技術｜99%的人所不知道的開關柜知識大全！
2016-05-27
開關柜是指按一定的線路方案將一次設備、二次設備組裝而成的成套配電裝
置，是用來對線路、設備實施控制、保護的，分固定式和手車式，而按進出線電
壓等級又可以分高壓開關柜(固定式和手車式)和低壓開關柜(固定式和抽屜式)。
開關柜的結構大體類似，主要分為母線室、斷路器室、二次控制室(儀表室)、饋
線室，各室之間一般有鋼板隔離。
內(nèi)部元器件包括：母線(匯流排)、斷路器、常規(guī)繼電器、綜合繼電保護裝置、
計量儀表、隔離刀、指示燈、接地刀等。又叫受電柜，是用來從電網(wǎng)上接受電能的設備(從進線到母線)，一般安裝有
斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。
也叫饋電柜或配電柜，是用來分配電能的設備(從母線到各個出線)，一般也
安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。
也叫母線分斷柜，是用來連接兩段母線的設備(從母線到母線)，在單母線分
段、雙母線系統(tǒng)中常常要用到母線聯(lián)絡，以滿足用戶選擇不同運行方式的要求或
保證故障情況下有選擇的切除負荷。
電壓互感器柜，一般是直接裝設到母線上，以檢測母線電壓和實現(xiàn)保護功能。
內(nèi)部主要安裝電壓互感器PT、隔離刀、熔斷器和避雷器等。是用來隔離兩端母線用的或者是隔離受電設備與供電設備用的，它可以給運
行人員提供一個可見的端點，以方便維護和檢修作業(yè)。由于隔離柜不具有分斷、
接通負荷電流的能力，所以在與其配合的斷路器閉合的情況下，不能夠推拉隔離
柜的手車。在一般的應用中，都需要設置斷路器輔助接點與隔離手車的聯(lián)鎖，防
止運行人員的誤操作。
也叫補償柜，是用來作改善電網(wǎng)的功率因數(shù)用的，或者說作無功補償，主要
的器件就是并聯(lián)在一起的成組的電容器組、投切控制回路和熔斷器等保護用電器。
一般與進線柜并列安裝，可以一臺或多臺電容器柜并列運行。電容器柜從電網(wǎng)上斷開后，由于電容器組需要一段時間來完成放電的過程，所以不能直接用手觸摸
柜內(nèi)的元器件，尤其是電容器組;在斷電后的一定時間內(nèi)(根據(jù)電容器組的容量大
小而定，如：1分鐘)，不允許重新合閘，以免產(chǎn)生過電壓損壞電容器。作自動
控制功能時，也要注意合理分配各組電容器組的投切次數(shù)，以免出現(xiàn)一組電容器
損壞，而其他組卻很少投切的情況。
主要用來作計量電能用的(千瓦時)，又有高壓、低壓之分，一般安裝有隔離
開關、熔斷器、CT、PT、有功電度表(傳統(tǒng)儀表或數(shù)字電表)、無功電度表、繼電
器、以及一些其他的輔助二次設備(如負荷監(jiān)控儀等)。
又叫封閉式組合電器柜，它是將斷路器、隔離開關、接地開關、CT、PT、避
雷器、母線等封閉組合在金屬殼體內(nèi)，然后以絕緣性能和滅弧性能良好的氣體(一
般用六氟化硫SF6)作為相間和對地的絕緣措施，適用于高電壓等級和高容量等
級的電網(wǎng)中，用作受配電及控制。正常工作情況下，斷路器處于合閘狀態(tài)(特殊應用除外)，接通電路。當進行
自動控制或保護控制操作時，斷路器可以在綜保裝置控制下進行電路的分斷或接
通操作。斷路器不僅可以通斷正常的負荷電流，而且能夠承受一定時間的短路電
流(數(shù)倍甚至幾十倍的正常工作電流)，并可以分斷短路電流，切除故障線路和設
備。所以說，斷路器的主要功能就是分斷和接通電路(包括分斷和接通正常電流、
分斷短路電流)。由于在分斷和接通電路的過程中，斷路器的動觸頭與靜觸頭之
間不可避免的要產(chǎn)生電弧。為了保護觸頭，減少觸頭材料的損耗和可靠分斷電路，
必須采取措施來盡快熄滅電弧，其中一種就是采用不同的滅弧介質(zhì)填充到斷路器
的動、靜觸頭間。按滅弧介質(zhì)的不同斷路器可以分為：油斷路器(多油、少油)、
六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器、空氣斷路器等。我們在工程中經(jīng)常接觸到
的高低壓開關柜里的主要一次設備就是斷路器。由于斷路器的動、靜觸頭一般都
是被包在充滿滅弧介質(zhì)的容器中，所以斷路器的分、合狀態(tài)不可以直接判斷，一
般是通過斷路器的輔助器件(如分合位指針等)來判別。
隔離刀(或稱隔離開關)由于有明顯的斷口可以識別接通或分斷，主要是用來
隔離高壓電源的，以保證線路和設備的安全檢修，能分斷的電流很小(一般只有
幾個安培)。由于沒有專門的滅弧裝置，所以它不能用來分斷故障電流和正常工
作電流，不允許帶負荷進行分斷操作。
熔斷器是一種簡單的電路保護電器，其原理是當流經(jīng)熔斷器的電流達到或超
過定值一定時間后，本身的熔體熔化，切斷電路。其動作原理簡單，安裝方便，
一般不單獨使用，主要用來配合其他電器使用。主要動作特點：一是電流要達到
一定值，該值在熔斷器出廠前已經(jīng)做好，無法更改;二是電流達到一定值后要經(jīng)
過一定的時間，該時間也是廠家做好的，無法更改，但是類型很多，包括延時動
作、快速動作、超快速動作等;三是動作后本體損壞，不能重復使用，必須更換;
熔斷器是否熔斷可以通過熔斷指示器判別，也可通過熔體外觀上判別;常用的保
險絲、保險管都屬于該類電器范圍。負荷開關具有簡單的滅弧裝置，滅弧介質(zhì)一般采用空氣，可以接通和分斷一
定的電流和過電流，但是不能分斷短路電流，不能用來切斷短路故障。所以絕對
不允許單純用負荷開關來替代斷路器;如果要采用負荷開關，必須與前面提到的
高壓熔斷器配合使用(實際上往往用熔斷器和負荷開關串聯(lián)使用，用作簡單的過
負荷保護，以降低工程造價)。負荷開關與隔離刀類似，都有明顯的斷開間隙，
可以很容易的判別電路是處于接通還是斷開狀態(tài)。
簡單的說，變壓器就是利用交變電磁場來實現(xiàn)不同電壓等級轉(zhuǎn)換的設備(實
際上是電能的轉(zhuǎn)換)，其變換前后的電壓不發(fā)生頻率上的變化。按照其用途可以
分很多種，如電力變壓器、整流變壓器、調(diào)壓器、隔離變壓器，以及CT、PT等。
我們在工程現(xiàn)場經(jīng)常遇到的是電力變壓器。與變壓器相關的一些主要的技術參數(shù)包括：
1、額定容量：指額定工作條件下變壓器的額定輸出能力(等于U×I，單位為kVA)；
2、額定電壓：空載、額定分接下，端電壓的值(即一次、二次側電壓值)；
3、空載損耗：空載條件下，變壓器的損耗(也叫鐵耗)；
4、空載電流：空載條件下，一次側線圈流過的電流值；
5、短路損耗：一次側通額定電流，二次短路時所產(chǎn)生的損耗(主要是線圈電阻產(chǎn)
生的)；
6、分接(抽頭)的概念：為適合電網(wǎng)運行需要，一般的變壓器高壓側都有抽頭，
這些抽頭的電壓值都是用額定電壓的百分比表示的，即所謂的分接電壓。例如，
高壓10kV的變壓器具有±5%的抽頭，就是說該變壓器可以運行在三個電壓等級：
10.5kV(+5%)、10kV(額定)、9.5kV(-5%)。一般來說，有載調(diào)壓變壓器的抽頭數(shù)(分
接點)較多，如7分接點(±3×2.5%)和9分接點(±4×2%)等。由于不能夠完全
保證分接開關的同步切換，所以有載調(diào)壓變壓器一般不能夠并聯(lián)運行。
7、有功負荷：電力系統(tǒng)中產(chǎn)生機器能或熱能的負荷。但是負載中純阻性的負荷
只消耗有功功率，如電熱、電爐、照明等電力負荷完全是有功負荷。而異步電動
機、同步電動機的負載中既消耗有功功率，同時又消耗無功功率，其中作功產(chǎn)生
機器能的部分屬有功負荷。有功負荷要由發(fā)電機有功功率來供應。8、無功負荷：在電力負載中不作功的部分。只在感性負載中才消耗無功功率。
如：變壓器、電動機、空調(diào)、冰箱等。所以在發(fā)電機輸出有功功率的同時，還需
要提供無功功率。無功功率不能滿足電網(wǎng)時，系統(tǒng)的電壓將會下降，為了滿足用
戶的需求，所以在變電所里要安裝無功補償器，來保持無功功率的平衡，這樣才
能維持電壓水平。
9、事故備用：電力系統(tǒng)中備用容量的組成部分之一。由于發(fā)電設備可能發(fā)生臨
時性或永久性的故障而影響供電，所以系統(tǒng)必須設置一定數(shù)量的事故備用電源，
來確保電力設施的安全。
10、系統(tǒng)解列：為了防止系統(tǒng)失步和事故擴大，將完整的電力系統(tǒng)分解為幾個不
再同步運行的獨立系統(tǒng)的一種措施。解列后某些局部系統(tǒng)可能會發(fā)生功率不足，
頻率和電壓的下降因此需要切除部分負荷，來防止整個系統(tǒng)的穩(wěn)定遭到破壞。
互感器實際上就是一種特殊的變壓器，主要用來從電氣上隔離一次回路與控
制回路，從而擴大二次設備(儀表、綜保等)的使用范圍。采用PT/CT可以避免一
次回路的高電壓/大電流直接進入到二次控制設備(如：儀表、綜保裝置等)，也
可以防止由于控制設備故障影響一次回路的運行。
1、電流互感器(CT、AV)的特點是：一次側繞組N1粗而少、二次側繞組N2細而
多，二次側的額定電流I2一般為5A(根據(jù)N1I1=N2I2可以近似算出一次側電流