电工进网作业许可考试参考教材高压类理论部分高压电器及成套配电装置高压电器及成套配电装置n n包括断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、电容器等n n作用：在高压电路中起着控制或保护等作用。第一节 高压电器相关知识一、电力系统短路的基本概念1、短路：电力系统中相与相之间或相对地之间（中性点直接接地系统而言）通过金属导体、电弧或较小阻抗连接而形成的非正常状态。高压电器及成套配电装置2、短路的类型：三相短路、两相短路、两相接地短路和单相短路。短路电流的电动力效应和热效应短路电流的电动力效应和热效应短路电流通过平行导体产生的电磁效应,当两根平行导体中分别有电流对过时,导体间将产生作用力。同时短路电流在导体和电器中引起的热效应。第一节 高压电器相关知识3、短路电流的危害1 1）短路电流通过电器设备时，将引起导体严重发热，造成）短路电流通过电器设备时，将引起导体严重发热，造成导体温度升高甚至溶化，并且回损坏绝缘。导体温度升高甚至溶化，并且回损坏绝缘。2 2）短路电流通过电器设备时，在相间产生很大的电动力作）短路电流通过电器设备时，在相间产生很大的电动力作用于导体之上，可能造成设备的变形或损坏。用于导体之上，可能造成设备的变形或损坏。3 3）短路处往往有电弧产生，高温电弧会烧毁故障设备或烧）短路处往往有电弧产生，高温电弧会烧毁故障设备或烧伤周围人员，甚至引起火灾。伤周围人员，甚至引起火灾。4 4）短路电流通过变压器、线路等阻抗元件时，将产生很大）短路电流通过变压器、线路等阻抗元件时，将产生很大的电压降，还会引起发电机端电压的降低，因此影响电力的电压降，还会引起发电机端电压的降低，因此影响电力系统的正常供电。系统的正常供电。第一节 高压电器相关知识二、高压电器中的电弧1 1、什么是电弧？电弧是电气设备运行中产生的一种、什么是电弧？电弧是电气设备运行中产生的一种物理现象物理现象, ,其特点是光亮很强温度很高。其特点是光亮很强温度很高。2 2、高压电路中开关电器切断具有电流的电路时，断、高压电路中开关电器切断具有电流的电路时，断开的触头之间将会产生电弧。电弧温度极高，可开的触头之间将会产生电弧。电弧温度极高，可达达50005000以上以上, ,对电器设备有很大危害。研究电对电器设备有很大危害。研究电弧的目的弧的目的, ,是要迅速熄灭电弧是要迅速熄灭电弧, ,以保证电器设备运以保证电器设备运行安全。行安全。第一节 高压电器相关知识3 3、电弧产生的原因？、电弧产生的原因？ 在拉开刀闸时，动、静触头之间的空气原来是绝缘体为什么会形成导电的弧道呢？这是由于此时的在拉开刀闸时，动、静触头之间的空气原来是绝缘体为什么会形成导电的弧道呢？这是由于此时的空气已被游离，游离状态下的空气和导体一样具有导电性能。在切断电路时介质（如空气）由绝缘空气已被游离，游离状态下的空气和导体一样具有导电性能。在切断电路时介质（如空气）由绝缘状态转变为导电状态，可分为如下几个过程：状态转变为导电状态，可分为如下几个过程：a.a.强电场发射：强电场发射：在开关触头刚刚分离的瞬间，触头间距离在开关触头刚刚分离的瞬间，触头间距离s s很小，虽然触头间电压很小，虽然触头间电压U U不一定很高，则可能产生很强的不一定很高，则可能产生很强的电场强度电场强度E E（E=U/sE=U/s）。如果电场强度超过）。如果电场强度超过3106V/M3106V/M以上，金属触头阴极表面的电子就会被电场以上，金属触头阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为强电场发射，也是在弧隙间最初产生电子的力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为强电场发射，也是在弧隙间最初产生电子的原因。原因。b.b.热电子发射热电子发射: :在触头即将分开的瞬间，触头压力以及接触面积减小，接触电阻在触头即将分开的瞬间，触头压力以及接触面积减小，接触电阻(Rc(Rc）增大，电能损耗（）增大，电能损耗（I2RcI2Rc）增）增大，在触头表面出现炽热点；特别是电弧形成后，弧隙间的高温亦使触头表面受热出现强烈的炽热大，在触头表面出现炽热点；特别是电弧形成后，弧隙间的高温亦使触头表面受热出现强烈的炽热点。高温使得自由电子能量增加，运动加剧，阴极表面就会有电子跑出，形成热电子发射。点。高温使得自由电子能量增加，运动加剧，阴极表面就会有电子跑出，形成热电子发射。c.c.碰撞游离：碰撞游离：强电场的作用下，自由电子向阳极加速运动，具有很高的速度和巨大的动能，不断地与其他中性质强电场的作用下，自由电子向阳极加速运动，具有很高的速度和巨大的动能，不断地与其他中性质点（介质原子或分子）发生碰撞，使束缚在原子核周围的电子释放出来，形成自由电子和正离子，点（介质原子或分子）发生碰撞，使束缚在原子核周围的电子释放出来，形成自由电子和正离子，这种现象就称为碰撞游离。新产生的电子也向阳极加速运动，同样也会使它所碰撞的中性质点游离。这种现象就称为碰撞游离。新产生的电子也向阳极加速运动，同样也会使它所碰撞的中性质点游离。碰撞游离连续进行就可能导致触头间充满了电子和离子，它具有很大的电导，在外加电压作用下，碰撞游离连续进行就可能导致触头间充满了电子和离子，它具有很大的电导，在外加电压作用下，触头间介质可能被击穿而形成电弧。触头间介质可能被击穿而形成电弧。d.d.热游离：热游离：电弧的温度很高，介质在分子高温作用下，产生迅速的不规则运动，具有很大的动能，相互碰撞游电弧的温度很高，介质在分子高温作用下，产生迅速的不规则运动，具有很大的动能，相互碰撞游离出自由电子和正离子，形成热游离，维持电弧燃烧，增加了开关电器灭弧困难。离出自由电子和正离子，形成热游离，维持电弧燃烧，增加了开关电器灭弧困难。第一节 高压电器相关知识n n触头断开后，触头之间如果有电弧存在，则电路实际上没有被断开，直到触头间电弧熄灭后电路才真正断开。第一节 高压电器相关知识n n交流电弧的熄灭条件交流电弧中电流每半个周期要经过一次零值，这时电弧暂时自然熄灭，电流停止向弧隙输入电能，弧隙介质因高温而产生的热游离迅速减弱，此时，设法加强去游离，使弧隙介质的绝缘能力达到不会被弧隙外施电压击穿的程度，则在下半周电弧就不会重燃而最终熄灭。因此交流电弧的熄灭条件就是电弧不发生重燃的条件。第一节 高压电器相关知识n n触头间介质击穿电压是指触头间产生电弧的最小电压n n触头间恢复电压是指触头间电弧暂时熄灭后外电路施加在触头之间的电压。第一节 高压电器相关知识n n因此在电弧电流过零时，电弧自然熄灭。此时，因此在电弧电流过零时，电弧自然熄灭。此时，弧隙中同时存在着两个恢复过程，即介质强度恢弧隙中同时存在着两个恢复过程，即介质强度恢复过程和电源电压恢复过程。如果复过程和电源电压恢复过程。如果触头间的击穿触头间的击穿电压高于触头间的恢复电压，弧隙就被击穿，电电压高于触头间的恢复电压，弧隙就被击穿，电弧重燃弧重燃。反之，如果。反之，如果触头间的击穿电压低于触头触头间的击穿电压低于触头间的恢复电压时，电弧便熄灭间的恢复电压时，电弧便熄灭。因此，交流电弧。因此，交流电弧熄灭的条件是：电弧电流过零，电弧自然熄灭时，熄灭的条件是：电弧电流过零，电弧自然熄灭时，触头间的恢复电压始终高于触头间的击穿电压。触头间的恢复电压始终高于触头间的击穿电压。第二节第二节 高压断路器高压断路器真空断路器真空断路器一、真空断路器的特点n n具有体积小、重量轻、具有体积小、重量轻、噪音小、无可燃物、噪音小、无可燃物、维护工作量少等突出维护工作量少等突出的优点。尤其适用于的优点。尤其适用于频繁操作及故障较多频繁操作及故障较多的场合。的场合。 真空断路器的组成结构真空灭弧室传动部分框架机构部分绝缘部分导电部分真空断路器真空断路器真空断路器的组成结构真空灭弧室真真空空灭灭弧弧室室动静触头屏蔽罩动静导电杆波纹管外壳真空灭弧室特点：整个寿命期内真空有保证特点：整个寿命期内真空有保证瓷壳好，质地细腻，光滑无杂色，如瓷壳好，质地细腻，光滑无杂色，如玉石与航空陶瓷共用，减少漏气的可能；玉石与航空陶瓷共用，减少漏气的可能；真空电弧冶炼触头含气量特低，在触真空电弧冶炼触头含气量特低，在触头烧蚀时，释放出来的气体造成真空度头烧蚀时，释放出来的气体造成真空度下降的影响大大降低。下降的影响大大降低。开断原理先进，开断原理先进，31.5kA以下采用杯状以下采用杯状横磁场，横磁场，31.5kA以上采用纵磁场。触以上采用纵磁场。触头的平面较规则，电场分布极佳，所需头的平面较规则，电场分布极佳，所需开距小，即可达到断口耐压的要求，开开距小，即可达到断口耐压的要求，开断的截流质低断的截流质低 真空泡的工作原理n n真空泡是用密封在真空中的一对触头来实现电力真空泡是用密封在真空中的一对触头来实现电力回路的接通与分断功能的一种电真空器件，是利回路的接通与分断功能的一种电真空器件，是利用高真空作绝缘灭弧介质。真空灭弧室中的触头用高真空作绝缘灭弧介质。真空灭弧室中的触头断开过程中，依靠触头产生的金属蒸汽使触头间断开过程中，依靠触头产生的金属蒸汽使触头间产生电弧。当电流接近零值时，电弧洗煤。一般产生电弧。当电流接近零值时，电弧洗煤。一般情况下，电弧熄灭后，弧隙中残存的带电质点继情况下，电弧熄灭后，弧隙中残存的带电质点继续继续向外扩散，在电流过零后很短时间（约几续继续向外扩散，在电流过零后很短时间（约几微秒）内弧隙便没有多少金属蒸汽，立刻恢复到微秒）内弧隙便没有多少金属蒸汽，立刻恢复到原有的原有的“ “真空真空” ”状态，使触头之间的介质击穿电状态，使触头之间的介质击穿电压迅速恢复，达到触头间介质击穿电压大于触头压迅速恢复，达到触头间介质击穿电压大于触头间恢复电压条件，使电弧彻底熄灭。间恢复电压条件，使电弧彻底熄灭。真空灭弧室内触头的技术要求真空熄弧时触头(最重要构件)必须满足下述要求：导电好、耐弧性好、含气量低、导热好、机械强度高和加工方便的优点。常用材料：铜铬合金、铜合金等等n触头分闸过程中，开断电流将产生金属蒸汽电弧放电并持续在等离子体内流动，一直到下一个电流过零点为止。电弧在接近电流零点处熄弧，金属蒸汽在几微秒内不再导电，断口间迅速恢复绝缘。真空灭弧室真空度高于10-9 bar，6 - 20mm的触头开距足以保证真空灭弧室的绝缘强度。屏蔽罩的作用n n1 1、防止燃弧过程中电弧生、防止燃弧过程中电弧生成物溅到绝缘外壳的内壁，成物溅到绝缘外壳的内壁，从而降低外壳的绝缘强度；从而降低外壳的绝缘强度；n n2 2、改善灭弧室内部电场分、改善灭弧室内部电场分布的均匀性，有利于降低布的均匀性，有利于降低局部场强，促进真空灭弧局部场强，促进真空灭弧室小型化；室小型化；n n3 3、冷凝电弧生成物，吸收、冷凝电弧生成物，吸收一部分电弧能量，有助于一部分电弧能量，有助于弧后间隙介质强度的恢复弧后间隙介质强度的恢复, ,提高真空开关管开断电流提高真空开关管开断电流的能力。的能力。 n n一般使用铜和不锈钢两种一般使用铜和不锈钢两种材料制作，铜具有较高的材料制作，铜具有较高的导热率和优良的凝结能力，导热率和优良的凝结能力，但铜材熔点低，和电弧生但铜材熔点低，和电弧生成物有较大的亲和力，且成物有较大的亲和力，且屏蔽罩内壁上附有的金属屏蔽罩内壁上附有的金属屑会使燃弧后的灭弧室内屑会使燃弧后的灭弧室内电场分布不均匀。选用不电场分布不均匀。选用不锈钢做主屏蔽罩就能克服锈钢做主屏蔽罩就能克服上诉缺点。上诉缺点。 波纹管的作用n n由厚度为0.10.2mm的不锈钢制成的薄壁元件，使动触头在真空状态下运动成为可能，动触头的运动而又不破坏灭弧室的密封状态。真空开关的每次合分操作，都会使波纹管产生一次机械变形，因此，它是真空泡中最易损坏的部件。波纹管的疲劳寿命就决定了真空灭弧室的机械寿命。（波纹管有液压成型和膜片焊接两种，使用的材料大多是不锈钢） ZN系列真空断路器ZN系列真空断路器第二节第二节 高压断路器高压断路器SF6断路器SF6气体n nSFSF6 6气体作为绝缘介质气体作为绝缘介质和灭弧介质使用和灭弧介质使用 ，目，目前使用前使用SFSF6 6的电气设备的电气设备在电力系统中广泛使在电力系统中广泛使用。用。SF6气体性质n nSF6SF6气体是一种无色、无味、无毒、不可燃、易液化，气体是一种无色、无味、无毒、不可燃、易液化，对电器设备不腐蚀的气体。但开断后的对电器设备不腐蚀的气体。但开断后的SF6SF6气体是有毒气体是有毒的。比重比空气重的。比重比空气重5 5倍。倍。n nSF6SF6气体绝缘性能和灭弧性能强。它的绝缘强度是空气气体绝缘性能和灭弧性能强。它的绝缘强度是空气的的2.332.33倍，灭弧能力是空气的倍，灭弧能力是空气的100100倍。倍。n nSF6SF6气体在电弧高温作用下会分解为低氟化物，但在电气体在电弧高温作用下会分解为低氟化物，但在电弧过零值后，又很快再结合成弧过零值后，又很快再结合成SF6SF6气体。气体。n nSF6SF6气体化学性质稳定，但是遇有水份后，在电弧的作气体化学性质稳定，但是遇有水份后，在电弧的作用下分解为低氟化合物和低氟氧化物，其中某些成份决用下分解为低氟化合物和低氟氧化物，其中某些成份决有严重腐蚀性，会腐蚀内部的金属部件，并会威胁运行有严重腐蚀性，会腐蚀内部的金属部件，并会威胁运行及检修人员的安全。及检修人员的安全。SF6SF6微水测试微水测试缺点缺点n nSF6SF6气体的检漏和气体回收。气体的检漏和气体回收。 SF6断路器结构支柱式SF6断路器结构落地罐式SFSF6 6断路器的基本结构断路器的基本结构n nSFSF6 6断路器的基本结构与其它高压断路器一样，断路器的基本结构与其它高压断路器一样，由导电回路、灭弧装置、绝缘部件、操动机构由导电回路、灭弧装置、绝缘部件、操动机构和附属部件等和附属部件等5 5部分组成。其中的灭弧装置由部分组成。其中的灭弧装置由于灭弧介质不同，在结构上有其特点，与其它于灭弧介质不同，在结构上有其特点，与其它断路器比较有较大差异，而其余几个部分与其断路器比较有较大差异，而其余几个部分与其它断路器大致相类似。它断路器大致相类似。支柱式SF6断路器支柱式SF6断路器对断路器SF6气体要求n n对SF6气体的要求：新装SF6断路器投入运行前必须复测气体含水量和漏气率。灭弧室应小于150ppm，其它气室应小于250ppm，SF6气体的年漏气量小于1。n nSF6断路器定期检测微水，静置24h后，方可测量，新装或大修后，每三个月测量一次，待含水量稳定后可每年测量一次。SF6气体中含水量增大的可能原因n n(1)气体或再生气体本身含有水分。 n n(2)组装时进入水分。组装时由于环境、现场装配和维修检查的影响，高压电器内部的内壁附着水分。 n n(3)管道的材质自身含有水分，或管道连接部分存在渗漏现象，造成外来水分进入内部。 n n(4)密封件不严而渗入水分。 SF6气体水份严重超标的影响n n水分严重超标将危害绝缘，影响灭弧，并产生有毒物质，水分严重超标将危害绝缘，影响灭弧，并产生有毒物质，水分严重超标将危害绝缘，影响灭弧，并产生有毒物质，水分严重超标将危害绝缘，影响灭弧，并产生有毒物质，原因如下原因如下原因如下原因如下: : : : (1)(1)(1)(1)含水量较高时，很容易在绝缘材料表面结露，含水量较高时，很容易在绝缘材料表面结露，含水量较高时，很容易在绝缘材料表面结露，含水量较高时，很容易在绝缘材料表面结露，造成绝缘下降，严重时发生闪络击穿。含水量较高的气体造成绝缘下降，严重时发生闪络击穿。含水量较高的气体造成绝缘下降，严重时发生闪络击穿。含水量较高的气体造成绝缘下降，严重时发生闪络击穿。含水量较高的气体在电弧作用下被分解，在电弧作用下被分解，在电弧作用下被分解，在电弧作用下被分解，SF6SF6SF6SF6气体与水分产生多种水解反应，气体与水分产生多种水解反应，气体与水分产生多种水解反应，气体与水分产生多种水解反应，产生产生产生产生WO3WO3WO3WO3、CuF2CuF2CuF2CuF2、WOF4WOF4WOF4WOF4等粉末状绝缘物，其中等粉末状绝缘物，其中等粉末状绝缘物，其中等粉末状绝缘物，其中CuF2CuF2CuF2CuF2有强烈有强烈有强烈有强烈的吸湿性，附在绝缘表面，使沿面闪络电压下降，的吸湿性，附在绝缘表面，使沿面闪络电压下降，的吸湿性，附在绝缘表面，使沿面闪络电压下降，的吸湿性，附在绝缘表面，使沿面闪络电压下降，HFHFHFHF、H2SO3H2SO3H2SO3H2SO3等具有强腐蚀性，对固体有机材料和金属有腐蚀作等具有强腐蚀性，对固体有机材料和金属有腐蚀作等具有强腐蚀性，对固体有机材料和金属有腐蚀作等具有强腐蚀性，对固体有机材料和金属有腐蚀作用，缩短了设备寿命。用，缩短了设备寿命。用，缩短了设备寿命。用，缩短了设备寿命。 (2)(2)(2)(2)含水量较高的气体，在电弧作用下产生很多含水量较高的气体，在电弧作用下产生很多含水量较高的气体，在电弧作用下产生很多含水量较高的气体，在电弧作用下产生很多化合物，影响化合物，影响化合物，影响化合物，影响SF6SF6SF6SF6气体的纯度，减少气体的纯度，减少气体的纯度，减少气体的纯度，减少SF6SF6SF6SF6气体介质复原数量，气体介质复原数量，气体介质复原数量，气体介质复原数量，还有一些物质阻碍分解物还原，灭弧能力将会受影响。还有一些物质阻碍分解物还原，灭弧能力将会受影响。还有一些物质阻碍分解物还原，灭弧能力将会受影响。还有一些物质阻碍分解物还原，灭弧能力将会受影响。 (3)(3)(3)(3)含水量较高的气体在电弧作用下分解成化合含水量较高的气体在电弧作用下分解成化合含水量较高的气体在电弧作用下分解成化合含水量较高的气体在电弧作用下分解成化合物物物物WO2WO2WO2WO2、SOF4SOF4SOF4SOF4、SO2F2SO2F2SO2F2SO2F2、SOF2SOF2SOF2SOF2、SO2SO2SO2SO2等，这些化合物均为有等，这些化合物均为有等，这些化合物均为有等，这些化合物均为有毒有害物质，而毒有害物质，而毒有害物质，而毒有害物质，而SOF2SOF2SOF2SOF2、SO2SO2SO2SO2的含量会随水分增加而增加，的含量会随水分增加而增加，的含量会随水分增加而增加，的含量会随水分增加而增加，直接威胁人身健康，因此对直接威胁人身健康，因此对直接威胁人身健康，因此对直接威胁人身健康，因此对SF6SF6SF6SF6气体的含水量必须严格监气体的含水量必须严格监气体的含水量必须严格监气体的含水量必须严格监督和控制。督和控制。督和控制。督和控制。 第二节第二节 高压断路器高压断路器断路器操动机构断路器操动机构断路器操动机构的作用和要求n n用来控制断路器跳闸、合闸和维持合闸状态的设备。其性能好坏将直接影响断路器的工作性能断路器操动机构的作用和要求n n足够的操作功n n较高的可靠性n n动作迅速n n具有自动脱扣装置操作机构分类根据正常操动合闸所直接利用的动能形式的不同，操动机根据正常操动合闸所直接利用的动能形式的不同，操动机根据正常操动合闸所直接利用的动能形式的不同，操动机根据正常操动合闸所直接利用的动能形式的不同，操动机构分为手动型（构分为手动型（构分为手动型（构分为手动型（CSCSCSCS）、电磁型（）、电磁型（）、电磁型（）、电磁型（CDCDCDCD）、电动型、液压型）、电动型、液压型）、电动型、液压型）、电动型、液压型（CYCYCYCY）、气动型（）、气动型（）、气动型（）、气动型（CQCQCQCQ）和弹簧型（）和弹簧型（）和弹簧型（）和弹簧型（CTCTCTCT）等多种类型。除手）等多种类型。除手）等多种类型。除手）等多种类型。除手动型外，其他均为自动操动机构。其中，电磁型和电动型动型外，其他均为自动操动机构。其中，电磁型和电动型动型外，其他均为自动操动机构。其中，电磁型和电动型动型外，其他均为自动操动机构。其中，电磁型和电动型需直接依靠合闸电源提供操动功率；液压型、气动型和弹需直接依靠合闸电源提供操动功率；液压型、气动型和弹需直接依靠合闸电源提供操动功率；液压型、气动型和弹需直接依靠合闸电源提供操动功率；液压型、气动型和弹簧型则只需间接利用电能，并经转换设备和储能装置用非簧型则只需间接利用电能，并经转换设备和储能装置用非簧型则只需间接利用电能，并经转换设备和储能装置用非簧型则只需间接利用电能，并经转换设备和储能装置用非电能形式操动合闸，故短时失去电源后可由储能装置提供电能形式操动合闸，故短时失去电源后可由储能装置提供电能形式操动合闸，故短时失去电源后可由储能装置提供电能形式操动合闸，故短时失去电源后可由储能装置提供操动功率，因而减少了对电源的依赖程度。操动功率，因而减少了对电源的依赖程度。操动功率，因而减少了对电源的依赖程度。操动功率，因而减少了对电源的依赖程度。电磁操动机构n n直接依靠电磁力合闸的操动机构称为电磁操动机构。一般直接依靠电磁力合闸的操动机构称为电磁操动机构。一般直接依靠电磁力合闸的操动机构称为电磁操动机构。一般直接依靠电磁力合闸的操动机构称为电磁操动机构。一般只用于只用于只用于只用于110 kV110 kV110 kV110 kV及以下的断路器。及以下的断路器。及以下的断路器。及以下的断路器。n nCDCDCDCD型操动机构是一种户内壁挂式操动机构。可以电动合闸、型操动机构是一种户内壁挂式操动机构。可以电动合闸、型操动机构是一种户内壁挂式操动机构。可以电动合闸、型操动机构是一种户内壁挂式操动机构。可以电动合闸、电动分闸、手动分闸、非正常手动合闸，也可进行自动重电动分闸、手动分闸、非正常手动合闸，也可进行自动重电动分闸、手动分闸、非正常手动合闸，也可进行自动重电动分闸、手动分闸、非正常手动合闸，也可进行自动重合闸。操动电源采用直流合闸。操动电源采用直流合闸。操动电源采用直流合闸。操动电源采用直流220 V220 V220 V220 V或或或或110 V110 V110 V110 V。电磁操动机构n n优点：结构简单、价优点：结构简单、价格较低、加工工艺要格较低、加工工艺要求低。求低。n n缺点：合闸功率大、缺点：合闸功率大、需要配备大容量的直需要配备大容量的直流合闸电源、机构笨流合闸电源、机构笨重、机构耗材多。重、机构耗材多。图图14142 CDl02 CDl0型电磁操动机构的结构型电磁操动机构的结构 （a a）前视图；（）前视图；（b b）侧视图）侧视图1-1-合合闸闸铁铁心心 2-2-磁磁扼扼；3-3-接接线线板板；4-4-信信号号用用辅辅助助开开关关；5-5-分分合合指指示示牌牌；6-6-罩罩壳壳；7-7-分分合合闸闸用用辅辅助助开开关关；8-8-分分闸闸线线圈圈；9-9-分分闸闸铁铁心心；10-10-合合闸闸线线圈圈；11-11-接地螺栓；接地螺栓；12-12-拐臂；拐臂；13-13-操作手柄；操作手柄；14-14-盖盖图图14-3 14-3 CD10CD10机机构构动动作作过过程程示意图示意图 (a(a）准备合闸状态；）准备合闸状态；(b)(b)合闸过程中；合闸过程中；(c(c）合闸到顶点位置；）合闸到顶点位置； (d)(d)合闸动作结束；合闸动作结束；(e)(e)分闸动作；分闸动作；(f)(f)自由脱扣动作自由脱扣动作1 1止止钉钉；2 2、 3 3连连杆杆；4 4输输出出轴轴；5 5连连杆杆机机构构；6 6支支架架；7 7轴轴；8 8合合闸闸铁铁心心顶顶杆杆；9 9分闸铁心分闸铁心电磁操动机构合闸n n合闸前连板合闸前连板合闸前连板合闸前连板2 2 2 2和和和和3 3 3 3接近接近接近接近1801801801800 0 0 0（图（图（图（图14-3a14-3a14-3a14-3a）、合闸信号发出，）、合闸信号发出，）、合闸信号发出，）、合闸信号发出，合闸电磁铁线圈受电、铁心向上运动推动滚轮轴合闸电磁铁线圈受电、铁心向上运动推动滚轮轴合闸电磁铁线圈受电、铁心向上运动推动滚轮轴合闸电磁铁线圈受电、铁心向上运动推动滚轮轴7 7 7 7上移，上移，上移，上移，通过连杆机构使输出主轴通过连杆机构使输出主轴通过连杆机构使输出主轴通过连杆机构使输出主轴4 4 4 4顺时针转动，使断路器合闸顺时针转动，使断路器合闸顺时针转动，使断路器合闸顺时针转动，使断路器合闸（图（图（图（图 14-3b14-3b14-3b14-3b）与此同时断路器的分闸弹簧被拉伸储能。）与此同时断路器的分闸弹簧被拉伸储能。）与此同时断路器的分闸弹簧被拉伸储能。）与此同时断路器的分闸弹簧被拉伸储能。当铁心达到终点时，滚轮轴当铁心达到终点时，滚轮轴当铁心达到终点时，滚轮轴当铁心达到终点时，滚轮轴7 7 7 7与托架出现与托架出现与托架出现与托架出现1-1.5mm1-1.5mm1-1.5mm1-1.5mm的间隙的间隙的间隙的间隙（图（图（图（图14-3c14-3c14-3c14-3c），此时由于输出主轴的转动带动了辅助开），此时由于输出主轴的转动带动了辅助开），此时由于输出主轴的转动带动了辅助开），此时由于输出主轴的转动带动了辅助开关，使合闸回路接点打开，合闸信号消失、合闸线圈断关，使合闸回路接点打开，合闸信号消失、合闸线圈断关，使合闸回路接点打开，合闸信号消失、合闸线圈断关，使合闸回路接点打开，合闸信号消失、合闸线圈断电，铁心下落，滚轮轴被托架支撑住，使断路器保持在电，铁心下落，滚轮轴被托架支撑住，使断路器保持在电，铁心下落，滚轮轴被托架支撑住，使断路器保持在电，铁心下落，滚轮轴被托架支撑住，使断路器保持在合闸位置（图合闸位置（图合闸位置（图合闸位置（图14-3d14-3d14-3d14-3d）。）。）。）。电磁操动机构分闸n n分闸信号发出，分闸电磁铁线圈受电，铁心分闸信号发出，分闸电磁铁线圈受电，铁心分闸信号发出，分闸电磁铁线圈受电，铁心分闸信号发出，分闸电磁铁线圈受电，铁心9 9 9 9向上运动，向上运动，向上运动，向上运动，撞击连板撞击连板撞击连板撞击连板2 2 2 2和和和和3 3 3 3，使连板，使连板，使连板，使连板2 2 2 2和和和和3 3 3 3的中间轴向上移动并越出的中间轴向上移动并越出的中间轴向上移动并越出的中间轴向上移动并越出“死死死死区区区区”（图（图（图（图14-3e14-3e14-3e14-3e），滚轮轴脱离托架、在断路器分闸弹簧），滚轮轴脱离托架、在断路器分闸弹簧），滚轮轴脱离托架、在断路器分闸弹簧），滚轮轴脱离托架、在断路器分闸弹簧的作用下，输出拐臂逆时针转动，断路器分闸，与此同时，的作用下，输出拐臂逆时针转动，断路器分闸，与此同时，的作用下，输出拐臂逆时针转动，断路器分闸，与此同时，的作用下，输出拐臂逆时针转动，断路器分闸，与此同时，输出轴带动辅助开关运动，切断分闸回路，分闸信号消失，输出轴带动辅助开关运动，切断分闸回路，分闸信号消失，输出轴带动辅助开关运动，切断分闸回路，分闸信号消失，输出轴带动辅助开关运动，切断分闸回路，分闸信号消失，分闸线圈失电，铁心回落。分闸线圈失电，铁心回落。分闸线圈失电，铁心回落。分闸线圈失电，铁心回落。电磁操动机构自由脱扣n n自由脱扣：合闸过程中，合闸铁心顶住滚轮轴自由脱扣：合闸过程中，合闸铁心顶住滚轮轴自由脱扣：合闸过程中，合闸铁心顶住滚轮轴自由脱扣：合闸过程中，合闸铁心顶住滚轮轴7 7 7 7向上运动，向上运动，向上运动，向上运动，如果接到分闸信号、分闸铁心向上撞击连板如果接到分闸信号、分闸铁心向上撞击连板如果接到分闸信号、分闸铁心向上撞击连板如果接到分闸信号、分闸铁心向上撞击连板2 2 2 2和和和和3 3 3 3，使其中，使其中，使其中，使其中间轴越出间轴越出间轴越出间轴越出“死区死区死区死区”，这时临时固定中心不固定，四连杆机，这时临时固定中心不固定，四连杆机，这时临时固定中心不固定，四连杆机，这时临时固定中心不固定，四连杆机构变成五连杆机构，在断路器分闸弹簧力的作用下，滚轮构变成五连杆机构，在断路器分闸弹簧力的作用下，滚轮构变成五连杆机构，在断路器分闸弹簧力的作用下，滚轮构变成五连杆机构，在断路器分闸弹簧力的作用下，滚轮轴轴轴轴7 7 7 7即从合闸铁心顶杆即从合闸铁心顶杆即从合闸铁心顶杆即从合闸铁心顶杆8 8 8 8的端部滑下，实现自由脱扣（图的端部滑下，实现自由脱扣（图的端部滑下，实现自由脱扣（图的端部滑下，实现自由脱扣（图14-3f14-3f14-3f14-3f）。）。）。）。弹簧储能操动机构n n优点：只需要小容量优点：只需要小容量合闸电源，对电源要合闸电源，对电源要求不高（交、直流均求不高（交、直流均可）。可）。n n缺点：操动机构的结缺点：操动机构的结构复杂，加工工艺要构复杂，加工工艺要求高、机件强度要求求高、机件强度要求高、安装调试困难。高、安装调试困难。液压操动机构n n利用气体压力储存能量，依靠液体压力传递能量进行分合闸的操动机构。n n优点：体积小、操作功大、动作平稳、无噪音、速度快、不需要大功率的合闸电源。n n缺点：结构复杂、加工工艺要求高、动作速度受温度影响大、价格昂贵。液压操动机构操动机构型号及含义n n手动型（手动型（手动型（手动型（CSCSCSCS）、电磁型（）、电磁型（）、电磁型（）、电磁型（CDCDCDCD）、电动型、液压型（）、电动型、液压型（）、电动型、液压型（）、电动型、液压型（CYCYCYCY）、）、）、）、气动型（气动型（气动型（气动型（CQCQCQCQ）和弹簧型（）和弹簧型（）和弹簧型（）和弹簧型（CTCTCTCT）CT型操动机构已储能分闸状态已储能分闸状态 已储能合闸状态已储能合闸状态 合、分闸过程采用二级脱扣，脱扣力小且稳定 （三维二级脱扣过程） 二级脱扣的概念，四两拔千斤的作用二级脱扣的概念，四两拔千斤的作用 说明：每相灭弧室工作时的需要闭合力约350kg,三相合计约1吨，通过二级脱扣后，仅需约2kg的脱扣力，这样合、分闸线圈体积小，脱扣耗能小，合、分时间离散性小国内外其它操作机构多采用一级的半轴脱扣，所需脱扣力达10kg以上，需要线圈体积大，脱扣耗能大，较易磨损。 其它脱扣线圈 脱扣线圈合闸过程演示开始合闸过程演示开始分闸过程演示开始分闸过程演示开始第二节第二节 高压断路器高压断路器断路器运行维护断路器投入运行n n必须验收合格后方可投运n n验收项目按相关规范执行断路器正常运行巡视检查n n必须定时进行巡视检查必须定时进行巡视检查n n巡视检查周期：一般有人值班的变电所和升压巡视检查周期：一般有人值班的变电所和升压变电所每天不少于一次，无人值班根据具体情变电所每天不少于一次，无人值班根据具体情况制定，通常每月不少于况制定，通常每月不少于2 2次。次。n n对运行断路器及操动机构的一般要求对运行断路器及操动机构的一般要求 技术参数符合要求技术参数符合要求 分、合闸指示便于观察、准确分、合闸指示便于观察、准确 接地金属外壳应有明显的接地标志，接触良好接地金属外壳应有明显的接地标志，接触良好 温腊片或试温措施温腊片或试温措施 运行标号及名称运行标号及名称 相色标志相色标志第三节 隔离开关隔离开关作用、分类和型号隔离开关作用n n隔离电源n n刀闸操作n n拉、合无电流或小电流的电路，其中，允许拉和的电路有：拉、合电压互感器或避雷器回路拉、合电压互感器或避雷器回路拉、合母线合直接与母线相连设备的电容电拉、合母线合直接与母线相连设备的电容电流流拉、合励磁电流小于拉、合励磁电流小于2A2A的空载变压器的空载变压器拉、合电容电流不超过拉、合电容电流不超过5A5A的空载线路的空载线路隔离开关类型 n n按安装地点分：户内式合户外式n n按刀闸的运动方式分：水平旋转式、垂直旋转式和插入式n n按支柱绝缘子的数目分：单柱式、双柱式和三柱式n n按操作特点分：单极式和三极式n n按有无地刀分：带接地刀闸和不带接地刀闸隔离开关的基本要求隔离开关的基本要求n n基于隔离开关的工作特点，它在结构上应满足的基于隔离开关的工作特点，它在结构上应满足的基于隔离开关的工作特点，它在结构上应满足的基于隔离开关的工作特点，它在结构上应满足的要求如下：要求如下：要求如下：要求如下：1 1 1 1）应具有明显的间隙（断开点）应具有明显的间隙（断开点）应具有明显的间隙（断开点）应具有明显的间隙（断开点）2 2 2 2）应具有可靠的绝缘）应具有可靠的绝缘）应具有可靠的绝缘）应具有可靠的绝缘3 3 3 3）应具有一定破冰能力）应具有一定破冰能力）应具有一定破冰能力）应具有一定破冰能力 4 4 4 4）应有锁扣装置）应有锁扣装置）应有锁扣装置）应有锁扣装置5 5 5 5）应能相互联锁）应能相互联锁）应能相互联锁）应能相互联锁隔离开关的基本结构隔离开关的基本结构n n户内式三相高压隔离户内式三相高压隔离户内式三相高压隔离户内式三相高压隔离开关结构主要包括导开关结构主要包括导开关结构主要包括导开关结构主要包括导电部分、绝缘部分和电部分、绝缘部分和电部分、绝缘部分和电部分、绝缘部分和操动部分等。操动部分等。操动部分等。操动部分等。隔离开关的基本结构隔离开关的基本结构n n户外式高压隔离开关户外式高压隔离开关户外式高压隔离开关户外式高压隔离开关结构图，由图可见它结构图，由图可见它结构图，由图可见它结构图，由图可见它也包括导电部分、绝也包括导电部分、绝也包括导电部分、绝也包括导电部分、绝缘部分和操作部分。缘部分和操作部分。缘部分和操作部分。缘部分和操作部分。隔离开关型号及含义 n n字母字母G-G-代表隔离开关代表隔离开关n n安装地点，安装地点，N N户内，户内，W W户外户外n n数字数字-为设计序号，代表不同的系列为设计序号，代表不同的系列n n数字数字-代表额定电压（代表额定电压（kVkV）n n字母字母-代表补充特性，代表补充特性，T T统一设计，统一设计，G G改进型，改进型，D D带接地刀闸，带接地刀闸，C C穿墙式穿墙式n n数字数字-代表额定电流（代表额定电流（A A）n n字母字母-G-G代表高原型代表高原型隔离开关的操动机构n n手动操动机构、电动操动机构、液压操动机构 第四节 高压负荷开关高压负荷开关的作用和分类高压负荷开关的作用n n高压电路中用于在额定电压下接通或断开负荷电流的专用电器。一般配合高压熔断器使用，由熔断器起短路保护作用。 n n具有灭弧装置，但灭弧能力较弱，只能切断或接通正常的负荷电流。高压负荷开关的分类n n按使用场所分为：户内式、户外式n n按灭弧方式分为：油浸式、产气式、压气式、真空和SF6负荷开关 高压负荷开关型号和含义户内式高压负荷开关 FN3-10R/400 户内式高压负荷开关 FN3-10R/400n n隔离开关有工作触头和灭弧触隔离开关有工作触头和灭弧触头，负荷开关合闸时，灭弧触头，负荷开关合闸时，灭弧触头先闭合，然后工作触头再闭头先闭合，然后工作触头再闭合。合闸后，工作触头与灭弧合。合闸后，工作触头与灭弧触头同时接通，工作触头与灭触头同时接通，工作触头与灭弧触头形成并联贿赂，电流大弧触头形成并联贿赂，电流大部分经过工作触头。分闸时，部分经过工作触头。分闸时，工作触头先断开，然后灭弧触工作触头先断开，然后灭弧触头再断开。头再断开。n n灭弧原理：灭弧是利用分闸时，灭弧原理：灭弧是利用分闸时，主轴带动活塞内的压缩空气，主轴带动活塞内的压缩空气，使压缩空气从喷嘴中高速喷出使压缩空气从喷嘴中高速喷出以吹熄电弧，因此灭弧性能较以吹熄电弧，因此灭弧性能较好。好。灭弧系采用固体产气元件灭弧系采用固体产气元件。 n n负荷开关在分闸状态时有明显负荷开关在分闸状态时有明显的断口，可起隔离开关作用。的断口，可起隔离开关作用。 高压负荷开关为什么高压负荷开关要与熔断器配合使用？答：高压负荷开关在10kv系统和简易的配电室中被广泛采用。它虽有灭弧装置，但灭弧能力较小，因此高压负荷开关只能用来切断或接通正常的负荷电流，不能用来切断故障电流。为了保证设备和系统的安全运行，高压负荷开关应与熔断器配合使用，由熔断器起过载和短路保护作用。通常高压熔断器装在高压负荷开关后面，这样当更换高压熔断器时，只拉开负荷开关，停电后再进行更换是比较安全的。第五节 高压熔断器高压熔断器用途和型号n n用途：在通过短路电流或过载电流时熔断，以保护电路中的电气设备。n n高压熔断器是高压熔断器是6-35kv6-35kv电力系统小容量电路中常用的保护电力系统小容量电路中常用的保护电器。它由熔体、支持触头和保护外壳三部分组成。串接电器。它由熔体、支持触头和保护外壳三部分组成。串接于电路中，主电路发生过负荷或短路故障时，故障电流超于电路中，主电路发生过负荷或短路故障时，故障电流超过熔体的额定电流，熔体被迅速加热熔断，切断故障电流。过熔体的额定电流，熔体被迅速加热熔断，切断故障电流。在不太重要而又允许较长时间停电的线路中，高压熔断器在不太重要而又允许较长时间停电的线路中，高压熔断器和隔离开关或负荷开关配合使用可代替价格高的断路器。和隔离开关或负荷开关配合使用可代替价格高的断路器。高压熔断器分类n n安装地点：户内式、户外式n n动作特征性：固定式、自动跌落式n n工作特性：限流式、非限流式n n限流式熔断器：冲击短路电流达到之前能切断短路电流的熔断器。n n非限流式熔断器：冲击短路电流达到之前不能切断短路电流的熔断器。高压熔断器用途和型号熔断器的保护特性n nI I0 0称为最小熔断电流。在理论上，称为最小熔断电流。在理论上，熔体通过熔体通过I I0 0时，熔断时间为无穷时，熔断时间为无穷大，即不应熔断。而通过熔体大，即不应熔断。而通过熔体的电流大于的电流大于I I0 0很多时，熔断时间很多时，熔断时间迅速降低至最小值（迅速降低至最小值（0.010.01秒以秒以下）。通过熔体的电流愈大，下）。通过熔体的电流愈大，熔体熔断时间愈短，通过相同熔体熔断时间愈短，通过相同的短路电流，熔体额定电流愈的短路电流，熔体额定电流愈大，熔断时间愈长。熔断器的大，熔断时间愈长。熔断器的保护特性，在许多情况下需要保护特性，在许多情况下需要通过实测确定。通过实测确定。户内式高压熔断器户内式高压熔断器n nRN1：限流型熔断器以石英砂作为熔断器填充物。用于电力线路过载及短路保护。n nRN2：用于电压互感器回路做短路保护的专用熔断器。熔断器的选择n n对于限流型熔断器可不进行动、热稳定的校验；而对于非限流型熔断器，要求进行动、热稳定的校验工作。n n保护电压互感器的熔断器只需要按额定电压和开断能力选择。户外式熔断器跌落式熔断器RW3RW3RW4RW4跌落式熔断器的安装n n、安装时务必检查熔丝是否拴紧，以防止触头过热。、安装时务必检查熔丝是否拴紧，以防止触头过热。n n、熔管轴线与铅垂线成、熔管轴线与铅垂线成300300倾角，不得垂直或水平安装，以保证熔倾角，不得垂直或水平安装，以保证熔件熔断时熔管能靠自重自行跌落。件熔断时熔管能靠自重自行跌落。n n、不得装于变压器及其他设备的上方，以防熔管掉落发生事故。若、不得装于变压器及其他设备的上方，以防熔管掉落发生事故。若装于被保护设备的侧上方，与被保护设备外廓的水平距离应不小于装于被保护设备的侧上方，与被保护设备外廓的水平距离应不小于0.50.5米。米。n n、应保持足够的安全距离。、应保持足够的安全距离。6-10KV6-10KV户外安装时相间距离应不小于户外安装时相间距离应不小于70mm70mm，对地距离，对地距离4.5m4.5m，户内安装时，相间距离应不小于，户内安装时，相间距离应不小于60mm60mm、对地距离对地距离3.0m3.0m为宜。为宜。n n、应检查分合操作是否灵活，熔管上端口的磷铜膜片应完好，紧固、应检查分合操作是否灵活，熔管上端口的磷铜膜片应完好，紧固熔体时应将膜片压封住熔管上端口以保证灭弧性能。熔体时应将膜片压封住熔管上端口以保证灭弧性能。趺落式熔断器的操作n n、跌落式熔断器一般情况下不得带负荷操作。一般配电、跌落式熔断器一般情况下不得带负荷操作。一般配电变压器容量在变压器容量在200KVA200KVA及以下的，其高压侧可以允许用熔及以下的，其高压侧可以允许用熔断器分合负荷电流，若超过断器分合负荷电流，若超过200KVA200KVA，分合闸时电弧较大，分合闸时电弧较大，有可能引起相间弧短路，应先将负荷切去，然后再操作熔有可能引起相间弧短路，应先将负荷切去，然后再操作熔断器。断器。n n、跌落式熔断器在切除空载变压器时，由于空载励磁电、跌落式熔断器在切除空载变压器时，由于空载励磁电流的存在，在高压侧切断的瞬间会产生较高的过电压，若流的存在，在高压侧切断的瞬间会产生较高的过电压，若操作不当时会导致相间弧光短路。操作方法与单相隔离开操作不当时会导致相间弧光短路。操作方法与单相隔离开关的操作方法及步骤相同。关的操作方法及步骤相同。n n、变压器出现故障的征兆（声音异常、喷油等）。不得、变压器出现故障的征兆（声音异常、喷油等）。不得进行操作，应用变压器电源线路的断路器将其断开。进行操作，应用变压器电源线路的断路器将其断开。n n、天气不好（下雨天、雷雨天），尽量避免操作。、天气不好（下雨天、雷雨天），尽量避免操作。限流式熔断器第六节 高压电容器n n用途：电力系统的无功电源之一，用于提高电网的功率因数，主要用于无功补偿。高压电容器第七节 高压成套配电装置高压成套配电装置高压成套配电装置（也称开关柜），是以开关高压成套配电装置（也称开关柜），是以开关为主的成套电器。为主的成套电器。其优点：可满足各种主接线的要求，并具有占其优点：可满足各种主接线的要求，并具有占地少、安装、使用方便，适用于大量生产的特地少、安装、使用方便，适用于大量生产的特点，应用广泛。点，应用广泛。高压成套配电装置分类n n按结构特点分类：金属封闭式、金属封闭铠装式、金属封闭箱式和SF6封闭组合电器等等。n n按断路器的安装方式：固定式、手车式。KYN开关柜开关柜的“五防”连锁功能防误分、合断路器；防误分、合断路器；防带负荷拉合隔离刀闸防带负荷拉合隔离刀闸防带电合接地刀闸防带电合接地刀闸防带接地线合断路器防带接地线合断路器防误入带电间隔防误入带电间隔KYN开关柜结构图开关柜的联锁装置n n（1 1）手车从工作位置移至隔离）手车从工作位置移至隔离/ /试验位置后，活动帘板将试验位置后，活动帘板将静触头盒隔开，防止误入带电隔室。检修时，可用挂锁将静触头盒隔开，防止误入带电隔室。检修时，可用挂锁将活动帘板锁定。活动帘板锁定。n n（2 2）断路器处于合闸状态时，手车不能从工作位置拉出）断路器处于合闸状态时，手车不能从工作位置拉出或从隔离或从隔离/ /试验位置推至工作位置；断路器的手车已充分试验位置推至工作位置；断路器的手车已充分锁定试验位置或工作位置才能被操作。锁定试验位置或工作位置才能被操作。n n（3 3）接地开关仅在手车出隔离）接地开关仅在手车出隔离/ /试验位置及柜外时才能被试验位置及柜外时才能被操作，当接地开关处于合闸状态时，手车不能从隔离操作，当接地开关处于合闸状态时，手车不能从隔离/ /试试验位置退至工作位置。验位置退至工作位置。n n（4 4）手车在工作位置时，二次插头被锁定不能拔开。）手车在工作位置时，二次插头被锁定不能拔开。