高壓電器及成套裝置概論

1、第九章 高壓電器及成套裝置2015年5月一、高壓電器的種類(lèi)及基本要求1、高壓電器的種類(lèi)（6類(lèi)，了解）：n 開(kāi)關(guān)電器：斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)n 保護(hù)電器：熔斷器、避雷器n 測(cè)量電器：電壓互感器、電流互感器n 限流電器：電抗器、電阻器n 補(bǔ)償電器：電力電容器。n 組合電器：成套配電裝置。第一節(jié)第一節(jié) 高壓電器基礎(chǔ)知識(shí)高壓電器基礎(chǔ)知識(shí)2、對(duì)高壓電器的基本要求（了解）：n 絕緣可靠。既要能承受工頻最高工作電壓的長(zhǎng)期作用，又要能承受內(nèi)部過(guò)電壓和外部(大氣)過(guò)電壓的短期作用；n 在額定電流下長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，其溫升應(yīng)合乎國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且具備一定短時(shí)過(guò)載能力。n 能承受短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)而不致

2、損壞。n 安全可靠地關(guān)合和開(kāi)斷規(guī)定數(shù)值的電流。n 提供繼電保護(hù)和測(cè)量信號(hào)的電器，應(yīng)具有符合規(guī)定的測(cè)量精度。n 能承受一定自然條件的作用。大氣壓力、環(huán)境溫度以及風(fēng)、霜、雨、雪、霧、冰和凝露等都會(huì)影響其工作性能，在規(guī)定的使用環(huán)境條件下它們均應(yīng)能安全可靠地運(yùn)行。二、電弧理論1、氣體放電現(xiàn)象：在一定條件下，氣體分子游離出電子和正離子，在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)。常見(jiàn)的氣體放電形式（3）： 電暈放電：常發(fā)生于帶高壓電壓的導(dǎo)體周?chē)ㄖ?，藍(lán)色光圈 火花放電：產(chǎn)生電壓的兩極間。 電弧放電：氣體自持放電，觸點(diǎn)（頭）兩極間導(dǎo)電質(zhì)點(diǎn)不斷產(chǎn)生、消失，處于平衡狀態(tài)。l 觸頭間電壓大于10-20V，電流超過(guò)100mA，觸

3、頭斷開(kāi)瞬間就會(huì)產(chǎn)生電弧。l 弧柱溫度高達(dá)500013000，（上節(jié)課，低壓電器2000-3000 ，似乎不準(zhǔn)確）2、電弧形成（自學(xué)）3、交流電弧的特性： 電弧電壓和電弧電流的大小及相位都是隨時(shí)間做周期性變化。 每一周期內(nèi)有兩次過(guò)零值。電流過(guò)零時(shí)，電弧自動(dòng)熄滅，而后隨著電流的增大，電弧又重新點(diǎn)燃。4、高壓電器的滅弧方法 迅速拉長(zhǎng)電弧（方法：加快觸頭分離的速度；采用多斷口）；n 吹弧（冷卻、拉長(zhǎng)電弧，加速擴(kuò)散弧柱中的帶電質(zhì)子；分橫吹、縱吹）；n 將長(zhǎng)弧分成若干短?。ń饘贃牌﹏ 使電弧在周?chē)橘|(zhì)中移動(dòng)（移動(dòng)方法：電動(dòng)力、磁力、磁吹弧）三、開(kāi)關(guān)絕緣的分類(lèi)及特點(diǎn) 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣，應(yīng)能承受長(zhǎng)期作用的

4、最高工作電壓和短時(shí)作用的過(guò)電壓。 分外絕緣、內(nèi)絕緣 外絕緣：以大氣作為絕緣介質(zhì)的絕緣機(jī)構(gòu)部分； 內(nèi)絕緣：以油、壓縮空氣、真空、SF6等介質(zhì)n 絕緣結(jié)構(gòu)承受電壓的部位： 載流部分和接地部分之間; 相鄰各相的載流部分之間; 在分閘位置下，同相的各分離觸頭之間(簡(jiǎn)稱斷口間)。四、電器觸頭的要求與結(jié)構(gòu)1、電器觸頭定義：是指兩個(gè)導(dǎo)體或幾個(gè)導(dǎo)體之間相互接觸的部分，如母線或?qū)Ь€的接觸連接處以及開(kāi)關(guān)電器中的動(dòng)、靜觸頭等。2、對(duì)觸頭的要求（了解）：(1)結(jié)構(gòu)可靠。(2)有良好的導(dǎo)電性能和接觸性能，即觸頭必須有低的接觸電阻值。(3)通過(guò)規(guī)定的電流而不過(guò)熱(不超過(guò)允許溫度)。(4)可靠地開(kāi)斷規(guī)定容量的電弧，有足夠的

5、抗熔焊和抗電弧燒傷的性能。(5)通過(guò)短路電流時(shí)，具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。3、觸頭材料 一般由銅、黃銅、青銅制成； 為防止表面氧化，觸頭表面鍍錫或鉛錫合金，特殊場(chǎng)合鍍銀。4、觸頭分類(lèi)：按接觸面形式分（3）： 平面觸頭：如刀形觸頭、插入式熔斷器n 線觸頭：柱面與平面接觸，兩柱面接觸n 點(diǎn)觸頭：如繼電器觸點(diǎn)，開(kāi)關(guān)電器的輔助觸點(diǎn)，只能通過(guò)小電流按觸頭結(jié)構(gòu)形式分（3類(lèi)）（1）可斷觸頭（4）n 刀形觸頭n 對(duì)接式（終端式）觸頭n 指形觸頭n 插座式（梅花形）觸頭（2）固定觸頭：母線連接（3）滑動(dòng)觸頭：電刷第二節(jié) 斷路器及操作機(jī)構(gòu)一、技術(shù)參數(shù)及基本要求1、型號(hào)含義：l 第1單元產(chǎn)品名稱，用字母表示：S

6、一少油斷路器;D一多油斷路器;K一空氣斷路器;L一六氟化硫斷路器;Z-真空斷路器;Q一產(chǎn)氣斷路器;c一磁吹斷路器。l 第2單元安裝場(chǎng)所，用字母表示:N一戶內(nèi)式；W-戶外式。l 第3單元設(shè)計(jì)系列序號(hào)，用數(shù)字表示。l 第4單元額定電壓(kV)。l 第5單元補(bǔ)充工作特性，用字母表示:G一改進(jìn)型;P一分相操作。l 第6單元額定電流(A)。舉例：舉例：ZN28-10/630ZN28-10/630：真空斷路器，戶內(nèi)，設(shè)計(jì)序號(hào)：真空斷路器，戶內(nèi)，設(shè)計(jì)序號(hào)2828，10kV10kV，630A630ALN2-10/1250LN2-10/1250：六氟化硫斷路器，戶內(nèi)，設(shè)計(jì)序號(hào)：六氟化硫斷路器，戶內(nèi)，設(shè)計(jì)序號(hào)2

7、2，10kV10kV，1250A1250A2、技術(shù)參數(shù) 額定斷路電流：額定電壓下，斷路器能可靠切斷的最大電流； 動(dòng)穩(wěn)定電流：在沖擊短路電流作用下所能承受電動(dòng)力的能力，機(jī)械強(qiáng)度； 熱穩(wěn)定電流：規(guī)定時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)的最大電流； 合閘時(shí)間：發(fā)出合閘信號(hào)到斷路器接通的時(shí)間； 分閘時(shí)間：發(fā)出跳閘信號(hào)到電弧熄滅的時(shí)間，l固有分閘時(shí)間+滅弧時(shí)間，l一般0.06秒0.12秒，小于0.06秒的斷路器，稱為快速斷路器。二、少油斷路器1、SN10-10型l 可配用CD10型電磁機(jī)構(gòu)，l 也可配用CT8型彈簧機(jī)構(gòu)2、SW4-35型l 配CD15型直流電磁操作機(jī)構(gòu)三、真空斷路器1、ZN-10型 真空滅弧室，俗稱“真空泡”

8、，是真空斷路器的絕緣和滅弧元件。 熄弧快，電流過(guò)零熄滅；觸頭溫度低，燒損少，壽命長(zhǎng)。三、真空斷路器2、ZN-35型四、SF6斷路器 采用六氟化硫做滅弧和絕緣介質(zhì)，具有優(yōu)良的絕緣和滅弧性能； 優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)斷能力強(qiáng)、斷口耐壓高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、允許開(kāi)斷次數(shù)多、檢修周期長(zhǎng)、噪音小、無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)等；n SF6氣體：無(wú)色無(wú)味、不燃燒、無(wú)毒；n 需要SF6氣體檢漏、含水檢測(cè)五、斷路器的操作機(jī)構(gòu)1、電磁操作機(jī)構(gòu) 常用CD102、彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu) 常用CT83、彈簧操作機(jī)構(gòu)控制線路第三節(jié) 隔離開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)一、隔離開(kāi)關(guān)又稱隔離刀閘，簡(jiǎn)稱刀閘；不能切斷負(fù)荷電流和短路電流；1、用途（3個(gè)）： 將電氣設(shè)備與帶電電網(wǎng)隔離，提供明

9、顯斷開(kāi)點(diǎn)，安全檢修； 改變運(yùn)行方式（倒閘操作）； 接通、斷開(kāi)小電流電路；l電壓互感器和避雷器電路；l10kV、長(zhǎng)5km以內(nèi)的空載輸電線路；35kV、長(zhǎng)10km以內(nèi)的空載送電線路等。l35k、1000kVA及以下；110kV、3200kVA及以下的空載變壓器；2、型號(hào)由字母和數(shù)字兩部分組成舉例：舉例：GN6-10T/600GN6-10T/600：隔離開(kāi)關(guān)，戶內(nèi)，設(shè)計(jì)序號(hào)：隔離開(kāi)關(guān)，戶內(nèi)，設(shè)計(jì)序號(hào)6 6，10kV10kV，統(tǒng)一設(shè)計(jì)產(chǎn)，統(tǒng)一設(shè)計(jì)產(chǎn)品，品，600A600A（1）戶內(nèi)式隔離開(kāi)關(guān) GN6： GN8：絕緣瓷瓶改為絕緣套管（2）戶外式隔離開(kāi)關(guān)GW5：V型式隔離開(kāi)關(guān)（羊角式）3、隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)

10、構(gòu) CS6型手動(dòng)杠桿操作機(jī)構(gòu) CS9型手動(dòng)蝸輪操作機(jī)構(gòu) CJ2型電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)二、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān) 可以提供明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，起隔離開(kāi)關(guān)的作用； 可以切斷和閉合額定電流以及規(guī)定的過(guò)載電流； 與熔斷器配合使用，可保護(hù)線路； 在框架上配有跳扣、凸輪和快速合閘彈簧，組成快速合閘機(jī)構(gòu)三、高壓熔斷器 分RW、RN兩個(gè)系列 型號(hào)舉例RW3-10/100：熔斷器，戶外，10kV，100A四、電抗器 限制短路電流（主要作用）； 抵消長(zhǎng)線路的容性作用，防止電壓升高；舉例：FKL-10-2x750-6型，表示額定百分電抗6%，額定電壓10kV，有兩個(gè)支路，每支路額定電流為750A，鋁電纜分裂電抗器。五、母線1、定義及分類(lèi)：

11、 又稱匯流排，匯集、分配、傳送電能。 材質(zhì)：銅母線、鋁母線、鋼母線 截面形狀：矩形、圓形（或管形）、槽形 LMY：硬型鋁母線；TMY：硬型銅母線2、母線涂色及排列 涂色作用：識(shí)別相序；防腐；增加輻射能力，改善散熱條件說(shuō)明：在母線的各個(gè)連接處和距離連接處10cm以內(nèi)的地方，以及涂有溫度漆(變色漆)的地方不應(yīng)涂漆;間隔內(nèi)的硬母線均要余留50-70mm，在該長(zhǎng)度內(nèi)也不應(yīng)涂漆，以供停電檢修時(shí)掛接臨時(shí)接地線之用。矩形母排常見(jiàn)的排列方式（1）平放水平排列。l 優(yōu)點(diǎn)：母線對(duì)短路時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力具有較強(qiáng)的抗彎能力；l 缺點(diǎn)：散熱條件稍差。（2）立放水平排列。l 優(yōu)點(diǎn)：散熱條件好；l 缺點(diǎn)：抗彎能力差。（3）立放

12、垂直排列。l 優(yōu)點(diǎn)：散熱條件好，抗彎能力強(qiáng)；l 缺點(diǎn)：增加了空間高度。（4）三角形排列。l 可減少開(kāi)關(guān)柜的深度和高度，使布置比較緊湊。六、絕緣子與套管 絕緣子又叫瓷瓶，用來(lái)支撐、固定帶電導(dǎo)體，保持導(dǎo)體與地、導(dǎo)電導(dǎo)體之間的絕緣； 分支持絕緣子、套管絕緣子兩種。電站絕緣子型號(hào)由字母和數(shù)字兩部分構(gòu)成：n 穿墻套管型號(hào)第四節(jié) 高壓成套裝置一、成套配電裝置的特點(diǎn)和作用 定義：以開(kāi)關(guān)為主的成套電器，俗稱開(kāi)關(guān)柜開(kāi)關(guān)柜； 用途：接受與分配電能。 開(kāi)關(guān)柜分類(lèi)（3種）： 按照電壓高低，分為：高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓開(kāi)關(guān)柜； 按照裝設(shè)地點(diǎn)，分為：戶外式、戶內(nèi)式； 按照開(kāi)關(guān)電器是否可以移動(dòng)，可分：固定式、手車(chē)式；說(shuō)明：通常一

13、個(gè)柜構(gòu)成一個(gè)回路，一個(gè)柜成為一個(gè)間隔。n高壓開(kāi)關(guān)柜的型號(hào)含義n舉例：JYN2-10 金屬封閉鎧裝式，移開(kāi)式，戶內(nèi)，設(shè)計(jì)序號(hào)2，額定電壓10kV二、高壓成套裝置的選用原則和技術(shù)要求1、選用原則2、高壓開(kāi)關(guān)柜的技術(shù)要求（了解） 足夠的機(jī)械強(qiáng)度； 有防止事故擴(kuò)大措施；在一次側(cè)不停電情況下，可以安全檢修二次設(shè)備； 具備安全聯(lián)鎖裝置； 電氣設(shè)備與接線符合安全距離要求； 額定負(fù)荷下，設(shè)備溫升不超規(guī)定值； 柜內(nèi)電器符合安全使用技術(shù)規(guī)范； 斷路器及操作機(jī)構(gòu)符合使用要求（分合閘速度、觸頭行程等）； 具備防止電氣誤操作的“五防”功能； 一、二次電氣回路、電器的絕緣強(qiáng)度符合使用條件； 滿足使用環(huán)境條件n 對(duì)于手車(chē)式

14、高壓開(kāi)關(guān)柜，還應(yīng)滿足： 同型號(hào)手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜的手車(chē)能夠互換; 手車(chē)應(yīng)具有三種位置:l 工作位置：一次回路與二次回路均接通；l 試驗(yàn)位置：一次回路不接通，手車(chē)與柜體隔離觸頭之間有安全距離；二次回路接通，此時(shí)手車(chē)上的斷路器允許進(jìn)行操作試驗(yàn)；l 檢修位置：手車(chē)退出柜外，一次回路和二次回路均斷開(kāi); 柜內(nèi)一次隔離觸頭有可靠的安全措施，能保證手車(chē)退出柜體時(shí)進(jìn)柜檢修人員的安全； 手車(chē)體與柜體間有可靠的接地裝置。n防止電氣誤操作的“五防”（記?。悍乐箮ж?fù)荷拉防止帶負(fù)荷拉( (合合) )隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān); ;防止誤分、合斷路器防止誤分、合斷路器; ;防止帶電掛接地線（合接地刀閘）防止帶電掛接地線（合接地刀閘）; ;防止帶接地線（接地刀閘）送電防止帶接地線（接地刀閘）送電; ;防止誤入帶電間隔。防止誤入帶電間隔?！拔宸馈笔褂谜f(shuō)明： 1)優(yōu)先采用機(jī)械閉鎖;2)有緊急解鎖機(jī)構(gòu);3)“五防”中除防止誤分、誤合斷路器可采取提示性措施外，其他“四防”原則上采用強(qiáng)制性閉鎖;4)“五防”閉鎖不應(yīng)影響開(kāi)關(guān)分(合)閘的速度特性;5)如用電磁閉鎖，閉鎖回路電源要與繼電保護(hù)、控制信號(hào)回路分開(kāi);6）閉鎖裝置應(yīng)盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，操作維修方便，盡可能不增加正常操作和事故處理的復(fù)雜性。三、常用高