建筑電氣第章電氣設(shè)備選擇二

4.3

高壓開關(guān)設(shè)備及選擇

高壓開關(guān)設(shè)備包括高壓斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器及高壓開關(guān)柜等。

1高壓斷路器（1）功能通斷正常負(fù)荷電流；接通和承受一定的短路電流；在保護(hù)裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。

（2）組成

高壓斷路器主要由以下部分組成：

觸頭是電路通斷的重要部分，一般分為動觸頭和靜觸頭兩部分：在開關(guān)進(jìn)行分閘或合閘操作時(shí)，靜觸頭不運(yùn)動，動觸頭運(yùn)動；

滅弧室熄滅電弧的地方；

絕緣介質(zhì)分為滅弧用絕緣介質(zhì)和支持用絕緣介質(zhì)，前者在熄滅電弧中起作用，一般有礦物油（又稱絕緣油）、SF-6氣體、真空等；后者用于支持運(yùn)動機(jī)構(gòu)、觸頭、滅弧室等，一般有電工瓷、環(huán)氧樹脂等；

殼體結(jié)構(gòu)斷路器的各個(gè)部分安裝為一體；運(yùn)動機(jī)構(gòu)推動動觸頭運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，多由連桿機(jī)構(gòu)組成。（3）型號和類型第一單元是產(chǎn)品字母代號：S—少油斷路器；D—多油斷路器；

K—空氣斷路器；L—六氟化硫斷路器；Z—真空斷路器；

Q—自產(chǎn)氣斷路器；C—磁吹斷路器；G—隔離開關(guān)。第二單元是裝設(shè)地點(diǎn)代號：N—戶內(nèi)式；W—戶外式。第三單元是設(shè)計(jì)序號。第四單元是額定電壓，kV。第五單元是補(bǔ)充工作特性標(biāo)志：G—改進(jìn)型；F—分相操作。第六單元是額定電流，A。第七單元是額定開斷電流，kA。A油斷路器①多油斷路器：開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油兼有滅弧和絕緣功能，油量多，有易燃易爆危險(xiǎn)。體積大，維護(hù)麻煩?？深l繁通斷負(fù)荷。趨于淘汰②少油斷路器：開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油只作滅弧功能，油量少，易燃易爆危險(xiǎn)性較小。體積小，價(jià)廉，維護(hù)方便。不能頻繁操作。6～10kv多用。B空氣斷路器

利用壓縮空氣吹動電弧，并使電弧熄滅。滅弧能力強(qiáng)，分?jǐn)鄷r(shí)間短，斷流容量大。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)貴，維護(hù)要求高。多用于110kv及以上大型電站或變電所及不適應(yīng)采用六氟化硫斷路器的高寒地區(qū)。

C六氟化硫斷路器

開關(guān)觸頭在SF6氣體中閉合和斷開。SF6氣體兼有滅弧和絕緣功能。滅弧能力強(qiáng)，屬高速斷路器。斷流容量大，電絕緣性能好，檢修周期長?？深l繁操作。無燃燒爆炸危險(xiǎn)，體積小，維護(hù)要求嚴(yán)格，價(jià)貴。在全封閉組合電器中多采用。不適于高寒地區(qū)。本身無毒，但電弧在高溫作用下會生成氟化氫等強(qiáng)烈腐蝕性的劇毒物，檢修時(shí)，應(yīng)注意防毒。

SF6(六氟化硫)斷路器

D真空斷路器

開關(guān)觸頭在真空的容器內(nèi)閉合和斷開。滅弧能力強(qiáng)燃弧時(shí)間短，屬高速斷路器。開斷能力強(qiáng)。結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小。壽命長，易維修?？深l繁操作。無易燃易爆危險(xiǎn)。

由于開斷速度高,易產(chǎn)生截流過電壓,對變壓器等感性負(fù)載易造成危害,應(yīng)配置過電壓吸收裝置。D高壓真空斷路器

真空斷路器利用真空度約為10-4Pa（在運(yùn)行過程中不低于10-2Pa）的高真空作為內(nèi)絕緣和滅弧介質(zhì)。真空間隙的氣體稀薄，分子的自由行程較大，發(fā)生碰撞游離的幾率很小。所以，真空擊穿產(chǎn)生電弧，是由觸頭蒸發(fā)出來的金屬蒸氣幫助形成的。

真空斷路器是由真空滅弧室、絕緣支撐、傳動機(jī)構(gòu)、操動機(jī)構(gòu)、機(jī)座（框架）等組成，如右圖所示。導(dǎo)電回路由導(dǎo)電夾、軟連接、出線板通過滅弧室兩端組成。真空斷路器的固定方式不受安裝角度限制，既可以水平安裝，又可以垂直安裝，還可以任意角度安裝。按真真空空滅滅弧弧室室的的布布置置方方式式可可分分為為落落地地式式和和懸懸掛掛式式兩兩種種基基本本形形式式，，以以及及這這兩兩種種方方式式相相結(jié)結(jié)合合的的綜綜合合式式和和接接地地箱箱式式。。（1）落落地地式式是將將真真空空滅滅弧弧室室安安裝裝在在上上方方，，用用絕絕緣緣子子支支持持，，操操動動機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)置置在在底底座座的的下下方方，，上上下下兩兩部部分分由由傳傳動動機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)通通過絕絕緣緣桿桿連連接接起起來來。。落地地式式優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：傳傳動動效效率率高高，，分分合合閘閘操操作作時(shí)時(shí)直直上上直直下下，，傳傳動動環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)少少，，摩摩擦擦阻阻力力小??；；穩(wěn)穩(wěn)定定性性好好，，操操作作時(shí)時(shí)振振動動小小；；便便于于操操作作人人員員觀觀察察和和更更換換滅滅弧弧室室；；產(chǎn)產(chǎn)品品系系列列性性強(qiáng)強(qiáng)，，而而且且容容易易實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)戶戶內(nèi)內(nèi)外外產(chǎn)產(chǎn)品品的的相相互互交交換換。。落地地式式缺缺點(diǎn)點(diǎn)：：總總體體高高度度較較高高，，操操動動機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)檢檢修修不不方方便便。。真空空斷斷路路器器的的分分類類：：（２２））懸懸掛掛式式真空空斷斷路路器器，，是是將將真真空空滅滅弧弧室室用用絕絕緣緣子子懸懸掛在底座座框架前前方，而而操動機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)置置在后方方（即框框架內(nèi)部部），前后兩部部分用（（絕緣傳傳動）桿桿連接起起來。懸掛式優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：宜宜用于手手車式開開關(guān)柜。。由于操操動機(jī)構(gòu)構(gòu)與高電電壓隔離離，便于于檢修。。懸掛式缺缺點(diǎn)：總總體深度度尺寸大大，用鐵鐵多，質(zhì)質(zhì)量重；；絕緣子子承受彎彎曲力；；操作時(shí)時(shí)滅弧室室振動大大；傳動動效率不不高。因因此，懸懸掛式真真空斷路路器一般般只適用用于中等等電壓以以下的產(chǎn)產(chǎn)品。ZN28-10型斷路器器外型圖圖它采用懸懸掛式結(jié)結(jié)構(gòu)，真真空斷路路器裝在在一個(gè)手手車上，，主要由由機(jī)架、、真空滅滅弧室及及傳動系系統(tǒng)組成成。真空斷路路器的發(fā)發(fā)展?fàn)顩r況目前國際際上，真真空斷路路器的設(shè)設(shè)計(jì)、制制造領(lǐng)域域里逐步步形成了了以德國國西門子子公司為為代表的的空氣絕絕緣產(chǎn)品品和以ABB公司為代表表的復(fù)合絕絕緣產(chǎn)品的的兩大派別別。西門子子公司的產(chǎn)產(chǎn)品有3AF、3AG及3AH等系列產(chǎn)品品。ABB公司的代表表產(chǎn)品有VD4。國內(nèi)生產(chǎn)的的真空斷路路器歸納起起來大致可可分為三類類：引進(jìn)技術(shù)并并國產(chǎn)化的的產(chǎn)品。如如ZN12-12，引進(jìn)西門門子3AF；ZN18-12，引進(jìn)日本本東芝公司司VK系列產(chǎn)品；；ZN21-12，引進(jìn)比利利時(shí)EIB公司的產(chǎn)品品技術(shù)；ZN67-12，引進(jìn)日本本三菱電機(jī)機(jī)VPR型真空斷路路器等。在借鑒國外外同類產(chǎn)品品的基礎(chǔ)上上開發(fā)的產(chǎn)產(chǎn)品，如：：ZN63-12和ZN65-12分別效仿ABB的VD4和西門子3AH。自行設(shè)計(jì)的的產(chǎn)品，如如：ZN15-12，ZN28-12，ZN30-12等。(3)高壓斷路器器銘牌所列列的技術(shù)數(shù)數(shù)據(jù)額定電壓Ur·QF：保證長期期正常工作作時(shí)斷路器器所耐受的的電壓值。名名牌上所標(biāo)標(biāo)的電壓系系指線電壓的額定值值。額定電流Ir·QF:是斷路器可可以長期通通過的最大大電流。我國額定電電流的等級級有：200A、400A、600A、1000A、1500A、2000A、3000A、4000A、5000A、6000A、8000A、10000A額定開斷電電流Ir·off:是指斷路器器在額定的的電壓下能能正常開斷的最大大電流。開開斷電流Ir·off必須大于或等等于其安裝裝處的短路路電流，即Ir·off≥Ik(3)額定斷流容容量Sr·QF:額定電壓與與額定開斷斷電流的乘乘積。額定斷流容容量必須大大于或等于于其安裝處處的短路容容量，即SrQF≥Sk(3)熱穩(wěn)定電流流Its:表示斷路器器能承受的的短路電流流熱效應(yīng)的的能力。物理意義：：當(dāng)熱穩(wěn)定電電流通過斷斷路器時(shí)，，在規(guī)定時(shí)時(shí)間ts內(nèi)，斷路器器各部分溫溫度不超過過國家規(guī)定定的短時(shí)發(fā)發(fā)熱溫度、、保證斷路路器不被破破壞。動穩(wěn)定電流流irs:表示斷路器器能承受的的短路電流流電動力作作用的能力力。物理意義：：當(dāng)斷路器在在閉合狀態(tài)態(tài)時(shí)，所能能承受通過過的最大電電流峰值，，而不會因因?yàn)殡娏Φ牡淖饔冒l(fā)生生任何機(jī)械械損壞。該該最大電流流峰值稱為為動穩(wěn)定電電流，也成成為極限通通過電流。。（4）高壓斷路路器的選擇擇首先考慮工工作條件,確定斷路器器的額定值值（電壓、、電流、頻頻率、機(jī)械械負(fù)載）。。結(jié)合環(huán)境條條件選用斷斷路器的型型號和規(guī)格格。據(jù)短路電流流進(jìn)行斷流流容量,動、熱穩(wěn)定定校驗(yàn)。盡量選用維維修方便，，價(jià)格便宜宜，運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用少設(shè)備備。2高壓隔離開開關(guān)隔離開關(guān)又又稱隔離刀刀閘，是一一種高壓開開關(guān)電器。。因?yàn)樗鼪]有專門的的滅弧裝置置，故不能能用來切斷斷負(fù)荷電流流和短路電電流。使用時(shí)時(shí)應(yīng)與斷路路器配合，，只有在斷斷路器斷開開時(shí)才能進(jìn)進(jìn)行操作。隔離離開關(guān)在分分閘時(shí)，動動靜觸頭間間形成明顯顯可見的斷斷口，絕緣可可靠。（1）高壓隔離開開關(guān)功能（1）隔離電源源。（2）倒閘操作作。（3）接通和斷斷開小電流流電路。（2）類型：a.戶內(nèi)型（GN）三相刀閘閘同一底座座。b.戶外型（GW）單柱式、、雙柱式、、三柱式。。（3）選擇a.首先按安裝裝地點(diǎn)選擇擇戶內(nèi)型或或戶外型。。b.結(jié)合工作條條件確定額額定值，校校驗(yàn)動、熱熱穩(wěn)定值。。c.35kv及以上宜選選用帶接地地刀閘。d.考慮開關(guān)接接線端的機(jī)機(jī)械負(fù)荷。。3高壓負(fù)荷開開關(guān)我們知道斷斷路器分閘閘時(shí)不單能能分合正常常的負(fù)荷電電流，通常常在設(shè)計(jì)合合理的前提提下，還能能安全分合合短路電流流。當(dāng)然，，斷路器的的綜合價(jià)格格也不低（（不單涉及及斷路器本本身的采購購價(jià)格，還還涉及建安安費(fèi)、配套套設(shè)備和檢檢修等費(fèi)用用），在某某些場合下下，采用斷斷路器將存存在投資浪浪費(fèi)，因此此負(fù)荷開關(guān)關(guān)應(yīng)運(yùn)而生生。顯然，高壓壓負(fù)荷開關(guān)關(guān)是用來分分合負(fù)荷電電流的，一一般具有一一定的滅弧弧能力，多多使用產(chǎn)氣氣管滅弧，，但對于短短路電流，，通常也能能關(guān)合一定定的短路電電流，但不不能開斷短短路電流。。因此，高高壓負(fù)荷開開關(guān)可用于于控制供電電線路的負(fù)負(fù)荷電流，，也可用來來控制空載載線路、空空載變壓器器及電容器器等。高壓負(fù)荷開開關(guān)在分閘閘時(shí)有明顯顯的斷口，，可起到隔隔離開關(guān)的的作用，與與高壓熔斷斷器串聯(lián)使使用，前者者作為操作作電器投切切電路的正正常負(fù)荷電電流，而后后者作為保保護(hù)電器開開斷電路的的短路電流流及過負(fù)荷荷電流。（1）按使用地地點(diǎn)分為戶戶內(nèi)型和戶戶外型。（2）按滅弧方方式的不同同，可以分分為產(chǎn)氣式式、壓氣式式、壓縮空空氣式、油油浸式、真真空式、SF6式等，近年年來，真空空式發(fā)展很很快，在配配電網(wǎng)中得得到了廣泛泛應(yīng)用。（3）按是否帶帶熔斷器可可分為帶熔熔斷器和不不帶熔斷器器。高壓負(fù)荷開開關(guān)的類型型一單元：F，表示負(fù)荷荷開關(guān)；Z，表示真空空負(fù)荷開關(guān)關(guān)。二單元：N，戶內(nèi)型；；W，戶外型。。三單元；設(shè)設(shè)計(jì)序號。。四四單單元：額定定電壓。五單元：操操動機(jī)構(gòu)代代號，有D表示電動操操動機(jī)構(gòu)，，無D手動。六單元：熔熔斷器代號號，有R表示帶熔斷斷器，無R不帶熔斷器器。七單元：S，表示熔斷斷器裝在開開關(guān)上端，，沒S時(shí)裝在下端端。八單元：額額定工作電電流，A。九單元：額額定開斷電電流，kA。4高壓熔斷器器熔斷器就是是我們通常常所說的保保險(xiǎn)，只不不過高壓熔熔斷器和我我們?nèi)粘Ｉ钪兴故褂玫谋ｋU(xiǎn)有一些些差別。（1）熔斷器的的組成：熔件（合金材料料）、觸頭和外殼。（2）工作原理：：熔件的熔點(diǎn)點(diǎn)不高，電電流流過熔熔件時(shí)會產(chǎn)產(chǎn)生熱量使使熔件溫度度升高，當(dāng)當(dāng)溫度升高高到其熔點(diǎn)點(diǎn)后，熔件件逐步燒斷斷，從而切切斷電源。。熔件熔斷的的電流和時(shí)時(shí)間之間是是非線形關(guān)關(guān)系，大致與繼繼電保護(hù)中中反時(shí)限電電流保護(hù)特特性相同。。熔斷器的保保護(hù)特性，，也稱安秒特性。。熔件熔斷后后，只要重重新更換新新的熔件，，熔斷器就就可以繼續(xù)續(xù)工作。熔斷器兼有有開關(guān)和保保護(hù)的功能能。是一種種供電末端端廣泛采用用的設(shè)備。。熔斷器按使使用地點(diǎn)可可分為戶內(nèi)（RN)和戶外(RW)兩種類型。。戶外高壓壓熔斷器多多以跌落式式出現(xiàn)，即即熔斷器在在安裝時(shí)帶帶有一個(gè)向向下的角度度，當(dāng)熔斷斷器中熔件件熔斷時(shí)，，熔斷器的的觸頭分離離。高壓熔斷器器按照是否否有限流作作用又可分分為限流式式和非限流流式。限流流式熔斷器器即帶有用用于滅弧的的石英砂或或產(chǎn)氣纖維維管等滅弧弧裝置。（3）高壓熔斷斷器的技術(shù)術(shù)參數(shù)：a.熔斷器的額額定電壓。。它既是絕絕緣所允許許的電壓等等級，又是是熔斷器允允許的滅弧弧電壓等級級。對于限限流式熔斷斷器，不允允許降低電電壓等級使使用，以免免出現(xiàn)大的的過電壓。。b.熔斷器的額額定電流。。指一般環(huán)環(huán)境溫度（（≤40℃）下熔斷器器殼體載流流部分和接接觸部分允允許通過的的長期最大大工作電流流。c.熔體的額定定電流。熔熔體允許長長期通過而而不致發(fā)生生熔斷的最最大有效電電流。該電電流可以小小于或等于于熔斷器的的額定電流流，但不能能超過。d.熔斷器的開開斷電流。。熔斷器所所能正常開開斷的最大大電流。若若被開斷的的電流大于于此電流時(shí)時(shí)，有可能能導(dǎo)致熔斷斷器損壞，，由于電弧弧不能熄滅滅引起相間間短路。（4）特點(diǎn)RN1主要用作高高壓線路和和設(shè)備的短短路保護(hù)，，也起過負(fù)負(fù)荷保護(hù)。RN2用作高壓互互感器的短短路保護(hù)。。RN1、RN2滅弧能力很很強(qiáng)，為“限流”式熔斷器。RW3即可作6～10kv線路和變壓壓器的短路路保護(hù)，又又可在一定條件件下直接用用高壓絕緣緣棒（俗稱稱令克棒〕來操作熔熔管分合合，以斷斷開或接接通小容容量的空空載變壓器和和空載線線路等。。其滅弧弧能力不不強(qiáng)，為為“非限流”式熔斷器器。（5）選擇a.其額定電電壓應(yīng)符符合線路路或設(shè)備備的額定定電壓。。b.熔斷器額額定電流流Ir.FU（指熔管管的額定定電流））和熔體體的額定電電流Ir.FE的確定：：Ir.FE≈(1.4-2.5)ICIr.FE=(0.3-1.0)IN.FUc.前后選擇擇性的配配合要求求。即后后級或上上級的Ir.FE，要比前級或或下級的的Ir.FE相差2～3個(gè)額定電電流級。。d.斷流能力力的校驗(yàn)驗(yàn)，即：：－－熔斷斷器最大大分?jǐn)嚯婋娏?。－－熔斷斷器最小小分?jǐn)嚯婋娏?。－－熔斷斷器安裝裝點(diǎn)的三三相短路路電流。－－－熔熔斷斷器器安安裝裝點(diǎn)點(diǎn)的的三三相相短短路路沖沖擊擊電流流。。－－－熔