高压柜的发展状况Word下载.docx
《高压柜的发展状况Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高压柜的发展状况Word下载.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
自1949年建国到1952年我国经历了三年的国民经济恢复时期之后，自1953年开始实施第一个五年建设计划，在第一个五年计划期间原苏联援建我国156项重点工程。
在我们电工行业国家统一引进了原苏联电工产品制造技术，这些产品包括高低压开关柜及其配套的高低压电器元件；
当时分散到沈高、沈低、锦开、北开、上海华通等厂分别进行开发和生产。
发展到今天已经过去50多年，经过开发一代——淘汰一代——再开发——再淘汰的进程，产品一代比一代强，特别是改革开放以来取得突飞猛进发展，到今天在产品性能和功能上已接近或达到国际先进水平。
为了大家能够了解开关柜发展历史，下面把高压开关柜过去的发展过程作个简单介绍，并注重现在的需求把新产品作重点介绍，因所述内容是跨越五十多年时间的开关柜的发展历史，难免有不当之处，请同行给予指正与谅解。
1953年之前一些变电站，因当时我国没有高压开关柜，只好将元件固定在墙上，前面做个网门，每回路之间砌水泥砖结构墙来间隔见图1。
对于开关柜的制造我国是从1953年才开始起步的，发展到今天，仅手车式柜型从KYN1开始已排序到KYN96，从JYN1开始排序到JYN10，固定柜柜型从XGN1开始已排序到XGN66。
可见品种之多，现将各个时期的同类柜型选出有代表性的产品作简单介绍，这些产品虽然是老产品但现仍有近百万台在运行，对用户将来对老设备的更新改造决定舍取也有一定参考价值。
现在开关柜名称是按产品结构分类文字较多，而且按国际惯例，应对10kV、35kV称中压，本文按中国习惯和电力行业标准DL/T404采用高压开关柜的简称。
图110kV水泥+砖结构间隔墙式配电设备示意图
（在未有10kV高压开关柜之前的替代品）
1．高压开关柜的技术发展史
1.110（12）kV固定式高压开关柜
1.1.1KCO-2Y型高压开关柜
1954年我国第一代10kV固定式高压开关柜仿原苏联产品KCO-2Y型（六十年代初改为国内型号GG-1型）试制获得成功并批量投产。
该型开关柜外形尺寸为W1200（额定电流2000~3000A时为1400mm）×
H3100×
D1200mm；
额定电流最大3000A，额定短路开断电流最大500MVA（折合28kA），额定绝缘水平与现在标准一致（10/42/75kV），空气绝缘距离规定≮120mm，执行标准是原苏联国家标准ГOCT14693。
该型开关柜结构特征是半封闭式结构，可靠墙安装，柜体为钢板折弯焊接结构，柜后为敞开式，柜正面左侧上部为继电器仪表板，下部为机构安装板和端子排室等，右侧为上下网门，柜的左侧为固定封板，右侧是敞开的靠邻柜侧板遮挡，主母线及进线隔离开关装在柜顶部，当时的设计理念是柜前设网门可使运行人员方便的观察到柜内电器元件的运行状况并有利于电器元件的通风散热，对于柜顶部装置主母线及进线隔离开关因安装高度＞，运行人员触摸不到，不会危及人的安全。
柜内配套用电器元件全部是从原苏联引进技术之仿制产品，柜内仅“tCB”和“DS”间有机械防误闭锁，其它安全因素要靠人的技术素质和遵守操作规程来保证。
详见图2和表1。
A.控制接触器室B.隔离开关、断路器操作机构安装板C.二次端子排室
D.继电器仪表室E.母线、上隔离开关布置区F.断路器室G.电缆室
1.ОБ-10kp型支柱绝缘子2.主母线3.РВФ-10隔离开关（DS）
4.ВМГ-133型少油断路器（tCB）5.РП型手动操动机构（与DS配套）
6.ТПФ-10或ТЛОФ型电流互感器（CT）7.ЛРБA型手动操动机构（与tCB配套）
8.РВ-10型隔离开关（DS）9.电缆头
图210（12）kV固定式高压开关柜第一代产品仿原苏联型号KCO-2Y-07S
（六十年代初改为GG-1型）产品和第二代产品GG-1A-07S型产品结构示意图
1.1.2GG-1A型高压开关柜
GG-1A型高压开关柜是六十年代全国联合设计产品，当时占全国高压开关柜产量的80%。
1957年原第一机械工业部第八工业局委托天津电气传动研究所负责组织吸收有关开关厂参加，组成全国联合设计组对原仿苏产品KCO-2Y（GG-1）型高压开关柜进行改型设计。
因原KCO-2Y型高压开关柜是严格按照原苏联提供的图纸制造的，柜体是由钢板弯制焊接成型，当时国内开关厂仅几家有3m长的剪扳机和弯板机，而多数开关厂无此设备，加工困难。
为扩大生产厂范围故将柜体改为先用角钢焊接骨架，再用钢板拼装工艺，其配套元件是在原仿苏联产品的基础上有的加以局部改进，有的原样未动，统一按（62）七、八技一字第443号文颁“电工产品型号暂行编定办法”规定，统一改为我国自己的型号，例如“DS”改为GN6-10、GN8-10、“tCB”改为SN2-10等详见表1。
表1、配套用高压电器元件新旧型号及标准对照表
序号
产品名称
五十年代借用原苏联型号
执行原苏联国家标准
六十年代改用中国型号
七十年代以后替代产品
执行标准
1
固定式户内开启式单母线高压开关柜
KCO-2Y
ГOCT14693
GG-1
GG-1A或
GG-1A（F）
JB618-65
DL404
2
固定式户内开启式双母线高压开关柜
KCД
GSG-1
GSG-1A或
GSG-1A（F）
3
手车式户内封闭式单母线高压开关柜
KⅢ
GFC-1
GFC-1A~GFC-15
GFC-1A（F）~GFC-15（F）
4
户内高压少油断路器
BMГ-133Ⅰ
（600A）
BMГ-133Ⅱ
（1000A）
MГГ-10
（3000A）
ГOCT687
SN1-10Ⅰ
SN2-10Ⅱ
SN3-10
SN10-10Ⅰ
SN10-10Ⅱ
SN10-10Ⅲ
JB/DQ2025-86
GB1984
5
户内高压隔离开关
PB-10
PBΦ-10
ГOCT689
GN6-10
GN8-10
GN19-10
GN19-10C
GB1985
6
电流互感器
TⅡΦ
TЛ0Φ
LFC-10
LDC-10
LFZBJ8-10
LDZB-10
GB1208
7
电压互感器
HOM
ГOCT1983
JDZ
JSJW
JDZJ
GB1207
8
高压熔断器
ЛK
ЛKT
ГOCT2213
RN1
RN2
XRNT
XRNP
GB151662
9
少油断路器操动机构
手力
ЛPБA
CS2
淘汰
电磁
ЛC
CD2
CD10
JB/DQ2026-86
10
隔离开关用手力操动机构
ЛP-2
ЛP-3
CS6-Ⅰ
CS6-2
这次联合设计除柜体工艺有改进外，同时对柜体和柜内配套元件型号代号进行更新，其带电体之间和带电体对地空气绝缘距离按原苏联国家标准规定的120mm改为100mm。
额定电压10kV空气绝缘距离改为100mm的来历：
这一重要技术数据的改变决策的依据是当时仿苏联产品ВМГ-133型“tCB”和HTMN型“Pt”等10kV元件相间空气绝缘距离是100mm，而且经理论技术还有裕度。
经当时一机部八局主持的1997年开关板统一设计审查会上与电力部技术司协商确定的。
后来在JB618-65高压开关柜技术条件中又给予确认。
并且在高压开关柜耐压试验时顺利通过，所以高压柜后来虽经多次改进，仍沿用此数据长达20多年。
因那时的标准要求环境要适应产品，要求变电所室内相对湿度≯85%，要求通风良好，空气干燥。
这次联合设计由于当时设计理念的影响，原有产品的固有缺陷仍然存在，例如防护门为网门结构，防误功能不全等。
这次联合设计自1957年开始起步，到JB618-65颁布的1965年才定型向全国推广应用。
JB618-65高压开关柜技术条件的编制是六十年代初当时一机部委托天津电气传动研究所负责组织并吸收有关开关厂参加，以原苏联国家标准ГОСТ14693为基础，结合我国国情由上海华通开关厂起草经过几次全国性开关厂及科研单位代表会议讨论和审查，会后定稿由原第一机械工业部颁发实施，它是我国第一部部级高压开关柜标准性文件。
1.1.3GG-1A（F）型高压开关柜
“五防功能”提法的来历是1983年1月18日由原水电部以急件（83）水电电生字第6号文发送“防止电气误操作装置经验交流会纪要”文件中提出的，其内容是：
（1）防止误分误合断路器；
（2）防止带负荷分合隔离开关；
（3）防止误入带电间隔；
（4）防止带电挂接地线；
（5）防止带接地线送电。
具有五防功能的GG-1A（F）型高压开关柜的全国联合设计是原水电部和机械部于1983年1月19日联合颁发急件（83）电生安监字第6号文，（83）电器字第18号文下达后开始起步的，两部共同组织由两部属科研单位和湖南开关厂、长沙电业局等多个单位组成联合攻关设计组，经过两年多的努力完成了适合不同用户需求的两种结构形式的产品，一种是称做一般型的代号为（FI）见图3，一种是称做简易型的代号为（FⅡ）见图4，上述两种结构形式的产品均经过两部组织的全国性技术审查会和鉴定会通过，并于1983年底至1984年3月间先后两次召开发图会议在行业中扩散并推广。
1985年6月25日原水电部又以急件（85）水电电生字第43号文通知向全国推广应用。
D.继电器仪表室E.主母线、上隔离开关布置区F.断路器室G.下隔离开关及出线室
1.2048Q型支柱绝缘子2.主母线3.GN19-10C1隔离开关（DS）
型单极接地开关（ES）5.SN10-10型“tCB”或ZN28-10型“VCB”
6.CS6-1型手力操动机构（与DS配套）型电磁操动机构（与tCB配套）或CD17B（与VCB配套）
8.LFZ-10或LDZ-10型电流互感器（CT）9.CB-10Q型穿墙套管型手力操动机构程序锁
11.柜门程序锁12.LW2-Z型断路器分合控制开关（带程序锁或红绿翻牌）
13.出线侧JN1-10I型单极接地开关（ES）14.出线用GN19-10型隔离开关（DS）
图310（12）kV固定式高压开关柜第三代产品之一
GG-1A（FI）~07D型产品结构示意图
1986年3月31日两部以（86）电生安监字第67号文、（86）电输技联字第160号文批准，由两部属科研单位和天水长城开关厂等多个单位组成“GG-1A型高压开关柜五防机械闭锁联合设计组”，设计成功GG-1A（F2）型高压开关柜见图5。
通过两部组织审查鉴定，并于1989年11月29日两部联合颁发机电发[1989]144号文，安保安[1998]91号文件通知在全国范围内推广应用。
D.继电器仪表室E.母线、上隔离开关布置区F.断路器室G.电缆室
1.2048Q型支柱绝缘子2.主母线3.GN19-10C1“DS”
4.SN10-10型“tCB”或ZN28-10型“VCB”5.CS6-1型手力操动机构（与DS配套用）
或LDZ-10型“CT”
7.CD10型电磁操动机构（与tCB配套用）或CD17B（与VCB配套）型“DS”
9.电缆头10.接地桩（在前下门内右侧柜底部挂地线用
11.tCB或VCB与DS间机械联锁12.tCB或VCB分合控制开关LW2-Z型（带程序锁或红绿翻牌）
图410（12）kV固定式高压开关柜第三代产品之二
GG-1A（FII）~07D型产品结构示意图
A.控制接触器室B.隔离开关、断路器操作机构安装板C.二次端子排室
1.2048Q型支柱绝缘子2.主母线3.GN24-10D隔离开关（DS）
4.SN10-10型“tCB”或ZN28A-10型“VCB”5.CS18型手力操动机构（与DS配套用）
或LDZ-10型“CT”
7.CD10型电磁操动机构（与tCB配套用）或CD17B型（与VCB配套用）
8.GN24-10D型“DS”9.电缆头10.tCB或VCB与DS之间机械防误联锁
11.LW2-Z型断路器分合控制开关（带程序锁或红绿翻牌）
图510（12）kV固定式高压开关柜第三代产品之三
GG-1A（F2）~07D型产品结构示意图
上述三种不同结构形式的开关柜都是在柜体骨架结构维持原GG-1A结构不变，保持GG-1A的型号条件下进行的。
上述具有五防功能的三种柜型的共同特点如下：
（1）实现了五防功能，能够保护运行人员的人身安全；
（2）前门由网门改为钢板门，遇事故时弧光不能喷出柜外烧伤运行人员；
（3）内配高压电器元件更换成“加强绝缘型”产品；
（4）凡是生产厂家的产品均达到了加强绝缘型绝缘水平和具备完善的五防功能并经过两部鉴定或两部委托的省级鉴定，产品质量得到可靠保障。
（5）实现“五防”功能，基本上是机械闭锁为主，其它方式为辅，例如程序锁，电磁锁，在控制开关手柄上采用红绿翻牌和程序锁等。
上述具有五防功能的三种柜型各自特点如下：
GG-1A（FⅠ）
上隔离开关的出线侧和下隔离开关的进线侧均装有“ES”，当“DS”刀闸运动到断开位置时即接地，这种JN1-10型为单相结构，是靠手用拉杆挂钩操作的，这样在检修断路器时可上下两端接地，确保维修人员的安全。
GG-1A（FⅡ）
除具有五防功能外，无“ES”，检修时靠挂接地线。
这样结构简单造价节省，但增加检修时挂接地线的麻烦。
GG-1A（F2）
除具有五防功能外，上下“DS”均带“ES”，而且是与“DS”联体的同属一个操动机构，使用时较（FⅠ）型方便而且不易发生误操作。
上述三种柜型从用户选型和各开关厂订货来看GG-1A（FⅡ）型占多数应用面比较广，因为它具有结构简单操作方便安全可靠，造价节省的特点。
GG-1A型高压开关柜虽然是我国五十年代初引进相当于原苏联三十年代水平的产品，引进50多年来经过三次较大的改进，现在仍有用户在使用或订货。
电力行业标准DL/T404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》第条仍认可它的存在。
加强绝缘型开始称做“全工况”型产品提法的来历：
原水电部于85年在颁发（85）电综字第124号文，两部对“10~35kV开关柜绝缘验证及改进”课题立项起，到1992年11月5日两部联合下达电供[1992]146号文关于推广应用“高压开关柜绝缘验证及改进”成果通知为止，两部属科研单位及有关开关厂历经八年的技术攻关，终于完成了高压开关柜配套的主要高压电器元件达到加强绝缘型水平的制造技术，并经过两部鉴定认可。
例如“tCB”、“VCB”、“CT”、“Pt”、“ES”、“DS”、“MOA”等产品，。
加强绝缘型产品的特点是在凝露和Ⅱ级污秽环境条件下，其绝缘水平不降低，仍能满足DL/T539-93标准的要求。
带电体之间和带电体对地空气绝缘距离定为125mm的来历：
过去按JB618-65规定为100mm，这一数据在环境要适应产品的条件下是正确的，但到1992年11月5日两部联合颁发电供[1992]146号文件时提出产品要适应环境（凝露和Ⅱ级污秽条件下运行）的要求，并经两部委托北京电科院等单位组成的攻关组经过试验验证确定为125mm。
1.1.4KGN1-10铠装固定式金属封闭开关设备
1987年由西安高压电器研究所组织全国联合设计产生我国第四代10kV固定式高压开关柜KGN1-10型，该产品外形尺寸为W1100×
H2900×
D1600mm；
额定电流最大3000A，该产品主要特点是：
五防功能齐全，柜内空间大，操作维护较方便，缺点是与同类型柜相比外形尺寸较大（深度1600mm）需双面维护，因此，没有得到广大用户认可，所以没能达到以此产品取代GG-1A（F）的目的，市场销路较小，详见图6。
A.断路器室B.主母线及进线隔离开关室C.继电器仪表室D.电缆室
1.SN10-10型”tCB"
2.母线绝缘套管3.GN19-10型”DS”
4.母线5.母线室泄压通道6.电缆室、断路器室泄压通道
7.电缆接线端子8.“DS”及”ES”操作板（操作孔在此板上）
9.GN24-10D型”DS”10.LFZ-10型”CT”
图610（12）kV固定式高压开关柜第四代产品
KGN1-10/06D~08D型产品结构示意图
1.1.5XGN66-10型箱型固定式金属封闭开关设备
1994年由原能源部组织全国联合设计产生我国第五代10kV固定高压开关柜XGN66-10型，该产品于1995年7月经两部鉴定，同年12月向有关开关厂发图扩散。
其外形为W1000×
H2750×
D1200mm，额定电流最大3150A，该产品主要特点除五防功能齐全外，按加强绝缘型设计柜内断路器室、电缆室、母线室各有独立的间隔和独立的泄压通道，体积较小，但由于体积小柜内空间相对也小，元件安装后较拥挤，给维修带来不便。
投产以来，在固定柜市场上所占份额相对不大。
详见图7。
A.电缆室B.断路器室C.低压室（继电器室及仪表板）D.母线室
1.出线电缆和零序电流互感器2.高压带电显示装置的传感器3.GN30-10D型”DS”
4.主母线5.主母线绝缘套管6.与GN30-10D型“DS”连体的接地刀
7.LZZBJ9-10型“CT”8.ZN66-10型”VCB”9.与GN30-10D型“DS”连体的接地刀
10.GN24-10SDC型“DS”连体的接地刀11.过电压保护装置（MOA或TBP）
12.“DS”、”ES”操作孔
图710（12）kV固定式高压开关柜第四代产品之二
XGN66-12（原型号GGX2-10）-04D型产品结构示意图
1.1.6XGN2-10型箱型固定式金属封闭开关设备
在八十年代末期由西安高压电器研究所组织全国联合设计产生我国第五代10kV固定式高压开关柜XGN2-10型，该产品外形尺寸为W1100（2000~3000A为1200）×
H2500×
D1200mm，额定电流最大3000A，（现在遇有特殊需要可达到4000A），该产品主要特点是除五防功能齐全外，按加强绝缘型结构设计，柜内分断路器室、母线室、电缆室、继电器仪表室，每室各为独立金属板间隔，母线室、电缆室和断路器室均有泄压通道。
该产品配用的“VCB”除ZN28A-10系列外，还可配用ZN63A-10系列等多种型号的“VCB”。
柜体原设计为焊接结构，现多数厂已改为用钢板弯制或型钢的组装结构。
该产品因具有体积小，结构简单，操作维护方便等特点，深受用户欢迎，从各开关厂销量看与同类产品相比市场占有率较高。
该产品在九十年代初经两部鉴定后，向开关厂行业扩散范围比较广泛。
在10kV固定式高压开关柜各个型号中有较好的发展前景。
详见图8。
A.电缆室B.母线室C.仪表室D.控制室E.断路器
1.上“DS”2.压力释放通道3.手动操作及联锁机构4.“MOA”5.“VCB”6.“CT”7.电磁或弹簧机构8.下“DS”9.带电显示装置的传感器
图810（12）KV固定式高压开关柜第五代产品之一
XGN2-10-03（Z）产品结构示意图
10（12）kV手车式高压开关柜
手车式高压开关柜其手车型式分下列三种:
（1）、手车落地式；
（2）、手车中置式；
（3）、手车中落式（即手车在柜外为落地式，推入柜内为中置式）。
1.2.1KⅢ型手车式高压开关柜
10kV手车式高压开关柜第一代产品KⅢ型是五十年代初我国从原苏联引进产品，六十年代初改为GFC-1型，当时有北京开关厂，沈阳开关厂等厂生产。
柜体为金属封闭焊接结构，其外形尺寸为W1000×
H2132×
D1500㎜，额定电流最大1000A，开断电流最大20kA（350MVA）内配电器元件均为仿苏联产品（见表1），断路器室、电缆室、母线室均为独立的间隔，但都没有泄压通道，产品符合原苏联标准ГОСТ14693，用今天的标准来衡量属不合格产品，该产品自在我国问世以来延续近20多年，在此过程中虽经几次改进（例如GFC-1A），但由于结构所限，效果不佳，在八十年代陆续被新的产品取代，详见图9。
A.断路器室B.继电器仪表室C.母线室D.电缆室
1.ВМГ-133型“tCB”2.ЛС型电磁操动机构3.主母线4.一次隔离插头
5.电缆引出线6.LQJ-10型“CT”7.一次隔离插头
图910（12）kV手车式高压开关柜第一代产品（手车落地式）
仿原苏联产品KIII型（六十年代初改为GFC-1型）产品结构示意图
1.2.2GFC-3型手车式高压开关柜
10kV手车式高压开关柜第二代产品之一（手车落地式）GFC-3型手车式高压开关柜是北京开关厂于六十年代中期开发的新产品，外形尺寸为W630×
H2000×
D1250mm，属于间隔移开式金属封闭结构，柜内相间隔板及活门均为绝缘板，内配SN10-10系列“tCB”等国内自行开发生产的电器元件，额定电流1000A，额定短路开断电流28kA（500MVA），该产品是六十年代后期和七十年代市场上销量较大的产品之一，到八十年代陆续被新的产品取代，详见图10。
A.断路器手车B.继电器仪表室C.母线室D.电缆室
1.“tCB”手车2.推进机构钩板3.手车阻挡机构4.端子排5.小母线端子
6.主母线7.分支母线8.绝缘活门9.静触头10.中隔板插板
11.LZX-10型“CT”12.一次隔离插头13.带电显示装置的传感器14.一次电缆
说明：
GFC-3型柜宽W=630mm，GFC-3BQ（F）型柜宽W=800mm
图1010（12）kV手车式高压开关柜第二代产品之一GFC-3型
（手车落地式）和第三代产品之一GFC-3BQ（F）产品结构示意图
升级会员 