開(kāi)關(guān)電器和配電裝置

開(kāi)關(guān)電器

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內(nèi)容簡(jiǎn)介1了解常用開(kāi)關(guān)設(shè)備的作用、功能、分類(lèi)2了解常用開(kāi)關(guān)設(shè)備主要性能與參數(shù)的含義3了解常用開(kāi)關(guān)設(shè)備的工作原理2/3/202327.1概述

開(kāi)關(guān)電器主要用來(lái)閉合與開(kāi)斷正常電路和故障電路或用來(lái)隔離高壓電源的，根據(jù)開(kāi)關(guān)電器在電路中擔(dān)負(fù)的任務(wù)，可以分為以下幾類(lèi):1.僅用來(lái)在正常工作情況下，斷開(kāi)或閉合正常工作電流的開(kāi)關(guān)電器，(F+C)如高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、低壓閘刀開(kāi)關(guān)、接觸器、磁力啟動(dòng)器等。2.僅用來(lái)斷開(kāi)故障情況下的過(guò)負(fù)荷電流或短路電流的開(kāi)關(guān)電器，如高、低壓熔斷器。電路開(kāi)斷后，熔斷器必須更換部件后才能再次使用。3.既用來(lái)斷開(kāi)和閉合正常工作電流，也用來(lái)斷開(kāi)和閉合過(guò)負(fù)荷電流或短路電流的開(kāi)關(guān)電器，如高壓斷路器、低壓自動(dòng)空氣斷路器等。4.不要求斷開(kāi)和閉合電流，只用來(lái)檢修時(shí)隔離電壓的開(kāi)關(guān)電器，如隔離開(kāi)關(guān)等。2/3/20233第一節(jié)高壓斷路器1用途和結(jié)構(gòu)

高壓斷路器是電力系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，其工作最為繁重，地位最為關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所配操作結(jié)構(gòu)各異。斷路器在電力系統(tǒng)中起著兩方面的作用：一是控制作用，即根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行需要，將一部分電力設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行；二是保護(hù)作用，即在電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)裝置作用于斷路器，將故障部分從電力系統(tǒng)中迅速切除，保證電力系統(tǒng)無(wú)故障部分的正常運(yùn)行。常用來(lái)接通和開(kāi)斷的對(duì)象有：輸、配電線路電容器及電容器組電機(jī)開(kāi)斷近區(qū)故障（0.8-8km）開(kāi)斷失步故障開(kāi)斷發(fā)展性故障和并聯(lián)故障（斷路器在開(kāi)斷小電容或感性負(fù)載時(shí)，由于過(guò)電壓引起的短路故障稱(chēng)為發(fā)展性故障）

2/3/20234高壓斷路器的類(lèi)型高壓斷路器的類(lèi)型很多，但就其結(jié)構(gòu)來(lái)講，都是由開(kāi)斷元件、支撐絕緣件、傳動(dòng)元件、基座及操動(dòng)機(jī)構(gòu)五個(gè)基本部分組成。開(kāi)斷元件是斷路器的核心元件，控制、保護(hù)等方面的任務(wù)都需由它來(lái)完成。其他組成部分都是配合開(kāi)斷元件，為完成上述任務(wù)而設(shè)置的。分類(lèi)油斷路器壓縮空氣斷路器真空斷路器SF6斷路器多油斷路器：少油斷路器SN10-102/3/20235第一節(jié)高壓斷路器（1）油斷路器：采用變壓器油作滅弧介質(zhì)的斷路器，稱(chēng)為油斷路器，如斷路器的油還兼作開(kāi)斷后的絕緣和帶電部分與接地外殼之間的絕緣介質(zhì)，稱(chēng)為多油斷路器；油僅作為滅弧介質(zhì)和觸頭開(kāi)斷后的絕緣介質(zhì)，而帶電部分對(duì)地之間的絕緣介質(zhì)采用瓷或其他介質(zhì)的，稱(chēng)為少油斷路器。（已淘汰）2/3/20236第一節(jié)高壓斷路器（2）壓縮空氣斷路器（簡(jiǎn)稱(chēng)空氣斷路器）：采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)的斷路器，叫壓縮空氣斷路器。壓縮空氣除了作為滅弧介質(zhì)外，還作為觸頭開(kāi)斷后的弧隙絕緣介質(zhì)?？諝鈹嗦菲骶哂袦缁∧芰?qiáng)、動(dòng)作迅速等特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、有色金屬消耗量較大。

2/3/20237第一節(jié)高壓斷路器（3）六氟化硫（SF6）斷路器：采用具有優(yōu)良滅弧性能和絕緣性能的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器，稱(chēng)為SF6斷路器，在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。適用于頻繁操作及要求高速開(kāi)斷的場(chǎng)合，在我國(guó)推薦在7.2—40.5選用SF6斷路器，特別是126KV以上幾乎全部選用SF6斷路器。但不適用于高海拔地區(qū)。2/3/20238第一節(jié)高壓斷路器（4）真空斷路器：利用真空的高介質(zhì)強(qiáng)度來(lái)滅弧的斷路器，稱(chēng)為真空斷路器，現(xiàn)已大量應(yīng)用在7.2—40.5KV電壓等級(jí)的供（配）電網(wǎng)絡(luò)上也主要用于頻繁操作及要求高速開(kāi)斷的場(chǎng)合，但在海邊地區(qū)使用時(shí)，應(yīng)注意防凝露，因?yàn)闀?huì)使斷路器滅弧室滅弧能力下降。ZN28-12VD4ZN28A-12ZN122/3/20239第一節(jié)高壓斷路器3型號(hào)表示方法（GB標(biāo)準(zhǔn)）高壓斷路器的型號(hào)是由字母和數(shù)字組成，表示如下：2/3/202310第一節(jié)高壓斷路器4主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓。額定電壓是指斷路器能承受的正常工作線電壓。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)中斷路器采用的額定電壓等級(jí)為（10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。（2）額定電流。額定電流是指斷路器可以長(zhǎng)期通過(guò)的工作電流。斷路器長(zhǎng)期通過(guò)額定電流時(shí)，其各部分的發(fā)熱溫度不超過(guò)允許值。我國(guó)規(guī)定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A（3）額定開(kāi)斷電流。在額定電壓下，規(guī)定的時(shí)間內(nèi)斷路器能可靠切斷的最大電流的有效值，稱(chēng)為額定開(kāi)斷電流Ik，它表示斷路器的斷路能力。我國(guó)規(guī)定額定開(kāi)斷電流為：1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等2/3/202311第一節(jié)高壓斷路器5主要技術(shù)參數(shù)（4）動(dòng)穩(wěn)定電流。斷路器在閉合位置時(shí)，所能通過(guò)的最大短路電流，稱(chēng)為動(dòng)穩(wěn)定電流，亦稱(chēng)額定峰值耐受電流，它表明斷路器在沖擊短路電流作用下，承受電動(dòng)力的能力。這個(gè)值的大小由導(dǎo)電及絕緣等部分的機(jī)械強(qiáng)度所決定（5）熱穩(wěn)定電流。熱穩(wěn)定電流是斷路器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，允許通過(guò)的最大電流，它表示斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。以短路電流的有效值表示。斷路器的銘牌規(guī)定一定時(shí)間（1、2、4秒）的熱穩(wěn)定電流。2/3/202312第一節(jié)高壓斷路器7國(guó)內(nèi)外知名斷路器簡(jiǎn)介（2）ABB公司的HD4系列戶(hù)內(nèi)SF6斷路器

HD4斷路器可用于三相交流40.5KV配電系統(tǒng)中控制和保護(hù)線路，變壓器、電機(jī)、電纜和電容器組等。由于采用SF6自能開(kāi)斷技術(shù)，操作過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，因此特別適合于絕緣薄弱的場(chǎng)合，同時(shí)電路器主要金屬部件都進(jìn)行了電鍍處理，可用于濕熱及鹽霧較重的地區(qū)。2/3/2023137.2交流電弧的產(chǎn)生和熄弧原理

一、氣體電弧的產(chǎn)生和熄弧原理

氣體電弧是指在一個(gè)絕對(duì)大氣壓及以上氣體中燃燒的電弧。

1.氣體電弧的產(chǎn)生當(dāng)高壓斷路器切斷電流時(shí)，隨著觸頭逐步分離，動(dòng)、靜觸頭之間的接觸電阻急增，在觸頭最后斷開(kāi)處將產(chǎn)生高熱。同時(shí)，當(dāng)觸頭剛剛分離后，動(dòng)、靜觸頭之間之間在電壓作用下形成很高的電場(chǎng)。在高熱及高電場(chǎng)的作用下，觸頭金屬內(nèi)的電子便向外發(fā)射，這些電子在電場(chǎng)中吸收能量逐漸加速，當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的電子碰到中性氣體分子后使其游離。被游離出來(lái)的新電子同樣受電場(chǎng)作用，繼續(xù)加速，碰撞其他的中性氣體分子，又使它們游離，這樣繼續(xù)下去，便發(fā)生了崩潰似的游離過(guò)程，氣體因而導(dǎo)電，電弧便這樣產(chǎn)生了。氣體電弧的主要特性是：溫度極高，亮度很大，熱游離度大，電流密度大。

2/3/2023142.氣體電弧的熄滅在交流高壓電網(wǎng)中，電弧電流每經(jīng)過(guò)0.01s就要過(guò)零一次。電流過(guò)零前，輸入弧柱的瞬時(shí)功率已急劇下降；電流過(guò)零時(shí)，輸入弧柱的的瞬時(shí)功率為零，故電弧溫度迅速下降，去游離作用大大增加，因而這時(shí)是最為有力的熄弧機(jī)會(huì)。交流高壓斷路器的滅弧裝置，都是利用這個(gè)有利時(shí)機(jī)，在觸頭斷開(kāi)的同時(shí)，用外能（即流動(dòng)的空氣或SF6氣體、油流）或者用電弧的能量，分解電弧周?chē)囊后w，產(chǎn)生具有較高壓力的氣流，強(qiáng)烈地冷卻電弧，使之熄滅。2/3/2023153.空氣和SF6氣體介質(zhì)的滅弧原理及其特點(diǎn)電弧在壓縮空氣中的熄滅過(guò)程，是利用預(yù)先貯存在斷路器中的高壓空氣，在滅弧間隙中形成高速氣流強(qiáng)烈地吹襲電弧。當(dāng)電弧在高速氣流中燃燒時(shí)，弧隙中的熱量將及時(shí)地被帶走，電弧在氣流作用下迅速移動(dòng)，熱發(fā)射和金屬蒸氣大大減少。特別是在電流近零和過(guò)零時(shí)，弧隙溫度將迅速下降，電弧直徑明顯減少。在電流過(guò)零后，弧隙溫度將迅速降到熱游離溫度以下，弧隙中的殘留物將被清除，并由新鮮壓縮空氣取代。壓縮空氣的氣流對(duì)電弧的冷卻作用，主要體現(xiàn)在氣體流量和氣流速度，因此空氣斷路器必須貯備有足夠的壓縮空氣，并在滅弧室內(nèi)裝設(shè)合適的噴口，使弧隙中的氣流獲得必要的流速。2/3/2023162）SF6斷路器的滅弧特點(diǎn)SF6氣體是目前所知的較理想的氣體滅弧介質(zhì)。因?yàn)镾F6氣體是一種負(fù)電性，具有很強(qiáng)的吸附自由電子的能力，這對(duì)電弧電流過(guò)零后的去游離極為有利。其原因是：一方面，自由電子被大量吸附；另一方面，SF6吸附電子后，形成負(fù)離子SF6-，它的運(yùn)動(dòng)速度比電子慢得多，容易與SF6+復(fù)合為中性分子。由于吸附和復(fù)合的綜合作用，使弧隙中的帶電粒子密度急劇減少。同時(shí)當(dāng)溫度愈低時(shí)，吸附與復(fù)合的作用愈強(qiáng)烈。由于以上原因，SF6氣體在電流過(guò)零時(shí)，去游離過(guò)程格外迅速。2/3/202317二、真空電弧的特點(diǎn)和熄弧原理

當(dāng)真空斷路器開(kāi)斷電流時(shí)，在真空滅弧室中出現(xiàn)的電弧，叫做真空電弧。

2/3/202318（1）真空電弧的形式與特性1）擴(kuò)散型電弧當(dāng)真空斷路器開(kāi)斷5~6kA以下電流時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)散形電弧。2/3/202319（1）真空電弧的形式與特性2）聚集型電弧當(dāng)真空斷路器開(kāi)斷較大電流時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)聚集型電弧。2/3/202320（2）真空電弧的熄滅過(guò)程真空斷路器也是利用交流電流過(guò)零這個(gè)有利條件熄滅電弧的，開(kāi)斷過(guò)程和其它斷路器基本相同，不再重述。滅弧室的真空度一般在10-4~10-3mmHg范圍內(nèi)，但弧柱區(qū)的氣體壓力較高。若弧柱區(qū)與周?chē)臻g的壓力差很大時(shí)，則弧柱等離子體會(huì)向四周空間迅速擴(kuò)散。擴(kuò)散后的帶電粒子在觸頭表面及觸頭四周的金屬屏蔽罩表面復(fù)合，金屬蒸氣也在這些表面上冷凝。強(qiáng)烈的擴(kuò)散作用，有利于觸頭間隙介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的迅速恢復(fù)。2/3/202321（3）真空電弧的截流現(xiàn)象在真空斷路器開(kāi)斷幾安到幾十安的小電流時(shí)，由于電弧生成物少，弧區(qū)蒸汽壓力很低，帶電粒子的密度很小，電弧很不穩(wěn)定，引起過(guò)電壓。故必須采取措施。2/3/2023227.3斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)

高壓斷路器都是帶觸頭的電器，通過(guò)觸頭的分、合動(dòng)作達(dá)到開(kāi)斷與關(guān)合電路的目的，因此必須依靠一定的機(jī)械操動(dòng)系統(tǒng)才能完成。在斷路器本體以外的機(jī)械操動(dòng)裝置稱(chēng)為操動(dòng)機(jī)構(gòu)，而操動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器動(dòng)觸頭之間連接的部分稱(chēng)為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)。

2/3/202323二、操動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能要求1.合閘。不僅能關(guān)合正常工作電流，而且在關(guān)合故障回路時(shí)，能克服短路電動(dòng)力的阻礙，關(guān)合到底。在操作能源（如電壓、氣壓或液壓）在一定范圍內(nèi)（80%~110%）變化時(shí)，仍能正確、可靠的工作。2.保持合閘。由于合閘過(guò)程中，合閘命令的持續(xù)時(shí)間很短，而且操動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作力也只在短時(shí)內(nèi)提供，因此操動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須有保持合閘的部分，以保證在合閘命令和操作力消失后，斷路器仍能保持在合閘位置。3.分閘。操動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅要求能夠電動(dòng)（自動(dòng)或遙控）分閘，在某些特殊情況下，應(yīng)該可能在操動(dòng)機(jī)構(gòu)上進(jìn)行手動(dòng)分閘，而且要求斷路器的分?jǐn)嗨俣扰c操作人員的動(dòng)作快慢和下達(dá)命令的時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。操動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)有分閘省力機(jī)構(gòu)。2/3/202324二、操動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能要求4.自由脫扣。在斷路器合閘過(guò)程中，如操動(dòng)機(jī)構(gòu)又接到分閘命令，則操動(dòng)機(jī)構(gòu)不應(yīng)繼續(xù)執(zhí)行合閘命令而應(yīng)立即分閘。5.防跳躍。斷路器關(guān)合短路而又自動(dòng)分閘（關(guān)合在故障線路上）后，即使合閘命令尚未解除也不會(huì)再次合閘。6.復(fù)位。斷路器分閘后，操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的每個(gè)部件應(yīng)能自動(dòng)地恢復(fù)到準(zhǔn)備合閘的位置。7.連鎖。為了保證操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可靠，要求操動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一定的連鎖裝置。常用的連鎖裝置有：①分合閘位置連鎖。保證斷路器在合閘位置時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)不能進(jìn)行合閘操作；在分閘位置時(shí)，不能進(jìn)行分閘操作。②低氣（液）壓與高氣（液）壓連鎖。當(dāng)氣體或液體壓力低于或高于額定值時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)不能進(jìn)行分、合閘操作。③彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的位置連鎖。彈簧儲(chǔ)能不到規(guī)定要求時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)不能進(jìn)行分、合閘操作。2/3/202325操動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類(lèi)及其特點(diǎn)1．手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CS)2．電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CD)3．電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CJ)4．彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CT)5．氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)6．液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)2/3/202326第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)1用途和結(jié)構(gòu)

高壓隔離開(kāi)關(guān)主要是用來(lái)隔離高壓電源、以保證安全檢修，因此其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是斷開(kāi)后具有明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙。它的另一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置，因此它不能帶負(fù)荷操作。但它允許通斷一定的小電流，如勵(lì)磁電流不大于2A的空載變壓器，充電電容電流不大于5A的空載線路以及電壓互感器回路等。開(kāi)關(guān)柜用的戶(hù)內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)主要有GN19系列、GN6、GN9系列。隔離開(kāi)關(guān)主要由導(dǎo)電部分、絕緣部分、傳動(dòng)部分和底座部分組成。與斷路器配合使用時(shí)，要嚴(yán)格遵守操作順序，即停電時(shí)，應(yīng)先使斷路器跳閘，后拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)；送電時(shí)，應(yīng)先合隔離開(kāi)關(guān)，再閉合斷路器）

2/3/202327第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)3主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓。額定電壓是指隔離開(kāi)關(guān)能承受的正常工作線電壓。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)中隔離開(kāi)關(guān)采用的額定電壓等級(jí)為（10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。（2）額定電流。額定電流是指隔離開(kāi)關(guān)可以長(zhǎng)期通過(guò)的工作電流。隔離開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期通過(guò)額定電流時(shí)，其各部分的發(fā)熱溫度不超過(guò)允許值。我國(guó)規(guī)定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A2/3/202328第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)3主要技術(shù)參數(shù)（3）動(dòng)穩(wěn)定電流。隔離開(kāi)關(guān)在閉合位置時(shí)，所能通過(guò)的最大短路電流，稱(chēng)為動(dòng)穩(wěn)定電流，亦稱(chēng)額定峰值耐受電流，它表明隔離開(kāi)關(guān)在沖擊短路電流作用下，承受電動(dòng)力的能力。這個(gè)值的大小由導(dǎo)電及絕緣等部分的機(jī)械強(qiáng)度所決定（4）熱穩(wěn)定電流。熱穩(wěn)定電流是隔離開(kāi)關(guān)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，允許通過(guò)的最大電流，它表示隔離開(kāi)關(guān)承受短路電流熱效應(yīng)的能力。以短路電流的有效值表示。隔離開(kāi)關(guān)的銘牌規(guī)定一定時(shí)間（1、2、4秒）的熱穩(wěn)定電流。2/3/202329第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)4常用隔離開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)介(1)GW4—12~252系列隔離開(kāi)關(guān)2/3/202330隔離開(kāi)關(guān)的功用：（1）在分?jǐn)酄顟B(tài)下，將需要檢修的線路或電氣設(shè)備與電源隔開(kāi)，以保證檢修人員及設(shè)備的安全。（2）在關(guān)合狀態(tài)下，可以通過(guò)正常和故障電流。（3）隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，不能用來(lái)開(kāi)斷負(fù)荷電流，更不能開(kāi)斷短路電流，只能開(kāi)斷很小的電流2/3/202331隔離開(kāi)關(guān)的要求(1）應(yīng)具有明顯可見(jiàn)的斷口：使運(yùn)行人員能清楚地觀察隔離開(kāi)關(guān)的分、合狀態(tài)。（2）絕緣穩(wěn)定可靠：特別是斷口絕緣，一般要求比斷路器高出約10%~15%，即使在惡劣的氣候條件下，也不能發(fā)生漏電或閃絡(luò)現(xiàn)象，確保檢修、運(yùn)行人員的人身安全。（3）導(dǎo)電部分要接觸可靠：除能承受長(zhǎng)期工作電流和短時(shí)動(dòng)、熱穩(wěn)定電流外，戶(hù)外產(chǎn)品應(yīng)考慮在各種嚴(yán)重的工作條件下（包括母線拉力、風(fēng)力、地震、冰凍、污穢等不利情況），觸頭仍能正常分合和可靠接觸。（4）盡量縮小外形尺寸：特別是在超高壓隔離開(kāi)關(guān)中，縮小導(dǎo)電閘刀運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的空間尺寸，有利于減少變電所的占地面積。（5）隔離開(kāi)關(guān)與斷路器配合使用時(shí)，要有機(jī)械的或電氣的連鎖，以保證動(dòng)作的次序：即在斷路器開(kāi)斷電流之后，隔離開(kāi)關(guān)才分閘；在隔離開(kāi)關(guān)合閘之后，斷路器再合閘。***********(先合后斷)*************（6）在隔離開(kāi)關(guān)上裝有接地刀閘時(shí)，主刀閘與接地刀閘之間應(yīng)具有機(jī)械的或電氣的連鎖，以保證動(dòng)作的次序：即在主刀閘沒(méi)有分開(kāi)時(shí)，保證接地刀閘不能合閘；在接地刀閘沒(méi)有分閘時(shí)，保證主刀閘不能合閘。（7）隔離開(kāi)關(guān)要有好的機(jī)械強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠；操動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊。2/3/202332第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)

內(nèi)容簡(jiǎn)介1了解負(fù)荷開(kāi)關(guān)的作用、功能、分類(lèi)2/3/202333第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)1用途和結(jié)構(gòu)

負(fù)荷開(kāi)關(guān)的用途與它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是相對(duì)應(yīng)的，從結(jié)構(gòu)上看，負(fù)荷開(kāi)關(guān)主要有兩種類(lèi)型，一種是獨(dú)立安裝在墻上、架構(gòu)上的，其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于隔離開(kāi)關(guān)；另一種是安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜中，特別是采用真空或SF6氣體的，則更接近于斷路器。負(fù)荷開(kāi)關(guān)的用途是包含了這兩種類(lèi)型的負(fù)荷開(kāi)關(guān)的綜合用途。1）負(fù)荷開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置時(shí)，像隔離開(kāi)關(guān)一樣有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，因此可起電氣隔離作用。對(duì)于停電的設(shè)備或線路提供可靠停電的必要條件。

2/3/202334第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)1用途和結(jié)構(gòu)

2）負(fù)荷開(kāi)關(guān)具有簡(jiǎn)易的滅弧裝置，因而可分、合負(fù)荷開(kāi)關(guān)本身額定電流之內(nèi)的負(fù)荷電流。它可用來(lái)分、合一定容量的變壓器、電容器組，一定容量的配電線路。有的車(chē)間變壓器距高壓配電室的斷路器較遠(yuǎn)，停電時(shí)在車(chē)間變壓器室中看不到明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，往往在變壓器室的墻上加裝一臺(tái)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)，既可以就近操作變壓器的空載電流，又可以提供明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，確保停電的安全可靠。3）配有高壓熔斷器的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，可作為斷流能力有限的斷路器使用。這時(shí)負(fù)荷開(kāi)關(guān)本身用于分、合正常情況下的負(fù)荷電流，高壓熔斷器則用來(lái)切斷短路故障電流。負(fù)荷開(kāi)關(guān)與熔斷器組合起來(lái)便可取代斷路器，從而降低設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。這種形式廣泛應(yīng)用于城網(wǎng)改造和農(nóng)村電網(wǎng)。2/3/202335第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)2分類(lèi)

負(fù)荷開(kāi)關(guān)種類(lèi)較多，從使用環(huán)境上分，有戶(hù)內(nèi)式、戶(hù)外式；從滅弧形式和滅弧介質(zhì)上分，有壓氣式、產(chǎn)氣式、真空式、六氟化硫式等。對(duì)于10KV高壓用戶(hù)來(lái)說(shuō)，老用戶(hù)用的多為戶(hù)內(nèi)型壓氣式或產(chǎn)氣式的；新用戶(hù)采用環(huán)網(wǎng)柜，用的多為六氟化硫式的。而10KV架空線路上用的則為戶(hù)外式的。2/3/202336第四節(jié)高壓熔斷器1用途和型號(hào)

高壓熔斷器是一種保護(hù)電器，當(dāng)系統(tǒng)或電氣設(shè)備發(fā)生短路故障或過(guò)負(fù)荷時(shí)，故障電流或過(guò)負(fù)荷電流使熔體發(fā)熱熔斷、切斷電源起到保護(hù)作用。高壓熔斷器分為限流和不限流兩類(lèi)。戶(hù)內(nèi)高壓熔斷器為限流式熔斷器。

高壓熔斷器的型號(hào)由六部分組成，從左起第一位表示設(shè)備名稱(chēng)，R代表熔斷器；第二位，使用環(huán)境，N代表戶(hù)內(nèi)型；第三位，設(shè)計(jì)序號(hào)，以數(shù)字表示；第四位（橫線后面），額定電壓，用數(shù)字表示，單位KV，第五位（空格后，斜線前），熔斷器的額定電流。以數(shù)字表示，單位A；第六位（斜線后），熔體的額定電流，用數(shù)字表示，單位以A表示。例如：RN1—1020/10代表：熔斷器戶(hù)內(nèi)型；設(shè)計(jì)序號(hào)為1，額定電壓10KV，熔斷器額定電流20A，熔體額定電流10A。2/3/202337第四節(jié)高壓熔斷器2工作原理

熔斷器主要元件是一種易于熔斷的熔斷體，簡(jiǎn)稱(chēng)熔體，熔體或熔絲由熔點(diǎn)較低的金屬制成，具有較小截面或其他結(jié)構(gòu)的形式，當(dāng)通過(guò)的電流達(dá)到或超過(guò)一定值時(shí)，由于熔體本身產(chǎn)生的熱量，使其溫度升高，達(dá)到金屬的熔點(diǎn)時(shí)，熔斷切斷電源，因而完成過(guò)載電流或短路電流的保護(hù)。為了得到大的切斷能力和各種需要的保護(hù)特性，熔體的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要問(wèn)題。

熔斷器工作包括以下四個(gè)物理過(guò)程：（1）流過(guò)過(guò)載或短路電流時(shí)，熔體發(fā)熱以至熔化；（2）熔斷體氣化，電路開(kāi)斷；（3）電路開(kāi)后的間隙又被擊穿，產(chǎn)生電??；（4）電弧熄滅，熔斷器的切斷能力決定于最后一個(gè)過(guò)程。熔斷器的動(dòng)作時(shí)間為上述四個(gè)過(guò)程的時(shí)間總和。2/3/202338第四節(jié)高壓熔斷器3特性

（1）安秒特性熔體熔化時(shí)間與通過(guò)電流值的關(guān)系稱(chēng)為安秒特性。按照安秒特性進(jìn)行熔斷的選擇，就可以獲得熔斷器的動(dòng)作選擇。(2)最小熔化電流在通過(guò)最小熔化電流值時(shí)，熔體必須熔化，但熔化時(shí)間長(zhǎng)（接近于無(wú)窮大）。當(dāng)電流大于熔化電流值時(shí)，熔化時(shí)迅速降低，熔斷系數(shù)要大于1，其值一般在2.5以下，不同種類(lèi)用途的熔斷器可以規(guī)定不同的熔斷系數(shù)。2/3/202339第四節(jié)高壓熔斷器3特性

(3)在熔斷器中，熔斷器的溫度與熔體的溫度不一樣。在最小熔斷電流時(shí)，由于發(fā)熱時(shí)間長(zhǎng)，熔斷器管的發(fā)熱最為嚴(yán)重。(4)在不同電流值時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于熔體的熔斷時(shí)間有規(guī)定，例如，當(dāng)電流為熔體額定電流130%時(shí)，熔化時(shí)間大于1小時(shí)；當(dāng)電流為額定電流的200%時(shí)，熔化時(shí)間應(yīng)小于1小時(shí)。(5)過(guò)電壓。熔斷器工作的物理過(guò)程是：間隙氣化后，線路開(kāi)斷，斷點(diǎn)間電壓升高，使間隙擊穿，產(chǎn)生電弧。因此在熔斷器切斷過(guò)程中，有過(guò)電壓?jiǎn)栴}。這種過(guò)電壓決定于線路電流被切斷的情況以及被打穿間隙的長(zhǎng)度。2/3/202340第四節(jié)高壓熔斷器4常用高壓熔斷器介紹

（1）常用的高壓戶(hù)內(nèi)管形限流熔斷器

國(guó)產(chǎn)高壓管形熔斷器有RN1和RN2兩種，都是戶(hù)內(nèi)式充有石英砂填料的密封管熔斷器，兩者結(jié)構(gòu)基本相同，工作熔體采用焊有小錫球的銅熔絲。利用“冶金效應(yīng)”（錫是低熔點(diǎn)金屬，過(guò)電流時(shí)，錫受熱首先熔化，熔液包圍銅，銅錫互相滲透，形成熔點(diǎn)比較低的銅錫合金，使銅絲能在較低的溫度下熔化）2/3/202341第四節(jié)高壓熔斷器

4常用高壓熔斷器介紹斷器

使熔斷器能在較小的故障或過(guò)負(fù)荷電流時(shí)動(dòng)作。同時(shí)熔絲采用幾根熔絲并聯(lián)，使它們?cè)谌蹟鄷r(shí)產(chǎn)生幾條并行電弧，使電弧與填料的接觸面增大，去游離加強(qiáng)，加速電弧的熄滅。工作熔體熔斷后，指示熔體接著熔斷，紅色指示器彈出。管形熔斷器熔管剖面圖2/3/202342第四節(jié)高壓熔斷器

4常用高壓熔斷器介紹斷器

（2）戶(hù)外型高壓熔斷器的結(jié)構(gòu)及工作原理戶(hù)外型高壓熔斷器又稱(chēng)為跌開(kāi)式熔斷器，俗稱(chēng)跌落保險(xiǎn)。正常情況下，熔管上部的動(dòng)觸頭借助熔絲張力拉緊后，推上靜觸頭內(nèi)鎖緊閉合保持閉合狀態(tài)。當(dāng)被保護(hù)的變壓器或線路發(fā)生故障時(shí)，故障電流使熔絲熔斷，在熔管內(nèi)產(chǎn)生電弧，消弧管在電弧高溫作用下分解出大量氣體，使熔管內(nèi)壓力急劇增大，氣體向外噴出，形成對(duì)電弧有力的縱吹，使電弧迅速拉長(zhǎng)去游離，在電流交流過(guò)零時(shí)電弧熄滅，同時(shí)由于熔絲管拉力消失，使鎖緊機(jī)構(gòu)釋放，在靜觸頭的彈力和自重的作用下，使熔管跌落下來(lái)，電弧被迅速拉長(zhǎng)，即有利于滅弧，又形成明顯的斷開(kāi)距離。2/3/202343第五節(jié)低壓開(kāi)關(guān)

一、接觸器接觸器是用來(lái)遠(yuǎn)距離接通或開(kāi)斷負(fù)荷電流，并適用于頻繁起動(dòng)及控制電動(dòng)機(jī)的低壓開(kāi)關(guān)。按控制電源不同，可分交流接觸器和直流接觸器。2/3/202344低壓開(kāi)關(guān)

二、低壓自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)（簡(jiǎn)稱(chēng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)或空氣開(kāi)關(guān)）是低壓開(kāi)關(guān)中性能最完善的開(kāi)關(guān)，它不僅可以切斷負(fù)荷電流，而且可以切斷短路電流。廣泛用于低壓配電的總開(kāi)關(guān)、大功率電動(dòng)機(jī)的控制開(kāi)關(guān)。但因受滅弧結(jié)構(gòu)限制，不適用具有頻繁操作的電路。自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)分為萬(wàn)能式（框架式）和封閉式（塑料外殼式）。2/3/202345

配電裝置2/3/202346概述它按主接線的要求，由開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)和測(cè)量電器、母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來(lái)接受和分配電能，是一種電工建筑物。2/3/202347配電裝置的分類(lèi)

1.配電裝置按電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。2.按其組裝方式，又可分為裝配式和成套配電裝置：電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝的稱(chēng)為裝配式配電裝置；在制造廠預(yù)先將開(kāi)關(guān)電器、互感器等安裝成套，然后運(yùn)至安裝地點(diǎn)，這樣的配電裝置稱(chēng)為成套配電裝置。2/3/202348二、配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：保證運(yùn)行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件合理選擇電氣設(shè)備，在布置上力求整齊、清晰、保證具有足夠的安全距離，采取防火、防爆和蓄油、排油措施，考慮設(shè)備防水、防陣風(fēng)、抗震、耐污等性能。便于檢修、巡視和操作，裝設(shè)防誤操作的閉鎖裝置，以防止帶負(fù)荷拉合隔離開(kāi)關(guān)、帶接地線合閘、帶電掛接地線、誤拉合斷路器、誤入帶電間隔。（五防）在保證安全的前提下，電氣設(shè)備的布置應(yīng)緊湊，力求節(jié)約材料和造價(jià)。安裝和擴(kuò)建方便。為了滿足配電裝置運(yùn)行和檢修的需要，間隔的帶電部分對(duì)接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間大于最小安全凈距。在這一距離下，無(wú)論是在正常最高工作電壓還是在出現(xiàn)內(nèi)、外過(guò)電壓時(shí)，都不致使空氣間隙擊穿。2/3/2023498.2成套配電裝置成套配電裝置的特點(diǎn)：電氣設(shè)備布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對(duì)地距離可以縮小、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。所有電器元件已在工廠組裝成一整體，現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量大大減小，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷。運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便耗用鋼材較多，造價(jià)較高。2/3/202350成套配電裝置分類(lèi)成套配電裝置可分為：1.低壓配電屏（或開(kāi)關(guān)柜）2.高壓開(kāi)關(guān)柜3.SF6全封閉組合電器2/3/2023511.低壓配電屏（柜）

低壓配電屏（柜），電壓等級(jí)為380/220V，主要用在發(fā)電廠低壓廠用配電屏。2/3/202352抽屜式開(kāi)關(guān)柜為封閉式結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是：密封性能好，可靠性高，主要設(shè)備均裝在抽屜內(nèi)或手車(chē)上。回路故障時(shí)，可拉出檢修或換上備用抽屜（或手車(chē)），以迅速恢復(fù)供電。抽屜式式開(kāi)關(guān)柜還具有布置緊湊，占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，鋼材消耗較多，價(jià)格較高。目前主要用于大機(jī)組的廠用電和粉塵較多的車(chē)間。2/3/202353二、手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜多為單母線結(jié)構(gòu)，電廠高壓廠用電多采用6~10kV的高壓開(kāi)關(guān)柜2/3/202354結(jié)構(gòu)：1.手車(chē)室：柜前正中部為手車(chē)室，斷路器用操動(dòng)機(jī)構(gòu)均裝在小車(chē)上，斷路器手車(chē)正面上部為推進(jìn)機(jī)構(gòu)，用腳踩手車(chē)下部聯(lián)鎖腳踏板，車(chē)后母線室面板上的遮板提起，插入手柄，轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，可使手車(chē)在柜內(nèi)平穩(wěn)前進(jìn)或后移。當(dāng)手車(chē)在工作位置時(shí)，斷路器通過(guò)隔板插頭與母線及出線相通。檢修時(shí)，將小車(chē)?yán)龉裢?，?dòng)靜觸頭分離，手車(chē)室后壁通向母線室的的活動(dòng)遮板自動(dòng)關(guān)閉，起安全隔離作用。如果急需恢復(fù)供電，可換上備用小車(chē)，既方便檢修，又可減少停電時(shí)間。手車(chē)與柜相連的二次線采用插頭連接。當(dāng)斷路器離開(kāi)工作位置的，其一次隔離插頭雖斷開(kāi)。而二次線仍可接通，以便調(diào)試斷路器。手車(chē)推進(jìn)機(jī)構(gòu)與斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)之間有防止帶負(fù)荷推拉小車(chē)的安全聯(lián)鎖裝置。手車(chē)兩側(cè)及底部設(shè)有接地滑道、定位鎖和位置指示等附件。柜門(mén)外設(shè)有觀察窗，運(yùn)行時(shí)可觀察內(nèi)部情況。2/3/2023552.儀表繼電器室：測(cè)量?jī)x表、信號(hào)繼電器和繼電保護(hù)用的壓板裝在小室的儀表門(mén)上，小室內(nèi)有繼電器、端子排、熔斷器和電度表。3.主母線室：位于開(kāi)關(guān)柜的后上部，室內(nèi)裝有母線和隔離靜觸頭。母線為封閉式，不易積灰和短路，故可靠性高。4.出線