配電系統(tǒng)常用開關(guān)設(shè)備

配電系統(tǒng)常用開關(guān)設(shè)備9/30/20231

內(nèi)容簡介1了解常用開關(guān)設(shè)備的作用、功能、分類2了解常用開關(guān)設(shè)備主要性能與參數(shù)的含義3了解常用開關(guān)設(shè)備的工作原理9/30/20232第一節(jié)高壓斷路器1用途和結(jié)構(gòu)

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)無故障部分的正常運(yùn)行。高壓斷路器的類型很多，但就其結(jié)構(gòu)來講，都是由開斷元件、支撐絕緣件、傳動元件、基座及操動機(jī)構(gòu)五個(gè)基本部分組成，開斷元件是斷路器的核心元件，控制、保護(hù)等方面的任務(wù)都需由它來完成。其他組成部分都是配合開斷元件，為完成上述任務(wù)而設(shè)置的。

9/30/20233第一節(jié)高壓斷路器2類型和適用場所

斷路器按其所采用的滅弧介質(zhì)，可分為下列幾種類型：（1）油斷路器：采用變壓器油作滅弧介質(zhì)的斷路器，稱為油斷路器，如斷路器的油還兼作開斷后的絕緣和帶電部分與接地外殼之間的絕緣介質(zhì)，稱為多油斷路器；油僅作為滅弧介質(zhì)和觸頭開斷后的絕緣介質(zhì)，而帶電部分對地之間的絕緣介質(zhì)采用瓷或其他介質(zhì)的，稱為少油斷路器。主要用在不需頻繁操作及不要求高速開斷的各級電壓電網(wǎng)中。9/30/20234第一節(jié)高壓斷路器2類型和適用場所（2）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斷的場合，在我國推薦在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)。（3）真空斷路器：利用真空的高介質(zhì)強(qiáng)度來滅弧的斷路器，稱為真空斷路器，現(xiàn)已大量應(yīng)用在7.2—40.5KV電壓等級的供（配）電網(wǎng)絡(luò)上也主要用于頻繁操作及要求高速開斷的場合，但在海邊地區(qū)使用時(shí)，應(yīng)注意防凝露，因?yàn)闀箶嗦菲鳒缁∈覝缁∧芰ο陆?。目前，在電力系統(tǒng)中主要使用以上三種形式的斷路器，而一些舊式斷路器，如空氣斷路器等，已逐步被淘汰。9/30/20235第一節(jié)高壓斷路器3型號表示方法（GB標(biāo)準(zhǔn)）高壓斷路器的型號是由字母和數(shù)字組成，表示如下：9/30/20236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，我國電力系統(tǒng)中斷路器采用的額定電壓等級為（10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。（2）額定電流。額定電流是指斷路器可以長期通過的工作電流。斷路器長期通過額定電流時(shí)，其各部分的發(fā)熱溫度不超過允許值。我國規(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，稱為額定開斷電流Ik，它表示斷路器的斷路能力。我國規(guī)定額定開斷電流為：1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等9/30/20237第一節(jié)高壓斷路器5主要技術(shù)參數(shù)（4）動穩(wěn)定電流。斷路器在閉合位置時(shí)，所能通過的最大短路電流，稱為動穩(wěn)定電流，亦稱額定峰值耐受電流，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。9/30/20238第一節(jié)高壓斷路器6滅弧原理

(1)、油斷路器的滅弧

這類斷路器用油作滅弧介質(zhì)，電弧在油中燃燒時(shí)，油受電弧的高溫作用而迅速分解、蒸發(fā)，并在電弧周圍形成氣泡。能有效地冷卻電弧，降低弧隙電導(dǎo)率，促使電弧熄滅。在油斷路器中設(shè)置了滅弧裝置（室），使油和電弧的接觸緊密，氣泡壓力得到提高。當(dāng)滅弧室噴口打開后，氣體、油和油蒸氣本身形成一股氣流和液流，按照具體的滅弧裝置結(jié)構(gòu)，可垂直于電弧橫向吹弧，平行于電弧縱向吹弧或縱橫結(jié)合等方式吹向電弧，對電弧實(shí)行強(qiáng)力有效的吹弧，這樣，就加速去游離過程，縮短燃弧時(shí)間，從而提高了斷路器的開斷能力，電流過零時(shí)滅弧。9/30/20239第一節(jié)高壓斷路器(2)、SF6斷路器的滅弧原理

SF6斷路器用SF6氣體作為滅弧介質(zhì)。SF6氣體是理想的滅弧介質(zhì)，它具有良好的熱化學(xué)性與強(qiáng)負(fù)電性。（a）熱化學(xué)性，即SF6氣體有良好的熱傳導(dǎo)特性由于SF6氣體有較高的導(dǎo)熱率，電弧燃燒時(shí)，弧心表面具有很高的溫度梯度，冷卻效果顯著，所以電弧直徑比較小，有利于滅弧。同時(shí)SF6在電弧中熱游離作用強(qiáng)烈，熱分解充分，弧心存在著大量單體的S、F及其離子等，電弧燃燒過程中，電網(wǎng)注入弧隙的能量比空氣和油等作滅弧介質(zhì)的斷路器低得多。因此，觸頭材料燒損較少，電弧也就比較容易熄滅。9/30/202310第一節(jié)高壓斷路器（b）SF6氣體的強(qiáng)負(fù)電性

就是這種氣體分子或原子生成負(fù)離子的傾向性強(qiáng)。由電弧電離所產(chǎn)生的電子，被SF6氣體和由它分解產(chǎn)生的鹵族分子和原子強(qiáng)烈的吸附，因而帶電粒子的移動性顯著降低，并由于負(fù)離子與正離子極易復(fù)合還原為中性分子和原子。因此，弧隙空間導(dǎo)電性的消失過程非常迅速?；∠峨妼?dǎo)率很快降低，從而促使電弧熄滅。9/30/202311第一節(jié)高壓斷路器(3)真空斷路器的滅弧原理

真空斷路器應(yīng)用真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)。斷路器開斷時(shí)，電弧在真空滅弧室觸頭材料所產(chǎn)生的金屬蒸氣中燃燒，簡稱為真空電弧。當(dāng)開斷真空電弧時(shí)，由于弧柱內(nèi)外的壓力與密度差別都很大，所以弧柱內(nèi)的金屬蒸氣與帶電質(zhì)點(diǎn)會不斷向外擴(kuò)散?；≈鶅?nèi)部處在一面向外擴(kuò)散，一面處于電極不斷蒸發(fā)出新質(zhì)點(diǎn)的動態(tài)平衡中。隨著電流減小，金屬蒸氣密度與帶電質(zhì)點(diǎn)的密度都下降，最后在電流接近零點(diǎn)時(shí)消失，電弧隨之熄滅。此時(shí)，弧柱殘余的質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)向外擴(kuò)散，斷口間的介質(zhì)絕緣強(qiáng)度迅速恢復(fù)，只要介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)速度大于電壓恢復(fù)上升速度，電弧最終熄滅。9/30/202312第一節(jié)高壓斷路器斷路器簡介國產(chǎn)ZN28，ZN28A系列戶內(nèi)真空斷路器

9/30/202313第二節(jié)隔離開關(guān)1用途和結(jié)構(gòu)

高壓隔離開關(guān)主要是用來隔離高壓電源、以保證安全檢修，因此其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是斷開后具有明顯可見的斷開間隙。它的另一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沒有專門的滅弧裝置，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。開關(guān)柜用的戶內(nèi)隔離開關(guān)主要有GN19系列、GN6、GN9系列。

隔離開關(guān)主要由導(dǎo)電部分、絕緣部分、傳動部分和底座部分組成。

9/30/202314

一隔離開關(guān)9/30/202315第二節(jié)隔離開關(guān)3主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓。額定電壓是指隔離開關(guān)能承受的正常工作線電壓。目前，我國電力系統(tǒng)中隔離開關(guān)采用的額定電壓等級為（10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。（2）額定電流。額定電流是指隔離開關(guān)可以長期通過的工作電流。隔離開關(guān)長期通過額定電流時(shí)，其各部分的發(fā)熱溫度不超過允許值。我國規(guī)定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A9/30/202316第二節(jié)隔離開關(guān)3主要技術(shù)參數(shù)（3）動穩(wěn)定電流。隔離開關(guān)在閉合位置時(shí)，所能通過的最大短路電流，稱為動穩(wěn)定電流，亦稱額定峰值耐受電流，它表明隔離開關(guān)在沖擊短路電流作用下，承受電動力的能力。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)定電流是隔離開關(guān)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，允許通過的最大電流，它表示隔離開關(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。隔離開關(guān)的銘牌規(guī)定一定時(shí)間（1、2、4秒）的熱穩(wěn)定電流。9/30/202317第二節(jié)隔離開關(guān)4常用隔離開關(guān)簡介

(1)GW4—12~252系列隔離開關(guān)9/30/202318第二節(jié)隔離開關(guān)4常用隔離開關(guān)簡介

(1)GW4—12~252系列隔離開關(guān)9/30/202319第二節(jié)隔離開關(guān)4常用隔離開關(guān)簡介

(1)GN19系列隔離開關(guān)9/30/202320第三節(jié)高壓負(fù)荷開關(guān)

內(nèi)容簡介1了解負(fù)荷開關(guān)的作用、功能、分類了解負(fù)荷開關(guān)的主要性能與參數(shù)的含義9/30/202321第三節(jié)高壓負(fù)荷開關(guān)

1用途和結(jié)構(gòu)

負(fù)荷開關(guān)的用途與它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是相對應(yīng)的，從結(jié)構(gòu)上看，負(fù)荷開關(guān)主要有兩種類型，一種是獨(dú)立安裝在墻上、架構(gòu)上的，其結(jié)構(gòu)類似于隔離開關(guān)；一種是安裝在高壓開關(guān)柜中，特別是采用真空或SF6氣體的，則更接近于斷路器?！?fù)荷開關(guān)的用途主要包含了這兩種類型的負(fù)荷開關(guān)的綜合用途。

1）負(fù)荷開關(guān)在斷開位置時(shí)，像隔離開關(guān)一樣有明顯的斷開點(diǎn)，因此可起電氣隔離作用。對于停電的設(shè)備或線路提供可靠停電的必要條件。

9/30/202322第三節(jié)高壓負(fù)荷開關(guān)

1用途和結(jié)構(gòu)

2）負(fù)荷開關(guān)具有簡易的滅弧裝置，因而可分、合負(fù)荷開關(guān)本身額定電流之內(nèi)的負(fù)荷電流。它可用來分、合一定容量的變壓器、電容器組，一定容量的配電線路。有的車間變壓器距高壓配電室的斷路器較遠(yuǎn)，停電時(shí)在車間變壓器室中看不到明顯的斷開點(diǎn)，往往在變壓器室的墻上加裝一臺高壓負(fù)荷開關(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點(diǎn)，確保停電的安全可靠。3）配有高壓熔斷器的負(fù)荷開關(guān)，可作為斷流能力有限的斷路器使用。這時(shí)負(fù)荷開關(guān)本身用于分、合正常情況下的負(fù)荷電流，高壓熔斷器則用來切斷短路故障電流。但這里的負(fù)荷開關(guān)多為真空式或六氟化硫式，整個(gè)環(huán)網(wǎng)柜體積不大，最大可帶容量為1250KVA的變壓器。9/30/202323第三節(jié)高壓負(fù)荷開關(guān)

2分類

負(fù)荷開關(guān)種類較多，從使用環(huán)境上分，有戶內(nèi)式、戶外式；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。對于10KV高壓用戶來說，老用戶用的多為戶內(nèi)型壓氣式或產(chǎn)氣式的；新用戶采用環(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外式的。9/30/202324第三節(jié)高壓負(fù)荷開關(guān)

3型號

負(fù)荷開關(guān)的型號，如FN2—10RS/400，由七個(gè)部分組成。從左至右：第一位，是該設(shè)備的名稱，F(xiàn)代表負(fù)荷開關(guān)。第二位，表示該設(shè)備的使用環(huán)境，W代表戶外，N代表戶內(nèi)。第三位，設(shè)計(jì)序號。第四位代表該設(shè)備的額定工作電壓，以KV為單位。第五位表示是否帶高壓熔斷器，用R表示帶有熔斷器，不帶熔斷器的就不注。第六位是進(jìn)一步表明帶熔斷器的負(fù)荷開關(guān)其熔斷器是裝在負(fù)荷開關(guān)的上面還是下面，S表示裝在上面，如裝在下面就不注。第七位，表示其規(guī)格，即額定電流，以A為單位。9/30/202325第三節(jié)高壓負(fù)荷開關(guān)

4主要技術(shù)參數(shù)

9/30/202326第三節(jié)高壓負(fù)荷開關(guān)

5部分常用負(fù)荷開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)

9/30/202327第四節(jié)高壓熔斷器

1用途和型號

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)生短路故障或過負(fù)荷時(shí)，故障電流或過負(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。戶內(nèi)高壓熔斷器為限流式熔斷器。

高壓熔斷器的型號由六部分組成，第一位表示設(shè)備名稱，R代表熔斷器；第二位，使用環(huán)境，N代表戶內(nèi)型；第三位，設(shè)計(jì)序號，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：熔斷器戶內(nèi)型；設(shè)計(jì)序號為1，額定電壓10KV，熔斷器額定電流20A，熔體額定電流10A。9/30/202328限流式熔斷器的熔斷體分類：按開斷電流的范圍分為：“g”熔斷體和“a”熔斷體按使用類別分為：G熔斷體和M熔斷體▲“g”熔斷體——在電壓、功率因數(shù)或電路時(shí)間常數(shù)等規(guī)定條件下，從約定熔化電流到額定開斷能力之間的所有電流都能開斷的一種限流熔斷體。——一般稱為：全范圍開斷能力熔斷體。

“a”熔斷體——在電壓、功率因數(shù)或電路時(shí)間常數(shù)等規(guī)定條件下，從約定熔化電流到額定開斷能力之間只能進(jìn)行部分范圍開斷的一種限流熔斷體?！话惴Q為：部分范圍開斷能力熔斷體。

G熔斷體——一般用途熔斷體；M熔斷體——用于電動機(jī)保護(hù)的熔斷體。第四節(jié)高壓熔斷器9/30/202329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，簡稱熔體，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)通過的電流達(dá)到或超過一定值時(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)重要問題。

熔斷器工作包括以下四個(gè)物理過程：（1）流過過載或短路電流時(shí)，熔體發(fā)熱以至熔化；（2）熔斷體氣化，電路開斷；（3）電路開后的間隙又被擊穿，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)過程。

熔斷器的動作時(shí)間為上述四個(gè)過程的時(shí)間總和。9/30/202330

3特性熔斷器的保護(hù)性能的特性有：時(shí)間——電流特性（反時(shí)限電流曲線）I2t特性（過負(fù)荷時(shí)間電流曲線：弧前I2t特性、熔斷I2t特性）截?cái)嚯娏魈匦裕ū碚魅蹟嗥飨拗贫搪冯娏髂芰Φ奶匦裕?）安秒特性

熔體熔化時(shí)間與通過電流值的關(guān)系稱為安秒特性。按照安秒特性進(jìn)行熔斷的選擇，就可以獲得熔斷器的動作選擇。

第四節(jié)高壓熔斷器9/30/202331第四節(jié)高壓熔斷器

(2)最小熔化電流在通過最小熔化電流值時(shí)，熔體必須熔化，但熔化時(shí)間長（接近于無窮大）。當(dāng)電流大于最小熔化電流值時(shí)，熔化時(shí)間迅速降低。

(3)

熔斷體過電流選擇比當(dāng)需要對同一網(wǎng)路上串聯(lián)—分級的各個(gè)熔斷器進(jìn)行動作時(shí)間配合時(shí)，通常要考慮上下級熔斷器的電流選擇比我國規(guī)定：“g”熔體的過電流選擇比有兩種：1.6:1和2:1反時(shí)限電流曲線9/30/202332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，熔斷器管的發(fā)熱最為嚴(yán)重。(4)在不同電流值時(shí)，國家標(biāo)準(zhǔn)對于熔體的熔斷時(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)過電壓。熔斷器工作的物理過程是：間隙氣化后，線路開斷，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程中，有過電壓問題。這種過電壓決定于線路電流被切斷的情況以及被打穿間隙的長度。9/30/2023334、熔斷器技術(shù)參數(shù)：熔斷器技術(shù)參數(shù)有：熔斷器（底座）技術(shù)參數(shù)；額定電壓、額定電流、分?jǐn)喾秶?、電流種類、額定頻率、外殼防護(hù)等級IPXX等熔斷體技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、分?jǐn)喾秶?、使用類別、額定開斷能力、電流種類、額定頻率9/30/202334第四節(jié)高壓熔斷器5

常用高壓熔斷器介紹