開關(guān)電器和配電裝置

開關(guān)電器

2/3/20231

內(nèi)容簡(jiǎn)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2/3/202327.1概述

開關(guān)電器主要用來閉合與開斷正常電路和故障電路或用來隔離高壓電源的，根據(jù)開關(guān)電器在電路中擔(dān)負(fù)的任務(wù)，可以分為以下幾類:1.僅用來在正常工作情況下，斷開或閉合正常工作電流的開關(guān)電器，(F+C)如高壓負(fù)荷開關(guān)、低壓閘刀開關(guān)、接觸器、磁力啟動(dòng)器等。2.僅用來斷開故障情況下的過負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高、低壓熔斷器。電路開斷后，熔斷器必須更換部件后才能再次使用。3.既用來斷開和閉合正常工作電流，也用來斷開和閉合過負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高壓斷路器、低壓自動(dòng)空氣斷路器等。4.不要求斷開和閉合電流，只用來檢修時(shí)隔離電壓的開關(guān)電器，如隔離開關(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。常用來接通和開斷的對(duì)象有：輸、配電線路電容器及電容器組電機(jī)開斷近區(qū)故障（0.8-8km）開斷失步故障開斷發(fā)展性故障和并聯(lián)故障（斷路器在開斷小電容或感性負(fù)載時(shí)，由于過電壓引起的短路故障稱為發(fā)展性故障）

2/3/20234高壓斷路器的類型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(dòng)元件、基座及操動(dòng)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。分類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(duì)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。（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，還作為觸頭開斷后的弧隙絕緣介質(zhì)。空氣斷路器具有滅弧能力強(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(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(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)期通過的工作電流。斷路器長(zhǎng)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(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(guó)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)，所能通過的最大短路電流，稱為動(dòng)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(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自能開斷技術(shù)，操作過程中不會(huì)產(chǎn)生過電壓，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0.01s就要過零一次。電流過零前，輸入弧柱的瞬時(shí)功率已急劇下降；電流過零時(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，分解電弧周圍的液體，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零時(shí)，弧隙溫度將迅速下降，電弧直徑明顯減少。在電流過零后，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氣體在電流過零時(shí)，去游離過程格外迅速。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）真空電弧的熄滅過程真空斷路器也是利用交流電流過零這個(gè)有利條件熄滅電弧的，開斷過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)與周圍空間的壓力差很大時(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，通過觸頭的分、合動(dòng)作達(dá)到開斷與關(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(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(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，后拉開隔離開關(guān)；送電時(shí)，應(yīng)先合隔離開關(guān)，再閉合斷路器）

2/3/202327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(guó)電力系統(tǒng)中隔離開關(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關(guān)可以長(zhǎng)期通過的工作電流。隔離開關(guān)長(zhǎng)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(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)隔離開關(guān)3主要技術(shù)參數(shù)（3）動(dòng)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(dòng)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(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。2/3/202329第二節(jié)隔離開關(guān)4常用隔離開關(guān)簡(jiǎn)介(1)GW4—12~252系列隔離開關(guān)2/3/202330隔離開關(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，以保證檢修人員及設(shè)備的安全。（2）在關(guān)合狀態(tài)下，可以通過正常和故障電流。（3）隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能用來開斷負(fù)荷電流，更不能開斷短路電流，只能開斷很小的電流2/3/202331隔離開關(guān)的要求(1）應(yīng)具有明顯可見的斷口：使運(yùn)行人員能清楚地觀察隔離開關(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：即在斷路器開斷電流之后，隔離開關(guān)才分閘；在隔離開關(guān)合閘之后，斷路器再合閘。***********(先合后斷)*************（6）在隔離開關(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：即在主刀閘沒有分開時(shí)，保證接地刀閘不能合閘；在接地刀閘沒有分閘時(shí)，保證主刀閘不能合閘。（7）隔離開關(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)，無沖擊。2/3/202332第三節(jié)高壓負(fù)荷開關(guān)

內(nèi)容簡(jiǎn)介1了解負(fù)荷開關(guān)的作用、功能、分類2/3/202333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(duì)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)；另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。負(fù)荷開關(guān)的用途是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(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)荷開關(guān)1用途和結(jié)構(gòu)

2）負(fù)荷開關(guān)具有簡(jiǎn)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(tái)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。負(fù)荷開關(guān)與熔斷器組合起來便可取代斷路器，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(duì)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。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(hào)由六部分組成，從左起第一位表示設(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(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(dòng)作時(shí)間為上述四個(gè)過程的時(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(dòng)作選擇。(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(zhǎng)（接近于無窮大）。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?jiǎn)栴}。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(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）戶外型高壓熔斷器的結(jié)構(gòu)及工作原理戶外型高壓熔斷器又稱為跌開式熔斷器，俗稱跌落保險(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，電弧被迅速拉長(zhǎng)，即有利于滅弧，又形成明顯的斷開距離。2/3/202343第五節(jié)低壓開關(guān)

一、接觸器接觸器是用來遠(yuǎn)距離接通或開斷負(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低壓開關(guān)

二、低壓自動(dòng)空氣開關(guān)自動(dòng)空氣開關(guān)（簡(jiǎn)稱自動(dòng)開關(guān)或空氣開關(guān)）是低壓開關(guān)中性能最完善的開關(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關(guān)、大功率電動(dòng)機(jī)的控制開關(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)空氣開關(guān)分為萬能式（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

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)組裝的稱為裝配式配電裝置；在制造廠預(yù)先將開關(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，無論是在正常最高工作電壓還是在出現(xiàn)內(nèi)、外過電壓時(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成套配電裝置分類成套配電裝置可分為：1.低壓配電屏（或開關(guān)柜）2.高壓開關(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)或手車上?；芈饭收蠒r(shí)，可拉出檢修或換上備用抽屜（或手車），以迅速恢復(fù)供電。抽屜式式開關(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間。2/3/202353二、手車式高壓開關(guān)柜手車式高壓開關(guān)柜多為單母線結(jié)構(gòu)，電廠高壓廠用電多采用6~10kV的高壓開關(guān)柜2/3/202354結(jié)構(gòu)：1.手車室：柜前正中部為手車室，斷路器用操動(dòng)機(jī)構(gòu)均裝在小車上，斷路器手車正面上部為推進(jìn)機(jī)構(gòu)，用腳踩手車下部聯(lián)鎖腳踏板，車后母線室面板上的遮板提起，插入手柄，轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，可使手車在柜內(nèi)平穩(wěn)前進(jìn)或后移。當(dāng)手車在工作位置時(shí)，斷路器通過隔板插頭與母線及出線相通。檢修時(shí)，將小車?yán)龉裢猓瑒?dòng)靜觸頭分離，手車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，既方便檢修，又可減少停電時(shí)間。手車與柜相連的二次線采用插頭連接。當(dāng)斷路器離開工作位置的，其一次隔離插頭雖斷開。而二次線仍可接通，以便調(diào)試斷路器。手車推進(jìn)機(jī)構(gòu)與斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)之間有防止帶負(fù)荷推拉小車的安全聯(lián)鎖裝置。手車兩側(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