。(www.xing528.com)

1）当操作者试图将手车由“试验”位置推入到“工作”位置时，若接地开关还处于合闸状态或接地开关手柄（见图5-7-23）还没有取下，开关柜上的机械联锁装置将阻止手车状态的变化。只有让接地开关分闸，并取下接地开关操作手柄时，手车才允许进入到“工作”。

图5-7-22 手车与接地开关的机械联锁装置

图5-7-23 接地开关的操作手柄（接地开关处在合闸状态）

2）手车往“工作”位置进入的过程中，机械联锁装置立即将接地开关的操作手柄插入口封闭起来（见图5-7-24），这种状态一直保持到手车重新回到“试验”位置并定位才结束。

接地开关与柜门的联锁如图5-7-25所示。

图5-7-24 操作手柄插入口封闭

图5-7-25 接地开关操作位置

（三）环网柜的基础知识

1.设备原理及构造

（1）设备结构 如图5-7-26所示，环网柜从外观看主要由以下几部分组成：

1）电流显示：指针电流表或数字电流表；

2）开关操作位置：①负荷开关操作位置，②接地刀开关操作位置；

3）带电显示：进线带电显示和出线带电显示

4）观察窗：观察柜内

图5-7-26 环网柜外观

5）柜体：线路图，铭牌等。

如图5-7-27所示，环网柜柜内主要由这几部分组成：

1）联锁机构：对负荷开关与接地刀分合闸操作进行联锁；

2）负荷开关：接通或断开高压电源；

3）高压保险：对线路进行过载和短路保护。

（2）设备原理

1）通过负荷开关的接通或断开，实现变压器高压电源的供给。

2）通过高压保险对线路进行过载和短路保护。

图5-7-27 环网柜内部结构

（3）设备功用 环网柜柜内的隔离刀闸切断负荷电流的能力很差，所以主要作用是用来在高压试验或检修时为线路提供明显断开点的一种装置。

2.设备操作方法

（1）使用操作步骤

1）合闸作业顺序：

①确认接地刀闸在分断状态；

②拔出绝缘隔离挡板；

③将仪表门关好；

④将操作手柄插入负荷开关，拔出定位环，顺时针旋转手柄进行储能；

⑤新拔出定位环，逆时针旋转手柄进行合闸。

2）分闸作业顺序（见图5-7-28）：

图5-7-28 分闸作业顺序

①将操作手柄插入负荷开关，拔出定位环，顺时针旋转手柄进行分闸；

②将操作手柄插入接地开关，拔出定位环，顺时针旋转手柄进行合闸；

③将仪表门打开；

④插入绝缘隔离挡板。

（2）操作要领及要求

1）合闸作业顺序（见图5-7-29）：

①认定位环是否锁紧；

②确认是否有挡板；

③操作手柄旋转应到位；

④确认下口带电显示器有显示。

2）分闸作业顺序（见图5-7-30）：

①确认下口带电显示器有显示；

②操作手柄旋转应到位；

③绝缘隔离挡板插入时，应对准隔板凹槽。

（3）安全注意事项

1）佩戴好绝缘手套、绝缘靴、安全帽等劳保用品。

2）注意T7、T8环网柜负荷开关操作手柄旋转方向与其他环网柜方向相反。

3）使用操作手柄严禁野蛮作业。

图5-7-29 合闸作业顺序

（4）设备维护保养

日常保养包括日常点检和日常整理。

1）日常点检：

①柜体：无变形、脏污；柜门：无开启、缝隙；柜顶：无异物、渗漏；观察窗：玻璃无破损。

②带电显示装置：循环闪动，显示正常；电流表：电流范围正常；隔离刀闸：静、动刀口接触处无过热、变色；高压保险：无过热、变色。

2）日常整理：

巡检过程中对环网柜柜顶、柜体、玻璃窗进行擦拭。

保持绝缘胶板的干净整洁无灰尘。

2.维护保养

（1）日常保养

1）对环网柜柜顶、柜体、玻璃窗进行擦拭。

图5-7-30 分闸作业顺序

2）目视检查：带电指示装置工作正常；柜内照明：灯泡无松动，接线连接可靠；电缆：无松动过热现象；仪表室保险：保险无熔断、过热；仪表室接线端子：接线牢固，无脱落。

3）日常保养周期：1次/日。

（2）二级保养

环网柜负荷开关：

1）紧固连接螺丝吹扫灰尘；

2）进出线端子：紧固连接螺丝吹扫灰尘；

3）保险：吹扫灰尘；

4）高压电流互感器：紧固连接螺丝吹扫灰尘；

5）保养周期：2次/年。

（3）简单的异常处理

环网柜电流表无显示：

①检查控制保险是否损坏；

②检查二次控制线是否脱落；

③检查变压器至环网柜低压控制电源是否正常。

环网柜柜内无照明：

①检查变压器至环网柜低压控制电源是否正常；

②检查灯泡是否损坏。