第22单元 高压熔断器、支柱绝缘子和穿墙套管的选择.doc

第22单元第四节 高压熔断器的选择高压熔断器按额定电压、额定电流、开断电流和选择性等项来选择和校验。一、额定电压选择对于一般的高压熔断器，其额定电压UN必须大于或等于电网的额定电压UNs。但是对于充填石英砂有限流作用的熔断器，则不宜使用在低于熔断器额定电压的电网中，这是因为限流式熔断器灭弧能力很强，在短路电流达到最大值之前就将电流截断，致使熔体熔断时因截流而产生过电压，其过电压倍数与电路参数及熔体长度有关，一般在UNs=UN的电网中，过电压倍数约22.5倍，不会超过电网中电气设备的绝缘水平，但如在UNsUN的电网中，因熔体较长，过电压值可达3.54倍相电压，可能损害电网中的电气设备。二、额定电流选择熔断器的额定电流选择，包括熔管的额定电流和熔体的额定电流的选择。（一）熔管额定电流的选择为了保证熔断器载流及接触部分不致过热和损坏，高压熔断器的熔管额定电流应满足式（7-22）的要求，即 INft INfs （7-23）式中 INft熔管的额定电流； INfs熔体的额定电流（二）熔体额定电流选择为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路及电动机自启动等冲击电流时误动作，保护35kV及以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按式(7-23)选择，即 INfs =KImax (7-24)式中K可靠系数(不计电动机自启动时K=1.11.3，考虑电动机自启动时K=1.52.0)；Imax一电力变压器回路最大工作电流。用于保护电力电容器的高压熔断器的熔体，当系统电压升高或波形畸变引起回路电流增大或运行过程中产生涌流时不应误熔断，其熔体按式(7-25)选择，即INfs =KINc (7-25)式中K一可靠系数(对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时K=1.52.0，当一组电力电容器时K=1.31.8)； INc一电力电容器回路的额定电流。三、熔断器开断电流校验INbrIch(或I) （7-26）式中INbr熔断器的额定开断电流对于没有限流作用的熔断器，选择时用冲击电流的有效值Ich 进行校验；对于有限流作用的熔断器，在电流达最大值之前已截断，故可不计非周期分量影响，而采用I进行校验。四、熔断器选择性校验为了保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源(或负荷)保护装置之间动作的选择性，应进行熔体选择性校验。各种型号熔断器的熔体熔断时间可由制造厂提供的安秒特性曲线上查出。如图7-4所示，为两个不同熔体的安秒特性曲线（INfs1 INfs1），同一电流同时通过此二熔体时，熔体1先熔断。所以，为了保证动作的选择性，前一级熔体应采用熔体1，后一级熔体应采用熔体2。对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额定电压及断流容量两项来选择。第五节 支柱绝缘子和穿墙套管的选择一、绝缘子简介绝缘子俗称为绝缘瓷瓶,它广泛地应用在发电厂和变电所的配电装置、变压器、各种电器以及输电线之中。用来支持和固定裸载流导体，并使裸导体与地绝缘,或者用于使装置和电气设备中处在不同电位的载流导体间相互绝缘。因此,要求绝缘子必须具有足够的电气绝缘强度、机械强度、耐热性和防潮性等等。绝缘子按安装地点,可分为户内(屋内)式和户外(屋外)式两种。按结构用途可分为支持绝缘子和套管绝缘子。（一）支柱绝缘子支柱绝缘子又分为户内式和户外式两种。户内式支柱绝缘子广泛应用在3110kV各种电压等级的电网中。1. 户内式支柱绝缘子户内式支柱绝缘子可分为外胶装式、内胶装式及联合胶装式等三种。2. 户外式支柱绝缘子户外支柱绝缘子有针式和实心棒式两种。图7-6所示为户外支柱绝缘子结构图。它主要由绝缘瓷体2、4,铸铁帽5和具有法兰盘的装脚1组成。（二）套管绝缘子套管绝缘子简称为套管。套管绝缘子按其安装地点可分户内式和户外式两种。1.户内式套管绝缘子户内式套管绝缘子根据其载流导体的特征可分为以下三种型式：采用矩形截面的载流体、采用圆形截面的载流导体和母线型。前两种套管载流导体与其绝缘部分制做成一个整体,使用时由载流导体两端与母线直接相连。而母线型套管本身不带载流导体,安装使用时,将原载流母线装于该套管的矩形窗口内。2.户外式套管绝缘子户外式套管绝缘子用于将配电装置中的户内载流导体与户外载流导体之间的连接处,例如线路引出端或户外式电器由接地外壳内部向外引出的载流导体部分。因此,户外式套管绝缘子两端的绝缘分别按户内外两种要求设计二、支柱绝缘子及穿墙套管的选择支柱绝缘子和穿墙套管的选择和校验项目见表7-6。项目额定电压额定电流热稳定动稳定支持绝缘子式（7-1）式（7-26）穿墙套管式（7-2）式（7-4）支柱绝缘子及穿墙套管的动稳定性应满足式（7-26）的要求：FalFca （7-27）式中Fal 支柱绝缘子或穿墙套管的允许荷重。Fca 加于支柱绝缘子或穿墙套管上的最大计算力。Fal可按生产厂家给出的破坏荷重Fdb的60%考虑，即Fal=0.6 Fdb (N) (7-28)Fca即最严重短路情况下作用于支柱绝缘子或穿墙套管上的最大电动力，由于母线电动力是作用在母线截面中心线上，而支持绝缘子的抗弯破坏荷重是按作用在绝缘子帽上给出的，二者力臂不等，短路时作用于绝缘子帽上的最大计算力为：Fca=Fmax (N) (7-29)式中Fmax 最严重短路情况下作用于母线上的最大电动力。H1 支柱绝缘子高度(mm)。H 从绝缘子底部至母线水平中心线的高度（mm）。b 一母线支持片的厚度，一般竖放矩形母线b=18mm;平放矩形母线b=12mm。Fmax的计算说明如下：布置在同一平面内的三相母线，在发生短路时，支持绝