开关柜设计
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开关柜设计范文第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）
开关柜设计范文第2篇
关键词：高压开关柜；电气；设计
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
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
前言
高压开关是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在3.6kV～550kV的电器产品，主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。下文主要对高压开关柜电气设计需要注意的事项进行探讨，以供大家技术交流。
1. 电气开关柜设计基本思路
电气控制柜设计的基本思路是一种逻辑思维，只要符合逻辑控制规律、能保证电气安全及满足生产工艺的要求，就可以说是一种好的设计。但为了满足电气控制设备的制造和使用要求，必须进行合理的电气控制工艺设计。
2、电气控制柜设计的注意事项
电气控制柜总体配置设计是以电气系统的总装配图与总接线图形式来表达的，图中应以示意形式反映出各部分主要组件的位置及各部分接线关系、走线方式及使用的行线槽、管线等。
电气控制柜总装配图、接线图（根据需要可以分开，也可并在一起）是进行分部设计和协调各部分组成为一个完整系统的依据。总体设计要使整个电气控制系统集中、紧凑，同时在空间允许条件下，把发热元件，噪声振动大的电气部件，尽量放在离其它元件较远的地方或隔离起来；对于多工位的大型设备，还应考虑两地操作的方便性；控制柜的总电源开关、紧急停止控制开关应安放在方便而明显的位置。总体配置设计得合理与否关系到电气控制系统的制造、装配质量，更将影响到电气控制系统性能的实现及其工作的可靠性，操作、调试、维护等工作的方便及质量。
电气控制柜组件的划分
由于各种电器元件安装位置不同，在构成一个完整的电气控制系统时，就必须划分组件。划分组件的原则是：
（1）把功能类似的元件组合在一起。
（2）尽可能减少组件之间的连线数量，同时把接线关系密切的控制电器置于同一组件中。
（3）让强弱电控制器分离，以减少干扰。
（4）为力求整齐美观，可把外形尺寸、重量相近的电器组合在一起。
（5）为了电气控制系统便于检查与调试，把需经常调节、维护和易损元件组合在一起。
2.2在划分电气控制柜组件的同时要解决组件之间、电气箱之间以及电气箱与被控制装置之间的连线方式，电气控制柜各部分及组件之间的接线方式一般应遵循以下原则：
（1）开关电器、控制板的进出线一般采用接线端头或接线鼻子连接，这可按电流大小及进出线数选用不同规格的接线端头或接线鼻子。
（2）电气柜、控制柜、柜（台）之间以及它们与被控制设备之间，采用接线端子排或工业联接器连接。
（3）弱电控制组件、印制电路板组件之间应采用各种类型的标准接插件连接。
（4）电气柜、控制柜、柜（台）内的元件之间的连接，可以借用元件本身的接线端子直接连接，过渡连接线应采用端子排过渡连接，端头应采用相应规格的接线端子处理。
2.3关于防护等级的要求。
高压开关柜属于高压带电设备，为了防止人体接近高压开关柜的高压带电部分和触及运动部分，在设计开关柜时，我们必须考虑柜体防护等级的要求。当然开关柜设计时，我们可以追求更高的防护等级，但存在的问题是随着防护等级的提高，生产成本相应提高，散热条件变差，所以不能一味追求高的防护等级，一般以IP3X和IP4X为宜 2.4注意绝缘距离。
我们在设计开关柜时必须满足一下绝缘距离的要求：如单纯以空气作为绝缘介质且海拔高度在1000m时，对于10kV相对地，及相与相之间满足大于等于125mm,35kV相对地，及相与相之间满足大于等于300mm，但若海拔高度超过1000m时，应按GB3906的要求对绝缘距离给予修正。但有时受配电室地方的限制，我们所制作开关柜的外形尺寸往往不能满足绝缘距离的要求，所以可以采取以下几种方法来解决绝缘问题：第一，在金属封闭高压开关柜中，采用非金属的绝缘隔板，以此来加强相间或相对地绝缘，达到缩小对绝缘距离的要求。但必须注意10kV时带电裸导体与该绝缘板间应保持不小于30mm，在40.5kV时带电裸导体与该绝缘板间应保持不小于60mm。该方法的缺点是绝缘隔板受使用环境影响很大，存在绝缘老化的问题。第二，使用热缩套管把高压带电导体整个热缩起来，实践中10kV要确保绝缘距离不小于100mm,35kV要确保绝缘距离不小于200mm。缺点是热缩套管同样存在绝缘老化的问题，随时间推移绝缘强度会降低。 综上所述，在设计许可的情况下，尽可能地使用空气绝缘来满足绝缘的要求。
2.5 设计时要注意爬电距离。
电力系统是供电部门的核心系统，不能有丝毫的马虎，用户往往追求高可靠性，在爬电距离方面对我们制造厂家提出了十分严格的要求，实践中我们要符合以下条件：高压开关柜中各组件及其支持绝缘件(纯瓷及有机绝缘件)的外绝缘爬电比距 (高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比) 在Ⅱ级污秽对于纯瓷绝缘为18mm/kV，对于有机绝缘为20mm/kV。为了满足以上要求我们所采取的措施是，要求配套厂家增大增加绝缘子的伞群，另外在开关柜使用环境较潮湿的场所，为了防止发生凝露，在开关柜中的电缆室，断路器室加入带温控装置的加热器。
2.6 五防联锁功能，确保安全。
开关柜能否可靠安全的运行，五防联锁是十分重要的，国家标准对开关柜的五防联锁有明确的要求，所以我们在设计制造开关柜时必须遵守以下原则：高压开关柜应具备防止误拉合断路器，防止带负荷分合隔离开关，防止带地刀闸（或接地线）送电，防止带电合接地刀闸（或挂接地线），防止误入带电间隔等五种防误措施。为了实现五防功能，各个厂家各种型号的开关柜，如GG—1A、XGN2、JYN、KYN柜机械联锁制作各有特色，且功能齐全，其目的都是为了防止现场工作人员的误操作。 2.7注意温升。
电力系统开关柜中，各电器元件在正常工作时均有不同程度的发热，所以国标GB3906中，对于开关柜各组件的温升做出了明确的要求，即柜内各组件的温升不得超过该组件相应标准的规定，对于可触及的外壳和盖板的温升不得超过20K。主回路的温升在额定电流和频率下应遵守GB763《交流高压电器在长期工作时的发热》的规定。为了达到温升的限制条件必须做好以下几点：制造上加强开关柜制造工艺（如母线搭接面上镀银，烫锡）；设计上避免涡流现象的发生或采用不导磁材料；大电流增加风冷装置。 2.8 高压开关柜的接地设计。
开关柜设计范文第3篇
关键词 中压开关柜；绝缘；高海拔地域；措施
中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0037-02
0 引言
伴随我国西部大开发战略的实施和工业的发展，在我国西部高海拔地区需要越来越多的中压电气设备，因此解决高海拔地域中压电气设备使用中所遇到的问题是不可避免的。一般情况下产品所限定的使用海拔高度为1km以下，与平原地区相比较，中压电器设备高海拔地域的使用时设计、制造和安装都有很大的不同，文中笔者根据自己多年对中压电器设计、制造的经验，对高海拔地域的中压开关柜的设计进行了全面的阐述。
1 中压开关柜受高海拔的影响
1.1 外绝缘强度受到的影响
随着气压的降低，空气的介质绝缘强度逐步减少，而在真空状态或者空气稀薄时，随着真空度的降低而降低。试验表明，海拔每升高1km，平均气压降低7.7kPa~10.5kPa，则外绝缘强度降低8％~13％。
此外，随海拔的升高，空气的绝对湿度在降低，这时电工产品的外绝缘强度相应也会降低。需要注意的是，温度和湿度变化所带来的影响有可能相互抵消，因而，在采取校正时，应综合安装处所在地点的周围条件对绝缘强度进行估算。
1.2 电气间隙击穿电压受到的影响
产品设计定型后，其电气间隙自然也就固定，但是击穿电压却会随空气压力的降低而下降，因此，在高海拔地域要想产品确保有足够的抗击穿能力，设计时电气间隙就必须要增大。
1.3 产品性能、温升及结构受到的影响
1.3.1 产品性能受到的影响
当海拔较高且周围环境温度较低时，开关柜中的一、二次元器件的可靠性会受到影响，因此，必要情况下产品的性能需要经过低温试验进行验证。
1.3.2 产品温升受到的影响
空气介质的冷却效应会随着空气密度或空气压力的降低而降低。有些电工产品的散热方式以自然对流、空气散热器或者强迫通风为主，由于高海拔地域的散热能力下降，所以温升增加。但是随着海拔的升高，最高空气温度和平均环境温度都会降低，这样电工产品运行中因气压降低而引起的温升增加就能够得到全面或部分补偿。所以，进行中压开关柜设计时可忽略高海拔对温升的影响。
1.3.3 产品结构受到的影响
高海拔地域的空气温度日温差大，这样容易引起产品外壳的变形、龟裂等。
2 高海拔对中压开关柜的技术要求
针对高海拔地域的特点，中压开关柜的设计需要考虑以下几个方面的技术要求。
2.1 加大爬电距离
通常情况下，当海拔高度位于1km和2km之间时，可根据Ⅱ级污秽条件对开关柜内一次元件的绝缘爬电比距进行设计，即有机绝缘为20mm/kV，瓷质为18mm/kV。一次元件的外绝缘尺寸由于采用全工况、加强型绝缘产品，有了一定的裕度，故运行要求能够完全满足。
2.2 增大空气间隙
间隙击穿除了和空气的相对密度相关外，也和间隙的距离密切相关。可根据相关标准对电气距离的规定，并参考目前绝缘材料和元器件企业的高原型开关柜的外形及尺寸，来规划一次元件在开关柜内的安装要求。比如：7.2kV的开关柜处于1km海拔高度时相间、相对地空气绝缘距离是100mm；3.6kV的开关柜处于2km海拔高度时相间、相对地空气绝缘距离是83mm等等。
2.3 使用复合绝缘
通常当海拔高度位于2km和4km之间时，为了满足加大空气绝缘的要求，中压开关柜的相应尺寸需加宽、加高、加深。目前采用SMC板材隔绝或套硅橡胶绝缘外套等阻燃等进行复合绝缘处理，达到了很好的绝缘效果。
2.4 改进母排形状防止尖端放电
通常来说，电极周边电场的分布越均匀，中间的气隙击穿电压越高，这也就意味电极的曲率越大。在设计和制造时，应尽量将铜排沿边缘带圆角的R型排，此外还应尽量提高电极的表面光洁度，将电极上的棱角、毛刺、锐缘等出去，消除局部场强。
2.5 柜体结构
由于在高海拔地域使用的开关柜需要增大相对地、相间距离等尺寸，因此柜体的外形结构尺寸变大，所以设计和购买是需向开关柜制造厂进行咨询。
2.6 辅助防护措施
高海拔地域的气象条件特殊，有些地方容易产生凝露，为了降低凝露发生的几率，开关柜设计时可采用加热器与凝露控制器相结合的办法。
3 部分典型产品在高海拔地域的应对措施
3.1 ABB公司的高原型VD4M12真空断路器
与标准型VD4M12真空断路器相比较，高原型VD4M12真空断路器主要做了以下几个方面的改进：1）环氧绝缘套筒下端内表面增加肋板，外爬距达到230mm；2）增加环氧绝缘套筒高度，上下出线座在主回路的中心距超过275mm；3）灭弧室外表面有裙边，外爬距超过225mm；4）增设带伞裙热缩套在绝缘拉杆上端，外爬距达到230mm。
采用上述措施后，ABB公司的高原型VD4M112真空断路器在海拔2.5km条件下能后完全满足绝缘要求。
3.2 SIEMENS的3AH系列真空断路器
SIEMENS公司认为：应以1000m处绝缘水平的海拔修正系数α为基准，即与海平面绝缘水平相比大约下降9％。当H≥1km时，选择设备时可参考公式：
因此，SIEMENS公司是通过查阅海拔修正系数曲线，按公式进行修正计算，选用高一等级的电压产品来替代，并没有专门开发高原型产品。
4 结论
高海拔地域中压电气设备的设计和制造是当前我国国情下需要认真研究和解决的课题。设计过程中应充分考虑到外绝缘强度、电气间隙击穿电压、产品性能、温升及结构受到高海拔的影响，贯彻高海拔对中压开关柜的技术要求，同时借鉴已经成功运行的产品设计经验，不断总结、改进和创新，以便更好地解决高海拔电器设计中的遇到的问题。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.GB/T11022．1999 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求[S].北京：中国标准出版社，2001.
[2]Q／CK 0039―2002高海拔地区高、低压开关设各技术要求.四川开关厂，2002-4-1.
[3]王文磊.试谈高海拔对高低压电器的影响[J].高压开关，2005(4)：33-34．
开关柜设计范文第4篇
关键词：i-A Y1A-12系列；开关柜；技术参数；结构设计
中图分类号：TM591 文献标识码：A
1 i-A Y1A-12系列开关柜的结构及参数分析
1.1 i-A Y1A-12系列开关柜结构的分析
i-A Y1A-12系列开关柜属于组装式结构的开关柜，其基础构件主要是采用优质冷轧钢板，并数控机床多次加工而制成；i-A Y1A-12系列开关柜中，典型开关柜外形尺寸为（宽*高*深）：800mm（或1000mm）*2365mm*1500mm；柜体由四个单独隔室组成，其隔室包括继电器仪表室、电缆室、主母线室、手车室。i-A Y1A-12系列开关柜结构如图1所示。图中：A表示母线室；B表示手车室；C表示电缆室；D表示继电器仪表室。
其中1为潜压装置；2为柜架；3为装卸式隔析；4为一次静触头；5为二次插头；6为触头盒；7为断路器手车；8为隔板及操动结构；9为手车电动操作结构；10接地开关电动操作结构；11为控制小线槽；12为穿墙套管；13为分支小母线；14为主母线；15为电流互感器；16为接地开关；17为加热器材；18为电缆；19为避雷器；20为接地导体；21电缆封板。
1.2 i-A Y1A-12系列开关柜的参数分析
i-A Y1A-12系列开关柜的外壳防护等级为IP4X，其断路器、隔室间室门打开时的防护等级为IP2X；其开关柜的技术参数符合国家GB3906标准中对3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备技术参数的相关要求。i-A Y1A-12系列开关柜的主要参数如表1所示。
2 i-A Y1A-12系列开关柜结构设计的要求及特点分析
2.1 i-A Y1A-12系列开关柜结构设计的要求分析
i-A Y1A-12系列开关柜是按照智能化要求所设计的，其不仅要具备有开关柜的状态检测、故障诊断等基本功能，还需具备断路器手车与接地开关电动操作功能。i-A Y1A-12系列开关柜主要可抽出部件及固定柜体两大部分所组成；其中可抽出部件手车可采用落地式，也可采用中置式，其具有高灵活性，维护检修方便等特点。
i-A Y1A-12系列开关柜的柜架采用的是两边侧板形式，由底板、顶板、右前与右后侧板、左前与右后侧板组装而成；开关柜主体与仪表室采用一体式结构。进出车结构的设计引入CAE软件进行科学合理优化，要求能够电动执行，并采用下框式，具有软联锁结构的形式；并充分考虑到箱式的装配控制形式，精度采用齿轮箱的控制措施。
i-A Y1A-12系列开关柜的螺栓安装面低于柜体外形面，有效解决了螺栓头突出柜体并柜时的躲孔问题；手车柜内接地方式采用的是触头插接方式；柜门采用提升式结构，具有抗电弧能力强、操作简单等特点；手车框架采用薄钢板经激光切割机加工后铆焊而成，手车在柜内有明显的工作位置与断开位置，并有定位装置。
2.2 i-A Y1A-12系列开关柜结构设计的特点分析
i-A Y1A-12系列开关柜采用高性能的材料与先进的加工工艺制作而成，i-A Y1A-12系列开关柜在传统开关柜的基础上，通过对电场的严格分析与详细计算，对其进行合理的优化，有效保证了柜体绝缘性能的可靠。
2.2.1 柜体骨架的设计特点分析
i-A Y1A-12系列开关柜的柜体骨架结构主要采用的是冷轧钢板或是敷铝锌板，由高精度数控机床加工并按照双层错叠方式拼接而成，有效保证了零部件精度、单弯结构的质量；柜体的底板与侧板采用的是互包形式，螺栓安装面低于柜体外形面，有效解决了螺栓头突出柜体并柜时要躲孔的问题；并有效地将防护板功能进行扩展，使其能够与立柱连接成一体形空腔结构，以达到减少用料，提高强度的目的。
2.2.2 活门开启结构的设计特点分析
i-A Y1A-12系列开关柜活门采用单边驱动，其具有自锁功能，从而使安全性能得到有效提高。开关柜活门关闭与开启均与断路器强制控制，将断路器移出到柜外时，活门将被锁定在关闭位置，使其不能直接用手驱动活门动作。检修保山对开关柜进行检修时，必须推入活门开启车才能打开活门，有效提高了开关柜的安全性能。
2.2.3 手车室门板提升结构的设计特点分析
i-A Y1A-12系列开关柜手车室门板采用提升结构，具有操作简单的优点，当手车室门板在柜门锁定时，柜体锁板将与柜门相互扣接，使门的四周均可与柜体相连，抵抗内部故障能力增加，提高了可靠性。
结语
本文通过对i-A Y1A-12系列开关柜结构、技术参数等方面进行详细的分析，并对其结构设计要求、设计特点进行详细阐述后总结出：i-A Y1A-12系列开关柜结构设计经过科学合理的优化与不断完善，与同类开关柜相比，具有运行可靠稳定、智能化程度高、技术含量高、功能齐全等优点。且i-A Y1A-12系列开关柜已完成了全套型试验，主要技术参数均可满足预期的要求。基于i-A Y1A-12系列开关柜各方面显著的优势，其也值得在我国的各类电站、变电所等电力系统当中大力地推广使用。
参考文献
开关柜设计范文第5篇
[关键词]开关柜 电气联锁 闭锁 电磁铁 五防
[中图分类号]S972.7+6 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0388-02
引言
随着KYN28型铠装中置式金属封闭开关设备（简称中置柜）设计、制造水平的显著提高，中置柜已经在供配电领域得到广泛使用。
为了保证电力网安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作，开关柜必须具备完善可靠的联锁装置。以保证操作程序本身的正确性和操作者的人身安全。GB3906-2006《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》对开关柜的联锁装置作了明确规定。这些防止电气误操作的内容，按照行业习惯，简称“五防”，即：
1）防止误分、误合断路器；
2）防止带负荷分、合隔离开关；
3）防止带电挂（合）接地线（接地开关）；
4）防止带接地线（开关）合闸；
5）防止误入带电间隔。
其目的就是防止误操作和误并列，防误联锁装置实现闭锁的方式应该是强制性的，装设联锁后，就可以保证必须按规定的操作顺序进行操作，否则就无法进行，从而有效地防止了误操作。“五防”装置一般可分为机械、电气和综合三类。如何才能实现母分开柜与母联隔离柜之间的联锁呢？众所周知，母联隔离柜中的隔离手车无专门的灭弧装置，一般不能用来接通或切断负荷电流。当隔离手车在试验位置与工作位置之间移动时，必须保证母分断路器处于分闸状态，不得合闸，即应具有所谓的“合闸闭锁”。反之，如果母分断路器处在合闸位置，隔离手车处于工作位置，此时禁止隔离手车移动，防止带负荷分隔离手车。为了实现以上联锁，合闸电气闭锁一般通过将反映手车位置的行程开关接点串入断路器的合闸回路中来实现，机械联锁也通过相应的结构设计得到实现。
1 手车联锁回路设计
某变电所10kV配电装置在电气设计中，2台主变分列运行，互为暗备用，如（图1）所示。当任一变压器故障，母分开关柜经常要和母联隔离柜联络运行，为了保证“五防”要求，母分断路器和母联隔离手车之间必须考虑相应的联锁关系。
基于“五防”要求，母联隔离柜与母分开关柜联络运行时，相互之间的联锁有两种实现方式，一种是电气互锁，利用母分断路器的辅助信号接点构成一定的逻辑关系置于另一台断路器合闸控制回路中，当逻辑关系不满足时，无法合闸；另一种是机械互锁，利用机械装置实现断路器之间的互锁。
1.1 母分断路器合闸闭锁回路
目前常用的母分断路器手车与母联隔离手车经常使用闭锁电磁铁进行互锁：通过其动铁心与断路器合闸脱扣板进行配合，实现机械合闸闭锁控制；通过其行程开关的切换，实现电气合闸闭锁控制。控制原理可参照（图2）。
原理图中，母分断路器闭锁回路中只有在运行位置和试验位置这两个位置底盘车上的位置开关（S8，S9）才能接通，才可以合闸，另一方面是机械连锁，只有在这两个位置，与底盘车相连的连锁板才能复位，保证可以合闸，至于合闸闭锁，是保证在二次电源得电的情况下，同时串人母联隔离手车运行位置辅助接点S9，闭锁电磁铁是基于隔离手车处于运行位置时，母分开关可以在试验位置和运行位置控制断路器合闸动作。防止母分断路器在合闸状态，后推入母联隔离手车时，等于另一段隔离开关带负荷合闸，将产生三相弧光短路事故，还可能由于误操作所产生的严重弧光而危及操作人员的人身安全，严重时甚至引起隔离开关爆炸，对人身造成更大的危害。因此通过闭锁电磁铁来闭锁母分断路器达到“五防”的目的。倘若电磁铁损坏，则断路器无法合闸，但手车可以在柜内行进，拉出检修，或直接更换为备用断路器。不影响整个配电系统的安全、及时运行。
1.2 母分隔离手车闭锁回路
断路器手车和母线隔离手车联络运行时，对于母联隔离手车，考虑其操作的特殊性，其与母分断路器手车间一般直接采用行进联锁，对手车在开关柜内行进实现控制，以达到“五防”的目的。目前有许多生产单位利用闭锁电磁铁进行手车行进控制，控制原理可参照（图3）。
回路中串人母分断路器试验位置（S8），只有当母分断路器处于试验位置，闭锁电磁铁才能得电解锁，手车可以摇动推进和退出，否则母分闭锁电磁铁失电，铁芯不能吸合，卡住手车底盘上的蜗杆，此时手车蜗杆不能摇动推进和退出。如果要将手车强行退出，一方面是损坏设备，另一方面由于操作者可能会进入带电间隔，在出现内部故障电弧时，会造成人身伤害。
那如何监视母联隔离手车闭锁电磁铁是否已经解锁，通过研究分析，我们对闭锁电磁铁回路进行了重新设计，在回路中串联了4只二级管，通过二级管具有限流的特性，施加在二级管上的工作电流大概为2mA到25mA，每只二极管两端施加电压02～0.3V，在4只二极管两端并联一只发光二级管LED，发光二级管只有10mA电流通过，可以长期带电，达到监视作用，又不影响闭锁电磁铁工作。控制原理可参照（图4）。
当闭锁电磁铁得电解锁，发光二级管发亮，表示母分隔离手车已经解锁，可以摇动推进和退出，防止工作人员强行操作。
2 结论
手车式开关柜在供配电领域已经得到广泛使用，为了防止电气误操作，满足“五防”要求，开关柜中设计了各种机械、电气联锁装置。为了实现母分开关柜与母联隔离柜之间的联锁回路，合闸电气闭锁一般通过将反映手车位置的行程开关接点串入断路器的合闸回路中来实现，机械联锁也通过相应的结构设计得到实现。通过互相联锁达到安全运行的目的，即使高压开关柜在使用过程中，遇到由于操作者的疏忽或非正常操作力而造成“非正规操作”的情况。在这种情况下，高可靠的联锁应做到对操作者可能出现的“非正规操作”有充分的预防或阻止能力。
参考文献
