高壓電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)培訓講義

1、高壓電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)培訓講義高壓電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)概況對于供電系統(tǒng)的降壓變電站來說，高壓一次有降壓用的變壓器、測量系統(tǒng)電壓電流用的互感器、防過電壓用的避雷器、開斷系統(tǒng)電流的斷路器（開關(guān)）等主要設(shè)備，其它還有隔離開關(guān)、母線、絕緣子、絕緣支瓶等輔助設(shè)備。電氣設(shè)備在變電站中根據(jù)其作用不同，按設(shè)計要求其放置位置也不同，圖2-1為變電站一角，目前大多數(shù)變電站均采取此種布置方法。圖2-1 變電站電氣設(shè)備布置圖下面結(jié)合實訓基地的情況，介紹高壓一次設(shè)備的結(jié)構(gòu)。第一節(jié) 變壓器變壓器借助電磁感應(yīng)作用，把一種電壓的交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的另一種或幾種電壓的交流電能。變壓器按電壓等級可分為：500kV、220kV、110kV、3

2、5kV、10kV等，如圖2-2、2-3、2-4所示。圖2-2 500kV單相變壓器 圖2-3 220kV三相三繞組變壓器 圖2-4 110kV三相三繞組變壓器圖2-6 110KV變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2-7 變壓器外部構(gòu)件名稱1箱蓋；2箱殼；3出線套管；4散熱器；5熱虹吸器；6防爆管；7油枕；8箱蓋吊攀；9油位計；10呼吸器。鐵芯：構(gòu)成磁通路器身內(nèi)部： 繞組：構(gòu)成電通路絕緣：相間、相地間、匝層間電的隔離變壓器油：絕緣、冷卻調(diào)壓裝置：輸出電壓的調(diào)整變壓器 保護裝置：在異常情況下，使變壓器免遭損壞或減輕損傷 油 箱：容納器身和絕緣介質(zhì)等 冷卻裝置：散熱 出線套管：固定引線并使它們相互間及對地絕緣 引 線

3、：與電網(wǎng)聯(lián)系變壓器按相別可分為單相和三相，按絕緣介質(zhì)可分為：充油、充SF6、干式等類型,目前常用的為充油變壓器。一、變壓器基本結(jié)構(gòu)電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)及主要部件作用如圖2-6、2-7所示。1.鐵芯鐵芯是變壓器的磁路部分，是電能轉(zhuǎn)換的媒介，主要作用是導磁，由磁導率很高的電工鋼片（硅鋼片）制成。它把一次電路的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍埽钟勺约旱拇拍苻D(zhuǎn)變?yōu)槎坞娐返碾娔?，如圖2-8所示。另外，鐵芯是變壓器的內(nèi)部骨架，鐵芯的夾緊裝置不僅使磁導體成為一個機械上完整的結(jié)構(gòu)，而且在其上面套有帶絕緣的線圈，支持著引線，并幾乎安裝了變壓器內(nèi)部的所有部件。1.1鐵芯的絕緣圖2-9 變壓器繞組外觀圖2-8 變壓器鐵芯外觀鐵芯

4、的絕緣有兩種，即鐵芯片間絕緣和鐵芯片與結(jié)構(gòu)件間的絕緣。鐵芯片間的絕緣是把芯柱和鐵軛的截面分成許多細條形的截面，使磁通垂直通過這些小截面時，感應(yīng)出的渦流很小，產(chǎn)生的渦流損耗也很小。鐵芯片間短路以及鐵芯片與其夾緊結(jié)構(gòu)件短路，將形成環(huán)流，是不允許的，因此鐵芯片與所有夾緊結(jié)構(gòu)件之間必須絕緣。如果形成的短路環(huán)流回路是順著磁通方向而不交鏈磁通，或者交鏈磁通很小，則影響不大。1.2鐵芯的接地鐵芯及其金屬結(jié)構(gòu)件在線圈的交變電場作用下，由于所處的位置不同，感應(yīng)出的懸浮電位也不同，雖然它們之間的電位差不大，但也會通過很小的絕緣距離而產(chǎn)生懸浮放電。放電瞬間兩點電位相同，即停止放電；再產(chǎn)生電位差，再放電，所以這種懸浮

5、放電是斷續(xù)的，放電的結(jié)果使變壓器油分解，損壞并固體絕緣，所以鐵芯及其金屬結(jié)構(gòu)件應(yīng)接地，使它們同處于零電位，且必須一點接地。如果鐵芯有兩點或兩點以上接地，則鐵芯中磁通變化時就會在接地回路中感應(yīng)出環(huán)流。這些環(huán)流將引起空載損耗增大，鐵芯溫度升高。若兩個接地點間包含的鐵芯片越多，短接的回路越大，環(huán)流也越大。當環(huán)流足夠大時，將燒毀接地片或鐵芯產(chǎn)生故障。2.繞組繞組是變壓器的電路部分，是由表面包有絕緣的銅（鋁）導線繞制而成，并套裝在變壓器的鐵芯柱上，導線材料可分為銅導線和鋁導線兩種。由于我國生產(chǎn)和使用的絕大多數(shù)是芯式變壓器，它的繞組都是采用同芯式結(jié)構(gòu)，而這種圓柱形的繞組正適合同芯式變壓器繞組的布置。變壓器

6、繞組應(yīng)具有足夠的絕緣強度、機械強度和耐熱能力，如圖2-9所示。繞組的絕緣主要有絕緣紙、絕緣紙筒、端絕緣和壓板、撐條、墊塊、角環(huán)、靜電屏等。2.1絕緣紙：在油浸變壓器中常用的絕緣紙是電纜紙，電纜紙在變壓器運行中有足夠的熱穩(wěn)定性，一般作為導線的匝絕緣、層絕緣或?qū)Ь€的覆蓋絕緣。2.2絕緣紙筒：為了提高抗短路能力，目前一般將低壓繞組直接繞在6mm左右的絕緣厚紙筒上，它既是繞組的支撐骨架，又作為繞組主絕緣的一部分，因此必須有足夠的機械強度和耐電強度。2.3端絕緣和壓板：端絕緣用來填平繞組的螺旋端面，提高繞組端部的機械穩(wěn)定性，同時又是繞組端部主絕緣的一部分。端部絕緣件包括鐵軛絕緣、鐵軛墊塊及紙板圈上粘有墊

7、塊的各種端部絕緣，用絕緣層壓紙板加工制成。繞組壓板是承受繞組軸向力的主要部件，其機械強度的高低直接影響繞組的抗短路能力。一般中小型電力變壓器和特種變壓器多采用鋼壓板，而目前大中型變壓器則多采用層壓紙板和層壓木板加工成壓板，這種絕緣壓板既有高的機械強度又有較高的電氣強度。2.4撐條和墊塊：在圓筒式繞組中油道撐條和墊塊既是層間絕緣，又是油冷卻繞組的油道。2.5角環(huán)：角環(huán)能延長高壓與低壓繞組的爬電途徑，可防止繞組之間或線餅之間的爬電，同時也改善了繞組端部的電場分布。2.6靜電屏：靜電屏的作用主要是改善繞組首端的電場分布，同時還能改善沖擊電壓作用下起始電壓分布。3.引線引線的作用是將外部的電能輸入變壓

8、器，又將傳輸?shù)碾娔茌敵鲎儔浩鳌Ｒ话惴譃槿N：繞組線端與套管連接的引出線、各相繞組之間的連接引線以及繞組分接頭與分接開關(guān)相連的分接引線。引線的絕緣主要取決于絕緣材料的電氣強度、電極形狀、電場強度和絕緣組合方式。應(yīng)該指出的是：引線絕緣不僅限于與引線有關(guān)的絕緣和距離，在實際測量中，還包括了變壓器器身整體布置的各個部分的絕緣。主要有：1) 引線對地、引線之間、引線對繞組的絕緣；2) 套管下端對地和對繞組的絕緣；3) 分接開關(guān)對地和對繞組的絕緣；4) 繞組到箱體的絕緣。4.變壓器油變壓器油主要有三種作用：4.1絕緣作用：變壓器油具有比空氣高得多的絕緣強度。絕緣材料浸在油中，不僅可提高絕緣強度，而且還可免

9、受潮氣的侵蝕。4.2散熱作用：變壓器油的比熱大，常用作冷卻劑。變壓器運行時產(chǎn)生的熱量使靠近鐵芯和繞組的油受熱膨脹上升，通過油的上下對流，熱量通過散熱器散出，保證變壓器正常運行。4.3消弧作用：在變壓器的有載調(diào)壓開關(guān)上，觸頭切換時會產(chǎn)生電弧。由于變壓器油導熱性能好，且在電弧的高溫作用下能分解了大量氣體，產(chǎn)生較大壓力，從而提高了介質(zhì)的滅弧性能，使電弧很快熄滅。三、變壓器的絕緣繞組線端的絕緣水平與中性點的絕緣水平相同的稱為全絕緣變壓器。繞組的中性點的絕緣水平低于線端的絕緣水平的稱為分級絕緣變壓器。采用分級絕緣的變壓器，由于中性點的絕緣水平相對較低，可以簡化絕緣結(jié)構(gòu)，節(jié)省材料，從而降低變壓器尺寸和制造

10、的成本。但分級絕緣的變壓器只允許在110kV及以上中性點直接接地的系統(tǒng)中使用。油浸式變壓器的絕緣可分為外絕緣和內(nèi)絕緣。1.外絕緣：外絕緣就是變壓器油箱外部的套管和空氣的絕緣。它包括套管和套管間及套管對地部分（如儲油柜）的空氣間隙距離的絕緣。2.內(nèi)絕緣：內(nèi)絕緣是指變壓器油箱內(nèi)各不同電位部件之間的絕緣。內(nèi)絕緣又可分為主絕緣和縱絕緣。2.1主絕緣主絕緣包括：繞組對地之間的絕緣、不同相繞組之間的絕緣和同相的不同電壓等級繞組之間的絕緣這三部分。這里所指的地是變壓器內(nèi)部與大地相連接的各金屬部件，它包括油箱、鐵芯和金屬夾緊件等。2.1.1繞組與鐵芯之間的絕緣繞組與芯柱之間的絕緣結(jié)構(gòu)是用厚紙筒與粘在其上面的撐

11、條組成紙筒油間隙絕緣結(jié)構(gòu)。而繞組與鐵軛之間的絕緣結(jié)構(gòu)是用鐵軛絕緣、端圈、角環(huán)和靜電屏等來組成的，由于繞組端部的電場高且極不均勻，一方面需要鐵軛絕緣、端圈和角環(huán)等來加強端部的絕緣，提高端部絕緣的耐電強度；另一方面則必須采取措施改善電場分布，以降低端部的電場強度。改善電場分布的重要措施就是在繞組首端加裝靜電屏，當然角環(huán)也能起到一定的作用。2.1.2繞組與油箱之間的絕緣最外層繞組與油箱之間構(gòu)成繞組與油箱的主絕緣，一般110kV及以下變壓器主要是靠油間隙的絕緣。隨著變壓器電壓等級的升高，為了提高同一油間隙的擊穿電壓，需要在油間隙中加屏障，所以有些較高電壓等級的變壓器在高壓繞組外加包一層圍屏，用于隔斷油

12、中小橋，當然它還是有導向油道所必須的。2.1.3繞組與繞組之間的絕緣（也稱橫向絕緣）繞組與繞組之間的絕緣有不同相繞組之間絕緣，和同相不同電壓等級繞組之間的絕緣。不同相繞組之間絕緣結(jié)構(gòu)，在電壓等級較低變壓器中可用純油間隙作為不同相繞組之間的主絕緣；當電壓等級較高時，需要在油間隙中加入隔板，與圍屏一起構(gòu)成油屏障絕緣結(jié)構(gòu)。同相不同電壓等級繞組之間的絕緣，多采用薄紙筒小油隙的絕緣結(jié)構(gòu)作為繞組間的主絕緣。2.2縱絕緣縱絕緣是指同一繞組的不同電位部分的絕緣，它包括相鄰導線之間的匝間絕緣、圓筒式繞組不同層之間的層間絕緣和餅式繞組的不同線餅（段）之間的餅（段）間絕緣等。五、變壓器型號釋義變壓器的型號由兩部分組

13、成。第一部分是漢語拼音組成的符號，用以表示變壓器的產(chǎn)品分類、結(jié)構(gòu)特征和用途；第二部分是數(shù)字符號，斜線前表示額定容量(kVA)，斜線后表示高壓側(cè)電壓等級(kV)。型號表示如下：第一字母:表示用途。T調(diào)壓變壓器；O自耦變壓器；電力變壓器不表示；第二字母:相數(shù)。D單相變壓器；S三相變壓器；第三字母:冷卻方式。F風冷式；油浸自冷不表示；第四字母:L鋁繞組；銅繞組不表示；第五字母:Z有載調(diào)壓；無激磁調(diào)壓不表示；第六字母:S三繞組；雙繞組不表示；第一數(shù)字:設(shè)計序號；第二數(shù)字:額定容量(kVA)，前有一橫桿，后有斜杠；第三數(shù)字:高壓繞組額定電壓（kV）如：型號為SFSZ10-800/35的變壓器表示三相風冷

14、三繞組有載調(diào)壓油浸銅導線電力變壓器，其額定容量為800kVA，高壓繞組電壓等級為35kV。本節(jié)思考題：1.簡述變壓器工作原理?2.電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成?說明各部分的主要作用。3.油浸式變壓器絕緣部件都有哪些?第二節(jié) 有載分接開關(guān)一、 有載開關(guān)原理在變壓器工作狀態(tài)下,變換一次線圈的匝數(shù)，達到調(diào)節(jié)次級線圈電壓的目的。有載調(diào)壓開關(guān)的電路裝置工作時應(yīng)滿足:電流是連續(xù)的、分接時不能斷路。有載分接開關(guān)借助于分接開關(guān)頭部法蘭安裝于變壓器箱蓋上，通過其蓋上的蝸輪蝸桿減速器、水平傳動軸傘齒輪箱、垂直傳動軸與CMA7、SHM-1電動機構(gòu)聯(lián)結(jié)，以達到分接變換的目的，如圖2-12。 二、 產(chǎn)品型號含義：

15、1.上海華明開關(guān)廠CV型（復合式）例如：CV350Y/63-10193W6CV：產(chǎn)品型號：開關(guān)相數(shù),三相350：最大額定通過電流（A）Y：變壓器繞組連接方式63：對地絕緣等級（kV）10：工作觸頭數(shù)19：開關(guān)工作位置數(shù)3：中間位置數(shù)為3W：正反調(diào)332.上海華明開關(guān)廠CM型（組合式）例如：CM-500Y/110C-10193WCM：產(chǎn)品型號：開關(guān)相數(shù),三相500：最大額定通過電流（A）Y：變壓器繞組連接方式110：對地絕緣等級（kV）C：分接選擇器絕緣水平C級10：工作觸頭數(shù)19：開關(guān)工作位置數(shù)3：中間位置數(shù)為3W：正反調(diào)調(diào)壓級數(shù)=分接位置數(shù)-中間位置數(shù)+13.西德MR公司T、M、V型4.AB

16、B公司UZ系列：一般的復合式UC系列：相當于MR公司的M型UB系列：相當于MR公司的V型UC系列有四種圖2-13 CM型有載分接開關(guān)結(jié)構(gòu)圖圖2-14 CM型開關(guān)9級工作位置表和接線圖UCG：最高級電壓3500V，最大額定電流1500A三、 有載分接開關(guān)結(jié)構(gòu)1.組合型：代表產(chǎn)品為CM型。CM型有載分接開關(guān)是一種典型的組合式有載分接開關(guān)，如圖2-13。它由切換開關(guān)和分接選擇器組成。1.1切換開關(guān)切換開關(guān)包括快速機構(gòu)、切換機構(gòu)、過渡電阻器、油室、齒輪裝置及絕緣傳動軸。快速機構(gòu)直接放在切換機構(gòu)上面，通過絕緣傳動軸來傳動，絕緣傳動軸上方有一個齒輪裝置。切換機構(gòu)的下面裝有過渡電阻器。切換開關(guān)本體為一個插入

17、式裝置，便于安裝在切換開關(guān)油室內(nèi)。1.1.1觸頭系統(tǒng)切換開關(guān)觸頭系統(tǒng)采用雙電阻過渡，結(jié)構(gòu)如圖2-15所示靜觸頭后面靜觸頭前面動觸頭機構(gòu)過渡電阻圖2-15 切換開關(guān)觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)分主通斷觸頭、過渡觸頭、主觸頭三部分，其中主通斷觸頭和過渡觸頭稱為電弧觸頭。主通斷觸頭和過渡觸頭由銅鎢合金制成，以提高觸頭電壽命。三相分接開關(guān)三部分動觸頭內(nèi)部為星形連接。每一部分有兩對主通斷觸頭和兩對過渡觸頭，過渡觸頭與過渡電阻器相連。動觸頭安裝在絕緣性能良好的上下導板的導槽內(nèi)，并與轉(zhuǎn)換扇形件的曲槽滾銷相連。靜觸頭安裝在弧形板上，羊角形的鍍銀觸頭是主觸頭，它是長期接通工作電流運行，所以要求接觸良好。1.1.2過渡電阻安

18、裝在弧形板下部，并與切換開關(guān)過渡觸頭相連。它是由具有高耐熱性能的鎳絡(luò)絲繞成回旋形狀，用陶土夾片相互隔開裝在絕緣框架內(nèi)。1.2分接選擇器分接選擇器是能承載電流，但不接通和開斷電流的裝置。分接選擇器觸頭系統(tǒng)采用籠式“外套內(nèi)引”套軸結(jié)構(gòu)，包括裝有接觸環(huán)的中芯絕緣筒，帶有靜觸頭的絕緣板條，傳動筒、橋式觸頭及上下法蘭。絕緣板條排列在上下法蘭圓周上，板條上裝有單雙數(shù)靜觸頭，還裝設(shè)桔形屏蔽罩，使表面電場均勻。靜觸頭通過橋式觸頭與中芯絕緣筒上的接觸環(huán)相連，接觸環(huán)的連線從中芯絕緣筒內(nèi)部引出與切圖2-16 CV型開關(guān)結(jié)構(gòu)圖換開關(guān)相連。1.3 CM型有載分接開關(guān)絕緣性能要求：1.3.1 觸頭各單觸點的接觸電阻不大于

19、5001.3.2 切換開關(guān)的油中切換時間為0.0350.05s。1.3.3 分接開關(guān)的絕緣水平應(yīng)符合要求。2.復合式有載分接開關(guān)：代表產(chǎn)品為CV型。CV型是典型的筒式結(jié)構(gòu)復合式分接開關(guān)，它將切換開關(guān)和分接選擇器的功能合二為一，如圖2-16所示，有載分接開關(guān)的絕緣油由密封的油室與變壓器的絕緣油隔離。CV型適用于容量40000kVA以下，最大額定通過電流三相500A、單相700A，額定電壓35kV110kV，頻率50Hz和60Hz的電力變壓器。四、有載調(diào)壓變壓器分接開關(guān)的常見故障1.常見故障1.1 輔助觸頭中的過渡電阻在切換過程中被擊穿燒斷。1.2 密封不嚴，進水造成分接開關(guān)相間短路。1.3 由于

20、觸頭滾輪卡住，使分接開關(guān)停在過渡位置，造成匝間短路而燒壞。1.4 分接開關(guān)油箱缺油。1.5 調(diào)壓過程中遇到穿越故障電流。2.檢測方法在停電檢修時，可通過測量有載調(diào)壓開關(guān)切換的過渡波形（故障波形參見第二部分中此項試驗內(nèi)容），和開關(guān)內(nèi)油試驗來進行故障的檢測。同時，通過測變壓器繞組的直流電阻、開關(guān)連同繞組的絕緣試驗也可間接發(fā)現(xiàn)有載調(diào)壓開關(guān)的故障。本節(jié)思考題：1. 簡述有載分接開關(guān)作用?2. 簡述有載分接開關(guān)工作原理?3. 描述CM型有載分接開關(guān)結(jié)構(gòu)及主要部件?第三節(jié) 套管一、變壓器套管變壓器套管按絕緣介質(zhì)可分為油紙電容式、SF6絕緣、干式絕緣套管，目前110kV以上級變壓器多用油紙電容式。圖2-17

21、 變壓器套管外觀圖油紙電容式變壓器套管主要用于電力變壓器中，如圖2-17所示，作為引入變壓器的高壓電流和高壓對變壓器外殼絕緣之用。它由電容芯子、瓷套、油枕和接地法蘭等組成，并借助強力彈簧和密封墊圈裝配成整體。其采用電容式全密封結(jié)構(gòu)，主絕緣電容芯子以優(yōu)質(zhì)電纜紙與打孔鋁箔繞制成同芯圓柱電容器。法蘭起固定安裝套管和接地的作用，法蘭上設(shè)有的測量端子與電容芯子末屏連接，作為套管介質(zhì)、局部放電量測量之用，運行時必須接地，嚴禁開路。油紙電容式套管出廠時主要試驗項目有介損測量、局部放電量測量、工頻耐壓試驗、密封性能檢查和油性能試驗等，另外經(jīng)外觀和尺寸檢查測量。新產(chǎn)品定型時在型式試驗的基礎(chǔ)上，還進行了絕緣裕度試

22、驗。產(chǎn)品型式代號:BR：長尾油紙電容式變壓器套管BRD：短尾油紙電容式變壓器套管BRQ：油紙電容式變壓器套管結(jié)構(gòu)特征代號:L：可裝設(shè)電流互感器,有注腳1,2,3時,表明有幾種不同的供裝電流互感器的接地部分長度。(不可裝設(shè)電流互感器的不表示)耐污型特征號:W：污穢型,適用于污穢地區(qū)(普通型不標注)。腳注1,2,3：為設(shè)計序號。二、穿墻套管油紙電容式穿墻套管外觀如圖2-18所示，主要用于變電站中引導高壓或超高壓導線穿過建筑物的墻板，作為導電載流和高壓對地墻板的絕緣及機械固定用。油紙電容式穿墻套管分為立式安裝和臥式安裝兩種，其主要有油枕、瓷套、電容芯子、聯(lián)接套筒、油封（臥式套管有）等主要零部件組成。

23、電容芯子套管的主絕緣，它是在套管的中芯銅管外包繞以鋁箔作為極板，以油浸電纜紙作為極間介質(zhì)組成的串聯(lián)同芯圓體電容器，電容器的一端為中芯導管，另一端通過聯(lián)接套筒上的測量端子引出，在串聯(lián)電容器的作用下，使套管的徑向和軸向電場分布均勻，瓷套作為套管的外絕緣和油的容器用，使內(nèi)絕緣不受外界大氣的浸蝕作用。套管聯(lián)接套筒上設(shè)有取油裝置和末屏引出端子。取油裝置供抽取套管內(nèi)部圖2-18 穿墻套管外觀圖油樣用，末屏供測量套管介損和局部放電量用，運行時必須與聯(lián)接套筒同時接地。三、干式套管圖2-19干式套管外觀圖1.126kV/630A復合外套充硅膠干式穿墻套管外觀如圖2-19所示，其主絕緣采用新型絕緣材料卷制而成，外

24、絕緣使用有機復合外套，在主絕緣和外絕緣之間充以彈性絕緣硅膠。因此套管耐污性能好、尺寸小、重量輕、無漏油、不污染環(huán)境。2.126kV/1600A充SF6干式穿墻套管是一種新型充氣電容式無油穿墻套管，其主絕緣采用新型絕緣材料卷制而成。在主絕緣和外絕緣之間充以微正壓的工業(yè)SF6絕緣氣體，尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，密封結(jié)構(gòu)可靠。其局放小于5pC；無漏油及污染環(huán)境的隱患，無油色譜不合格的困擾；套管內(nèi)僅充有少量的微正壓SF6絕緣氣體，不會自燃、助燃，防火、防爆。3.環(huán)氧樹脂膠浸紙干式套管此類型套管的主絕緣為環(huán)氧樹脂浸漬以皺紋紙纏繞的電容芯子并經(jīng)固化成，該類干式套管具有重量輕、無油、防爆、任意角度安裝等優(yōu)點。本節(jié)思

25、考題：1. 簡述套管作用?2. 按絕緣介質(zhì)分，常用的套管有幾種?3. 描述套管結(jié)構(gòu)及主要部件?4. 為什么套管注油后要靜止一段時間才能測的其tan值？第四節(jié) 電流互感器一、圖2-20 電容式電流互感器結(jié)構(gòu)圖 圖2-21 電容式電流互感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容式電流互感器該型式為油浸式全密封電容型結(jié)構(gòu)，由金屬膨脹器、儲油柜、套管、器身和油箱組成。電容式電流互感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖2-20、2-21所示，是采用10層以上同芯圓形電容屏圍成的“U”形，其中，各相鄰電屏間絕緣厚度彼此相等，且電容屏端部長度從里往外成臺階排列的原則制成,最外層有末屏引出并接地。主絕緣全部經(jīng)一定數(shù)量的同芯圓筒形電容屏包在一次繞組上，各

26、電容屏間形成一個串聯(lián)的電容鏈。如各相鄰電容屏間的電容量接近，則其電壓分布近于均勻，相鄰電容屏間絕緣厚度越小，則絕緣利用越好。電容屏的數(shù)目越多，則絕緣中的電場強度分布越均勻。實際中，電容屏不能太多，只能做到電場強度近似均勻，由于電容屏端部電場不均勻，在高電壓作用下,端部會產(chǎn)生局部放電，為了改善端部電場，通常在兩層電容屏間增放一些短屏或者放置均壓環(huán)。采用環(huán)形鐵芯將二次繞組引出，二次繞組鐵芯采用超微晶合金或硅鋼片，可提供46個二次繞組，供計量、測量和保護用。圖2-24 電磁式電流互感器原理圖圖2-22 電磁式電流互感器外觀圖2-23 LCW-110型電流互感器結(jié)構(gòu)剖面圖1-瓷套管；2-變壓器油；3-

27、底座；4-擴張器；5-鐵芯連二次繞組；6-一次繞組；7-瓷套管；8-一次繞組換接器；9-二次繞組引出端子二、 電磁式電流互感器電磁式電流互感器外觀及內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)如圖2-22、2-23所示，內(nèi)部由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵芯以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù)N1較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負荷電流通過一次繞組時，產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流；二次繞組的匝數(shù)N2較多，與儀表、繼電器二次負荷Z串聯(lián)形成閉合回路，見圖2-24。圖2-25 干式電流互感器3、 干式電流互感器*如圖2-25，樹脂全澆注型干式電流互感器多用于35kV及以下等級互

28、感器已得到廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)為全封閉，鐵芯為環(huán)型，電流互感器仍為電磁式結(jié)構(gòu)。絕緣部分是把玻璃纖維填充到樹脂中形成合成材料，具有良好防污閃性能，其抗張性和抗壓能力很強，同時還有難燃、重量小等特性，具備良好的電氣性能。這種材料可以經(jīng)過澆注、固化一次成型，機械強度高于瓷絕緣子。四、倒置式SF6電流互感器圖2-26 倒置式SF6電流互感器外觀 圖2-27 SF6電流互感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)SF6氣體絕緣電流互感器是一種以SF6氣體為主絕緣的電流互感器，外觀如圖2-26。SF6氣體是一種既具有良好絕緣性能，又具有不燃、無毒和安全性的絕緣介質(zhì)。在0.3MPa絕對氣壓時達到的絕緣性能，與油浸絕緣互感器的絕緣強度相當。S

29、F6氣體絕緣電流互感器采用倒置式結(jié)構(gòu)，由一次殼體、套管、器身和底座等組成，如圖2-27。4.1殼體：殼體置于產(chǎn)品頂部，器身裝在殼體內(nèi)，一次繞組與二次繞組間用SF6氣體絕緣。二次繞組通過絕緣件固定在殼體上，其引出線穿過套管從底座上的二次接線板上引出。一次出線端子從殼體的兩側(cè)引出，并備有串、并聯(lián)裝置，通過改變聯(lián)接片的位置，可以得到不同的電流比，殼體頂部裝有防爆裝置。4.2套管：利用高強瓷或硅橡膠傘裙的復合絕緣套管，它通過上下法蘭分別與殼體、底座連成一體。4.3器身：由一次繞組和二次繞組組成。一次導電管穿過二次繞組及殼體，二次繞組裝在端部呈球形的圓柱屏蔽罩內(nèi)，該屏蔽罩通過二次引線管接地。一次、二次繞

30、組以SF6氣體作絕緣介質(zhì)。4.4底座：備有二次接線盒、帶溫度補償?shù)腟F6氣體專用壓力表、帶自封接頭的充氣閥門、提供報警信號的SF6密度控制器、銘牌和接地端子。五、 光電式電流互感器*圖2-31 干式電流互感器外觀光電式電流互感器結(jié)構(gòu)與倒置SF6式基本相同，但工作原理不同，安通過電光轉(zhuǎn)換成光信號傳輸，再由光電轉(zhuǎn)換成電信號接收，一、二次電隔離，安全性能大提高。其特點不含油，絕緣結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小；無鐵芯，無磁飽和現(xiàn)象；測量范圍大，線性好；利用光纜傳輸，可避免電磁干擾；日常維護工作量小，應(yīng)用前景廣泛。六、 110kV干式電流互感器110kV干式高壓電流互感器由箱體、形套管體、外護套、絕緣傘裙、二次線圈

31、、金屬均壓球罩、接線端子、聯(lián)接器組成，而一次繞組為由設(shè)于骨架中的銅管、設(shè)于銅管中的銅棒及其相互之間的絕緣層及設(shè)于銅管、銅棒兩端部的套管式聯(lián)接銅排、聯(lián)接銅片所組成，如圖2-31。一次繞組采用聚四氟乙稀薄膜作主絕緣，在主絕緣內(nèi)設(shè)有若干個電容屏。一次導電桿截面大且穿在不銹鋼管中，溫升降低，承受短時電流能力強。二次繞組出線處采取環(huán)氧樹脂整體澆注板，一次繞組與箱體之間用環(huán)氧玻璃絲帶包繞且加有密封圈密封。本節(jié)思考題：1. 簡述電流互感器作用?2. 按絕緣介質(zhì)分，常用的電流互感器有幾種?3. 描述電容式電流互感器結(jié)構(gòu)?第五節(jié) 電壓互感器電壓互感器主要作用是把高電壓變成低電壓，配合儀表進行高電壓測量；并與繼電

32、保護裝置配合，對電力系統(tǒng)的設(shè)備進行保護。按原理不同可分為電磁式、電容式、電子式、光電式等；按絕緣介質(zhì)不同，可分為充油式、干式、SF6式等。目前河北南網(wǎng)，35kV系統(tǒng)電磁式應(yīng)用較多，電容式在110kV及以上等級應(yīng)用廣泛。一、原理1.電磁式電壓互感器圖2-32 220kV串級式電壓互感器原理接線圖1靜電屏蔽層；2一次繞組(高壓)；3鐵芯；4平衡繞組；5連耦繞組；6二次繞組；7三次繞組；8支架電磁式電壓互感器是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，實際上是一個帶鐵芯的降壓變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵芯和絕緣組成。當在一次繞組上施加一個電壓U1時，在鐵芯中就產(chǎn)生一個磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生

33、一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同變比的電壓互感器，如圖2-32。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護等。電壓互感器的輸出容量很小，二次負載阻抗很大，接近空載運行，其一次側(cè)端電壓取決于系統(tǒng)，而與互感器的二次負荷無關(guān)。它的運行情況相當于二次側(cè)開路的變壓器，其負載為阻抗較大的測量儀表，二次繞組一端連同鐵芯必須可靠接地，運行中絕對不容許短路。2.電容式電壓互感器電容式電壓互感器由串聯(lián)電容器抽取電壓,再經(jīng)變壓器變壓作為表計、繼電保護等的電壓源，原理如圖2-33。電容式電壓互感器還可以將載波頻率

34、耦合到輸電線路上，用于長途通信、遠方測量、選擇性的線路高頻保護、遙控等。因此和常規(guī)的電磁式電壓互感器相比，電容式電壓互感器可防止系統(tǒng)鐵磁諧振，有的還具有電網(wǎng)諧波監(jiān)測的功能，在經(jīng)濟和安全上有很多優(yōu)越之處。圖2-33電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)原理圖C1主電容；C2分壓電容；L電抗器：P保護間隙；ZYH中間變壓器；R0阻尼電阻；C3防振電容器；K接地刀閘；J載波耦合裝置；C2低壓端；XTZYH低壓端；axZYH二次繞組；afxfZYH的三次繞組二、結(jié)構(gòu)1. 電磁式電壓互感器110kV電磁式電壓互感器為串級式全密封結(jié)構(gòu)，由金屬膨脹器、套管、器身、基座及其他部件組成。鐵芯采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片加工而成，疊成口字形，鐵

35、芯上柱套有平衡繞組、一次繞組，下柱套有平衡繞組、一次繞組、測量繞組、保護繞組及剩余電壓繞組，器身經(jīng)真空處理后由低介質(zhì)損耗絕緣材料固定在用鋼板焊成的基座上，裝在充滿變壓器油的瓷箱內(nèi)。一次繞組共分2段，只有一個鐵芯，鐵芯對地電壓為½的工作電壓。一次首端由上部接線，其余所有繞組均通過基座上的小套管引出，瓷箱頂部裝有金屬膨脹器，使變壓器油與大氣隔離，防止油受潮和老化。并可通過油位視察窗觀測到膨脹器的工作狀態(tài)。220kV串級式電壓互感器的繞組及結(jié)構(gòu)布置與110kV級類似，其一次繞組分成4段，繞在兩個鐵芯上；兩個鐵芯被支撐在絕緣支架上，鐵芯對地分別處于3/4和¼的工作電壓，一次繞組最末

36、一個靜電屏(共有4個靜電屏)與末端“X”相連接，“X”點運行中直接接地。末電屏外是二次繞組ax和三次繞組aDxD?！癤”與ax繞組運行中的電位差僅100/V，它們之間的電容量約占整體電容量的80%。2.電容式電壓互感器圖2-34 電容式電壓互感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖2-35電容分壓器部分 圖2-36中間變壓器部分電容式電壓互感器由電容分壓器（如圖2-35）和中間變壓器（如圖2-36）兩部分組成，電容分壓器的中壓端子和低壓端子直接引入裝有電磁單元的油箱內(nèi)，電磁單元由中間變壓器、補償電抗器和阻尼器等組成。2.1電容分壓器由瓷套、電容芯子、電容器油和金屬膨脹器組成。電容器芯子由若干個膜紙復合絕緣介質(zhì)與鋁箔卷

37、繞的元件串聯(lián)而成，經(jīng)真空浸漬處理。瓷套內(nèi)灌注電容器油，并裝有金屬膨脹器，用以補償油體積隨溫度的變化。2.2中壓變壓器一次繞組分為主繞組和微調(diào)繞組，一次繞組尾端串聯(lián)一個低損耗電抗器。由于電容式電壓互感器的非線性阻抗和固有的電容有時會在電容式電壓互感器內(nèi)引起鐵磁諧振，因而用阻尼裝置抑制諧振，阻尼裝置由電阻和電抗器組成，并聯(lián)在二次繞組上，正常情況下阻尼裝置有很高的阻抗，當鐵磁諧振引起過電壓，在中壓變壓器受到影響前，電抗器已經(jīng)飽和了只剩電阻負載，使振蕩能量很快被降低。圖2-37 干式電壓互感器外觀另外，二次出線盒內(nèi)裝有載波通訊端子，并帶有過電壓保護間隙；油箱外有油位表、出線盒、銘牌、放油塞、接地座。3

38、.干式電壓互感器全澆注電壓互感器也是全封閉結(jié)構(gòu)，如圖2-37，鐵芯結(jié)構(gòu)采用疊片口字形結(jié)構(gòu)，鐵芯分級疊裝整齊。一次繞組為上下布置的串級式結(jié)構(gòu)。干式電壓互感器仍為傳統(tǒng)的電磁式結(jié)構(gòu)，其原理與油浸式互感器相似，這類全澆注互感器解決了油浸和氣體絕緣互感器的滲漏問題。本節(jié)思考題：1. 簡述電壓互感器作用?2. 按絕緣介質(zhì)分，常用的電壓互感器有幾種?3. 描述電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)?4. 描述電磁式電壓互感器結(jié)構(gòu)?第六節(jié) 耦合電容器一、原理耦合電容器是用來在電力網(wǎng)絡(luò)中傳遞信號的電容器。主要用于工頻高壓及超高壓交流輸電線路中，以實現(xiàn)載波、通訊、測量、控制、保護及抽取電能等目的。高壓端子接于輸電線上，低壓端子經(jīng)載

39、波耦合裝置接地，使低壓的載波裝置與高壓輸電線耦合，能夠通過30500kHZ的載波頻率信號，達到傳遞信號的目的。耦合電容的作用是使得高壓和低壓兩個系統(tǒng)通過電容器耦合并隔離，提供高頻信號通路，阻止工頻電流進入低壓系統(tǒng)，保證人身安全。同時也可作為電容式電壓互感器的電容分壓器部分，抽取工頻電壓供保護及重合閘使用，起到電壓互感器的作用（即電容式電壓互感器的主電容部分）。二、結(jié)構(gòu)圖2-38 耦合電容器外觀 圖2-39耦合電容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)耦合電容器結(jié)構(gòu)與電容式電壓互感器的分壓電容器相同，主要由芯子、金屬膨脹器、浸漬劑和套管組成，如圖2-38、2-39。芯子由元件串聯(lián)而成。金屬膨脹器用來補償絕緣油體積隨溫度的變

40、化產(chǎn)生的體積差。三、銘牌說明1.油紙電容型（OY220/3-0.005H）O-耦合電容器；Y-油；220/3-額定電壓(kV)；0.005-額定電容量(uF)；H-防污型(G-高原型)；2.膜紙電容型（OWF220/3-0.005H）O-耦合電容器；W-浸漬劑為十二烷基苯(F指二芳基乙烷)、F-膜紙復合介質(zhì)；220/3-額定電壓(kV)；0.005-額定電容量(uF)；H-防污型(G-高原型)；本節(jié)思考題：1. 簡述耦合電容器作用?2. 描述耦合電容器結(jié)構(gòu)?第七節(jié) 金屬氧化物避雷器避雷器是與電氣設(shè)備并聯(lián)連接的一種過電壓保護設(shè)備。當出現(xiàn)危及被保護設(shè)備的過電壓時，它就會自行放電，并將放電電流泄入大

41、地，因而限制了過電壓的幅值，達到保護其它高壓電氣設(shè)備目的。目前，金屬氧化物避雷器以其優(yōu)異的通流特性、體積小、重量輕、易維護及其優(yōu)秀的性價比，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。一、原理金屬氧化物避雷器采用氧化鋅材料制作閥片，在工作電壓下，氧化鋅閥片呈高電阻，是一個絕緣體，只能通過幾十微安電流（一般為1015µA）；在過電壓下，它又是一個良好導體，閥片呈低電阻，從而限制電壓的升高。氧化鋅閥片的非線性特性主要是由晶界層形成的。若用顯微鏡觀察閥片，可以看到在直徑約10m的氧化鋅晶體周圍包有由添加劑形成的厚約0.1m的左右的氧化物膜，即晶界層。這種晶界層在界面上產(chǎn)生位壘，使閥片成半導體特性。氧化鋅晶體的電

42、阻率約為1/cm是導電性的。晶界層的電阻率是變化的，在低電場下約為10101014/cm。而電場強度達到104105V/cm時，其電阻率驟然下降到1/cm，從而進入低電阻狀態(tài)。由于閥片有電容，在交流電壓下總電流可達數(shù)百微安，閥片承受電壓升高，電流也隨之增大，當電流達1mA時，則認為它開始動作，此時電壓稱為起始動作電壓，用U1mA表示。金屬氧化物避雷器限制過電壓的作用就由此開始，隨后逐漸加強。二、結(jié)構(gòu)金屬氧化物避雷器的基本結(jié)構(gòu)是閥片、絕緣部分，如圖2-42所示。圖2-42氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)圖 圖2-43內(nèi)部結(jié)構(gòu)實物圖(故障狀態(tài))1.閥片閥片如圖2-43所示，以氧化鋅為主要成分，并附加少量的Bi2O

43、3、Co2O3、MnO2、Sb2O3等金屬氧化物添加物，將它們充分混合后，經(jīng)高溫焙燒而成的。這種閥片具有優(yōu)良的非線性，由于金屬氧化物避雷器的閥片是由金屬氧化物組成的，所以有時也稱為金屬氧化物避雷器，并用MOA表示。2.絕緣層金屬氧化物閥片置于帶有電極的高強度絕緣筒內(nèi)，再經(jīng)硅橡膠整體模壓成型，并在避雷器芯體外表面與硅橡膠界面處涂刷了促進相互滲透的催化物。本節(jié)思考題：1. 簡述氧化鋅避雷器作用?2. 描述氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)?第八節(jié) 高壓斷路器高壓斷路器是電力系統(tǒng)最重要的控制和保護設(shè)備，它在電網(wǎng)中起兩方面的作用:在正常運行時，根據(jù)電網(wǎng)的需要接通或斷開電路的空載電流和負荷電流，這時起控制作用。當電網(wǎng)發(fā)生

44、故障時，高壓斷路器和保護裝置及自動裝置相配合，迅速、自動地切斷故障電流，將故障部分從電網(wǎng)中斷開，保證電網(wǎng)無故障部分的安全運行，以減少停電范圍，防止事故擴大，起保護作用。一、結(jié)構(gòu)圖2-44 高壓斷路器基本組成示意圖斷路器從結(jié)構(gòu)功能分包括下述五個部分,即導電回路、滅弧裝置、絕緣系統(tǒng)、操動機構(gòu)和基座。結(jié)構(gòu)如圖2-44。1.導電回路斷路器的導電回路包括動靜觸頭、中間觸頭以及各種形式的過渡連接。斷路器在運行中要長期通過負荷電流而發(fā)熱不能超過允許值，還要考慮到可能通過數(shù)值很大的短路電流而其動熱穩(wěn)定不受到破壞。2.滅弧裝置滅弧室圖2-45 六氟化硫斷路器外觀圖滅弧裝置能夠在斷路器開斷過程中，快速熄滅電弧，斷

45、開運行或故障電流。滅弧裝置在開斷電流時，既要保證能開斷數(shù)值很大的短路電流，又要提高開斷小電感性電流和電容性電流的能力，即在開斷小電感性電流時不產(chǎn)生截流過電壓，開斷電容性電流時不產(chǎn)生重燃。3.絕緣系統(tǒng)斷路器的絕緣應(yīng)包括三個部分：第一是導電部件對地之間絕緣，通常由支持絕緣子或瓷套、絕緣桿件(包括絕緣拉桿和提升桿)以及絕緣介質(zhì)組成；第二是同相斷口間絕緣；第三是相間絕緣，各相獨立的斷路器相間絕緣通常是空氣間隙。4.操動機構(gòu)除了斷路器本體外,一般均附設(shè)操動機構(gòu)來實現(xiàn)斷路器的操作或保持其相應(yīng)的分、合閘位置，包括操作機構(gòu)和中間傳動機構(gòu)兩部分。對操動機構(gòu)要求動作要高度可靠、運動系統(tǒng)能高速和極好的制動、合閘和分

46、閘要在規(guī)定時間內(nèi)完成且十分穩(wěn)定、按要求在規(guī)定時間內(nèi)根據(jù)指令完成一整套合、分閘操作即操作順序、具備自由脫扣和防跳躍功能和具有連鎖功能。5.基座：用于支撐斷路器絕緣支撐件和傳動結(jié)構(gòu)的底座。二、斷路器的分類目前運行在電力系統(tǒng)中的斷路器按滅弧介質(zhì)分為：油斷路器(多油、少油斷路器)、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等?，F(xiàn)在常用的有SF6斷路器、真空斷路器，下面介紹這兩種斷路器。1.六氟化硫斷路器1.1工作原理六氟化硫斷路器外觀如圖2-45所示，采用具有良好的滅弧和絕緣性能的六氟化硫氣體作為滅弧介質(zhì)，具有滅弧能力強、介質(zhì)強度高、介質(zhì)恢復速度快等特點。SF6氣體在電弧作用下分解為低氟化合物，大量地吸

47、收電弧能量，使電弧迅速地冷卻而熄滅。SF6斷路器性能好、體積小、維護少，目前在國內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。1.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)瓷套上接線座下接線座絕緣拉桿動觸頭靜觸頭壓氣缸中間觸指及銅環(huán)連接鐵桿導電桿筒噴口絕緣拉桿連接鐵件絕緣拉桿連接鐵件圖2-46 六氟化硫斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖2-47 ZN12-40.5型真空斷路器實物和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖型號說明：Z真空，N戶外，12設(shè)計序號，40.5額定電壓為40.5kV。ZN12-40.5型斷路器是三相交流50Hz，額定電壓為40.5kV的戶內(nèi)裝置。2.2真空斷路器的分類按不同的性能可分為：標準型真空斷路器（短路開斷電流2550kA），經(jīng)濟型真空斷路器（1625kA），頻繁型真

48、空斷路器（可操作次數(shù)56萬次），超頻繁型真空斷路器（可操作次數(shù)1015萬次），發(fā)電機用的特大容量真空斷路器（短路開斷電流高達6380kA及以上）。2.3真空斷路器的發(fā)展*真空斷路器在開斷小負荷感性電流時可能產(chǎn)生過電壓。為消除真空開關(guān)這一缺陷，生產(chǎn)廠家從觸頭材料、分合時間、控制保護性能等方面研發(fā)了多種新型的斷路器：2.3.1 低過電壓型真空斷路器 真空斷路器開斷小的感性負載時，因截流會引起截流過電壓。日本幾家公司開發(fā)出低過電壓真空斷路器。用新開發(fā)出的觸頭材料，將過電壓限制至常規(guī)值的十分之一。低過電壓觸頭材料東芝為AgWC，日立為CoAgSe，三菱為CuCrBi，富士為CuCr高蒸氣材料。這些產(chǎn)品

49、的開斷電流一般能做到7.2kV下20kA，東芝公司的產(chǎn)品能做到7.2kV下40kA。a) 同步斷路器：又叫選相真空斷路器或受控真空斷路器。其基本原理是利用數(shù)字電子器件和磁力操動機構(gòu)，使真空斷路器在電壓或電流最有利時刻關(guān)合或開斷。與普通真斷路器相比，同步斷路器具有如下優(yōu)勢：1.降低了電網(wǎng)瞬態(tài)過電壓；2.改善了電網(wǎng)供電質(zhì)量；3.提高了斷路器電壽命及性能。b) 智能型真空斷路器：真空斷路器智能化是建立在現(xiàn)代傳感技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)之上，利用可編程序數(shù)字控制和保護裝置完成，這是配電自動化的需要，也是斷路器本身控制保護的需要。多功能真空斷路器：常用的真空斷路器可以完成關(guān)合和開斷任務(wù)。現(xiàn)在出現(xiàn)了多功能真空

50、斷路器，賦予了多個功能，如合分隔離接地等。西門子公司最新推出NXACT型模塊式真空斷路器就具有多功能，集關(guān)合、開斷、隔離、接地及聯(lián)鎖于一體。本節(jié)思考題：1. 簡述高壓斷路器作用?2. 按絕緣介質(zhì)分，斷路器有幾種?3. 分別描述SF6、真空斷路器結(jié)構(gòu)?第九節(jié) 組合電器組合電器是將全部或部分功能元件封閉裝在接地外殼中，避免了各種惡劣自然環(huán)境條件的影響，減小了設(shè)備事故發(fā)生的可能性，而且提高了工作人員的人身安全。組合電器的絕緣介質(zhì)為SF6氣體，由于SF6氣體具有很高的絕緣強度，各元件之間的距離大為縮小，使整套裝置的占地面積和空間體積相應(yīng)減小。SF6斷路器本身檢修周期長，整個組合電器可以做到連續(xù)運行至少

51、十幾年不需要檢修，減小了運行維護的工作量。一、簡介1.氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）SF6全封閉組合電器是在SF6斷路器的基礎(chǔ)上發(fā)展成的，就是把斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器和母線，全部裝在接地的金屬殼內(nèi)，殼內(nèi)充以壓力為0.2Mpa0.5MPa的SF6氣體,作為相間和對地的絕緣，這樣的電器組合稱為全封閉組合電器，英文縮寫為GIS，如圖2-48。母線氣室支持盆式絕緣子氣室間隔盆式絕緣子斷路器氣室刀閘及地刀氣室CT氣室隔離接地開關(guān)隔離接地開關(guān)電流互感器SF6斷路器全封閉組合電器+=圖2-48 全封閉組合電器的組成示意圖2.敞開式氣體絕緣封閉組合電器（HGIS）GIS節(jié)約了占地面積、但造價高，檢

52、修困難。為便于檢修，將GIS中母線部分設(shè)計在外部空間，箱體內(nèi)只集成斷路器、隔離開關(guān)、測量設(shè)備，形成HGIS結(jié)構(gòu)，這樣降低了造價，可靠性高，運行操作安全，安裝、維護方便。二、結(jié)構(gòu)1.GIS型號 ZF10126（L）T的含義： Z：組合； F：封閉； 10：序號； 126：額定電壓； L：充SF6絕緣； T：彈簧機構(gòu)1.1主結(jié)線GIS的主結(jié)線，可以是單母線、雙母線或者是一個半接線。為了能夠滿足各種結(jié)線方式的要求，應(yīng)將各組成元件制成標準的獨立氣室（氣隔），然后根據(jù)使用要求進行組合。這樣還可以在氣體大量泄漏時，減少退出運行的元件的數(shù)目。GIS一般由實現(xiàn)各種不同功能的單元組成，叫間隔。主要有進出線間隔、

53、母聯(lián)間隔、計量保護間隔等；主母線分箱和共箱是指：分箱：母線一相為一個箱體，是全三相分箱。共箱：母線三相設(shè)計在一個箱體內(nèi)。1.2氣隔：一個氣隔主要由盆式絕緣子、伸縮節(jié)、外殼組成。1.2.1盆式絕緣子盆式絕緣子分為支持盆式絕緣子和隔離盆式絕緣子兩種，一般支持盆式絕緣子和間隔盆式絕緣子用不同顏色來區(qū)分。支持式盆子主要用在連接過渡，從而減小連接部件的長度設(shè)置，防止導體與外殼距離不均勻造成放電或電場力不均勻所產(chǎn)生的母線顫動，一般做成直通式（SF6可流通），為了便于檢修也可圖2-49 絕緣盆子結(jié)構(gòu)圖做成隔離式。隔離式盆子：主要用于不同功能氣室進行隔離；便于檢修從而使不同氣室分離開來?；窘Y(jié)構(gòu)如圖2-49所

54、示。1.2.2伸縮節(jié)組合電器在設(shè)計、安裝時會存在微小誤差，為便于安裝設(shè)計了可調(diào)節(jié)長度的伸縮節(jié)，同時設(shè)備外殼也會隨運行環(huán)境的溫度變化而變化，這時伸縮節(jié)可以起到良好的調(diào)節(jié)作用。1.2.3外殼組合電器的外殼可以用鋼板或鋁板制成。獨立氣室中裝有防爆膜，以防止因內(nèi)部電弧故障時，產(chǎn)生壓力過度升高，致使外殼破裂。大容積的氣室及母線管道，一般不會產(chǎn)生危及外殼的過壓現(xiàn)象，不需要裝防爆膜。1.3組合電器構(gòu)成元件1.3.1斷路器它是全封閉組合電器的主要元件，它可以是單壓式或雙壓式SF6斷路器，目前使用最多的是單壓式。這種斷路器有水平斷口和垂直斷口兩種類型。選用不同斷口的斷路器也就決定了組合電器內(nèi)其它元件的布置方式、組合電器的高度和寬度，及其斷口檢查的難易程度。圖1-2-56所示的斷路器為垂直斷口的SF6斷路器。1.3.2隔離開關(guān)視動觸頭運動方式的不同，有轉(zhuǎn)動式和直動式兩種類型。1.3.3接地開關(guān)接地開關(guān)與隔離開關(guān)制成一體，或單獨作為元件制造。有工作接地開關(guān)和保護接地開關(guān)之分，前者不要求有閉合短路電流的能力，后者則要求有此能力。隔離開關(guān)和接地開關(guān)制成一