工廠變配電所及其一次系統(tǒng)課件

第四章工廠變配電所及其一次系統(tǒng)第一節(jié)工廠變配電所的任務(wù)和類型一.變配電所的任務(wù)二.變配電所的類型第二節(jié)電力變壓器一.電力變壓器及其分類二.電力變壓器的結(jié)構(gòu)、型號一.概述第三節(jié)電流互感器和電壓互感器二.電流互感器三.電壓互感器三.電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別及其選擇四.變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇五.電力變壓器并列運(yùn)行條件第五節(jié)低壓一次設(shè)備三.高壓熔斷器四.高壓隔離開關(guān)五.高壓負(fù)荷開關(guān)六.高壓斷路器第四節(jié)高壓一次設(shè)備一.一次設(shè)備及其分類二.電氣設(shè)備運(yùn)行中的電弧問題與滅弧方法七.高壓開關(guān)柜八.高壓一次設(shè)備的選擇與校驗三.低壓斷路器四.低壓配電屏和配電箱五.低壓一次設(shè)備的選擇一.低壓熔斷器二.低壓刀開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)第七節(jié)工廠變配電所的所址、布置、結(jié)構(gòu)及安裝圖三.車間和小型工廠變電所四.工廠總降壓變電所的主接線圖第六節(jié)工廠變配電所的主接線圖一.概述二.高壓配電所的主接線圖三.變配電所的結(jié)構(gòu)四.變配電所的電氣安裝圖一.變配電所所址的選擇二.變配電所的總體布置要求及方案例如第八節(jié)工廠變配電所的運(yùn)行維護(hù)與檢修試驗三.電力變壓器的運(yùn)行維護(hù)四.電力變壓器的檢修試驗五.配電裝置的運(yùn)行維護(hù)一.變配電所的值班制度和值班員職責(zé)二.變配電所的送電和停電操作六.配電裝置的檢修試驗復(fù)習(xí)思考題習(xí)題

一.變配電所的任務(wù)變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，然后配電的任務(wù)。配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務(wù)。顯然，變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠中占有特殊重要的地位。第四章工廠變配電所及其一次系統(tǒng)第一節(jié)工廠變配電所的任務(wù)和類型內(nèi)容提要：本章首先介紹工廠變配電所的任務(wù)和類型，然后重點(diǎn)講述工廠變配電所的一次設(shè)備和主接線圖，對電力變壓器、互感器和上下壓一次設(shè)備著重介紹其功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、根本原理及其選擇，對主接線圖著重講述其根本要求及一些典型接線。最后講述工廠變配電所的所址選擇、布置、結(jié)構(gòu)、安裝圖及其運(yùn)行維護(hù)和檢修試驗的根本知識。本章是本課程的重點(diǎn)，也是從事工廠變配電所運(yùn)行、維護(hù)和設(shè)計必備的根底知識。二.變配電所的類型工廠變電所分為總降壓變電所和車間變電所，不過一般中小型工廠不設(shè)總降壓變電所。車間變電所按其主變壓器的安裝位置來分，有以下類型：圖4-1車間變電所的類型1、2-內(nèi)附式3、4-外附式5-車間內(nèi)式6-露天或半露天式7-獨(dú)立式8-桿上式9-地下式10-樓上式(1)車間附設(shè)變電所變電所變壓器室的一面墻或幾面墻與車間建筑的墻共用，變壓器室的大門朝車間外開。如果按變壓器室位于車間的墻內(nèi)還是墻外，還可進(jìn)一步分為內(nèi)附式〔如圖4-1中的1、2〕和外附式〔如圖4-1中的3、4〕。(2)車間內(nèi)變電所變壓器室位于車間內(nèi)的單獨(dú)房間內(nèi)，變壓器室的大門朝車間內(nèi)開(如圖4-1中的5)。(3)露天(或半露天)變電所變壓器安裝在車間外面抬高的地面上(如圖4-1中的6)。變壓器上方?jīng)]有任何遮蔽物的，稱為露天式；變壓器上方設(shè)有頂板或挑檐的，稱為半露天式。(4)獨(dú)立變電所整個變電所設(shè)在與車間建筑有一定距離的單獨(dú)建筑物內(nèi)，如圖4-1中的7〕。(5)桿上變電臺變壓器安裝在室外的電桿上，亦稱桿上變電所〔如圖4-1中的8〕。(6)地下變電所整個變電所設(shè)置在地下〔如圖4-1中的9〕。(7)樓上變電所整個變電所設(shè)置在樓上〔如圖4-1中的10〕。(8)成套變電所由電器制造廠按一定接線方案成套制造、現(xiàn)場裝配的變電所，又稱組合式或箱式變電所。(9)移動式變電所整個變電所裝在可移動的車上。上述的車間附設(shè)變電所、車間內(nèi)變電所、獨(dú)立變電所、地下變電所和樓上變電所，均屬于室內(nèi)型〔戶內(nèi)式〕變電所。露天、半露天變電所和桿上變電臺，那么屬于室外型〔戶外式〕變電所。成套變電所和移動式變電所，那么室內(nèi)型和室外型均有。在負(fù)荷較大的多跨廠房、負(fù)荷中心在廠房中央且環(huán)境許可時，可采用車間內(nèi)變電所。車間內(nèi)變電所，位于車間的負(fù)荷中心，可以縮短低壓配電距離，從而降低電能損耗和電壓損耗，減少有色金屬消耗量，因此這種變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較好。但是變電所建車間內(nèi)部，要占一定的生產(chǎn)面積，因此對一些生產(chǎn)面積比較緊湊和生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整、設(shè)備也要相應(yīng)變動的生產(chǎn)車間不太適合；而且其變壓器室門朝車間內(nèi)開，對生產(chǎn)的平安有一定的威脅。這種車間內(nèi)變電所在大型冶金企業(yè)中較多。生產(chǎn)面積比較緊湊和生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整、設(shè)備也要相應(yīng)變動的生產(chǎn)車間，宜采用附設(shè)變電所的型式。至于是采用內(nèi)附式還是外附式，要視具體情況而定。內(nèi)附式要占一定的生產(chǎn)面積，但離負(fù)荷中心比外附式稍近一些，而從建筑外觀來看，內(nèi)附式一般也比外附式好。外附式不占或少占車間生產(chǎn)面積，而且其變壓器室在車間的墻外，比內(nèi)附式更平安一些。因此，內(nèi)附式和外附式各有所長。這兩種型式的變電所，在機(jī)械類工廠中比較普遍。露天或半露天變電所，比較簡單經(jīng)濟(jì)，通風(fēng)散熱好，因此只要周圍環(huán)境條件正常，無腐蝕性、爆炸性氣體和粉塵的場所可以采用。這種型式的變電所在工廠的生活區(qū)及小廠中較為常見。但是這種型式的變電所的平安可靠性較差，在靠近易燃易爆的廠房附近及大氣中含有腐蝕性爆炸性物質(zhì)的場所不能采用。獨(dú)立變電所，建筑費(fèi)用較高，因此除非各車間的負(fù)荷相當(dāng)小而分散，或需遠(yuǎn)離易燃易爆和有腐蝕性物質(zhì)的場所可以采用外，一般車間變電所不宜采用。電力系統(tǒng)中的大型變配電站和工廠的總變配電所，那么一般采用獨(dú)立式。桿上變電臺最為簡單經(jīng)濟(jì)，一般用于容量在315kVA及以下的變壓器，而且多用于生活區(qū)供電。地下變電所的通風(fēng)散熱條件較差，濕度較大，建筑費(fèi)用也較高，但相當(dāng)平安，且不礙觀瞻。這種型式的變電所在一些高層建筑、地下工程和礦井中采用。樓上變電所，適用于高層建筑。這種變電所要求結(jié)構(gòu)盡可能輕型、平安，其主變壓器通常采用無油的干式變壓器，不少采用成套變電所。移動式變電所主要用于坑道作業(yè)及臨時施工現(xiàn)場供電。工廠的高壓配電所，應(yīng)盡可能與鄰近的車間變電所合建，以節(jié)約建筑費(fèi)用。第二節(jié)電力變壓器一.電力變壓器及其分類電力變壓器〔powertransformer，文字符號為T或TM〕，是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。電力變壓器按變壓功能分，有升壓變壓器和降壓變壓器。工廠變電所都采用降壓變壓器。終端變電所的降壓變壓器，也稱為配電變壓器。電力變壓器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列。所謂R8容量系列，是指容量等級是按R8=倍數(shù)遞增的。我國老的變壓器容量等級采用R8系列，容量等級如100、135、180、240、320、420、560、750、1000kVA等。所謂R10容量系列，是指容量等級是按R10=倍數(shù)遞增的。R10系列的容量等級較密，便于合理選用，是IEC〔國際電工委員會〕推薦的，我國新的變壓器容量等級采用這種R10系列，容量等級如100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000kVA等。電力變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩大類。工廠變電所通常都采用三相變壓器。按調(diào)壓方式分，有無載調(diào)壓〔又稱無激磁調(diào)壓〕和有載調(diào)壓兩大類。工廠變電所大多采用無載調(diào)壓變壓器。但在用電負(fù)荷對電壓水平要求較高的場合，也有采用有載調(diào)壓變壓器的。電力變壓器按繞組〔線圈〕導(dǎo)體材質(zhì)分，有銅繞組和鋁繞組兩大類。工廠變電所過去大多采用較價廉的鋁繞組變壓器，但現(xiàn)在低損耗的銅繞組變壓器得到了越來越廣泛的應(yīng)用。電力變壓器按繞組型式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器。工廠變電所一般采用雙繞組變壓器。電力變壓器按繞組絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式〔SF6〕等變壓器。其中油浸式變壓器，又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式等。工廠變電所大多采用油浸自冷式變壓器。電力變壓器按用途分，有普通電力變壓器、全封閉變壓器和防雷變壓器等。工廠變電所大多采用普通電力變壓器，只在易燃易爆場所及平安要求特高的場所采用全封閉變壓器，在多雷區(qū)采用防雷變壓器。二.電力變壓器的結(jié)構(gòu)、型號電力變壓器的根本結(jié)構(gòu)，包括鐵心和繞組兩大局部。繞組又分高壓和低壓或一次和二次繞組等。圖4-2是普通三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。圖4-3是環(huán)氧樹脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。圖4-2三相油浸式電力變壓器1-溫度計2-銘牌3-吸濕器4-油枕(儲油柜)5-油位指示器(油標(biāo))6-防爆管7-瓦斯(氣體)繼電器8-高壓出線套管和接線端子9-低壓出線套管和接線端子10-分接開關(guān)11-油箱及散熱油管12-鐵心13-繞組及絕緣14-放油閥15-小車16-接地端子變壓器油：是石油的一種分鎦產(chǎn)物，它的主要成分是烷烴,環(huán)烷族飽和烴,芳香族不飽和烴等化合物。變壓器油的主要作用：〔1〕絕緣作用：變壓器油具有比空氣高得多的絕緣強(qiáng)度。絕緣材料浸在油中，不僅可提高絕緣強(qiáng)度，而且還可免受潮氣的侵蝕。〔2〕散熱作用：變壓器油的比熱大，常用作冷卻劑。變壓器運(yùn)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(yùn)行。〔3〕消弧作用：在油斷路器和變壓器的有載調(diào)壓開關(guān)上，觸頭切換時會產(chǎn)生電弧。由于變壓器油導(dǎo)熱性能好，且在電弧的高溫作用下能分觸了大量氣體，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。干式變壓器：依靠空氣對流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線路。機(jī)械設(shè)備等變壓器，在電力系統(tǒng)中，一般汽機(jī)變壓器、鍋爐變壓器、除灰變壓器、除塵變壓器、脫硫變壓器等都是干式變壓器，變比為6000V/400V和10KV/400V，用于帶額定電壓380V的負(fù)載。簡單的說干式變壓器就是指鐵芯和繞組不浸漬在絕緣油中的變壓器環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，除個別外，它們的相對分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反響而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。圖4-3環(huán)氧樹脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器1-高壓出線套管和接線端子2-吊環(huán)3-上夾件4-低壓出線套管和接線端子5-銘牌6-環(huán)氧樹脂澆注絕緣繞組(內(nèi)低壓，外高壓)7-上下夾件拉桿8-警示標(biāo)牌9-鐵心10-下夾件11-小車12-高壓繞組間連接導(dǎo)桿13-高壓分接頭連接片

附錄表5列出S9、SC9和S11-M?R等系列配電變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，供參考。電力變壓器全型號的表示和含義如下：

冷卻裝置種類代號——性能水平代號(8、9、10、11、12等)(或設(shè)計序號)□□□－□/□——相數(shù)代號

——S－三相D－單相

繞組外絕緣介質(zhì)代號C－成型固體澆注式CR－成型固體包封式油浸式不表示F－風(fēng)冷自然冷卻不表示——高壓繞組電壓等級〔kV〕——額定容量〔kVA〕——繞組導(dǎo)體材質(zhì)代號

——

B－銅箔

L－鋁，LB－鋁箔銅不表示——調(diào)壓方式代號

——Z－有載調(diào)壓無載調(diào)壓不表示三.電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別及其選擇電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別，是指變壓器一、二次(或一、二、三次)繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次(或一、二、三次)側(cè)對應(yīng)的線電壓之間的不同相位關(guān)系。(一)常用配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別6~10kV配電變壓器〔二次側(cè)電壓為220/380V〕有Yyn0(即Y/Y0－12)和Dyn11(即Δ/Y0－11)兩種常用的聯(lián)結(jié)組。變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組的接線和示意圖如圖4-4所示。其一次線電壓與對應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系，如同時鐘在零點(diǎn)〔12點(diǎn)〕時分針與時針的相互關(guān)系一樣。圖中一、二次繞組標(biāo)有黑點(diǎn)“?〞的端子為對應(yīng)的“同名端〞。變壓器Dyn11聯(lián)結(jié)組的接線和示意圖如圖4-5所示。其一次線電壓與對應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系，如同時鐘在11點(diǎn)時分針與時針的相互關(guān)系一樣。圖4-4變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組a)一、二次繞組接線圖b)一、二次電壓相量圖c)時鐘示意圖圖4-5變壓器Dyn11聯(lián)結(jié)組a)一、二次繞組接線圖b)一、二次電壓相量圖c)時鐘示意圖我國過去的配電變壓器差不多全采用Yyn0聯(lián)結(jié)。近二十年來，Dyn11聯(lián)結(jié)的配電變壓器開始得到了推廣應(yīng)用。配電變壓器采用Dyn11聯(lián)結(jié)較之采用Yyn0聯(lián)結(jié)有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)對Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器來說，其3n次〔n為正整數(shù)〕諧波電流在其三角形聯(lián)結(jié)的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，從而不致注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這較之一次繞組接成星形的Yyn0聯(lián)結(jié)的變壓器更有利于抑制電網(wǎng)中的高次諧波。(2)Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗小得多，從而更有利于低壓單相接地短路故障保護(hù)的動作及故障的切除。(3)當(dāng)?shù)蛪簜?cè)接用單相不平衡負(fù)荷時，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求低壓中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%，因而嚴(yán)重限制了其接用單相負(fù)荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的充分發(fā)揮。為此，GB50052-1995?供配電系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定：低壓為TN和TT系統(tǒng)時，宜于選用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器低壓側(cè)中性線電流允許到達(dá)低壓繞組額定電流的75%以上，其承受單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器大。這在現(xiàn)代供配電系統(tǒng)中單相負(fù)荷急劇增長的情況下，推廣應(yīng)用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器就顯得更有必要。但是，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣強(qiáng)度要求比Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器稍低，從而制造本錢稍低，因此在TN和TT系統(tǒng)中由單相不平衡負(fù)荷引起的低壓中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%、且其一相的電流在滿載時不致超過額定值時，仍可選用Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器。當(dāng)雷電過電壓沿變壓器二次側(cè)〔低壓側(cè)〕線路侵入時，由于變壓器二次側(cè)同一芯柱上的兩半個繞組的電流方向正好相反，其磁動勢相互抵消，因此過電壓不會感應(yīng)到一次側(cè)〔高壓側(cè)〕線路上去。同樣地，假設(shè)雷電過電壓沿變壓器一次側(cè)〔高壓側(cè)〕線路侵入時，由于變壓器二次側(cè)〔低壓側(cè)〕同一芯柱上的兩半個繞組的感應(yīng)電動勢相互抵消，二次側(cè)也不會出現(xiàn)過電壓。由此可見，采用Yzn11聯(lián)結(jié)的變壓器有利于防雷。在多雷地區(qū)宜選用這類防雷變壓器。(二)防雷變壓器的聯(lián)結(jié)組別防雷變壓器通常采用Yzn11聯(lián)結(jié)組，如圖4-6a所示，其正常時的電壓相量圖如圖4-6b所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是每一鐵心柱上的二次繞組都分為兩半個匝數(shù)相等的繞組，而且采用曲折形〔Z形〕聯(lián)結(jié)。圖4-6Yzn11聯(lián)結(jié)的防雷變壓器

a)一、二次繞組接線圖b)一、二次電壓相量圖四.變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇(一)變電所主變壓器臺數(shù)的選擇選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮以下原那么：(1)應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電。對只有二級負(fù)荷而無一級負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。(2)對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。(3)除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。(4)在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的開展，留有一定的余地。(二)變電所主變壓器容量的選擇

1.只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器的容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷的需要，即(4-1)

2.裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：

(1)任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，宜滿足總計算負(fù)荷的大約60%～70%的需要，即(4-2)

(2)任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷的需要，即(4-3)3.車間變電所主變壓器的單臺容量上限車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于1000kVA〔或1250kVA〕。這一方面是受以往低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。現(xiàn)在我國已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關(guān)電器如DW15、ME等型低壓斷路器及其他電器，因此如果車間負(fù)荷容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時，也可以選用單臺容量為1250～2000kVA的配電變壓器，這樣可減少主變壓器臺數(shù)及高壓開關(guān)電器和電纜等。對裝設(shè)在二層以上的電力變壓器，應(yīng)考慮其垂直和水平運(yùn)輸時對通道及樓板荷載的影響。如果采用干式變壓器時，其容量不宜大于630kVA。對住宅小區(qū)變電所內(nèi)的油浸式變壓器單臺容量，也不宜大于630kVA。這是因為油浸式變壓器容量大于630kVA時，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)〔參看第六章第六節(jié)〕，而這些住宅小區(qū)變電所電源側(cè)的斷路器往往不在變壓器附近，因此瓦斯保護(hù)很難實(shí)施，而且如果變壓器容量增大，供電半徑相應(yīng)增大，往往造成配電線路末端的電壓偏低，給居民生活帶來不便，例如熒光燈啟燃困難、電冰箱不能啟動等。

4.適當(dāng)考慮負(fù)荷的開展應(yīng)該適當(dāng)考慮今后5～10年電力負(fù)荷的增長，留有一定的余地。干式變壓器的過負(fù)荷能力較小，更宜留有較大的裕量。這里電力變壓器的額定容量，是在一定溫度條件下〔例如戶外安裝，年平均氣溫為20℃〕的持續(xù)最大輸出容量〔出力〕。如果安裝地點(diǎn)的年平均氣溫C時，那么年平均氣溫每升高1℃，變壓器容量相應(yīng)地減小1%。因此戶外電力變壓器的實(shí)際容量〔出力〕為：(4-4)對于戶內(nèi)變壓器，由于散熱條件較差，一般變壓器室的出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口間有約15℃的溫度差，從而使處在室中間的變壓器環(huán)境溫度比戶外變壓器環(huán)境溫度要高出大約8℃，因此戶內(nèi)變壓器的實(shí)際容量〔出力〕較之上式所計算的容量〔出力〕還要減小8%。還要指出：由于變壓器的負(fù)荷是變動的，大多數(shù)時間是欠負(fù)荷運(yùn)行，因此必要時可以適當(dāng)過負(fù)荷，并不會影響其使用壽命。油浸式變壓器，戶外可正常過負(fù)荷30%，戶內(nèi)可正常過負(fù)荷20%。干式變壓器一般不考慮正常過負(fù)荷。最后必須指出：變電所主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較擇優(yōu)而定。

例4-1

某10/0.4kV變電所，總計算負(fù)荷為1200kVA，其中一、二級負(fù)荷680kVA。試初步選擇該變電所主變壓器的臺數(shù)和容量。

解：根據(jù)變電所有一、二級負(fù)荷的情況，確定選兩臺主變壓器。每臺容量且

因此初步確定每臺主變壓器容量為800kVA。五.電力變壓器并列運(yùn)行條件兩臺或多臺變壓器并列運(yùn)行時，必須滿足以下三個根本條件：(1)并列變壓器的額定一、二次電壓必須對應(yīng)相等亦即并列變壓器的電壓比必須相同，允許差值不超過±5%。如果并列變壓器的電壓比不同，那么并列變壓器二次繞組的回路內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流，即二次電壓較高的繞組將向二次電壓較低的繞組供給電流，導(dǎo)致繞組過熱甚至燒毀。(2)并列變壓器的阻抗電壓〔即短路電壓〕必須相等由于并列運(yùn)行變壓器的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，如果阻抗電壓相差很大，可能導(dǎo)致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象，所以要求并列變壓器的阻抗電壓必須相等，允許差值不得超過±10%。(3)并列變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同亦即所有并列變壓器一、二次電壓的相序和相位都必須對應(yīng)地相同，否那么不能并列運(yùn)行。假設(shè)兩臺變壓器并列運(yùn)行，一臺為Yyn0聯(lián)結(jié)，另一臺為Dyn11聯(lián)結(jié)，那么它們的二次電壓將出現(xiàn)30°相位差，從而在兩臺變壓器的二次繞組間產(chǎn)生電位差ΔU，如圖4-7所示。這一ΔU將在兩臺變壓器的二次側(cè)產(chǎn)生一個很大的環(huán)流，可能使變壓器繞組燒毀。此外，并列運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，其最大容量與最小容量之比，一般不能超過3∶1。如果容量相差懸殊，不僅運(yùn)行很不方便，而且在變壓器特性上稍有差異時，變壓器間的環(huán)流將相當(dāng)顯著，特別是容量小的變壓器容易過負(fù)荷或燒毀。

解：并列運(yùn)行的變壓器之間的負(fù)荷分配是與其阻抗標(biāo)幺值成反比的，因此先計算其阻抗標(biāo)幺值。變壓器的阻抗標(biāo)幺值按下式計算：例4-2現(xiàn)有一臺S9-800/10型配電變壓器與一臺S9-2000/10型配電變壓器并列運(yùn)行，均為Dyn11聯(lián)結(jié)。問總負(fù)荷到達(dá)2800kVA時，上列變壓器中哪一臺將要過負(fù)荷？過負(fù)荷可達(dá)多少？

查附錄表5-1

由此可以計算出兩臺變壓器在負(fù)荷達(dá)2800kVA時各臺變壓器負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為由以上計算結(jié)果可知，S9-800/10型變壓器〔T1〕將過負(fù)荷(908-800)kVA=108kVA，

將超過其額定容量按規(guī)定，油浸式變壓器正常允許過負(fù)荷可達(dá)20%〔戶內(nèi)〕或30%〔戶外〕，因此S9-800/10型變壓器過負(fù)荷13.5%還是在允許范圍內(nèi)的。從上述兩臺變壓器的容量比來看，800kVA∶2000kVA=1∶2.5，也未到達(dá)變壓器并列運(yùn)行一般不允許的容量比1∶3。但考慮到負(fù)荷的開展和運(yùn)行的靈活性，S9-800/10型變壓器宜換以較大容量的變壓器。第三節(jié)電流互感器和電壓互感器一.概述電流互感器〔currenttransformer，縮寫CT，文字符號TA〕，又稱為儀用變流器。電壓互感器〔voltagetransformer，或potentialtransformer，縮寫PT，文字符號TV〕，又稱為儀用變壓器。它們合稱儀用互感器，簡稱互感器。從根本結(jié)構(gòu)和原理來說，互感器就是一種特殊變壓器?；ジ衅鞯墓δ苤饕牵?1)用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣這既可防止主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止儀表、繼電器等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次電路的平安性和可靠性，并有利于人身平安。(2)用來擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍例如用一只5A的電流表，通過不同變流比的電流互感器就可測量任意大的電流。同樣，用一只100V的電壓表，通過不同電壓比的電壓互感器就可測量任意高的電壓。而且由于采用了互感器，可使二次儀表、繼電器等設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一，有利于設(shè)備的批量生產(chǎn)。電流互感器的一次電流Ｉ1與其二次電流Ｉ2之間有以下關(guān)系：二.電流互感器(一)電流互感器的根本結(jié)構(gòu)原理和接線方案電流互感器的根本結(jié)構(gòu)原理如圖4-8所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)很少，導(dǎo)體相當(dāng)粗，有的電流互感器〔例如母線式〕還沒有一次繞組，而是利用穿過其鐵心的一次電路〔如母線〕作為一次繞組〔相當(dāng)于匝數(shù)為1〕；其二次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)體較細(xì)。其接線特點(diǎn)是：一次繞組串聯(lián)在被測的一次電路中，而二次繞組那么與儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)，形成一個閉合回路。由于這些電流線圈的阻抗很小，因此電流互感器工作時其二次回路接近于短路狀態(tài)。二次繞組的額定電流一般為5A。(4-5)式中N1、N2分別為電流互感器一、二次繞組匝數(shù)；為電流互感器的電流比，一般表示為其一、二次的額定電流之比，即，例如100A/5A。N1圖4-8電流互感器

1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組電流互感器在三相電路中的幾種常見接線方案如圖4-9所示。

圖4-9電流互感器的接線方案a)一相式接線b)兩相V形接線c)兩相電流差接線d)三相星形接線(二)電流互感器的類型和型號電流互感器的類型很多。按其一次繞組的匝數(shù)分，有單匝式〔包括母線式、芯柱式、套管式〕和多匝式〔包括線圈式、線環(huán)式、串級式〕。按一次電壓分，有高壓和低壓兩大類。按用途分，有測量用和保護(hù)用兩大類。按準(zhǔn)確度級分，測量用電流互感器有0.1、0.2、0.5、1、3、5等級。保護(hù)用電流互感器有5P和10P兩級。高壓電流互感器多制成不同準(zhǔn)確度級的兩個鐵心和兩個二次繞組，分別接測量儀表和繼電器，以滿足測量和保護(hù)的不同要求。電氣測量對電流互感器的準(zhǔn)確度要求較高，且要求在一次電路短路時儀表受的沖擊小，因此測量用電流互感器的鐵心在一次電路短路時應(yīng)易于飽和，以限制二次電流的增長倍數(shù)。而繼電保護(hù)用電流互感器的鐵心在一次電路短路時不應(yīng)飽和，使二次電流能與一次電流成比例地增長，以適應(yīng)保護(hù)靈敏度的要求。

圖4-12是戶內(nèi)高壓LQJ-10型電流互感器的外形圖。它有兩個鐵心和兩個二次繞組，分別為0.5級和3級，0.5級用于測量，3級用于繼電保護(hù)。

圖4-12LQJ-10型電流互感器1)一次接線端子2)一次繞組〔樹脂澆注〕3)二次接線端子4)鐵心5)二次繞組6)警示牌〔上寫“二次側(cè)不得開路〞等字樣〕圖4-13是戶內(nèi)低壓LMZJ1-0.5型〔500～800/5A〕電流互感器的外形圖。它不含一次繞組，穿過其鐵心的母線就是其一次繞組〔相當(dāng)于1匝〕。它用于500V及以下配電裝置中。

圖4-13LMZJ1-0.5型電流互感器銘牌2)一次母線穿孔3)鐵心，外繞二次繞組，樹脂澆注4)安裝板5)二次接線端子以上兩種電流互感器都是環(huán)氧樹脂或不飽和樹脂澆注絕緣的，較之老式的油浸式和其他非樹脂絕緣的干式干式電流互感器的尺寸小，性能好，平安可靠，現(xiàn)在生產(chǎn)的上下壓成套配電裝置中差不多都采用這類新型電流互感器。

電流互感器全型號的表示和含義如下：——設(shè)計序號—額定電壓〔kV〕L－電流互感器－產(chǎn)品名稱－□□□□□－□D—貫穿單匝式結(jié)構(gòu)型式—Z—支柱式安裝型式R—裝入式B—支持式A—穿墻式——一次繞組型式M－母線式F—貫穿復(fù)匝式Q－線圈式——絕緣型式Z—澆注絕緣C—瓷絕緣K—塑料外殼J—樹脂澆注Q－加強(qiáng)式

結(jié)構(gòu)型式—L－鋁線式J－加大容量用途B－保護(hù)用J－接地保護(hù)用D－差動保護(hù)用X－小體積柜用S－手車柜用W－戶外式M－母線式G－改進(jìn)式Q－加強(qiáng)式

附錄表12列出LQJ-10型電流互感器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，供參考。(三)電流互感器的選擇與校驗電流互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及額定電壓、一次電流、二次電流〔一般為5A〕、準(zhǔn)確度級等條件進(jìn)行選擇，并校驗其短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。必須注意：電流互感器的準(zhǔn)確度級與二次負(fù)荷容量有關(guān)。電流互感器的二次負(fù)荷S2不得大于其準(zhǔn)確度級所限定的額定二次負(fù)荷S2N，即互感器滿足準(zhǔn)確度級要求的條件為(4-6)

電流互感器的二次負(fù)荷S2按下式計算：(4-8)

而應(yīng)包括二次回路中所有串聯(lián)的儀表、繼電器電流線圈的阻抗、連接導(dǎo)線的阻抗和所有接頭的接觸電阻等。假設(shè)電流互感器不滿足式〔4-6〕的要求，那么應(yīng)改選較大變流比或較大容量的互感器，或者加大二次接線的截面。電流互感器二次接線一般采用銅芯線，截面不小于2.5mm2。關(guān)于電流互感器短路穩(wěn)定度的校驗，現(xiàn)在有的新產(chǎn)品如LZZB6-10型等直接給出了動穩(wěn)定電流峰值和1s熱穩(wěn)定電流有效值，因此其動穩(wěn)定度可按前面式〔3-47〕校驗，其熱穩(wěn)定度可按前面式〔3-58〕校驗。(3-47)

(3-58)但電流互感器的大多數(shù)產(chǎn)品是給出動穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)。動穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動穩(wěn)定度校驗的條件為:

(4-9)熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其熱穩(wěn)定度校驗的條件為:

(4-10)

一般電流互感器的熱穩(wěn)定試驗時間t=1s，因此其熱穩(wěn)定度校驗的條件亦為:(4-11)(四)電流互感器使用本卷須知(1)電流互感器在工作時其二次側(cè)不得開路電流互感器正常工作時，由于其二次回路串聯(lián)的是電流線圈，阻抗很小，因此接近于短路狀態(tài)。根據(jù)磁動勢平衡方程式〔電流方向參看圖4-8〕可知，其一次電流I1產(chǎn)生的磁動勢I1N1，絕大局部被二次電流I2產(chǎn)生的磁動勢I2N2所抵消，所以總的磁動勢I0N1很小，勵磁電流〔即空載電流〕I0只有一次電流I1的百分之幾，很小。但是，當(dāng)二次側(cè)開路時，I2=0，這時迫使I0=I1，而I1是一次電路的負(fù)荷電流，只決定于一次電路的負(fù)荷，與互感器二次負(fù)荷變化無關(guān)，從而使I0要突然增大到Ⅰ1，比正常工作時增大幾十倍，使勵磁磁動勢I0N1也增大幾十倍。這樣將產(chǎn)生如下嚴(yán)重后果：(1)鐵心由于磁通量劇增而過熱，并產(chǎn)生剩磁，降低鐵心準(zhǔn)確度級。(2)由于電流互感器的二次繞組匝數(shù)遠(yuǎn)比一次繞組匝數(shù)多，所以在二次側(cè)開路時會感應(yīng)出危險的高壓，危及人身和設(shè)備的平安。因此電流互感器工作時二次側(cè)不允許開路。在安裝時，其二次接線要求牢固可靠，且其二次側(cè)不允許接入熔斷器和開關(guān)。(2)電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地互感器二次側(cè)有一端接地，是為了防止其一、二次繞組間絕緣擊穿時，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的平安。(3)電流互感器在連接時，要注意其端子的極性按照規(guī)定，我國互感器和變壓器的繞組端子，均采用“減極性〞標(biāo)號法。所謂“減極性〞標(biāo)號法，就是互感器或變壓器按圖4-14所示接線時，一次繞組接上電壓U1，二次繞組感應(yīng)出電壓U2。這時將一、二次繞組一對同名端短接，那么在其另一對同名端測出的電壓為。用“減極性〞法所確定的“同名端〞，實(shí)際上就是“同極性端〞，即在同一瞬間，兩個對應(yīng)的同名端同為高電位，或同為低電位。

圖4-14互感器和變壓器的“減極性〞判別法U1—輸入電壓U2—輸出電壓GB1208-2024?電流互感器?規(guī)定：一次繞組端子標(biāo)P1、P2，二次繞組端子標(biāo)S1、S2，其中P1與S1、P2與S2分別為對應(yīng)的同名端。由前面圖4-8可知，如果一次電流I1從P1流向P2，那么二次電流I2從S2流向S1。

圖4-8電流互感器

1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組在安裝和使用電流互感器時，一定要注意其端子的極性，否那么其二次儀表、繼電器中流過的電流就不是預(yù)想的電流，甚至可能引起事故。例如圖4-9b中C相電流互感器的S1、S2如果接反，那么公共線中的電流就不是相電流，而是相電流的倍，可能使電流表燒毀。

圖4-9電流互感器的接線方案a)一相式接線b)兩相V形接線c)兩相電流差接線d)三相星形接線三.電壓互感器(一)電壓互感器的根本結(jié)構(gòu)原理和接線方案電壓互感器的根本結(jié)構(gòu)原理圖如圖4-15所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)較少，相當(dāng)于降壓變壓器。其接線特點(diǎn)是：一次繞組并聯(lián)在一次電路中，而二次繞組那么并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。由于電壓線圈的阻抗一般都很大，所以電壓互感器工作時其二次側(cè)接近于空載狀態(tài)。二次繞組的額定電壓一般為100V。Ku為電壓互感器的電壓比，一般表示為其額定一、二次電壓比，即例如10000V/100V。電壓互感器的一次電壓U1與其二次電壓U2之間有以下關(guān)系：

圖4-15電壓互感器

1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組

(4-12)

電壓互感器在三相電路中有如圖4-16所示的幾種常見的接線方案。

圖4-16電壓互感器的接線方案

(1)一個單相電壓互感器的接線〔圖4-16a〕供儀表、繼電器接于一個線電壓。(2)兩個單相電壓互感器接成V/V形〔圖4-16b〕供儀表、繼電器接于三相三線制電路的各個線電壓，廣泛用在工廠變配電所的6～10kV高壓配電裝置中。

電壓互感器在三相電路中有如圖4-16所示的幾種常見的接線方案。

圖4-16電壓互感器的接線方案

(3)三個單相電壓互感器接成Y0/Y0形〔圖4-16c〕供電給要求線電壓的儀表、繼電器，并供電給接相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。由于小接地電流電力系統(tǒng)在一次電路發(fā)生單相接地時，另兩個完好相的相電壓要升高到線電壓，所以絕緣監(jiān)視電壓表要按線電壓選擇，否那么在一次電路發(fā)生單相接地時，電壓表有可能被燒毀。

電壓互感器在三相電路中有如圖4-16所示的幾種常見的接線方案。

圖4-16電壓互感器的接線方案

(4)三個單相三繞組電壓互感器或一個三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y0/Y0/(開口三角形)〔圖4-16d〕其接成Y0的二次繞組，供電給接線電壓的儀表、繼電器及接相電壓的絕緣監(jiān)視用電壓表；接成(開口三角)形的輔助二次繞組，接電壓繼電器。一次電壓正常時，由于三個相電壓對稱，因此開口三角形兩端的電壓接近于零。但當(dāng)某一相接地時，開口三角形兩端將出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動作，發(fā)出信號。圖4-17JDZJ-10型電壓互感器1-一次接線端子2-高壓絕緣套管3-一、二次繞組，樹脂澆注絕緣4-鐵心5-二次接線端子(二)電壓互感器的類型和型號電壓互感器按相數(shù)分，有單相和三相兩類。按絕緣及其冷卻方式分，有干式〔含環(huán)氧樹脂澆注式〕和油浸式兩類。圖4-17是應(yīng)用廣泛的JDZJ-10型單相三繞組、環(huán)氧樹脂澆注絕緣的戶內(nèi)電壓互感器外形圖。三個JDZJ-10型電壓互感器可按圖4-16d所示Y0/Y0/〔開口三角形〕聯(lián)結(jié)，供小電流系統(tǒng)中作電壓、電能測量及絕緣監(jiān)視之用。(三)電壓互感器的選擇電壓互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及一次電壓、二次電壓〔一般為100V〕、準(zhǔn)確度級等條件進(jìn)行選擇。由于它的一、二次側(cè)均有熔斷器保護(hù)，故不需進(jìn)行短路穩(wěn)定度的校驗。電壓互感器的準(zhǔn)確度也與其二次負(fù)荷容量有關(guān)，滿足的條件與電流互感器的相同，即，這里的S2為其二次側(cè)所有并聯(lián)的儀表、繼電器電壓線圈所消耗的總視在功率，即(4-13)

式中，分別為儀表、繼電器電壓線圈消耗的總有功功率和總無功功率。

電壓互感器全型號的表示和含義如下：

D—單相相數(shù)S—三相J—電壓互感器——產(chǎn)品名稱————額定電壓（kV）———設(shè)計序號絕緣型式J—油浸式G—干式Z—樹脂澆注式———結(jié)構(gòu)型式——B—帶補(bǔ)償繞組W—五芯柱三繞組J—接地保護(hù)□□□□□—□(四)電壓互感器使用本卷須知1.電壓互感器工作時其二次側(cè)不得短路由于電壓互感器一、二次繞組都是在并聯(lián)狀態(tài)下工作的，如果二次側(cè)短路，將產(chǎn)生很大的短路電流，有可能燒毀互感器，甚至影響一次電路的平安運(yùn)行。因此電壓互感器的一、二次側(cè)都必須裝設(shè)熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。2.電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地這與電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地的目的相同，也是為了防止一、二次繞組間的絕緣擊穿時，一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的平安。3.電壓互感器在連接時也應(yīng)注意其端子的極性GB1207-2024?電磁式電壓互感器?規(guī)定：單相電壓互感器的一、二次繞組端子標(biāo)以A、N和a、n，其中A與a、N與n各為對應(yīng)的“同名端〞或“同極性端〞。而三相電壓互感器，一次繞組端子分別標(biāo)A、B、C、N，二次繞組端子分別標(biāo)a、b、c、n，A與a、B與b、C與c、N與n分別為“同名端〞或“同極性端〞。其中N和n分別為一、二次三相繞組的中性點(diǎn)。電壓互感器連接時端子極性錯誤也是不行的，要出問題的。一.一次設(shè)備及其分類變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱為一次電路，或稱主電路、主接線〔主結(jié)線〕。一次電路中所有的電氣設(shè)備，稱為一次設(shè)備或一次元件。一次設(shè)備按其功能來分，可分以下幾類：(1)變換設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求改變電壓或電流、頻率等，例如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器、變頻機(jī)等。(2)控制設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求來控制一次電路的通、斷，例如各種上下壓開關(guān)設(shè)備。(3)保護(hù)設(shè)備其功能是用來對電力系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓等的保護(hù)，例如熔斷器和避雷器等。(4)補(bǔ)償設(shè)備其功能是用來補(bǔ)償電力系統(tǒng)中的無功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電力電容器等。(5)成套設(shè)備它是按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次電路的二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動力和照明配電箱等。本節(jié)只介紹一次電路中常用的高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器及高壓開關(guān)柜等高壓設(shè)備。第四節(jié)高壓一次設(shè)備二.電氣設(shè)備運(yùn)行中的電弧問題與滅弧方法電弧是電氣設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的一種強(qiáng)烈的電游離現(xiàn)象，其特點(diǎn)是光亮很強(qiáng)和溫度很高。電弧的產(chǎn)生對供電系統(tǒng)的平安運(yùn)行有很大的影響。首先，電弧延長了電路開斷的時間。在開關(guān)分?jǐn)喽搪冯娏鲿r，開關(guān)觸頭上的電弧就延長了短路電流通過電路的時間，使短路電流危害的時間延長，這可能對電路設(shè)備造成更大的損壞。同時，電弧的高溫可能燒損開關(guān)的觸頭，燒毀電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，還可能引起電路弧光短路，甚至引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故。此外，強(qiáng)烈的弧光可能損傷人的視力，嚴(yán)重的可致人眼失明。因此，開關(guān)設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要保證操作時電弧能迅速地熄滅。為此，在講述上下壓開關(guān)設(shè)備之前，有必要先簡介電弧產(chǎn)生與熄滅的原理和滅弧的方法。(一)電弧的產(chǎn)生1.電弧產(chǎn)生的根本原因開關(guān)觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r之所以會產(chǎn)生電弧，根本的原因在于觸頭本身及其周圍介質(zhì)中含有大量可被游離的電子。這樣，當(dāng)分?jǐn)嗟挠|頭之間存在著足夠大的外施電壓的條件下，就有可能強(qiáng)烈地電游離而產(chǎn)生電弧。2.產(chǎn)生電弧的游離方式有：(1)熱電發(fā)射當(dāng)開關(guān)觸頭分?jǐn)嚯娏鲿r，其陰極外表由于大電流逐漸收縮集中而出現(xiàn)熾熱的光斑，溫度很高，從而使觸頭外表分子中外層電子吸收足夠的熱能而發(fā)射到觸頭間隙中去，形成自由電子。(2)高電場發(fā)射開關(guān)觸頭分?jǐn)嘀?，電場?qiáng)度很大。在這種高電場的作用下，觸頭外表的電子可能被強(qiáng)拉出來，使之進(jìn)入觸頭間隙的介質(zhì)中去，也形成自由電子。(3)碰撞游離當(dāng)觸頭間隙存在著足夠大的電場強(qiáng)度時，其中的自由電子將以相當(dāng)大的動能向陽極運(yùn)動，電子在高速運(yùn)動中碰撞到中性質(zhì)點(diǎn)，就可能使中性質(zhì)點(diǎn)中的電子游離出來，從而使中性質(zhì)點(diǎn)分解為帶電的正離子和自由電子。這些被碰撞游離出來的帶電質(zhì)點(diǎn)在電場力的作用下，繼續(xù)參加碰撞游離，結(jié)果使觸頭間介質(zhì)中的離子數(shù)越來越多，形成“雪崩〞現(xiàn)象。當(dāng)離子濃度足夠大時，介質(zhì)擊穿而發(fā)生電弧。(4)高溫游離電弧的溫度很高，外表溫度達(dá)3000～4000℃，弧心溫度可高達(dá)10000℃。在如此高溫下，電弧中的中性質(zhì)點(diǎn)可游離為正離子和自由電子〔據(jù)研究，一般氣體在9000～10000℃發(fā)生游離，而金屬蒸氣在4000℃左右即發(fā)生游離〕，從而進(jìn)一步加強(qiáng)了電弧中的游離。觸頭越分開，電弧越大，高溫游離也越顯著。由于上述各種游離的綜合作用，使得觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r產(chǎn)生電弧并得以維持。2.熄滅電弧的去游離方式(1)正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“復(fù)合〞復(fù)合就是正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)重新結(jié)合為中性質(zhì)點(diǎn)。這與電弧中的電場強(qiáng)度、溫度及電弧截面等因素有關(guān)。電弧中的電場強(qiáng)度越弱，電弧溫度越低，電弧截面越小，那么其中帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合越強(qiáng)。此外，復(fù)合與電弧接觸的介質(zhì)性質(zhì)也有關(guān)系。如果電弧接觸的外表為固體介質(zhì)，那么由于較活潑的電子先使介質(zhì)外表帶一負(fù)電位，帶負(fù)電位的介質(zhì)外表就吸引電弧中的正離子而造成強(qiáng)烈的復(fù)合。(2)正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“擴(kuò)散〞擴(kuò)散就是電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)向周圍介質(zhì)中擴(kuò)散開去，從而使電弧區(qū)域的帶電質(zhì)點(diǎn)減少。擴(kuò)散的原因，一是由于電弧與周圍介質(zhì)的溫度差，另一是由于電弧與周圍介質(zhì)的離子濃度差。擴(kuò)散也與電弧截面有關(guān)。電弧截面越小，離子擴(kuò)散也越強(qiáng)。上述帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合和擴(kuò)散，都使電弧中的離子數(shù)減少，即去游離增強(qiáng)，從而有助于電弧的熄滅。(二)電弧的熄滅

1.熄滅電弧的條件要使電弧熄滅，必需使觸頭中的去游離率大于游離率，即電弧中離子消失的速率大于離子產(chǎn)生的速率。3.交流電弧的熄滅特點(diǎn)由于交流電流每半個周期要經(jīng)過零值一次，而電流過零時，電弧將暫時熄滅，所以交流電弧每一個周期〔電角度〕要暫時熄滅兩次，如圖4-18所示。電弧熄滅的瞬間，弧隙溫度驟降，高溫游離中止，去游離〔主要為復(fù)合〕大大增強(qiáng)，這時弧隙雖然仍處于游離狀態(tài)，但陰極附近空間差不多立刻獲得了很高的絕緣強(qiáng)度。隨后弧隙的電場強(qiáng)度又可能使之擊穿，電弧復(fù)燃。但由于觸頭的迅速斷開，電場強(qiáng)度的迅速降低，一般交流電弧經(jīng)過假設(shè)干周期的熄滅、復(fù)燃、熄滅……的反復(fù)，最終完全熄滅。因此交流電弧的熄滅，可利用交流電流過零時電弧要暫時熄滅這一特性，特別是低壓開關(guān)的交流電弧，顯然是比較容易熄滅的。具有較完善滅弧結(jié)構(gòu)的高壓斷路器，熄滅交流電弧一般也只需幾個周期，而真空斷路器的滅弧，一般只需半個周期，即電流第一次過零時就能使電弧熄滅。圖4-18開關(guān)分?jǐn)嘟涣麟娏鲿r電壓和電流的變動曲線4.開關(guān)電器中常用的滅弧方法(1)速拉滅弧法迅速拉長電弧，可使弧隙的電場強(qiáng)度驟降，離子的復(fù)合迅速增強(qiáng)，從而加速電弧的熄滅。這種滅弧方法是開關(guān)電器中普遍采用的最根本的一種滅弧方法。高壓開關(guān)中裝設(shè)強(qiáng)有力的斷路彈簧，目的就在于加快觸頭的分?jǐn)嗨俣?，迅速拉長電弧。(2)冷卻滅弧法降低電弧的溫度，可使電弧中的高溫游離減弱，正負(fù)離子的復(fù)合增強(qiáng)，有助于電弧的加速熄滅。這種滅弧方法在開關(guān)電器中也應(yīng)用普遍，同樣是一種根本的滅弧方法。(3)吹弧滅弧法利用外力〔如氣流、油流或電磁力〕來吹動電弧，使電弧加速冷卻，同時拉長電弧，降低電弧中的電場強(qiáng)度，使離子的復(fù)合和擴(kuò)散增強(qiáng)，從而加速電弧的熄滅。按吹弧的方向分，有橫吹和縱吹兩種，如圖4-19所示。按外力的性質(zhì)分，有氣吹、油吹、電動力吹和磁力吹等方式。低壓刀開關(guān)被迅速拉開其刀閘時，不僅迅速拉長了電弧，而且其電流回路產(chǎn)生的電動力作用于電弧，使之加速拉長，如圖4-20所示。有的開關(guān)裝有專門的磁吹線圈來吹弧，如圖4-21所示。也有的開關(guān)利用鐵磁物質(zhì)如鋼片來吸弧，如圖4-22所示，這相當(dāng)于反向吹弧。圖4-21磁力吹弧1-磁吹線圈2-滅弧觸頭3-電弧圖4-19吹弧方式〔1-電弧2-觸頭〕a)橫吹b)縱吹圖4-22鐵磁吸弧1-鋼片2-電弧圖4-20電動力吹弧〔刀開關(guān)斷開時〕(4)長弧切短滅弧法由于電弧的電壓降主要降落在陰極和陽極上，其中陰極電壓降又比陽極電壓降大得多，而弧柱〔電弧的中間局部〕的電壓降是很小的，因此如果利用假設(shè)干金屬片柵片〔通常采用鋼柵片〕將長弧切割成假設(shè)干短弧，那么電弧上的電壓降將近似地增大假設(shè)干倍。當(dāng)外施電壓小于電弧上的電壓降時，電弧就不能維持而迅速熄滅。圖4-23為鋼滅弧柵〔又稱去離子?xùn)拧?，?dāng)電弧在其電流回路本身產(chǎn)生的電動力及鐵磁吸力的共同作用下進(jìn)入鋼滅弧柵內(nèi)時，就被切割為假設(shè)干短弧，使電弧電壓降大大增加，同時鋼片還有冷卻降溫作用，從而加速電弧的熄滅。圖4-23鋼滅弧柵對電弧的作用〔1-鋼柵片2-電弧3-觸頭〕(5)粗弧分細(xì)滅弧法將粗大的電弧分成假設(shè)干平行的細(xì)小的電弧，使電弧與周圍介質(zhì)的接觸面增大，改善電弧的散熱條件，降低電弧的溫度，使電弧中離子的復(fù)合和擴(kuò)散都得到加強(qiáng)，從而使電弧迅速熄滅。(6)狹溝滅弧法使電弧在固體介質(zhì)所形成的狹溝中燃燒。由于電弧的冷卻條件改善，使電弧的去游離增強(qiáng)，同時介質(zhì)外表的復(fù)合也比較強(qiáng)烈，從而電弧迅速熄滅。有的熔斷器熔管內(nèi)充填石英砂，就是利用狹溝滅弧原理。有一種用耐弧的陶瓷材料制成的絕緣滅弧柵，如圖4-24所示，也同樣利用了狹溝滅弧原理。

圖4-24絕緣滅弧柵對電弧的作用1-絕緣柵片2-電弧3-觸頭(7)真空滅弧法真空具有較高的絕緣強(qiáng)度。如果將觸頭裝在真空容器內(nèi)，那么在電弧電流過零時就能立即熄滅而不致復(fù)燃。真空斷路器就是利用真空滅弧法的原理制造的。(8)六氟化硫〔SF6〕滅弧法SF6氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，其絕緣強(qiáng)度約為空氣的3倍，其絕緣強(qiáng)度恢復(fù)的速度約為空氣的100倍。六氟化硫斷路器就是利用SF6作絕緣和滅弧介質(zhì)的，從而獲得較高的斷流容量和滅弧速度。在現(xiàn)代的電氣開關(guān)設(shè)備中，常常根據(jù)具體情況綜合地采用上列滅弧法來到達(dá)迅速滅弧的目的。工廠供電系統(tǒng)中，室內(nèi)廣泛采用RN1、RN2等型高壓管式限流熔斷器，室外那么廣泛采用RW4-10、RW10-10(F)等型高壓跌開式熔斷器和RW10-35等型高壓限流熔斷器。高壓熔斷器全型號的表示和含義如下：三.高壓熔斷器熔斷器〔fuse，文字符號為FU〕，是一種在電路電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時間后，使其熔體〔fuse-element，文字符號為FE〕熔化而分?jǐn)嚯娏?、斷開電路的一種保護(hù)電器。熔斷器的功能主要是對電路和設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，有的熔斷器還具有過負(fù)荷保護(hù)的功能。圖4-26RN1、RN2型熔斷器的熔管剖面示意圖1-管帽2-瓷管3-工作熔體4-指示熔體5-錫球6-石英砂填料7-熔斷指示器〔虛線表示熔斷指示器在熔體熔斷時彈出〕(一)RN1和RN2型戶內(nèi)高壓管式熔斷器RN1型和RN2型的結(jié)構(gòu)根本相同，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充石英砂填料的密封管式熔斷器。其外形結(jié)構(gòu)如圖4-25所示。

圖4-25RN1、RN2型高壓熔斷器1-瓷熔管2-金屬管帽3-彈性觸座4-熔斷指示器5-接線端子

6-支柱瓷瓶7-底座圖4-27RW4-10(G)型跌開式熔斷器1-上接線端子2-上靜觸頭3-上動觸頭4管帽〔帶薄膜〕5-操作扣環(huán)6-熔管(外層為酚醛紙管或環(huán)氧玻璃布管，內(nèi)套纖維質(zhì)消弧管)7-銅熔絲8-下動觸頭9-下靜觸頭10-下接線端子11-絕緣瓷瓶12-固定安裝板(二)RW4和RW10(F)型戶外高壓跌開式熔斷器跌開式熔斷器〔drop-outfuse，其文字符號一般型用FD，負(fù)荷型用FDL〕，又稱跌落式熔斷器，廣泛用于環(huán)境正常的室外場所。其功能是，既可作6～10kV線路和設(shè)備的短路保護(hù)，又可在一定條件下，直接用高壓絕緣操作棒〔俗稱令克棒，〕來操作熔管的分合，兼起高壓隔離開關(guān)的作用。普通高壓熔斷器

高壓跌落式熔斷器〔RW-10〕四.高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān)(high-voltagedisconnector，文字符號QS)的功能，主要是用來隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的平安檢修。因此其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是它斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保障人身和設(shè)備的平安。但是隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，因此它不允許帶負(fù)荷操作。然而可用來通斷一定的小電流，如勵磁電流〔空載電流〕不超過2A的空載變壓器，電容電流〔空載電流〕不超過5A的空載線路以及電壓互感器、避雷器電路等。高壓隔離開關(guān)按安裝地點(diǎn)，分戶內(nèi)和戶外兩大類。圖4-28是GN8-10型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。圖4-29是GW2-35型戶外高壓隔離開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。圖4-29GW2-35型戶外高壓隔離開關(guān)1-角鋼架2-支柱瓷瓶3-旋轉(zhuǎn)瓷瓶4-曲柄5-軸套6-傳動框架7-管形閘刀8-工作觸頭9、10-滅弧角條11-插座12、13-接線端子14-曲柄傳動機(jī)構(gòu)圖4-28GN8-10/600型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)1-上接線端子2-靜觸頭3-閘刀4-絕緣套管5-下接線端子6-框架7-轉(zhuǎn)軸8-拐臂9-升降瓷瓶10-支柱瓷瓶五.高壓負(fù)荷開關(guān)高壓負(fù)荷開關(guān)〔high-voltageloadswitch，文字符號為QL〕，具有簡單的滅弧裝置，因而能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。但是它不能斷開短路電流，所以它一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進(jìn)行短路保護(hù)。負(fù)荷開關(guān)斷開后，與隔離開關(guān)一樣，也有明顯可見的斷開間隙，因此也具有隔離高壓電源、保證平安檢修的功能。高壓負(fù)荷開關(guān)的類型較多，這里主要介紹一種應(yīng)用最廣的戶內(nèi)壓氣式高壓負(fù)荷開關(guān)。圖4-31是FN3-10RT型戶內(nèi)壓氣式負(fù)荷開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。圖4-31FN3-10RT型高壓負(fù)荷開關(guān)1-主軸2-上絕緣子兼汽缸3-連桿4-下絕緣子5-框架6-RN1型高壓熔斷器

7-下觸座8-閘刀9-弧動觸頭10-絕緣噴嘴(內(nèi)有弧靜觸頭)11-主靜觸頭12-上觸座13-斷路彈簧14-絕緣拉桿15-熱脫扣器六.高壓斷路器高壓斷路器〔high-voltagecircuit-breaker，文字符號為QF〕的功能是，不僅能通斷正常的負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定時間的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。高壓斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)分，有油斷路器、真空斷路器、六氟化硫〔SF6〕斷路器以及壓縮空氣斷路器等。其中油斷路器又分多油和少油兩大類。多油斷路器的油量多，其油一方面作為滅弧介質(zhì)，另一方面又作為相對地〔外殼〕甚至相與相之間的絕緣介質(zhì)。少油斷路器的油量很少〔一般只有幾千克〕，其油只作為滅弧介質(zhì)，其外殼通常是帶電的。過去，35kV及以下的戶內(nèi)配電裝置中大多采用少油斷路器。而現(xiàn)在大多采用真空斷路器，也有的采用六氟化硫斷路器，壓縮空氣斷路器一直應(yīng)用很少。下面分別介紹我國以往廣泛應(yīng)用的典型的SN10-10型戶內(nèi)少油斷路器及現(xiàn)在應(yīng)用日益廣泛的真空斷路器和六氟化硫斷路器。高壓斷路器全型號的表示和含義如下：1.SN10-10型高壓少油斷路器SN10-10型高壓少油斷路器是我國上世紀(jì)80年代統(tǒng)一設(shè)計、推廣應(yīng)用的一種少油斷路器。按其斷流容量〔capacityofopencircuit，符號Soc〕分，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，Ⅰ型Soc=300MVA，Ⅱ型Soc=500MVA，Ⅲ型Soc=750MVA。圖4-34是SN10-10型高壓少油斷路器的外形。圖4-34SN10-10型高壓少油斷路器1-鋁帽2-上接線端子3-油標(biāo)4-絕緣筒

5-下接線端子6-基座7-主軸8-框架9-斷路彈簧2.高壓真空斷路器高壓真空斷路器，是利用“真空〞〔氣壓為10-2～10-6Pa〕滅弧的一種斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。由于電弧主要是由強(qiáng)烈的氣體游離引起的，而真空中不存在氣體游離的問題，所以該斷路器的觸頭斷開時很難發(fā)生電弧。但是在感性電路中，滅弧速度過快，瞬間切斷電流，從而使電路出現(xiàn)很高的過電壓，這對供電系統(tǒng)是很不利的。因此這“真空〞不能是絕對的真空，而是能在觸頭斷開時由于電子發(fā)射而產(chǎn)生一點(diǎn)電弧，這電弧稱為“真空電弧〞，它能在電路電流第一次過零時〔即半個周期時〕熄滅。這樣，燃弧的時間既短，又不致產(chǎn)生很高的過電壓。真空斷路器具有體積小、動作快、壽命長、平安可靠和便于維護(hù)檢修等優(yōu)點(diǎn)，但價格較貴。過去主要應(yīng)用于頻繁操作和平安要求較高的場所，而現(xiàn)在已開始取代少油斷路器廣泛應(yīng)用在35kV及以下的高壓配電裝置中。3.高壓六氟化硫斷路器六氟化硫〔SF6〕斷路器，是利用SF6氣體作滅弧和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。SF6是一種無色、無味、無毒且不易燃的惰性氣體。在150℃以下時，其化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定。但它在電弧高溫〔高達(dá)幾千度〕作用下要分解出氟〔F2〕，氟有較強(qiáng)的腐蝕性和毒性，且能與觸頭的金屬蒸氣化合為一種具有絕緣性能的白色粉末狀的氟化物。因此這種斷路器的觸頭一般都設(shè)計成具有自動凈化的作用。然而由于上述的分解和化合作用所產(chǎn)生的活性雜質(zhì)，大局部能在電弧熄滅后幾微秒的極短時間內(nèi)自動復(fù)原，而且剩余雜質(zhì)可用特殊的吸附劑〔如活性氧化鋁〕去除，因此對人身和設(shè)備都不會有什么危害。SF6不含碳元素〔C〕，這對于滅弧和絕緣介質(zhì)來說，是極為優(yōu)越的特性。前面所講的油斷路器是用油作滅弧和絕緣介質(zhì)的，而油在電弧高溫作用下要分解出碳〔C〕，使油中的含碳量增高，從而降低了油的絕緣和滅弧性能。因此油斷路器在運(yùn)行中要經(jīng)常注意監(jiān)視油色，適時分析油樣，必要時要更換新油，而SF6就無這些麻煩。SF6又不含氧元素〔O〕，因此它不存在觸頭氧化的問題。所以SF6斷路器較之空氣斷路器，其觸頭的磨損較少，使用壽命增長。SF6除具有上述優(yōu)良的物理化學(xué)性能外，還具有優(yōu)良的絕緣性能，在300kPa下，其絕緣強(qiáng)度與一般絕緣油的絕緣強(qiáng)度大體相當(dāng)。SF6特別優(yōu)越的性能是在電流過零時，電弧暫時熄滅后，它具有迅速恢復(fù)絕緣強(qiáng)度的能力，從而使電弧難以復(fù)燃而很快熄滅。圖4-44LN2-10型高壓六氟化硫斷路器1-上接線端子2-絕緣筒〔內(nèi)有氣缸和觸頭〕3-下接線端子4-操作機(jī)構(gòu)箱5-小車6-斷路彈簧

圖4-44為LN2-10型戶內(nèi)式SF6斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖。七.高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝在一起的一種高壓成套配電裝置，在電力系統(tǒng)中作為控制和保護(hù)高壓設(shè)備和線路之用，其中安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)測儀表和母線、絕緣子等。高壓開關(guān)柜有固定式和手車式〔移開式〕兩大類。在一般中小型工廠中普遍采用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開關(guān)柜。我國以往大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用的固定式高壓開關(guān)柜主要是GG-1A(F)型。這種防誤型開關(guān)柜裝設(shè)了防止電氣誤操作和保障人身平安的閉鎖裝置，即所謂“五防〞：〔1〕防止誤分、誤合斷路器；〔2〕防止帶負(fù)荷誤拉、誤合隔離開關(guān)；〔3〕防止帶電誤掛接地線；〔4〕防止帶接地線或在接地開關(guān)閉合時誤合隔離開關(guān)或斷路器；〔5〕防止人員誤入帶電間隔。圖4-46是GG-1A(F)-07S型固定式高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)圖，其中斷路器為SN10-10型。圖中：1-母線2-母線側(cè)隔離開關(guān)〔QS1，GN8-10型〕3-少油斷路器〔QF，SN10-10型〕4-電流互感器〔TA，LQJ-10型〕5-線路側(cè)隔離開關(guān)〔QS2，GN6-10型〕6-電纜頭7-下檢修門8-端子箱門9-操作板10-斷路器的手動操作機(jī)構(gòu)〔CS2型〕11-隔離開關(guān)的操作手柄12-儀表繼電器屏13-上檢修門14、15-觀察窗口圖4-46GG-1A(F)-07S型固定式高壓開關(guān)柜〔斷路器柜〕手車式〔又稱移開式〕高壓開關(guān)柜的特點(diǎn)是，高壓斷路器等主要電氣設(shè)備是裝在可以拉出和推入開關(guān)柜的手車上的。高壓斷路器等設(shè)備出現(xiàn)故障需要檢修時，可隨時將其手車?yán)?，然后推入同類備用手車，即可恢?fù)供電。因此采用手車式開關(guān)柜，較之采用固定式開關(guān)柜，具有檢修平安方便、供電可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但其價格較貴。圖4-47是GC□-10(F)型手車式高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)圖。圖4-47GC□-10(F)型手車式高壓開關(guān)柜1-儀表屏2-手車室3-上觸頭〔兼起隔離開關(guān)作用〕4-下觸頭〔兼起隔離開關(guān)作用〕5-斷路器手車高壓開關(guān)柜型式的選擇：應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件來確定是采用戶內(nèi)型還是戶外型；根據(jù)供電可靠性要求來確定是采用固定式還是手車式。此外，還要考慮到經(jīng)濟(jì)合理。高壓開關(guān)柜一次線路方案的選擇：應(yīng)滿足變配電所一次接線的要求，并經(jīng)幾個方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，優(yōu)選出開關(guān)柜的型式及其一次線路方案編號，同時確定其中所有一、二次設(shè)備的型號規(guī)格，主要設(shè)備應(yīng)進(jìn)行規(guī)定工程的選擇校驗。向開關(guān)電器廠訂購高壓開關(guān)柜時，應(yīng)向廠家提供一、二次電路圖紙及有關(guān)技術(shù)資料。工廠變配電所高壓開關(guān)柜上的高壓母線，過去一般采用LMY型硬鋁母線，現(xiàn)在也有的采用TMY型硬銅母線，均由施工單位根據(jù)施工設(shè)計圖紙要求現(xiàn)場安裝。電氣設(shè)備要滿足短路故障條件下工作的要求，還必須按最大可能的短路故障時的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗。但對熔斷器及裝有熔斷器保護(hù)的電壓互感器，不必進(jìn)行短路動、熱穩(wěn)定度的校驗，如上所述；對電力電纜，由于其機(jī)械強(qiáng)度足夠，也不必進(jìn)行短路動穩(wěn)定度的校驗，但須進(jìn)行短路熱穩(wěn)定度的校驗。高壓一次設(shè)備的選擇校驗工程和條件如表4-2所示。正泰電器/正泰電氣//一.低壓熔斷器低壓熔斷器的類型很多，如插入式（RC型）、螺旋式（RL型）、無填料密封管式（RM型）、有填料密封管式（RT型）以及引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的有填料管式gF、aM系列、高分?jǐn)嗄芰Φ腘T型等。國產(chǎn)低壓熔斷器全型號的表示和含義如下：第五節(jié)低壓一次設(shè)備R—低壓熔斷器—產(chǎn)品名稱□□□□-□/□熔體額定電流（A）熔斷器額定電流（A）其他標(biāo)志—A—改進(jìn)型設(shè)計序號結(jié)構(gòu)型式T—有填料管式S—快速式M—密閉管式L—螺旋式C—插入式Z—自復(fù)式下面主要介紹低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用較多的密封管式(RM10)和有填料管式(RT0)兩種低壓熔斷器。此外簡介一種自復(fù)式(RZ1型)熔斷器。(一)RM10型低壓密封管式熔斷器RM10型熔斷器由纖維熔管、變截面鋅熔片和觸頭底座等部分組成。其熔管結(jié)構(gòu)如圖4-50a所示，其變截面鋅熔片如圖4-50b所示。鋅熔片之所以沖制成寬窄不一的變截面，目的在于改善熔斷器的保護(hù)性能。短路時，短路電流首先使熔片窄部（阻值較大）加熱熔斷，使熔管內(nèi)形成幾段串聯(lián)短弧，而且熔片中段熔斷后跌落，迅速拉長電弧，使電弧迅速熄滅。而在過負(fù)荷電流通過時，由于電流加熱時間較長，熔片窄部散熱較好，因此往往不在窄部熔斷，而在寬窄之間的斜部熔斷。根據(jù)熔片熔斷的部位，即可大致判斷熔斷器熔斷的故障電流性質(zhì)。圖4-50RM10型低壓熔斷器a)熔管b)熔片1-銅管帽2-管夾3-纖維熔管4-刀形觸頭(觸刀)5-變截面熔片(二)RT0型低壓有填料封閉管式熔斷器

RT0型熔斷器主要由瓷熔管、柵狀銅熔體和觸頭底座等部分組成，如圖4-51所示。其柵狀銅熔體由薄銅片沖壓彎制而成，具有引燃柵。由于引燃柵的等電位作用，可使熔體在短路電流通過時形成多根并列電弧。同時熔體又具有變截面小孔，可使熔體在短路電流通過時又將長弧分割為多段短弧。而且所有電弧都在石英砂內(nèi)燃燒，可使電弧中的正負(fù)離子強(qiáng)烈復(fù)合。因此這種熔斷器的滅弧能力很強(qiáng)，屬于限流型熔斷器。由于該熔斷器的柵狀熔體中段彎曲處具有“錫橋”，因此可利用其“冶金效應(yīng)”來實(shí)現(xiàn)其對較小短路電流和過負(fù)荷電流的保護(hù)。熔體熔斷后，有紅色的熔斷指示器從一端彈出，便于運(yùn)行人員檢視。

RT0型熔斷器由于保護(hù)性能好和斷流能力大，因此廣泛應(yīng)用在低壓配電裝置中。但是其熔體為不可拆式，熔斷后需整個熔管更換，不夠經(jīng)濟(jì)。附錄表10列出RT0型低壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和保護(hù)特性曲線，供參考。當(dāng)其熔片熔斷時，纖維熔管內(nèi)壁將有極少部分纖維物質(zhì)被電弧燒灼而分解，產(chǎn)生高壓氣體，壓迫電弧，加強(qiáng)了電弧中離子的復(fù)合，從而削弱了電弧，改善了滅弧性能。但總的來說，這種熔斷器的滅弧斷流能力仍然不強(qiáng)，不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前完全熄滅電弧，因此這種熔斷器屬于非限流熔斷器。RM10型熔斷器由于其結(jié)構(gòu)簡單、價廉及更換熔片方便，因此現(xiàn)在仍較普遍地應(yīng)用在低壓配電裝置中。附錄表9列出RM10型低壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和保護(hù)特性曲線，供參考。所謂保護(hù)特性曲線（又稱安秒特性曲線），是指熔斷器熔體的熔斷時間（單位為s）與熔體電流（單位為A）之間的關(guān)系曲線，通常繪在對數(shù)坐標(biāo)平面上。1-柵狀銅熔體2-刀形觸刀3-瓷熔管4-熔斷指示器5-蓋板6-彈性觸座7-瓷質(zhì)底座8-接線端子9-扣眼10-絕緣拉手手柄

圖4-51RT0型低壓熔斷器a)熔體b)熔管c)熔斷器d)絕緣操作手柄

自復(fù)式熔斷器通常與低壓斷路器配合使用，甚至組合為一種電器。我國生產(chǎn)的DZ10-100Z型低壓斷路器，就是DZ10-100型低壓斷路器與RZ1-100型自復(fù)式熔斷器的組合，利用自復(fù)式熔斷器來切斷短路電流，而利用低壓斷路器來通斷電路和實(shí)現(xiàn)過負(fù)荷保護(hù)，從而既能有效地切斷短路電流，又能減輕低壓斷路器的工作，提高供電可靠性，不過