開關柜（switch cabinet）是一種電氣設備，開關柜外線先進入柜內(nèi)主控開關，然后進入分控開關，各分路按其需要設置。如儀表，自控，電動機磁力開關，各種交流接觸器等，有的還設高壓室與低壓室開關柜，設有高壓母線，如發(fā)電廠等，有的還設有為保主要設備的低周減載。

開關柜（switchgear）的主要作用是在電力系統(tǒng)進行發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過程中，進行開合、控制和保護用電設備。開關柜內(nèi)的部件主要有斷路器、隔離開關、負荷開關、操作機構、互感器以及各種保護裝置等組成。開關柜的分類方法很多，如通過斷路器安裝方式可以分為移開式開關柜和固定式開關柜；或按照柜體結構的不同，可分為敞開式開關柜、金屬封閉開關柜、和金屬封閉鎧裝式開關柜；根據(jù)電壓等級不同又可分為高壓開關柜，中壓開關柜和低壓開關柜等。主要適用于發(fā)電廠、變電站、石油化工、冶金軋鋼、輕工紡織、廠礦企業(yè)和住宅小區(qū)、高層建筑等各種不同場合。

開關柜中導體的選用及計算方法

對中壓開關柜中硬導體的矩形導體的選擇進行了計算和分析。計算結果表明，矩形硬導體的選擇以導體的載流量為依據(jù)，而導體的載流量又與導體的材質(zhì)、形狀、顏色、安裝形式及所處的環(huán)境溫度有關。

中壓開關柜中的硬導體包括滅弧室的動、靜導電桿，斷路器手車的觸臂和開關柜中的主母線、支母線、靜觸刀等。這些元件就決定了中壓開關柜在正常工作時的載流能力，因而在中壓開關柜的生產(chǎn)和選用過程中硬導體的選擇是一個非常關鍵的因素。本文僅就開關柜中的主母線、支母線、靜觸刀等矩形硬導體的選擇進行探討。

硬導體的種類

1）載流導體一般使用鋁或鋁合金材料，其缺點是載流量小于銅導體，焊接困難，一般用在額定電流2500A以下的范圍。

銅導體一般在下列情況下使用：位于化工廠（其排除大量腐蝕性氣體對鋁質(zhì)材料有影響者）附近的屋外配電裝置；發(fā)電機出線端子處位置特別狹窄以及鋁排截面太大穿過套管有困難時；持續(xù)工作電流在4000A以上的矩形導體，由于安裝有要求且采用其它形式的導體有困難時。但從實際的應用來看，銅導體的應用較普遍。

2）我國目前常用的硬導體形式有矩形、槽形和管形等。

單片矩形導體具有集膚效應系數(shù)小、散熱條件好、安裝簡單、連接方便等優(yōu)點，一般適用于工作電流≤2000A的回路中。

多片矩形導體集膚效應系數(shù)比單片導體的大，所以附加損耗增大。因此載流量不是隨導體片數(shù)增加而成倍增加的，尤其是每相超過三片以上時，導體的集膚效應系數(shù)顯著增大。在工程實用中多片矩形導體適用于工作電流≤4000A的回路。

當工作電流為4000A以上時，導體則應選用有利于交流電流分布的槽形或圓管形的成型導體。槽形導體和管形導體的集膚效應系數(shù)小，電流分布比較均勻，散熱條件好，機械強度高，但造價較高，安裝也不方便。

矩形導體截面的選擇計算

導體截面的選擇有多種方法，考慮到中壓開關柜一般都是長期工作制（大于8小時），故常用的是按工作電流進行選擇計算。在長期工作制時電流流過導體時的產(chǎn)熱和散熱存在如下關系：

產(chǎn)生的熱功率=散熱功率+自身溫升的吸熱功率，經(jīng)過一定時間后，溫升不再升高，進入穩(wěn)態(tài)，此時，產(chǎn)生的熱功率=散熱功率。

低壓開關柜的這些性能和要求不可忽視

低壓成套設備廣泛地應用在低壓系統(tǒng)的配電、電氣傳動和自動控制設備中，近年來，低電壓電器的使用大量增加，很多企事業(yè)單位都需要按需定做低壓開關柜，那么低壓開關柜都有哪些性能和要求需要廠家在定做中需要留意的呢，和專業(yè)開關柜定做廠家通意達小編一起來了解下吧。

1)設備的框架和外殼應有足夠的剛度和強度，外殼及各功能單元之間的隔板采用覆鋁鋅鋼板或優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板(厚δ≥2mm)經(jīng)靜電粉末噴涂處理，除應滿足內(nèi)部元器件的安裝要求外，還應能承受設備內(nèi)外電路短路時的電動力和熱效應，不因設備搬運、吊裝、運輸過程由于受潮、冷凍、撞擊等因數(shù)而變形和損壞。開關柜顏色采用淺駝色。

2)開關柜應設置各自獨立的功能單元小室、電纜室和母線室。柜內(nèi)全分隔，功能單元小室小室、電纜室和母線室之間的隔板均做到無鹵素、阻燃、自熄滅，整柜全封閉，防護等級達IP40。

3)抽屜式開關柜的抽屜單元在柜上應有“移動位置”、“試驗位置”、 “分斷位置”、“連接位置”、“分離位置”幾種確定的位置，對每一個位置均應有明顯的對應標志。

4)抽屜式開關柜的抽屜單元應有合適的導軌、止擋器和指示器，以使抽屜單元能容易地抽出和插入，在各位置均能精確定位和指示，便于運行人員確認和操作。抽屜單元框架在任何時候均應通過柜體可靠接地。

5)抽屜單元一次插頭應是彈性的指型插頭，表面鍍銀，保證抽出部分與柜體之間存在允許位置偏差時能保持良好的電接觸。

6)抽屜單元的活門采用SMC阻燃絕緣板制成?；铋T應能隨抽出部件插入、抽出自動打開和關閉。開關柜檢修時，活門的聯(lián)鎖可以解除，除檢修外，任何情況下都應防止帶電靜觸頭外露。

7)抽屜單元的抽出部件應設置機械聯(lián)鎖，在“連接位置”、“試驗位置”才允許斷路器或接觸器合閘和跳閘，當斷路器或接觸器處于合閘位置，應防止抽出部件移至“連接位置”或從“連接位置”移出。

8)為防止誤操作，抽出式部件采用掛鎖或其他閉鎖方式。

9)抽屜或固定分隔單元應按標準模數(shù)設計，尺寸相同的單元，抽出部件應能互換。除母線故障外，開關柜任何一個抽屜或任何一個固定分隔間隔故障，不能影響其他抽屜或固定分隔間隔的正常運行。

10)抽屜單元二次插頭應為插拔式或航空插頭，芯數(shù)不應少于24芯，單元內(nèi)及單元外引端子排至少應留有20％的備用端子。

11)低壓成套開關柜導電母線為銅母線，接頭處鍍銀，螺栓連接，并在長期運行中應保持不變的接觸壓力。接頭處應不少于兩個螺栓。母線上任何一點及母線支持結構應承受與斷路器額定開斷電流相同的短路電流引起的熱效應(1s)和電動力。主母線及垂直母線全長均應為絕緣母線(套有熱縮絕緣護套)，此時母線各項技術參數(shù)均應保證，且母線載流量不受影響。

12)低壓開關柜內(nèi)應設置中性點工作母線和接地保護母線，工作母線和接地保護母線均采用銅質(zhì)，且應貫穿低壓開關柜組全長。接地保護母線的顏色應符合GB2681-81“電工成套裝置中的導線顏色”的規(guī)定，所有不帶電的金屬部件應有效地接到開關柜的保護接地母線上。

13)中性點工作母線和接地保護母線應在開關柜組兩端設置專用接地引線端子板，引線端子板應為雙螺栓型，且設有明顯的符號標志。

14)開關柜柜內(nèi)導體及其他部件的溫升應符合國標《低壓成套開關設備》GB7251－87的規(guī)定。

15)開關柜的間隔應在每個回路上框架正面、電纜室接電纜處及抽屜或分隔面板上分別設置標志牌，標志牌上標有負荷名稱和回路編號，且標志牌可以更換。

16)每一臺開關柜均應設置照明裝置，每一照明裝置應設有獨立的小型斷路器兼作保護和操作設備。

17)低壓開關柜主進線采用母排上進線方式，饋電柜采用電纜下出線方式。在進線柜上裝有進線斷路器、合閘指示燈、三相電流表和電壓表。

18)低壓開關柜各出線單元均有“運行”指示燈，“停車”指示燈、三相電流表。

19)開關柜應在最大短路故障時安全運行，并能承受由此引起的電氣、機械應力，在故障條件下所產(chǎn)生的氣體通過壓力釋放口排放，壓力釋放口的位置不允許朝向操作人員，800A及以上的功能單元應單獨設有排氣口或噴氣口，較小的功能單元可共用一個噴氣口。

20)柜體頂部設有吊環(huán)，易于吊裝。產(chǎn)品出廠時，柜體的底部配有木質(zhì)底座，易于叉車鏟入底部運輸。

開放式開關柜中局部放電如何做？

盡管有一些困難，但及時通過開關柜局部放電檢測儀（別稱：局部放電測試儀）評估開放式開關柜的技術條件和診斷局部放電非常重要。

開放式開關柜位于自由空間內(nèi)。設備的所有部件都位于金屬或混凝土的基礎上，彼此之間保持一定的距離。為了安全起見，必須保護帶有室外開關柜的區(qū)域，防止無能力的人員進入。

戶外開關柜的主要特點：

?減少處所的建造和安裝費用；

?室外開關設備允許使用各種尺寸的電氣設備，這使其成為高壓操作的必要設備；

?用于室外開關柜的改造和擴展，比室內(nèi)開關柜更簡單，方便。

?由于沒有外殼，因此可以目視觀察。

在戶外開關設備的操作過程中具有相當重要的優(yōu)勢，顯示了設備直接取決于氣候條件。不利的環(huán)境導致設備元件過早磨損，并引起部分電荷的出現(xiàn)。

局部放電是在絕緣層及其表面上形成的低功率火花電荷。當大量發(fā)生局部放電時，會破壞絕緣蓋的完整性并發(fā)生電擊穿。定期監(jiān)控和及時檢測局部放電，診斷開關設備和測量局部放電可以防止有害后果。

局部放電檢測儀

診斷開關柜中的部分電荷

為了診斷和測量局部放電，使用了根據(jù)各種方法工作的儀器：電，電磁，聲，化學，光學等。這些方法的不同之處在于收集信息的方法和在測量過程中獲得的數(shù)據(jù)量。開放式開關設備的范圍不允許使用暗示將傳感器（例如感應式或電容式）直接連接到電纜的設備或芯線的設備。在這種情況下，將使用開關柜局部放電檢測儀。

是否需要局部放電監(jiān)測？

正如實踐和戶外開關設備的長期運行所顯示的那樣，對設備的最大損害不是由局部放電本身引起的，而是其對絕緣的最終作用所致。放電本身的能量很低，但總的來說，它們會產(chǎn)生很高的負載，可能會使設備無法工作。

在高強度下，會發(fā)生突破并破壞絕緣層的完整性，這會大大縮短使用壽命，并增加維修工作的復雜性。

通過測量和確定局部放電的位置，監(jiān)視設備的狀況以及診斷要素，您可以承擔并提供及時的幫助并消除缺陷。

開關柜局放帶電檢測的意義

隨著城市化來越來月快，隨之而來的用電量也與日俱增。中國高壓電發(fā)展也越來越大，國家對運輸及用電長期安全性問題也越來越重視。為用電安全國家出臺了一個又一個標準。在電力原件上，局部放電檢測也是非常重要的

目前在電網(wǎng)中，中高壓開關柜是使用極廣、數(shù)量最多的開關設備。中高壓開關柜是向用戶供電最直接的設備，其運行可靠性直接關系到供電質(zhì)量和供電可靠程度，同時由于開關柜自身的結構特點，開關柜一旦發(fā)生故障會導致大范圍用戶停電，設備停電造成電網(wǎng)的負荷損失，影響正常的社會生活、生產(chǎn)秩序，甚至造成不良的政治影響。

開關柜在投入實際運行后現(xiàn)場有效的檢測手段和試驗方法比較缺乏，而投運之前的交接試驗也有其自身的局限性，開關柜在生產(chǎn)、運行中所產(chǎn)生的缺陷一旦惡化會對開關柜的安全穩(wěn)定運行構成嚴重影響。局部放電檢測能直接反映出電氣設備內(nèi)部的絕緣狀況，是近年來開關柜狀態(tài)檢測的重要發(fā)展方向。

以前很長一段時間，對開關柜檢修主要依據(jù)DL/T596《電力設備預防性試驗規(guī)程》對開關柜所規(guī)定的項目和相應的試驗周期，定期在停電狀態(tài)下進行預防性試驗，這是一種計劃性的維修方式。這些年來的工作經(jīng)驗表明，預防性試驗有著非常明顯的滯后性，同時預防性試驗檢出缺陷的概率也很低。

從經(jīng)濟角度來看，停電預防性試驗試驗，會造成大面積用戶停電，造成一定的直接和間接經(jīng)濟損失，同時由于直接面對配網(wǎng)用戶，停電工作的開展難度較大，并且存在過修和失修的情況。從技術角度來看，停電預防性試驗條件不同于設備運行條件，因為設備正常運行時還有電磁感應、熱應力等其它因素的影響，停電預防性無法百分之百的模擬出運行狀態(tài)，因此很難發(fā)現(xiàn)運行中的絕緣缺陷和潛在的故障。

絕緣劣化發(fā)展的速度不盡相同，一般都是慢慢演化的過程，在此期間進行帶電檢測能夠發(fā)現(xiàn)其中一些狀態(tài)量的變化，而按照一定周期進行的預防性試驗則無法發(fā)現(xiàn)這類缺陷。

因此對中高壓成套開關設備的運行狀態(tài)進行局放帶電檢測(傳統(tǒng)方法需停電)具有如下重大意義：

避免開關柜突發(fā)事故：開關柜絕緣故障帶電檢測，對絕緣狀況進行檢測和評價，在絕緣缺陷發(fā)生的早期發(fā)現(xiàn)設備潛伏性缺陷，有效避免絕緣事故發(fā)生。

實現(xiàn)開關柜絕緣的狀態(tài)維修：借助開關柜絕緣故障帶電檢測結果，可以有針對性指導開關柜的檢修工作，避免盲目的停電計劃，提高停電檢修的工作成效。

提高開關柜檢修質(zhì)量：開關柜在完成現(xiàn)場安裝和現(xiàn)場檢修后，均需要進行嚴格的檢測試驗。開關柜絕緣故障帶電檢測能夠克服現(xiàn)場條件下試驗所受的限制，提供一個新的檢測手段，對于保證開關柜檢修質(zhì)量具有重要意義。

提高開關柜檢修效率：局放帶電檢測具備一定的定位功能，能夠彌補常規(guī)檢測方法不能定位的不足，極大地方便故障點和干擾源的查找，避免反復的停電拆卸和檢修，提高試驗檢修效率。

提高供電可靠性：現(xiàn)代電力系統(tǒng)對供電可靠性的要求越來越高，通過局部放電帶電檢測可以避免事故引起的用戶停電，從而提高供電可靠性。

開關柜局部放電的檢測方法介紹

由于施工工藝不達標、自然通風散熱效果差等原因，開關柜經(jīng)常會出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，如長時間不檢測、不提前處理，可能會造成高壓開關柜的不穩(wěn)定運行，影響配電系統(tǒng)和變電站的供電質(zhì)量，對整個供電系統(tǒng)的運行帶來影響。針對開關柜的局部放電，可以通過以下兩種方法進行檢測：

一，地電波檢測法：在開關柜絕緣層中發(fā)現(xiàn)局部放電時會產(chǎn)生電磁波，而開關柜的金屬外殼會將這種電磁波屏蔽掉一大部分，不過仍有小部分會通過金屬殼體的接縫或者氣體絕緣開關襯墊傳播出去，而且還會產(chǎn)生一個地電波通過設備金屬殼體外表傳向地下。地電波的范圍通過在幾毫伏直至幾伏之間，而且上升時間內(nèi)有幾個納秒。檢測時，可以將局部放電檢測儀的探頭設置于工作狀態(tài)中的開關柜的外表面，對其局部放電狀態(tài)進行檢測。

二，超聲波檢測法：基于能量的角度而言，局部放電的過程為能量瞬時爆發(fā)的過程，電能通過聲能、光能、熱能以及電磁能的形式釋放出去，電氣擊穿發(fā)生在空氣間隙，瞬間就可以完成放電，此時電能也會在一瞬間轉(zhuǎn)化為熱能，放電中心的氣體受到熱能的作用會發(fā)生膨脹，通過聲波向外傳播，傳播區(qū)域內(nèi)氣體被加熱后形成一個等溫區(qū)，其溫度超出環(huán)境溫度；等到這些氣體冷卻后開始收縮，則會產(chǎn)生后續(xù)波，后續(xù)波的頻率大于20kHz。通過超聲波檢測法，使用局放超聲巡檢儀產(chǎn)品檢測開關柜表面，即可直觀檢測出局放檢測點。

三，超高頻檢測法：局部放電產(chǎn)生的電磁振動會產(chǎn)生電磁波，局部放電脈沖會發(fā)生非常豐富的電磁波超高頻分量，實際應用過程中，局部放電的檢測可以利用兩個探頭進行，將探頭檢測到信號的時間順序作為判斷依據(jù)，最終確定放電源。

在實際的檢測中，使用局放超聲波檢測儀通過超聲波檢測法檢測開關柜局放現(xiàn)象較為普通，這是因為使用超聲波局放檢測儀檢測時，只需將檢測探頭貼到開關柜金屬表面上即可，操作簡單、檢測高效。