矿安高压开关柜是矿山电力系统中的重要设备，用于控制和保护高压电气设备。其结构设计与工作原理如下：

一、结构设计

矿安高压开关柜通常采用金属封闭式结构，由柜体和可移开部件（即手车）两大部分组成。柜体由钢板弯制而成，分为断路器室、母线室、电缆室、继电器室等几个部分，各部分之间用钢板或高强度绝缘板隔离。手车则包括断路器手车、计量手车、隔离手车等，可根据需要配置。

1. 断路器室：用于安装高压断路器，是开关柜的核心部分。断路器手车可以在工作位置和试验位置之间移动，方便进行断路器的检修和试验。
2. 母线室：用于安装主母线和分支母线，母线采用绝缘套管进行绝缘。母线室还设有静触头，与手车上的动触头配合，实现电路的接通和断开。
3. 电缆室：用于连接进出线电缆，设有电缆支架和接地装置。电缆室还设有观察窗，方便观察电缆的连接情况。
4. 继电器室：用于安装二次控制元件和接线端子，如继电器、按钮、指示灯等。继电器室还设有小母线，用于连接各二次元件。

二、工作原理

矿安高压开关柜的工作原理主要基于高压断路器的开断和关合功能。当电力系统发生故障时，高压断路器能够迅速切断故障电流，保护电气设备和人身安全。

1. 正常工作时，高压断路器处于合闸状态，电流通过断路器、母线和电缆传输到负载。此时，继电器室内的二次元件对电路进行监控和保护。
2. 当发生故障时，如短路、过载等，继电器室内的保护元件会动作，发出跳闸信号给高压断路器。高压断路器接收到信号后，会迅速断开电路，切断故障电流。
3. 故障排除后，可以通过手动或自动方式将高压断路器重新合闸，恢复供电。

此外，矿安高压开关柜还具备五防功能，即防止带负荷分合隔离开关、防止误分误合断路器、防止带负荷合闸接地开关、防止接地开关闭合时送负荷、防止误入带电间隔。这些功能通过机械联锁和电气联锁实现，操作的安全性和可靠性。