XGN17-40.5固定柜结构设计体会

XGN17-40.5 固定柜结构设计体会
本开关柜为金属封闭箱式结构，按其组成分为主柜、后柜两部分。各自由角
钢或薄钢板弯制焊接而成，柜内为间隔式，分别是断路器室、母线室、电缆室、
继电器室、进出线方式可是架空进线，也可以是电缆进出线。断路器、隔离开关
和前后门的操作必须按一定的操作程序，具有良好的“五防”功能，断路器可选
配NV3-40.5、ZN85-40.5 等系列。
1、柜体外形尺寸设计:九十年代初，固定柜制作比较简单，开关柜外形尺寸
严格按国家标准规定的箱型固定柜设计，柜内除仪表室外再无独立的隔室，断路
器室、电缆室、母线室均在同一个箱体内，开关柜与开关柜之间也无穿墙套管，
由于功能简单，所以柜体外形尺寸设计通常按:宽×高×深=1818×3100×3100；
产品进入 21 世纪后，各个供电局及业主仍然在使用该产品，但对产品的要求大
大提高，要求产品有独立的隔室、独立的泄压通道、母线室主母线必须增加支撑、
为防止“火烧连营”事故的出现，柜与柜之间主母线连接必须通过母线套管连接。
为满足上述要求，在设计时开关柜柜体外形尺寸设计按:宽×高×深
=1818×3600×3400设计比较合理。当然按此柜体要求设计，必须要和设计院沟通
好，考虑配电室大小和原柜尺寸。
2、对最小空气间隙设计:
标准规定单纯以空气作为绝缘介质的开关柜，相间和相对地的最小空气间隙
应满足要求:相间和相对地 300mm，带电体至门 330mm。该柜子由于体积大，
绝缘距离均能满足上述要求，必要时分支排、隔离开关操作轴需要硫化处理。
3、柜内隔室及泄压通道设计:开关柜严格按照铠装柜体要求，母线室、仪表
室、断路器室、电缆室相互独立，并用接地金属板隔开。这样能有效防止一个隔
室出现事故不会影响到另外一个隔室，更换一个隔室的元件时不会影响另外一个
隔室带电运行；泄压通道相互独立，各个隔室的泄压均有自已独立通道，断路器
的泄压不会影响母线室及电缆室，母线室的泄压不会影响断路器和电缆室，同样
电缆室的泄压不会影响到断路器室和母线室。泄压盖的制作必须满足一端为尼龙
螺钉，另一端为铰链，并且泄压盖的开启方向面朝向柜子后面，所有有百叶窗的
地方需要焊纱网。4、隔离刀及隔离刀操作机构设计:隔离刀一般采用 GN27-40.5 平装隔离刀，
不建议采用GN27-40.5 带穿墙的隔离刀，因为带穿墙的隔离刀穿墙处电场分布极
其不均匀，在做耐压试验时带穿墙处电晕现象特别严重，所以常规设计选用平装
GN27-40.5 隔离刀，尤其是海拔超过 1000 米地方慎用带穿墙的隔离刀。隔离刀
操作机构建议选用JSXGN 式操作机构，该操作机构具有体积小、自身闭锁完善的
优点，能有效的防止误操作。由于该柜体积大，隔离刀的操作均在开关柜一边进
行，加之隔离刀操作大轴伸出较长，所以存在操作隔离刀时，由于隔离刀操作大
轴变形而导致隔离刀分合不到位的问题，所以在设计隔离刀安装时要增加隔离刀
操作大轴的支撑设计。只有增加了隔离刀大轴支撑点才能保证隔离刀可靠分合，
否则会出现隔离刀分合不到位，导致出现事故。另外为了保证操作人员的安全性，
建议开关柜施工时在隔离刀及接地刀操作拉杆上套加热缩管（必要时需硫化处
理）。
5、隔离刀及接地刀辅助开关设计:该柜最原始设计是将隔离刀及接地刀辅助
开关均安装在隔离刀和接地刀大轴上，因为这样安装辅助开关转换最为直接可靠，
但这样设计的缺点是当辅助开关机械部分出现故障或者二次接线部分出现故障
时，开关柜在不停电的状态下是无法安全更换辅助开关。所以辅助开关安装位置
设计均应该放在开关柜外边，其接点的可靠转换可由 JSXGN式操作机构来驱动
转换。
6、柜内接地刀防脱装置设计:开关柜的接地刀一般位于柜子后边，安装于电
缆室，当接地刀出现朝下合接地时，一定要在接地刀后加装防脱落装置。防脱落
装置可以要求接地刀厂家加装，也可以由开关柜厂家在制作开关柜上加装。如没
有防脱落装置极有可能出现，开关柜在工作状态下，接地刀由于操作拉杆故障，
导致接地刀自己合上，从而出现短路故障。另外进出线柜应装有能反映出线侧有
无电压，并具有自检功能的带电显示装置。当出线侧带电时，应闭锁操作接地刀
闸。
7、电流互感器安装位置设计:电流互感器是开关柜内重要的一次元件，其作
用把大电流变成可以测量的小电流。电流互感器不论是安装于前柜还是后柜均要
便于检修维护。所以在设计电流互感器安装位置时一定要考虑互感器的接线位置
远离柜内隔板，否则现场施工接线特别麻烦，以后电流互感器维护检修也非常麻烦。
8、柜内照明灯及观察窗设计:柜内照明灯一般按断路器室、仪表室、电缆室
各配置一个，观察窗配置要以能清楚的观察到隔离刀及接地刀的分合位置为原则。
观察窗的要求:
1)观察窗至少应达到对外壳规定的防护等级；2)观察窗应使用机械强度与
外壳相当的透明板，同时应有足够的电气间隙和静电屏蔽措施，防止危险的静电
电荷；3)主回路的带电部分与观察窗的可触及表面的绝缘应满足相对地的绝缘要
求;4)观察窗采用钢化玻璃。（国网用时需按照国网要求执行）
9、柜内主接地的设计:接地导体应采用铜质导体，在规定的接地故障条件下，
在额定短路持续时间为 4s 时，其电流密度不应超过 110A/mm2，但最小截面积不
应小于240mm2。接地导体的末端应用铜质端子与设备的接地系统相连接，端子
的电气接触面积应与接地导体的截面相适应，但最小电气接触面积不应小于
160mm2。主回路中凡规定或需要触及的所有部件都应可靠接地。另外各个功能
单元的外壳均应连接到接地导体上，除主回路和辅助回路之外的所有要接地的金
属部件应直接或通过金属构件与接地导体相连接。
10、主母线支撑设计:沿柜子宽度方向母线室要求每相的绝缘支撑按 1 只绝
缘子支撑考虑，并且柜内所有母线应采用圆角母线。
11、断路器的选用:切电容时断路器一般选用 SF 断路器。
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12、当适用于国网用时各项要求均需按照国网要求执行。