XGN46-40.5 箱型固定式气体绝缘交流金属封闭开关设备

安 装 使 用 说 明 书

编 号： 0TK.412.119

泰开集团 山东泰开成套电器有限公司

2007 年 05 月

1 概述

XGN46-40.5 箱型固定式气体绝缘交流金属封闭开关设备（简称 C-GIS ）是 40.5kV 三相交流 50Hz 单母线及单母线分段系统的成套配电装置。主要用于发电厂厂用电、输变电系统变电所的受配电、 工矿企事业配电等场合以及高湿度（或凝露）、高海拔，污秽等环境条件下，实行控制、保护、监 测。

本开关柜高压部分以低压力 SF6 气体作为绝缘介质，并密封在不锈钢壳体内，与外界环境隔绝， 可以有效地防止污秽、潮气、外界物质及其它形式的有害影响，提高了绝缘的可靠性，并且有良好 的抗老化、防腐蚀性能。

采用固体绝缘母线，避免了气体绝缘开关设备在现场安装、运行扩展时抽真空、充气、水份处 理等涉及 SF6 气体现场处理的问题，现场安装方便。

选用新型一体化设计的 ZN-40.5/T 型真空断路器作为主开关，灭弧室水平布置于充气壳体内， 充分利用了真空灭弧室优异的开断性能，结构紧凑，性能优越，可靠性高。

采用三相联动转动闸刀型三位置开关，实现接通、隔离、接地三种功能。将隔离开关、接地开 关组合成一体，简化了结构，减少了零件数。

采用智能化控制和保护单元监测断路器、三位置开关、储能弹簧等元件的工作状态以及充气壳 体内的气体压力，控制断路器合、分闸和三位置开关的操作，实现断路器与三位置开关之间的电气 联锁，测量线路电流、电压、能量、频率等参量，记录故障信息，实现继电保护，取代常规二次控 制，简化了二次接线。

本开关柜满足 IEC60298 、 IEC60056 、 GB3906 － 91 、 GB1984-89 等标准，元件布置合理密封性好、 方案齐全可扩展，操作可靠安全，现场安装方便、简单，是先进的元器件与高新制造技术相结合的 新型配电装置。

2 技术数据

X G N 46 – 40.5 (Z) / T 2000 — 31.5

额定短路开断电流 额定电流 操动机构类别 主开关类型 额定电压 设计序号 使用场所 结构特征 产品名称

2.1 产品型号的组成及含义

产品名称 X —— 箱式金属封闭开关设备 结构特征 G —— 固定式 使用场所 N —— 户内 主开关类型 Z —— 真空 操动机构类别 T —— 弹簧操动机构

2.2 使用环境条件：见表 1

表1

使用地点	户内
环境温度	－25℃~＋40℃
海拔高度	2000m以下
空气湿度	日平均相对湿度≤95%月平均相对湿度≤90%
污秽等级	Ⅱ级
地震强度	水平加速度≤0.4垂直加速度≤0.2

注：在超过本技术条件规定的环境条件下使用时，由用户和制造厂协商。

2.3 外形尺寸及重量：见表 2

表 2

宽度×高度×深度	800mm×2380mm×1650mm
重 量	1000 kg

2.4 技术参数和要求

2.4.1 开关柜技术参数和要求：见表 3

表 3

	项 目	单位	参 数
	额定电压	kV	40.5
	额定频率	Hz	50
	额定电流	A	1250，1600，2000
额定	1 i工频耐受电压		相间、相对地 一次隔离断口
绝缘	mn	kV	95 110
水平	雷电冲击耐受电压		185 215
额定短路开	断电流（有效值）	kA	25，31.5
额定短路关	合电流（峰值）	kA	63，80
额定短时耐	受电流	kA	25，31.5
额定峰值耐	受电流	kA	63，80
额定短路持	续时间	s	4
控制回路的	额定电源电压	V	DC110，DC220，AC220
防护等级			外壳IP3X
SF6气体额	定压力(20℃时表压)	MPa	0.04

• 2.4.2 ZN-40.5/T 型户内交流高压真空断路器技术参数：见表 4

表 4

项	目	单位	参	数
	额定电压	kV		40.5
	额定频率	Hz		50
	额定电流	A	1250，	1600，2000
额定			相间、相对地	断口
绝缘	1min工频耐受电压		95	95
水平	雷电冲击耐受电压	kV	185	185
额定短路开断	电流（有效值）	kA	25	，31.5

项 目	单位	参 数
额定短路关合电流（峰值）	kA	63，80
额定短时耐受电流	kA	25，31.5
额定峰值耐受电流	kA	63，80
额定短路持续时间	s	4
额定分闸时间	ms	40±10
额定合闸时间	s	≤0.2
额定操作顺序		O-0.3s-CO-180s-CO
合、分闸操作方式		电动或手动
合、分闸操作电压及电流		DC220V，合闸电流0.96A，分闸电流0.90A
机械寿命	次	10000
电寿命	次	≥20

2.4.3 三位置开关技术参数：见表 5

表 5

项	目	单位	参 数
	额定电压	kV	40.5
	额定频率	Hz	50
	额定电流	A	1250，1600，	2000
额定	1 i工频耐受电压		相间、相对地	隔离断口
绝缘	mn	kV	95	110
水平	雷电冲击耐受电压		185	215
额定短时耐	受电流	kA	25，31.	5
额定峰值耐	受电流	kA	63，80
额定短路持	续时间	s	4
控制和辅助	控制回路的额定电源电压	V	DC110，DC220	，AC220
操动机构类	型		电动机操动	机构
操作时三相 （隔离至接	合闸不同期性 通、接通至隔离）	mm	3
电动操作时 （隔离→ ←接	分、合闸时间 通、接通→ ←隔离）	s	≤6
手动操作时	操作力矩	Nm	≤200

2.4.4 电流互感器变比、准确级及额定输出可根据用户要求定做。

2.4.5 电压互感器技术参数：见表 6

表 6

	额定	输出（	VA）	极限输	额定绝缘水平
额定电压比（kV）	0.2	0.5	3P	出（VA）	（kV）
（35/ 3）/（0.1/ 3）/（0.1/3）或 （35/ 3）/（0.1/ 3）/（0.1/ 3）/（0.1/3）	15	30	50	300	40.5/95/200

2.4.6 氧化锌避雷器技术参数：见表 7

表 7

系统额定电压	避雷器额定电	持续运行电压	直流1mA参考电压	标称放电电流下残压
（kV）	压（kV）	（kV）	（kV）	（kV）
35	51	40.8	≥73.0	≤134kV(8/20μs

3 基本柜型

基本柜型及其主接线方案见附图一。

4 C-GIS 结构 （见附图二）

本开关柜的设计符合 GB3906 － 91 中对开关设备的要求。 C-GIS 的主回路密封在 SF6 气体中，采 用固体绝缘母线和电缆进出线，整个柜体由充气和不充气两大部分组成。充气部分包括充气壳体、 断路器和三位置开关三部分。不充气部分包括柜体、断路器机构和三位置开关机构及其机械连锁、 固体绝缘母线三个部分，外壳防护等级为 IP3X 。

本开关柜具有架空、电缆进出线、母线分段、母联、计量及其它功能方案。

4.1 充气部分

4.1.1 充气壳体

高压带电部分密封于充满干燥绝缘气体的密闭充气壳体内，完全保证不受外界环境的影响。 充气壳体选用优质不锈钢板经过激光下料、数控折弯，最后通过氩弧焊工艺焊接而成。同一开关柜 内，断路器室和三位置开关室被分隔成两个不同的气室，不同开关柜间的气室也相互独立。 充气壳体内部气体压力由具有温度补偿的密度继电器监视，当超过 0.07MPa （ 20 ℃时表压）时， 密度继电器常闭接点打开，保护装置发出报警信号，当气体压力低于 0.02MPa （ 20 ℃时表压）时， 密度继电器常闭接点打开，保护装置发出报警信号，需要对充气壳体进行补气。充气壳体在出厂时 已将 SF6 充至额定工作压力。

4.1.2 断路器

ZN-40.5/T 型户内交流高压真空断路器配用新型真空灭弧室和改造后的 CT19 弹簧操动机构。产 品总体结构为前后布置，三只灭弧室由绝缘筒和固定法兰安装在断路器支架上，通过密封板与柜体 相联，使产品结构稳固紧凑，整体尺寸小。操动机构通过拉杆与断路器主轴相联，并通过绝缘拉杆 与真空断路器动导电杆相连接，带动真空灭弧室触头以规定机械参数分合运动。采用弹性元件（波 纹管）解决了动密封。

4.1.3 三位置开关

三位置开关安装在上充气壳体内，具有母线联接、隔离、接地三种功能，中间为隔离位置，在 两个极限位置，开关分别处于母线联接位置和接地位置。可电动或手动操作，其电动操作采用 PLC 模块控制，可有效地避免误操作。工作位置有清楚地显示，同时发出相应的电气信号。 4.2 不充气部分

4.2.1 柜体

开关柜柜体起着充气壳体的安装和固定作用，没有封装于充气壳体内的元器件均布置或安装于 该柜体。柜体选用优质敷铝锌板经数控钣金设备加工折弯成形，通过高强度紧固件连接而成，柜门 选用优质合金钢板折弯成型，采用喷塑或喷涂工艺，这样使柜体不仅具有很高的精度，而且与同类 设备相比具有重量轻、机械强度高、外形美观的优点。

4.2.2 母线及电缆

4.2.2.1 本连接器系列是采用进口硅橡胶制作，内部有精心设计的应力锥及屏蔽套，妥善地解决 了外屏蔽切断处及高压端处电场集中的问题，产品外部有一层半导电层，使带电部分全密封、全绝 缘、全屏蔽，从而保证了开关柜的可靠运行。

4.2.2.2 结构图：

• 1 CJB35 护套 2 双头螺栓 3 螺母 4 弹簧垫圈 5 垫圈 6 铜垫片

• 7 三通屏蔽套 8 三通母线连接体 9 母线应力锥 10 绝缘母线 11 接地线耳 12 接地线 13 螺母 14 垫圈 15 螺钉 16 支块 17 母线压接板 18 环氧堵盖 图一 CJ35-2000/3T 三通母线连接体

• 1 CJB35 护帽 2 双头螺栓 3 螺母 4 弹簧垫圈 5 垫圈 6 铜垫片

• 7 四通屏蔽套 8 四通母线连接体 9 母线应力锥 10 环氧堵盖 11 母线压接板 12 CJB35 接地箍 13 螺母 14 垫圈 15 螺钉 16 接地线 17 接地线耳 18 绝缘母线

图二 CJ35-2000/4T 四通母线连接体

• 1 护帽 CJB35 15 垫圈 2 环氧堵盖 16 螺钉 3 插入式终端头 17 接地线 4 导电垫块 18 接地线耳 5 导电铜垫 6 双头螺栓 7 垫圈 8 弹簧垫圈 9 螺母 10 插入式终端屏蔽套 11 J35-1250 插入式端子 12 CJB35 接地箍 13 应力锥 14 螺母

图三 CJ35-1250/XXX 插入式终端

4.2.2.3 安装插入式终端（ CJ35-1250/XXX ）前，请按照表 8 检查电缆绝缘外径：

表 8

型 号 规 格	电缆截面(mm 2 )	电缆绝缘外径mm
CJ35-1250/50	50	30-32
CJ35-1250/70	70	32-34
CJ35-1250/95	95	34-36
CJ35-1250/120	120	36-38
CJ35-1250/150	150	37-40
CJ35-1250/185	185	40-40.5
CJ35-1250/240	240	42.5-46
CJ35-1250/300	300	44.5-48
CJ35-1250/400	400	47.5-50
CJ35-1250/500	500	50-53

4.2.3 仪表室

仪表室内可安装继电保护控制组件、高压带电显示装置、仪表以及特殊要求的二次设备。 4.2.4 机构及其机械联锁

断路器配用弹簧操动机构，三位置开关配用电动机机构，真空断路器、三位置开关间有可靠 的电气联锁和机械联锁，实现了断路器、三位置开关间的电动或手动操作必须按规定的操动程序操 作才能得以进行。电动操作由智能控制和保护单元控制，控制单元已经实现了软件联锁，只能按操