PIX 12,24kV空气绝缘开关柜解析

XGN-12系列全绝缘中压环网开关柜
产品概述
HXGN□-12/24 系“全绝缘、全密封、智能化”开关设备，适用于3~24kV配电系统；具有固定式组合型环网单元与灵活扩展型单元模块两种形式，既适合网络节点或用户终端的要求，又能满足各种二次变电站对紧凑型开关柜灵活使用的需要。

固定式单元组合最多可提供6路标准配制。

产品结构新颖、布局紧凑，其所有带电部件均置于不锈钢气室中，完全密封；整个开关装置不受外部环境条件的影响，确保设备运行可靠性及人身安全，并且实现免维护；用户通过选择可扩展母线，可以实现任意组合，达到全模块化设计；扩展母线完全绝缘和屏蔽，确保了高可靠性和安全性；设备运行过程通过监控单元和微机综合保护装置可以实现智能化控制。

广泛适用于工业、民用电缆环网供电终端、二次配电站、开闭所、工矿企业、机场、铁路、商业圈、高层建筑、高速公司、地铁、隧道等配电领域。

使用条件满足GB/T 11022标准有关规定，并能满足凝露及Ⅱ级污秽场所。

符合标准：GB3906、GB3804、GB16926、DL/T 404 IEC62271-200
结构特点
◎全绝缘、全密封，结构紧凑，体积小，重量轻
◎所有高压带电元件全部密封在SF6气体的箱体内
◎设计模块化设计可实现各种主接线的组合方式
◎通过母线连接器实现柜体的任意扩展，全屏蔽电缆进出线
◎有手动、电动两种操作方式可供选择，可实现远程控制
◎可配用断路器柜、高压计量柜
◎不受恶劣环境及场所的影响，抗凝露、凝霜、盐雾等
◎防洪能力强（24小时水下施加30kPa的压力浸水试验），长寿命，免维护
◎可配用智能化监控单元，满足配网自动化升级要求
技术参数。

关于24kV高压开关柜结构和绝缘设计的几点建议摘要：由于24kV高压开关柜在满足提高电力负荷容量方面的突出优势，使其在电力行业中悄然兴起。

文章重点介绍24kV高压开关柜的结构和绝缘设计。

关键词：24kV高压开关柜；结构和绝缘；设计建议目前，我国中压配电网络普遍采用10kV电压等级供电。

随着经济的高速发展，电力负荷呈迅猛增长态势，越来越明显地暴露出现有供电方式的弊端。

由于24kV高压开关柜在满足提高电力负荷容量方面的突出优势，使其在行业中悄然兴起。

根据国家电网公司“关于推广20kV电压等级的通知”的精神，20kV电压等级快速升温。

24kV高压开关柜作为重要的电压等级配电产品，其结构和绝缘设计成为行业中关注的焦点。

根据电力行业的标准《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》(DI/T593-2006)中对开关柜的绝缘要求有明确的规定，24kV产品绝缘要求如下：空气净距(相间、相对地)：180mm；工频耐压(相间、相对地)：50/65 kV/min，(断口)：64/79 kV/min；雷电冲击耐受电压(相间、相对地)：95/125 kV/min，(断口)：115/145kV/min。

注：斜线左方的数据适用于中性点接地系统，斜线右方的数据适用于中性点经消弧线圈接地或不接地系统。

24kV高压开关柜根据绝缘方式可分为空气绝缘金属封闭开关柜和气体绝缘SF6环网柜。

24kV空气绝缘金属封闭开关柜以中置移形式(以下简称24kV中置柜)为设计热点。

现以24kV中置柜及气体绝缘SF6环网柜为例，浅谈几点结构和绝缘设计方面的建议，仅供参考，并请指正。

124kV中置柜设计24kV中置柜的技术来源主要分以下三类：第一类从12kV KYN28-12产品直接更换与绝缘相关的零部件升级而来；第二类国外中置式产品进入国内，如：ABB、伊顿森源相关产品；第三类国内自行研制开发的24 kV中置柜。

最后一类是针对国内现有技术条件及要求开发设计的，最具市场竞争力。

PIX 12~24kV中置式金属封闭开关设备产品目录施耐德电气在中国1987年，施耐德电气在天津成立第一家合资工厂梅兰日兰，将断路器技术带到中国，取代传统保险丝，使得中国用户用电安全性大为增强，并为断路器标准的建立作出了卓越的贡献。

90年代初，施耐德电气旗下品牌奇胜率先将开关面板带入中国，结束了中国使用灯绳开关的时代。

施耐德电气的高额投资有力地支持了中国的经济建设，并为中国客户提供了先进的产品支持和完善的技术服务，中低压电器、变频器、接触器等工业产品大量运用在中国国内的经济建设中，促进了中国工业化的进程。

目前，施耐德电气在中国共建立了77个办事处，26家工厂，6个物流中心，1个研修学院，3个研发中心，1个实验室，500家分销商和遍布全国的销售网络。

施耐德电气中国目前员工数近22,000人。

通过与合作伙伴以及大量经销商的合作，施耐德电气为中国创造了成千上万个就业机会。

全球能效管理专家施耐德电气为世界100多个国家提供整体解决方案，其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。

致力于为客户提供安全、可靠、高效的能源，施耐德电气2009年的销售额为158亿欧元，拥有超过100,000名员工。

施耐德电气助您——善用其效，尽享其能！施耐德电气善用其效 尽享其能施耐德开关（苏州）有限公司施耐德开关（苏州）有限公司是1992年成立的合资企业，其前身历经了苏州阿尔斯通开关有限公司和苏州阿海珐开关有限公司。

公司提供符合GB 和IEC 标准的7.2-40.5kV 各类中压开关设备。

近二十年来，通过引进国际先进的中压开关电器技术及其生产加工和测试手段，为电力、石化、冶金钢铁、交通运输和公共设施等领域提供了一系列成套设备。

PIX 12~24kV中置式金属封闭开关设备目录2满足您从1到24kV的配电系统要求的最好产品 (2)满足权威技术标准的最佳选择 (3)可以应用于所有配电市场 (3)4PIX配电系统的组成 (4)功能单元描述 (4)主要特点 (4)开关柜基本参数及主要技术性能指标（表1） (5)开关柜外形尺寸（mm）（表2） (5)6正常运行条件 (6)特殊运行条件 (6)78HVX断路器型号的组成 (8)HVX断路器特性参数 (8)9断路器的工作原理 (9)结构 (9)抽出式手车 (9)极柱 (10)一次触头 (10)驱动单元 (11)基本配置 (11)12HVX型12kV、24kV抽出式真空断路器 (12)141617概述及应用 (17)执行标准及技术参数 (18)19252930满足您从1到24kV的配电系统要求的最好产品PIX适用于三相交流50Hz、额定电压至24kV、母线和馈线电流至4000A, 短时耐受电流40KA的单母线和单母线分段系统作为接受和分配电能的户内铠装移开式交流金属封闭开关柜设备。

中压领域常用三种绝缘介质开关柜的优缺点内容摘要：本文简单介绍了中压领域常用开关柜的种类和各自的特点，通过几种开关柜的对比，明确指出了三种绝缘介质的开关柜的优缺点。

引言在12-24KV电压范围内各种SF6充气柜(GIS，较高气压时用钢板或铸铝容器，较低气压时用焊接金属柜)，和传统空气绝缘开关柜(AIS，金属铠装或较简单的箱式柜)两种开关柜并存。

因此几乎世界上大的电器公司都有品种齐全的两种开关柜如ABB的UNISWITCH系列开关柜(空气绝缘开关柜)和Safe系列开关柜(SF6充气柜);施耐德的SM6系列开关柜(空气绝缘开关柜)和RM6系列开关柜(SF6充气柜)。

前些年随着开关柜技术的发展，出现了固体绝缘开关柜，下面介绍下三种开关柜的对比，并分别介绍下三种绝缘介质开关柜的优缺点。

1、空气绝缘开关柜：这种开关柜主要有两种，一种是铠装中置柜如KYN28，一种是像是固定柜XGN。

所谓空气绝缘开关柜，是因为柜内的各种开关之间的连接部位是靠空气绝缘的。

大家都知道10KV在空气中的安全绝缘距离是125mm，因此以空气作为绝缘介质的开关柜体积都比较大，箱体内有很多浪费的空间。

通常条件下，间隙的击穿电压随空气压力、密度、湿度的变化而变化，在高海拔地区、潮湿、日夜温差大易形成凝雾、灰尘多以及常有小动物出现的地区，都会使安全绝缘距离加大(海拔每增1000m，绝缘距离加大10%)。

可以看出，在不同的使用环境下对以空气为绝缘介质的开关柜在设计、制造、安装和使用上都有着不同的要求。

在某些环境恶劣的地区，是不适合使用这种开关柜的。

2、SF6充气柜：这种开关柜将数组开关和相关带电部件整体上封闭于SF6气箱中，每个单元充入4-5公斤的SF6气体作为带电体对地及相间绝缘介质(如ABB公司的Safe柜，施耐德的RM6)。

SF6气体优异的绝缘性能不但能有效地缩小了开关柜的体积，这种开关柜壳体良好的密封性使它排除了外界环境的影响，特别适用于环境条件恶劣场所。

气体绝缘开关柜原理
气体绝缘开关柜是一种常用于电力系统中的高压开关设备，其原理是利用高压气体作为绝缘介质，实现对电力系统的控制和保护。

这种开关柜具有可靠性高、体积小、运行稳定等优点，被广泛应用于电力输配电系统中。

气体绝缘开关柜的工作原理是利用高压气体的绝缘性能来隔离和切断电路。

在正常情况下，气体绝缘开关柜的主要部件，如主触头、动触头等，都处于闭合状态，电流可以顺利通过。

当需要切断电路时，操作人员通过控制装置将气体绝缘开关柜的主触头和动触头分离，此时电路被切断，电流无法通过。

气体绝缘开关柜的绝缘介质是高压气体，常用的气体有硫化氢和氮气。

这些气体具有良好的绝缘性能，能够有效隔离电路，防止电流泄漏和电弧发生。

同时，高压气体还能够有效吸收和耗散电弧产生的能量，保护开关柜内部的设备和人员的安全。

气体绝缘开关柜还具有良好的操作性能和可靠性。

操作人员可以通过控制装置远程操控开关柜的开关动作，而无需亲自接触高压电路，提高了操作的安全性。

同时，由于气体绝缘开关柜的主要部件采用密封结构，能够有效防止外界环境的影响，保证了设备的可靠性和稳定性。

总结来说，气体绝缘开关柜是一种利用高压气体作为绝缘介质的高
压开关设备。

它通过控制气体的流动来实现对电路的切断和闭合，具有良好的绝缘性能、操作性能和可靠性。

在电力系统中的应用广泛，为电力输配电提供了重要的保护和控制手段。

12~24kV PIX 配真空断路器安装、调试、运行和维护说明书2关于本说明书的说明正常使用的环境条件（根据标准CEI60694）● 允许的环境温度周围环境温度应在– 5°C 和 +40°C 范围内。

日平均温度不应超过35°C● 设备安装海拔高度高压设备可以运行的海拔高度最高至1000m 。

超过该高度的话，应考虑降低耐压水平。

因此，必须使用绝缘水平合适的设备。

● 允许的空气污染周围环境无尘埃、无烟、无腐蚀性或可燃性气体、无蒸汽或盐雾。

● 允许的大气湿度日平均大气湿度不应超过95%.日平均水蒸汽压力不应超过22 mbar 月平均湿度不应超过90％。

月平均水蒸汽压力不应超过18 mbar。

当过分通风而使温度突变，大气湿度高或有热空气时，可能会发生凝露现象。

可以在局部或在建筑物中考虑适当地通风、去湿、加热等措施，而避免出现凝结水。

当湿度大于75％时，我们建议您采取适当的措施，对此ALSTOM 可以提供必要的帮助。

3其它技术说明书● AMTNT 023 润滑通用规程● N °531322 HVX 型断路器操作规程（电动推进）● N °531312 HVX 型断路器操作规程（手动推进）●N °531362 UTX & MTX 操作规程● TM001 CVX 型接触器安装－运行－维护● AMTNoT053 DCX 安装－调试－运行● AMTNoT054 DCX PC 参数选择说明书● AMTNoT069 DCX Modbus 开关● AMTNoT077 PIX 补充设备本说明书中所涉及的操作所需要的工具和物品（不在供货范围内） - 切割刀- 撬棍- 开口扳手8、13、16、18-套筒扳手8、13、16、18- 内六角扳手8、10、12- 带套筒13、16、18和带内六角套筒12的扭力扳手- 螺丝刀- Torx 25螺丝刀- 剪钳- 4根吊索（承重1000kg ）- 干抹布- - 溶剂（耐压＞30kV ），含氯产品除外-- Moilplex 47、Mobilux EP3 de Mobil或StabilubeSophs T6机械润滑脂- Electrolube 2GX Comindux 电气接触润滑脂操作或带电维护特殊规定在设备投运和正常运行期间，要遵守电气安全指令一般规则（手套、绝缘垫等……），以及要遵守操作指令。

（2009年版）国家电网公司物资采购标准（开关柜卷环网柜册）12kV、24kV环网柜通用技术规范（编号：1016006-0000-00）国家电网公司二〇〇九年十二月对应的专用技术规范目录目录1 总则 (3)1.1一般规定 (3)1.2投标人应提供的资格文件 (3)1.3适用范围 (4)1.4对设计图纸、说明书和试验报告的要求 (5)1.5标准和规范 (7)1.6投标人必须提交的技术参数和信息 (8)1.7备品备件 (8)1.8专用工具与仪器仪表 (9)1.9安装、调试、性能试验、试运行和验收 (9)2 结构要求 (9)2.1环网柜技术参数 (9)2.2通用要求 (9)2.3负荷开关（断路器） (14)2.4负荷开关-熔断器组合电器 (15)2.5隔离开关 (15)2.6接地开关 (15)2.7电流互感器 (15)2.8电压互感器 (16)2.9避雷器 (16)2.10母线 (16)3 试验 (16)3.1型式试验 (16)3.2出厂试验 (17)3.2现场交接试验 (17)4 技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (18)4.1技术服务 (18)4.2设计联络会 (19)4.3工厂检验和监造 (19)5 一、二次及土建接口要求 (20)5.112K V环网柜要求 (20)5.224K V环网柜要求 (28)1 总则1.1 一般规定1.投标人应具备招标公告所要求的资质，具体资质要求详见招标文件的商务部分。

2.投标人须仔细阅读包括本技术规范（技术规范通用和专用部分）在内的招标文件阐述的全部条款。

投标人提供的12kV、24kV环网柜应符合招标文件所规定的要求。

3.本招标文件技术规范提出了对环网柜的技术参数、性能、结构、试验等方面的技术要求。

4.本招标文件提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标人应提供符合本技术规范引用标准的最新版本标准和本招标文件技术要求的全新产品，如果所引用的标准之间不一致或本招标文件所使用的标准与投标人所执行的标准不一致时，按要求较高的标准执行。

12kV干燥空气气体绝缘开关柜热分析及优化赵婧;杨长洲;徐敏;肖松【摘要】数学建模、热源计算、仿真结果和温升实验表明,在相同充气压力下,SF6的对流散热能力远大于干燥空气;在同尺寸、同气压且自然对流的条件下,干燥空气气体绝缘开关柜的温升比SF6气体开关柜高出约12K,干燥空气开关柜温升超出了国标.故采用提高主回路导体和壳体表面的发射系数,添加主回路散热器等方法对开关柜结构进行优化,仿真结果表明,优化后的干燥空气开关柜温升符合国家标准要求,提高了干燥空气开关柜的可靠性和安全性.【期刊名称】《厦门理工学院学报》【年(卷),期】2018(026)005【总页数】6页(P19-24)【关键词】12kV气体绝缘开关柜;热分析;干燥空气;SF6气体【作者】赵婧;杨长洲;徐敏;肖松【作者单位】厦门理工学院电气工程与自动化学院,福建厦门361024;厦门理工学院电气工程与自动化学院,福建厦门361024;厦门理工学院电气工程与自动化学院,福建厦门361024;厦门理工学院电气工程与自动化学院,福建厦门361024【正文语种】中文【中图分类】TM591中压开关柜是配电系统的重要组成部分，随着人们对环保问题的日益重视，干燥空气气体绝缘开关柜成为一种发展趋势[1]。

除环保性能外，中压开关柜的热性能关系到整个开关柜能否正常工作和长期使用。

当开关柜运行电流过大、安装工艺不完善或者设计存在一定缺陷时，容易造成开关柜的温升超标，进而直接影响开关柜的安全稳定运行[2-4]。

目前，不少高校和企业研究人员对气体绝缘开关柜做了相关的研究。

张俊民等[5]对27.5 kV GIS开关柜母线室建立了传导、对流和辐射换热相互耦合的数学模型，得到了母线室内的三维温度场与气流场的分布;程显等[6-7]对SF6和N2混合气体开关柜进行仿真计算，当通入1.1倍额定电流时开关柜温升在国标规定范围内，可知SF6混合气体一定程度上可满足开关柜散热的需求。

关于PIX 12型10kV铠装移开式开关柜HVX 12型真空断路器操作存在问题的分析摘要：PIX 12型10kV铠装移开式开关柜HVX 12型真空断路器的在经过较长时间使用后，偶尔出现断路器小车在“工作”位置状态时，小车位置指示辅助接点失灵，导致断路器无法正常合闸的操作缺陷，因无法通过直观手段及时有效的发现该问题，给操作人员分析和处理该缺陷增加了困难。

本文通过对该型机构的研究和分析，结合存在的问题，提出改进方法，并在工作实际中加以改进和完善。

关键词：断路器小车；合闸回路；工作位置接点“S9”；TWJ跳闸位置继电器引言220kV XX变电站自1994年11月投入运行，投产初期10kV开关柜均采用传统带两侧刀闸形式，由于运行年限较长，自2007年开始，220kVXX变电站开始对原有10kV配电设备实施更换改造，将传统旧式10kV开关柜更换为AREV A 公司PIX 12型铠装移开式交流金属开关柜，PIX 12型开关柜配有AREV A公司的HVX 12型抽出式真空断路器。

该型断路器有以下优点：1、采用PIX 12型铠装移开式交流金属开关柜因其具有操作简单，状态转换快速。

2、PIX 12型铠装移开式交流金属开关柜机械闭锁相对可靠。

3、在额定短时耐受电流的工况下，开关柜峰值耐受电流高达100kA，直流分量达到40%，额定短路电流开断次数高达100次，目前在国际同类产品中处于领先地位。

4、PIX12主要运用于三相交流50Hz，额定电压至12kV，额定电流至40kA/4000A单母线及单母线分段系统中，作为接受和分配电能的户内铠装移开式交的部位均采用折弯扣接结构，大大提高了柜体的抗内部电弧故障能力。

5、骨架造型美观，结构合理，能可靠地承受机械、电气和热应力，变形量极小，为开关柜良好的电气性能提供了可靠保证。

6、断路器采用中置式安装，重量由开关柜侧板承担，对地基的平整度要求较低，灵巧的多功能断路器手车运输托架。