高低压电器及配电柜教案

1、授课内容：课题一 高压断路器基本知识一、开关电器中电弧的产生和熄灭 电弧是电力系统及电能利用工程中常见的物理现象。例如，随 处可见的电弧焊接、电弧炼钢炉等利用电弧工作的用电设备；在电 力系统中的开关电器，工作时触头间也会产生电弧，当然这是我们 所不希望产生的。 对电弧的了解、 分析，采取有效的措施熄灭电弧， 这对电力系统的正常操作与安全运行有很重要的意义。（一）电弧的危害和特点 电弧实际上是一种气体放电现象。是在某些因素作用下，气体 强烈游离、由绝缘变为导通的过程。电弧形成后，由电源不断地输 送能量，维持它燃烧，并产生很高的温度。电弧燃烧时，中心区温 度可达到10000r，表面温度也有3000

2、4000r。同时发出强烈的 白光，故称弧光放电为电弧。电弧的高温，可能烧坏电器触头和触头周围的其他部件。如果 电弧较长时间不能熄灭，将会引起电器被烧毁甚至有爆炸的可能， 危及电力系统的安全运行，造成人员的伤亡和财产的重大损失。由于电弧是一种气体导电现象，所以在开关电器中，虽然电器 触头已经分开， 但是在触头间只要有电弧的存在， 电路就没有断开， 回路电流仍然存在，即开关电器失去了开断电路的作用。影响电力 系统的可靠运行。（二）电弧的产生和熄灭条件 电弧的产生和熄灭过程，实际上是气体介质由绝缘变为导通和由导通又变为截止的过程。1 电弧的产生条件（1）触头开断初瞬间自由电子的生成（2）碰撞游离形成

3、电弧（3）电弧的维持与平衡3交流电弧的熄灭 在交流电弧的灭弧中，应充分利用交流电流的自然过零点，采 取有效的措施，加大弧隙间去游离的强度，使电弧不再重燃，最终 熄灭。（三）开关电器中熄灭交流电弧的基本方法 开断交流电弧时，在电流达到零值以后，加强对弧隙的冷却，抑制热游离， 加强去游离。 为此，在开关设备中均装设了灭弧装置，或称为灭弧室，灭弧室的不断改进，大大提高了开关的灭弧能力1吹弧用灭弧介质(如气体、油等)在灭弧室中吹动电弧，这种方法在开 关电器中应用最广。用弧区以外新鲜且低温的介质吹拂电弧，对熄 灭电弧起到多方面的作用(b)图4 1吹弧方法(a)横吹；(b)纵吹吹弧有纵吹和横吹两种方式，如

4、 图4 1所示。吹动方向与电弧轴线 相垂直时，称为横吹；吹动方向与电 弧轴线一致时，称为纵吹。横吹更易 于把电弧拉长，增大电弧表面积，对 电弧的冷却效果好；纵吹可以使新鲜 介质更好地与炽热的电弧相接触，并 把电弧吹成若干细条，易于熄灭。横 吹灭弧室尺寸可以小些，多适用于较 低电压的断路器；纵吹灭弧室常常用于110kV及以上的断路器。用变压器油作灭弧介质时，触头周围被油浸没，在触头分离产 生电弧后，电弧的高温把油加热，分解出大量气体(其中有热传导性 能好的氢气)，在灭弧室内造成高气压，高速气流以一定方式吹向电 弧。2. 米用多断口电压高、电流大的断路器多采用每相两个或多个开断口的方式。 多断口使

5、电弧的总长度加长，从而导致弧隙电导下降；使每个断口 的行程缩短，可以加快触头的分离速度，促使弧隙电导迅速下降； 减少了能量的输入，所以弧隙绝缘强度恢复得快。另一方面，加在 每一断口上的电压减小数倍，有利于弧隙绝缘的恢复。3. 近阴极效应的应用在阴极附近很薄的一层空间，一定的介质强度突然形成的效应， 称为近阴极效应。当电流接近零值时，电弧温度下降，热游离强度 降低，但弧隙空间仍有较多的电子和正离子存在。在电流过零后， 触头的电极极性已经改变，如图 4-3(a)所示，在电场的作用下，自 由电子快速地向新阳极运动，而为电子质量1000多倍的正离子则基 本未动，于是在阴极附近形成了正空间电荷层，同阴极

6、之间形成一 个绝缘层，它能耐受150250V的电压，称为起始介质强度。此介 质强度的大小与电极状态和材料有关，在冷阴极情况下可达到 250V。弧隙中近阴极层以外的空间仍被正负离子所充满，电位变化 不大，故有图4-3(b)所示的电压分布。低压开关中广泛采用灭弧栅装置，由铁磁材料制成的金属片组 成短弧栅格，如图 4-4 所示，触头间产生电弧后，铁磁材料的栅片 在电弧电流产生的磁场中产生电磁力，把电弧吸引到栅片之中，将 长弧分割成一串短弧，使之熄灭。实际中栅片作成缺口形状，是为 了减少电弧进入栅片的阻力，缩短燃弧时间。4利用固体介质的狭缝灭弧 低压开关也广泛采用狭缝灭弧装置，它由石棉水泥或陶土材料

7、压制成的灭弧罩和磁吹装置构成，如图 4-5 所示，触头间产生电弧 以后，在磁吹装置产生的磁场作用下，对电弧产生电磁力，将其拉 入由灭弧片构成的狭缝中，起到拉长电弧的作用，并促使电弧与灭 弧片冷壁紧密接触，加强冷却作用；另外，在灭弧罩上，自由电子 更易于附着在中性质点上形成负离子，加速了离子的复合，因而有 较好的灭弧效果。二、高压断路器的作用和种类 高压断路器是电力系统中非常重要的工作和保护设备，它对维 持电力系统的安全、经济和可靠运行起着非常重要的作用。在负荷 投入或转移时，它应该准确地开、合。在设备(如发电机、变压器、电动机等)出现故障或母线、输配电线路出现故障时它能自动地 将故障切除，保证

8、非故障部分的安全连续运行。1高压断路器的作用 高压断路器是高压电器中最重要的部分，是一次电力系统设备 中控制和保护的关键电器。受它控制和保护的电路，无论在空载、 负载或短路故障状态，都应可靠地动作。总的来讲，高压断路器在电网中起两方面的作用：一是控制作 用，即根据电网运行的需要，将部分电气设备或线路投入或退出运 行；二是保护作用，即在电气设备或电力线路发生故障时，继电保 护自动装置发出跳闸信号，启动断路器，将故障部分设备或线路从 电网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正常运行。2高压断路器的基本要求 断路器在正常工作时接通和切断负荷电流，短路时切断短路电 流，并受装设地点环境变化的影响。它应满

9、足以下要求。(1) 工作可靠性。高压断路器在厂家给定的技术条件下工作时， 应能够可靠地长期正常工作。(2) 应具有足够的断路能力。由于电网发生短路时产生很大的短 路电流，所以当断路器在断开电路时，要有很强的灭弧能力才能可 靠断开电路，并保证具有足够的热稳定和动稳定。(3) 具有尽可能短的切断时间。当电网发生短路故障时，要求断 路器迅速切断故障电路，这样可以缩短电力网的故障时间和减轻短 路电流对电气设备的损害。在超高压电网中，可以提高电力系统的 稳定性。(4) 实现自动重合闸。架空输电线路的短路故障，大多数是临时 性的。为了提高供电可靠性并增强电力系统的稳定性，线路保护多 采用自动重合闸方式。当

10、发生瞬时性短路故障时，继电保护使断路 器跳闸，经很短时间后断路器又自动重合。(5) 结构简单、价格低廉。在满足安全、可靠的同时，还应考虑 到经济性。故要求断路器结构简单、尺寸小、重量轻、价格低廉。3高压断路器的分类高压断路器一般按灭弧介质的不同进行分类。(1) 油断路器。指采用变压器油作灭弧介质的断路器。它又可分 为多油断路器和少油断路器。多油断路器的油除了作灭弧介质和触 头开断后绝缘外，还作为带电部分对地绝缘使用。少油断路器的油 只作为灭弧介质和触头开断后的绝缘，而带电部分对地绝缘采用瓷 件或其他介质。(2) 压缩空气断路器 (简称空气断路器 )。指利用压缩空气作为灭 弧介质的断路器。压缩空

11、气除了作灭弧介质外，还作为触头开断后 的绝缘介质。(3) 真空断路器。指利用真空的高介质强度来灭弧的断路器。(4) 六氟化硫(SF6)断路器。指利用具有优异的绝缘性能和灭弧性 能的六氟化硫气体作为灭弧介质和绝缘介质。可发展成六氟化硫组 合电器。此外，高压断路器按其安装地点的不同，分为户内式和户外式 两种。三、高压断路器的技术参数和型号含义1高压断路器的技术参数(1) 额定电压。指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。它 不仅决定了断路器的绝缘水平，而且在相当程度上决定了断路器的 总体尺寸和灭弧条件。(2) 最高工作电压。考虑输电线路有电压降，线路供电端母线电 压高于受电端母线电压， 使断路器可

12、能在高于额定电压下长期工作， 因此，规定了断路器有一最高工作电压。按国标，220kV及以下设备，其最高工作电压为额定电压的1.15 倍；对于 330kV 的设备，规定为 1.1 倍。(3) 额定电流。指断路器在额定容量下允许长期通过的工作电流。 它决定了断路器触头及导电部分的截面，并且在某种程度上也决定 了它的结构。(4) 额定开断电流。指在额定电压下，断路器能可靠切断的最大电流。它表明断路器的断路能力。当电压不等于额定电压时，断路 器能可靠切断的最大电流，称为该电压下的开断电流。当电压低于 额定电压时，开断电流比额定开断电流有所增大，但有一最大值， 并称其为极限开断电流。(5) 额定断流容量

13、。表明断路器的切断能力。在三相电路中，其大小等于额定电压与额定开断电流乘积的3倍。动稳定电流。表明断路器在冲击短路电流的作用下，承受电 动力的能力。其值由导电和绝缘等部件的机械强度决定。热稳定电流。指断路器在某一规定时间范围内允许通过的最 大电流。它表明断路器承受短路电流热效应的能力。(8) 合闸时间。从发出合闸命令(合闸线圈通电)起至断路器接通 时为止所经过的时间，称为断路器的合闸时间。(9) 分闸时间。从发出分闸命令(分闸线圈通电)起至断路器开断 至三相电弧完全熄灭时所经过的时间。它为断路器固有分闸时间和 电弧熄灭时间之和。一般为 0.060.12s。分闸时间小于0.06s的断 路器，称为

14、快速断路器。固有分闸时间是指发出分闸命令起到灭弧触头刚刚分离时所经 过的时间。灭弧时间指触头分离到各相电弧完全熄灭所经过的时间。2 高压断路器型号的含义额定断流容量断路器型号主要有以下七个单元组成。额定电流G改进型第一单兀产品名称有：S 一少油断路器；D 一多油断路器；K额定电压一空气断路器；L六氟化硫断路器；Z一真空断路器；Q 一产气断F分相操作路器；C 一磁吹断路器。例如：型号为SN420G/8000 3000的断路器，其含义表示 为：少油断路器、户内式、设计序号 4,额定电压20kV、改进型,额定电流为8000A，额定断流容量3000MVA小结：1.电弧的产生和熄灭2. 高压断路器的作用

15、和种类3. 高压断路器的技术参数授课内容:课题二柱上断路器架空配电线路用柱上断路器又称为柱上开关，它是一种可以在 正常情况下切断或接通线路，并在线路发生短路故障时，通过操作 或继电保护装置的作用，将故障线路手动或自动切断，它是一种担 负控制和保护双重任务的开关设备，通常它没有明显的开断点。柱上断路器按不同的灭弧介质，通常可分为油式、六氟化硫（SF6）、真空式三种形式。由于断路器经多次操作，有的介质强度 将降低，常会发生因灭弧不良而造成断路器喷油、燃油而酿成设备 及人身事故。目前，世界各国都在逐步淘汰柱上油断路器，并趋向 于柱上断路器设备无油化，代之以新的六氟化硫（SF6）、真空式断路器。一、多

16、油式柱上断路器配电线路用柱上多油式断路器一般都是三相共箱的油浸式断路 器，它的手动操作机构装在油箱的侧面，与断路器连成一体。多油 式断路器一般采用对接式触头，引出线穿过瓷套管固定在箱盖顶部 两侧。它多装有一次过电流瞬时脱扣装置，有的断路器还装有自动 重合闸装置。柱上多油式断路器的操作，一般多采用通过操作绳或 操作连杆等手动装置对操作把加力，利用机械传动机构将动触头断 开或合上的方式。柱上多油式断路器的型号意义如下：DW柱上多油式断路器的特点是：触头系统和灭弧用油装置在接地 的油箱中，以油作为绝缘介质；它的结构简单，制造方便，运行经 验丰富，易于维护，噪声小等。但由于它采用油作为绝缘和灭弧介 质

17、，质量和体积都比较大，所以额定电流也不易做大，在开断小电 流时燃弧时间长，动作速度慢，并且它的灭弧室油易劣化，需有一 套油处理装置。二、柱上真空式断路器（一）真空及真空度 真空是指在给定的空间内压力低于一个大气压的气体状态，绝 对压力等于零的空间称为绝对真空。真空度是表示或度量真空的程度的， 用气体的绝对压力值表示， 绝对压力值越低表明真空度越高。一个工程大气压约等于O.IMPa,运行和储存的真空断路器的真 空压力应低于6.6X 10-2Pa,工厂出厂的新真空灭弧室要求达到 1.32 x 10-5Pa。我国通常将真空度划分为以下几个区域：1. 粗真空：真空压力在1.01 x I051.33x

18、102Pa；（不绝缘）2. 低真空：真空压力在1.33X 1021.33X 10-1Pa；（不绝缘）3. 高真空；真空压力在 1.33x 10-11.33x 10-6Pa；4. 超高真空：真空压力在 1.33x 10-6 1.33x 10-10Pa； （我国现 在没有）5. 极高真空：真空压力小于1.33X 10-10Pa；（我国现在没有）（二）真空断路器的截流过电压1 .截流现象 真空断路器在开断交流小电流时,当电流从峰值下降但尚未到 达自然零点时,电弧熄灭,电流突然被中断,这就是平时说的截流 现象。2. 截流过电压 由于电流突然被中断,电感负载上剩余的电磁能量就会产生过 电压,这种由截流现

19、象产生的过电压称为截流过电压。（三）柱上真空断路器特点 真空断路器是指触头在真空中开断电路的断路器,它以真空（0.01330.000133Pa作为灭弧的绝缘介质。由于真空具有很高的 绝缘强度,这对熄灭电弧相当有利。1. 真空断路器的优点（ 1）在密封的容器中熄弧, 电弧和炽热气体不外漏。 灭弧室作 为独立的元件,安装调试简单、方便。（2）触头间隙很小，一般在10mm左右，合闸功率小，机构简 单,使用寿命长。（ 3）熄弧时间短，弧压低，电弧能量小，触头损耗小，开断次 数多。（ 4）动导杆的惯性小，适用于频繁操作。（ 5）操作机构小，整机体积小，重量轻。（6）控制功率小，开关操作时动作噪音小。（7

20、）灭弧介质或绝缘介质不用油，没有火灾和爆炸的危险，安 全。（8）触头部分为完全密封结构，不会因潮气、灰尘、有害气体 等影响而降低其性能。工作可靠，通断性能稳定。（9）真空断路器开断后断口间介质恢复快，介质不需要更换。（10）在真空断路器的使用年限内，触头部分不需要维修、检 查，一般可达20年左右不需检修。维护工作量小，维护成本低，仅 为少油断路器的1/20左右。（11）具有多次重合闸功能，适合配电网中应用要求。2. 真空断路器的缺点（I ）对开断感性小电流时，断路器灭弧能力较强的触头材料容 易产生截流，引起过电压，应采取相应的过电压保护。（2）价格较高，主要决定于真空灭弧室的专业生产及机构可靠

21、 性的要求，如果综合考虑运行维护费用，价格并不高。（四）真空灭弧室的基本结构真空开关灭弧室的基本结构见图 3-1所示。其结构形式均由气 密绝缘外壳、导电回路、屏蔽系统、波纹管等部分组成。（五）真空灭弧室的工作原理当其断开一定数值的电流时，动、定触头在分离的瞬间，电流 收缩到触头刚分离的某一点或某几点上，表现电极间的电阻剧烈增 大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电 场强度，导致剧烈的场强发射和间隙的击穿，产生了真空电弧，当 工作电流接近零时，同时触头间距的增大，真空电弧的等离子体很 快向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的介质迅速由导电体变 为绝缘体，于是电流被分断，开断结

22、束。（六）真空断路器的型号柱上真空式断路器的型号意义如下：额定电压，kV 设计序号户外真空式断路器三、柱上SF6断路器（一） SF6气体的性能1. SF6 气体的物理性能SF6 气体（纯净的 ）是无色、无嗅、无毒和不可燃的惰性气体， 临 界温度是456C，临界压力3.85MPa。（1）临界温度 临界温度：是指表示气体可以被液化的最高温度。（2）临界压力 在临界温度下出现液化所需的气体压力，也就是该温度下的饱和蒸汽压力。2SF6 气体的传热性能SF6 气体的热传导性能较差，其导热系数只有空气的 23。但 SF6 气体的比热是氮气的 3.4 倍，因此其对流散热能力比空气大得 多，因此 SF6 断路

23、器的温升不会比空气断路器严重。3SF6 气体的绝缘性能SF6 气体具有优良的绝缘性能，在比较均匀的气体中其绝缘 强度约为空气的23倍，在3个大气压下绝缘强度可达绝缘油的水 平。4SF6 气体的灭弧性能SF6 气体具有优良的灭弧功能，其灭弧能力比空气的大得多。 灭弧过程中，电弧电流过零后的介质恢复特性好。 SF6 分子捕捉自 由电子形成负离子后再与正离子结合造成空间带电离子的迅速减 少。5SF6 气体的水分与分解气体水分对SF6断路器的正常运行具有决定性的影响，一旦含水量 较高，很容易在绝缘材料结露，造成绝缘下降，严重时产生闪络击 穿。6SF6 气体的毒性SF6 气体在合成过程中，会有硫的低氟化

24、物产生，它们中的某 些物质是有毒或剧毒的。在生产过程中，务必将有毒副产物除去。 在电气设备中的电晕、火花、电弧作用下，会产生多种有毒、腐蚀 性气体及固体分解物。7对水分和低氟化合物的控制措施 在高压电器内放置即能吸附水分，又能吸附低氟化合物的吸附 剂，一般吸附剂的质量是气体充入质量的 110。特别注意使用过 的吸附剂不可再进行烘燥再生处理。（二）结构柱上 SF6 断路器一般为三相共箱结构，箱筒底部一般是吸附剂 罩，内装吸附剂和冲放气阀，瓷套管为动静触头的固定支撑、对地 绝缘和外部接线端子。 SF6 断路器的静触头一般采用梅花触头，动触头端部焊有铜钨触头，可延长断路器的使用寿命和改善断路器的 开

25、断性能。SF6断路器的特点是：体积小、重量轻、寿命长、能进行频繁操 作、可连续多次重合闸、开断能力强、燃弧时间短、运行中无爆炸 和燃烧的可能、噪声小等，并且它运行、维护简单，但SF6断路器价格较高。柱上SF6断路器的型号意义如下：LW 七额定电压，kV 设计序号 户外SF6断路器四、柱上自动分段断路器柱上自动断路器一般是由柱上断路器、电源降压变压器和自动 控制设备三部分组成，其正常操作、故障跳闸和重合、闭锁装置的 动作都受自动箱的控制，是实现配电网自动化的重要设备之一。柱 上自动分段断路器的控制方式一般有电流式、电压式和远方遥控三 种方式。所谓的“电流式”就是指在每个分段断路器上均装有反时 限

26、过流保护，各分段断路器间的配合是利用时限差（一般为2s）实现的分段断路器。但当分段断路器较多时，它的时间配合较困难。 所谓的“电压式”就是指总断路器和各分段断路器均装有瞬时过流 保护和有电检出装置。所谓“远方遥控”方式就是指利用遥测、遥 控装置控制各分段断路器。五、柱上开关运行要求1. 六氟化硫断路器（1）断路器外观整洁，无污垢；（2）压力表指示值正确，分合闸指示正确；（3）支架良好，无锈蚀、损坏；（4）套管清洁，无裂纹，无放电痕迹；（5）引线垂度及间距适当、完好、接头不发热；（6）试验项目全部合格；（7）操作机械灵活、无卡滞现象。2. 真空开关（1）外观整洁无锈蚀；（2）分合闸指示位置正确；

27、（3）瓷件无裂纹，无放电痕迹；4）引线垂度及间距适当、完好，接头不发热；5）操作机械灵活、无卡滞现象；6）试验项目全部合格。六、柱上开关的缺陷1. 危急缺陷（1）绝缘电阻值接近零值。（2）套管放电击穿。（3）严重漏油、漏气。2. 严重缺陷（1）绝缘电阻低于允许值。（2）套管裂纹、破损面积超过 5 平方厘米。（3）定期试验不合格。（4）触头严重烧伤。（ 5） SF6 开关压力不足。（6）操作机构失灵。（7）跌落式开关相间、对地距离不足。3. 一般缺陷（1）分合指示失灵。（2）外壳未接地。（ 3）固定不牢。（4）跌落式开关、刀闸切合不灵活，触头烧损较重（ 5）超过规定检修周期。小结： 1.真空断路

28、器的结构和特点2. 六氟化硫断路器的结构和特点柱上开关巡视检查授课内容：课题三 高压负荷闸刀和高压柱上闸刀一、高压负荷闸刀架空配电线路用柱上高压负荷闸刀又称柱上高压负荷开关，它 是一种主要用于承载、关合、开断正常条件下（包括规定的过负荷 条件）的电流，并能通过规定的异常电流（如短路）的开关设备， 有的负荷闸刀也能关合较小的短路电流。 负荷闸刀一般由灭弧装置、 闸刀、支持绝缘子、操作机构等部分构成。通常它有一个明显的开 断点，它的操作方式一般多采用操作绳或操作连杆对操作把加力， 通过机械传动机构将动触头断开或合上的方式。柱上负荷闸刀根据 需要，可以装设电动、遥控装置进行遥控操作。由于柱上负荷闸刀

29、的灭弧室结构比较简单， 甚至可不用灭弧室。 在特定的场合使用它比较经济、简便。因此，它在架空配电线路中 的应用非常广泛。1FW7-10/400G 高压柱上负荷闸刀FW7-10/400G 高压柱上负荷闸刀，它是一种产气式、三相联动 式附负荷闸刀，由底架、支持和拉杆绝缘子、闸刀、动静触头、消 弧触头、灭弧片、传动机构、 弹簧储能机构及手动操作机构等组成。 负荷闸刀分闸时由分闸弹簧释放能量，使主触头刀先断开，然后弧 触刀瞬间分段电流。在弧触刀断开瞬间会产生电弧，灭弧片采用特 种塑料制造，在电弧作用下会产生气体使电弧熄灭。合闸时负荷闸 刀通过传动机构使合闸弹簧储能， 当储能终止时， 弹簧将释放能量，

30、实现触刀高速闭合。这类负荷闸刀分闸状态有明显断口，可起隔离 闸刀的作用。它一般采用操作绳或操作连杆手动操作。2. FW10-10/630G 高压柱上负荷闸刀FW10-10/630G 高压柱上负荷闸刀由隔离闸刀和灭弧室组成。 灭弧室用电性能优异， 由耐电弧、 耐高温、高强度的绝缘材料制成， 内部装有直线型手动加速连杆驱动的消弧触头，可保证负荷电流开 断不受操作快慢的影响。灭弧室内的消弧触头和闸刀同步，以使室 内部的动态绝缘强度与灭弧室外部冲程距离相配合，可消除任何闪 络的可能性。灭弧的去离子气体通过一个迷宫式消音器无声地排出。 灭弧室既没有油，又没有真空，它不需要维护。3FLA-L 系列柱上负荷

31、闸刀FLA-L 系列柱上负荷闸刀适用于 12kV 架空配电线路，作为开断和闭合负荷电流及开断和闭合空载线路、空载变压器，它主要由 隔离闸刀和油灭弧室组成。这类负荷闸刀的油灭弧室外客是采用性 能优异，耐弧、耐油、憎水、高强度的绝缘材料压制而成的。其内 部的手动快速机构， 可保证负荷电流的 开断不受操作快慢影响。 该 闸刀的安装类型有： FLA-L15/60 （水平型）、 FLA-L15/6400 （垂直 型）、FLA-L15/6410 （是与限流熔断器组合型闸刀，垂直型安装）, 均可用手动连杆操作机构操作，并可锁定在分、合闸位置，分闸后 闸刀有可见开断点，起有隔离闸刀的作用。二、高压柱上闸刀高压

32、柱上闸刀又称为 高压柱上隔离开关或隔离闸刀。（一）用途与作用柱上隔离开关 （又称刀开关 ）可用于线路设备的停电检修、故障 查查找、电缆试验等，拉开柱上隔离开关可使需要检修的设备与其 他正在运行的线路隔离，给予工作人员有可以看见的、明显的断路 点，保证检修或试验工作的安全。柱上隔离开关的优点是造价低、 简单耐用。一般作为架空线路与用户的产权分界开关，以及作为电 缆线路与架空线路的分界开关，还可安装在线路联络负荷开关处的 一侧或两侧，以方便故障查找、电缆试验和检修更换联络负荷开关 等。（二）结构、类型与型号1 单极式柱上隔离开关，由底座、支持绝缘子、导电板、保险 钩等部分组成， 见图 1 8 1

33、7中倒置安装。支持绝缘子可采用双层针 式绝缘子浇装而成，即使其中一层产生裂纹时，另一层仍然能保证 绝缘；也可采用柱式绝缘子，直裙多伞结构，具有较好的自洁、防 污能力。高压配电线路主要采用 GW9 10G型户外高压刀闸。它由底座 1、闸刀 2、静触头 3、支柱绝缘子 4、保险钩 5 等组成。高压刀闸 上装保险钩，合闸后即行自锁，不会因自身重量或电动力作用而自 动掉闸。图示为GW910G型10千伏户外高压刀闸。2三相联动式柱上隔离开关， 由 3 个完全相同的单极柱上隔离 开关组成，中间用管轴连接联动操作。高压配电线路常用的GW1-10型户外柱上闸刀，如图所示。它 由支架 1、固定绝缘子 2、活动绝

34、缘子 3、静触头 4、动触头（闸刀） 5、转动轴6和消弧杆7等组成。GW1-10型闸刀的额定电流通常有 200、 400、 600A 三种。高压配电线路另一种常用的高压闸刀为 GW9-10G型闸刀，它的额定电流通常也是 200、400、600A三种。对200A的闸刀，它的极限通过电流峰值一般为15kA ,5s热稳定电 流一般为5kA ; 400A闸刀的极限通过电流和5s热稳定电流一般分 别为25kA和14kA ； 600A闸刀分为35kA和20kA。(三) 高压闸刀的型号G W 厂I例如，“GW1-10/400-25”表示10kV户外高压闸刀，额定电流 是400A，极限通过电流峰值是25kA。

35、(四) 操作要求隔离开关没有灭弧能力，不允许带负荷拉隔离开关，必须在负 荷开关或断路器切断线路负荷以后，才能拉开隔离开关；同样也不 允许带负荷合隔离开关，必须在负荷开关或断路器闭合线路送电前， 无负荷下使隔离开关合闸。隔离开关一般只能进行无负荷操作，但在回路中没有负荷开关 或断路器时，可使用隔离开关进行下列操作：(1) 开、合电压互感器和避雷器回路；(2) 开、合励磁电流不超过2A的无负荷变压器；(3) 开、合电容电流不超过5A的无负荷线路。小结：1.柱上负荷闸刀的作用和组成2. 柱上闸刀的作用和组成3. 柱上闸刀的操作授课内容:课题四咼压跌落式熔断器一、跌落式熔断器的作用与结构1. 跌落式熔

36、断器的用途跌落式熔断器又称为自落熔丝，也称跌落式开关，广泛用在户 外310kV的配电网络中。它主要用于架空配电线路的支线、用户 进口处，以及配电变压器一次侧、电力电容器等设备作为过载或短 路保护。2. 跌落式熔断器的作用跌落式熔断器的作用是保护上一级线路、设备不会因为下一级 线路设备的短路故障或过负荷而引起断路器跳闸停电、损坏，并可 减轻被保护的发生故障或过负荷线路、设备的损伤程度或使其不受 伤。它有一个明显的开断点，以便寻找故障和检修设备。3. 跌落式熔断器的结构 跌落式熔断器一般由绝缘子、上下接触导电系统、熔管、熔丝等组成。如图H-3 所示。跌落式熔断器应有良好的机械稳定 性，一般的跌落式

37、熔断器应能承受 200次 连续合分操作；负荷式熔断器应能承受300 次分合连续操作。4. 跌落式熔断器的工作原理 熔断器能自动断开电路的工作原理是：利用熔点较低的金属丝（或金属片）， 称为熔丝，串联在被保护的电路中，当电 路中的设备发生过载或短路故障时，熔丝 元件由于流过短路电流而发热熔断，并产 生电弧，此时熔丝管内产生高温，而使消 弧管（桑皮纸或红钢纸）分解产生大量气 体，在管内形成压力，气体向管外喷出， 使元件在熔断时产生的电弧熄灭，从而切 断短路电流，起到保护配电变压器等设备的作用，此时，熔丝管依 靠安装角度和重力落下，形成明显的断开点。5. 跌落式熔断器的型号390图 10kV跌落式熔

38、断器（RW11-10型）1上静触头；2释压帽；3上动触头；4熔管;1下动触头；6-下支座；7瓷瓶；8安装板跌落式熔断器型号表示方法为：熔断器型号第一节的汉语拼音 RW代表户外跌落式熔断器，第一节数字代表设计序号；第二节数 字的分子表示额定电压（ kV ），分母表示额定电流和额定遮断容量 （MVA ）；第二节分子上数字后的 F 代表负荷式（或在第一节汉语 拼音RW之间加M代表负荷式，非负荷式不表示）,Z表示重合式。例如跌落式熔断器型号：R W 10-10 F / 100- 100其中R熔断器，W户外，10设计序号，10额定电压（kV）, F负荷式，Z重合式，100额定电流（A）， 100额定遮断

39、容量 （MVA）。二、跌落式熔断器的选择 跌落式熔断器的选择一般可根据使用环境、额定电压、额定电 流、开断能力和熔丝元件的安秒特性及动作时间等技术条件进行选 择。1 使用环境。跌落式熔断器的使用环境一般如下：（1）环境温度一般不超过+40 C，不低于30 r，特殊高寒地 区允许一40C。（2）海拔高度不超过 1000 m。（ 3）风速不大于 35m/s。（4）地震烈度不超过 8 度。（ 5 ）严禁在有异常污染、腐蚀、易燃、易爆的场所中使用。2额定电压的选择。 跌落式熔断器的额定电压， 一般可按配电 网的额定电压或高于配电网的额定电压进行选择。3额定电流的选择。 跌落式熔断器的额定电流必须大于或

40、等于 熔丝元件的额定电流。4遮断容量的选择。 选择熔断器时还必须注意， 跌落式熔断器 安装地点的短路容量必须小于熔断器额定遮断容量的上限，大于熔 断器额定遮断容量的下限。5熔断器动作的选择性。 熔断器的动作应具有选择性， 熔断器 的熔丝元件在满足可靠性的前提下，首先必须满足前后两极熔断器 之间或熔丝元件与继电保护动作时间之间的选择性，上、下级必须 配合。6熔断时间。 熔断器的熔断时间必须尽可能地短， 当本段保护 范围内发生短路故障时，熔断器应在最短的时间内切除故障设备， 以防止熔断时间过长而加剧被保护设备的损坏程度。三、跌落式熔断器熔丝元件的选择1 配电变压器一次侧熔丝元件选择。当配电变压器容

41、量在 100kVA及以下时，按变压器额定电流的 23倍选择元件；当变压 器容量在100kVA以上时，按变压器额定电流的1.52倍选择元件。2柱上电力电容器。容量在 30kvar 以下的柱上电力电容器一般采用跌落式熔断器保护。熔丝元件一般按电力电容器额定电流的1.52.0倍选择。310kV 用户进口。用户进口的熔丝元件一般不应小于用户最 大负荷电流的 1.5 倍，用户配电变压器（或其他高压设备）一次侧 熔断器的熔丝元件应按进口跌落式熔断器熔丝元件小一级考虑。4分支线路。 分支线路安装跌落式熔断器， 熔丝元件一般不应 小于所带负荷电流的 1.5 倍，并且至少应比分支线路所带最大配电 变压器一次侧熔

42、丝元件大一级。四、跌落式熔断器的巡视、检查1. 巡视、检查内容如下：（ 1 ）瓷件有无裂纹、闪络、破损与脏污。（2）熔丝管有无弯曲、变形。（3）触头间接触是否良好，有无过热、烧损、熔化现象。（4）各部件的组装是否良好，有无松动、脱落。（ 5）引线接点连接是否良好，与各部间距是否合适。（6）安装是否牢固，相间距离、倾斜角是否符合规定。（7）操动机构是否灵活，有无锈蚀现象。2. 检查发现应及时处理的缺陷（ 1 ）熔断器的消弧管内经扩大或受潮膨胀而失效。（2）触头接触不良，有麻点、过热、烧损现象。（3）触头弹簧片的弹力不足，有退火、断裂等情况。（4）操动机构操作不灵活。（ 5）熔断器熔丝管易跌落，上

43、下触头不在一条直线上。（6）熔丝容量不合适。（7）相间距离不足0.5m，跌落式熔断器安装倾斜角超过 15 30范围。选择熔断器遮断容量应大于其安装点的短路容量；通过 熔断器的最大负荷电流应小于其额定电流。五、跌落式熔断器的操作1. 操作的一般要求 操作跌落式熔断器至少应由两人进行，为了保证操作人员的安 全，在操作跌落式熔断器时，应使用与线路额定电压相符、并经试 验合格的绝缘棒，操作人员应戴绝缘手套。雨天操作时，为满足绝 缘的要求，应使用带有防雨罩的绝缘棒。带负荷拉、合跌落式熔断 器时会产生电弧，负荷电流越大电弧也越大，所以在操作 100kVA 以上容量变压器的跌落式熔断器前应先将低压侧负荷断开

44、。拉、合 跌落式熔断器应迅速果断，但用力不能过猛，以免损坏跌落式熔断 器。合上跌落开关后，应检查动、静触头接触是否紧密。每相操作 应一次成功到位。拉、合分支线跌落式熔断器应由工作负责人统一 指挥，操作人员按单台配电变压器操作顺序进行逐台操作，操作前 操作人员应根据操作任务认真核对线路的双重编号、 分支线路名称、 用户及变压器跌落式熔断器安装地点。跌落式熔断器停、送电操作 应逐相进行，同时必须考虑跌落式熔断器在杆上的布置和操作时的 风向。2. 跌落式熔断器停、送电操作顺序（ 1）配电变压器停电操作： 首先拉开变压器低压侧刀开关或低 压保险，再拉开配电变压器高压侧跌落式熔断器，应先拉中相，后 拉两

45、边相。若操作时遇有大风，应先拉中相，后拉下风侧的边相， 最后拉上风侧的边相。（ 2）配电变压器送电操作与停电操作顺序相反。 即首先合上配 电变压器高压侧跌落式熔断器 （保险），再合上变压器低压侧刀开关 或低压保险。3用跌落式熔断器停、送分支线线路及变压器操作顺序1）配电变压器停运操作。 首先拉开变压器低压侧开关或低压熔 断器，退出配电变压器低压负荷，再拉开配电变压器高压侧跌落式 熔断器。2）配电变压器投运操作。 首先合上配电变压器高压侧跌落式熔 断器，再合上变压器低压侧刀断路器或低压熔断器。3）分支线跌落式熔断器停运操作。操作人员按单台配电变压器 停运操作顺序进行操作，将分支线路上的逐台负荷撤

46、运完，最后拉 开控制分支线路的跌落式熔断器， 取下熔丝管。 送电程序与此相反。小结：1.跌落式熔断器的作用和结构2.跌落式熔断器及熔丝的选择3.跌落式熔断器的巡视4.跌落式熔断器的操作授课内容：课题五 避雷器避雷器是连接在电力线路和大地之间，使雷云向大地放电，而 保护电气设备的器具。当雷电过电压或操作过电压来到时，使其急 速向大地放电；当电压降到发电机、变压器或线路所能承受的电压 时，则停止放电，以防止正常电流向大地流通。一、避雷器的种类和型号种类有：管型避雷器、阀型避雷器、金属氧化物避雷器。1. 阀型避雷器阀型避雷器使用最为广泛，它主要由火花间隙和非线性电阻阀 片串联组成。型号有：FS 型

47、用作配电变压器、电缆头、柱上开关等设备的防雷。FZ 型 用作变电所电气设备的防雷。FCZ 型 用作重要的或低绝缘的变电设备的防雷。FCD 型 用作旋转电机的防雷2. 管型避雷器型号有：GX （线路用）。GB （变电所用）。管型避雷器主要用来保护线路中的绝缘弱点（如木杆线路中的 铁塔、特高铁塔、大档距交叉跨越铁塔等）和发电厂，变电所的进 线段，以及雷季中经常断开而其线路侧又有电压的隔离开关或断路 器。其结构由灭弧管和内外间隙组成。3金属氧化物避雷器这种避雷器以氧化锌为主要原料，添加其他多种稀有金属氧化 物，在严格工艺控制下制成，具有良好的通流容量和抑制过电压的 能力，是一种性能优良的避雷器。金属

48、氧化物避雷器（又称氧化锌避雷器）一般可分为无间隙和 有串联间隙两类。无间隙氧化锌避雷器使用越来越广泛，并且取得了很好的运行 效果，而有串联间隙的氧化锌避雷器未发挥出氧化锌避雷器的优异 性能，其结构又类似于阀型避雷器。10kV避雷器的型号：HY5WS型。其中H 复合绝缘外套；Y 金属氧化物；5标称放电电流；W无间隙结构；S配电型。低压避雷器的型号：FYS型。其中F 阀型避雷器；Y 氧化锌；S 一配电线路用。二、避雷器的工作原理1. 管型避雷器的工作原理 管型避雷器的工作原理是：当线路上遭受雷击时，大气过电压 使管型避雷器的外部间隙和内部间隙击穿，雷电流通过避雷器流向 大地，接着供电系统的工频续流

49、在管子内部间隙处发生强烈的电弧， 使管子内壁的材料燃烧，产生大量灭弧气体。由于管子容积很小， 这些气体的压力很大，因而从管口喷出，强烈吹弧，在电流经过零 值时，电弧熄灭。这时，外部间隙 S2的空气恢复了绝缘，使管型避 雷器与系统隔离，恢复系统的正常运行。2. 阀型避雷器的工作原理 阀型避雷器的工作原理是，当线路正常运行时，避雷器的火花间隙将线路与地隔开，当线路出现危险的过电压时，火花间隙即被 击穿，雷电流通过阀片电阻泄入大地，从而起到了保护电气设备的 目的。3. 氧化锌避雷器的工作原理 氧化锌避雷器阀片具有优异的非线性电压电流特性，高电压导通，而低电压不导通，不需要串联间隙，可避免传统避雷器因

50、火 花间隙放电特性变化而带来的缺点。它与阀式避雷器相比具有动作迅速、流通容量大、残压低、无 续流、对大气过电压和操作过电压都起保护作用、结构简单、可靠 性高、寿命长、维护简便等优点。三、金属氧化物避雷器的结构10kV 无间隙硅橡胶外套氧化锌避雷器结构见图 I-7 所示， 0.22 kV 低压金属氧化物避雷器见图 I-8 所示。 10kV 氧化锌避雷器 电阻片采用氧化锌为基体，掺入少量其他氧化物，在 110 01350C 高温下焙烧成阀饼，若干阀饼叠装成柱，两端安装金属端子。然后 用绝缘带滚胶缠绕制成芯棒。该工艺有利于避免芯棒内存空气，引 发局部放电，造成避雷器损坏。芯棒干燥后，对其外部进行机加

51、工 整形，涂覆偶联剂放置真空浇注机内，热压浇注硅橡胶外壳成型。 芯棒也有采用将阀饼叠装进绝缘筒后， 热压浇注硅橡胶外壳成型的。四、避雷器安装（ 一） 无间隙氧化锌避雷器安装1. 验收检验（1）例行试验：出厂的每只避雷器（或电阻片）应按规定进行 实验，如果不满足任何一项的要求，则认为此避雷器（或电阻片） 不合格，试验项目如下。1 ）标称放电电流残压试验；2）直流参考电压试验；3）0.75 倍直流参考电压下泄漏电流试验；4）密封性能试验等。（2）验收试验：检查外观、铭牌及其附件有无缺少或损坏；在 持续运行电压下，测量通过避雷器的全电流和阻性电流（应不超过 规定值，该值由制造厂规定和提供） ；对避雷

52、器施加工频电压或直流 电压，测量避雷器的工频参考电压或直流参考电压及 0.75 倍直流 1mA 参考电压下泄漏电流；进行避雷器的残压试验；进行密封试验 等。运输、储存过程中避免利器伤硅橡胶表面。2. 安装在安装无间隙氧化锌避雷器时， 应考虑系统中性点的接地方式， 以及与被保护的设备的配合。长期放置后安装或带电安装，应先进 行直流 1mA 参考电压试验，或进行绝缘电阻的测量，对 10kV 无间 隙氧化锌避雷器用2500V绝缘摇表测量，绝缘电阻不低于1000M Q, 合格后方可安装。 如读数为零或无穷大， 表明阀片损坏或内部断路， 避雷器不能投入运行。对低压氧化锌避雷器不采取绝缘摇表测量绝 缘电阻

53、方式。避雷器接地引下线的接地电阻测量合格。 为了提高防雷效果，避雷器连接线、接地线越短越好，并尽量 避免弯曲 , 连接紧密。 安装时还应注意， 不能松动压铭牌的螺母， 以 免影响密封。（ 二） 管型避雷器的选择和安装1. 选择选择管型避雷器， 除了应注意其额定电压要与线路电压相符外， 还要校核其安装处短路电流的最大值和最小值，是否在管型避雷器 额定断流能力上下限值的范围内。如果短路电流比断流能力的上限 值大，避雷器可能发生爆炸；而比下限值小时，则避雷器可能起不 到灭弧作用。2. 安装（1）安装避雷器时， 应避免各避雷器排出的电离气体相交而造 成短路，但在开口端固定的避雷器， 则允许其排出的电离

54、气体相交。（ 2）为防止在管型避雷器的内腔积水， 宜垂直安装， 开口端向 下，或倾斜安装，与水平线的夹角不应小于 15,在污秽地区，应增 大倾斜角度。（ 3）外间隙电极宜镀锌， 应安装牢固， 以保证外间隙稳定不变。 额定电压 l0kV 及以下的管型避雷器， 为防止雨水造成短路， 外间隙 的电极不应垂直布置。（ 4）装设在木杆上的管型避雷器， 一般采用三相共用的接地装 置，并可与避雷线共用一根接地引下线。（5）安装避雷器时， 应考虑到巡视人员能方便观察到避雷器的 管体表面、隔离间隙及动作指示器等情况。其安装地点的海拔高度 一般不超过 1000m。五、避雷器的运行与维护（一）避雷器运行要求1. 避

55、雷器应无污染；2. 外观无裂纹、破损及放电；3. 固定牢固，接头无松动；4. 避雷器相间距离符合规程要求；5. 试验绝缘电阻值合格，与历年比较无显著变化；6. 避雷器有可靠接地。（二）避雷器的巡视1. 雷季前及时投运，雷季后退运。2. 避雷器及其均压环均不得倾斜。3. 检查避雷器瓷套有无破损和污染情况，若瓷套表面严重污染 时会影响火花间隙电压分布，从而影响到电气特性。应检查排气管 有无裂纹闪络。4. 检查避雷器的密封情况，若密封不良将使避雷器受潮，泄漏 增加，发热烧坏阀片或可能使避雷器爆炸。雷雨后检查雷电记录器 是否动作。5. 检查引出线桩头有无松动、脱焊等现象。6. 检查避雷器接地线是否良好

56、，有无烧损情况。如有则提示避 雷器有严重缺陷，应停运检查，因避雷器在正常运行及雷击放电情 况下不可能使接地线烧损。7. 摇动避雷器应无响声。8. 避雷器各处螺栓应紧固9. 检查排气式避雷器排气孔是否堵塞。（三）避雷器的一般性检查1. 由两个或两个以上元件组成的避雷器， 各个元件应单独试验。2. 具有并联电阻的避雷器，其电导电流值大于650识或与前次 比较有显著增加者，说明其内部已受潮。如电导电流显著下降，则 说明并联电阻已经老化、接触不良或断裂，应于更换或检修。3. 测量有并联电阻的阀型避雷器的电导电流时，在高压整流回 路中应加滤波电容器，其电容值一般为 0.1 F以上。在直流高压输 出端加装电容器后，在正半波充电时储存电荷，补偿负半波放电时 引起的电压幅值的衰减，使试验电压基本保持不变。4. 无并联电阻的阀型避雷器工频放电升压速度：（ 1）能够准确读出所升电压值时， 可以快速升压直到避雷器击 穿为止，当所升电压超过额定电压后的时间要尽可能缩短。（ 2）当在低压侧测量高压侧所升电压值时， 升压速度应控制在：对10kV及以下避雷器为35kV / s；对2035kV避雷器为 1520kV / s。一般升压至避雷器放电3.57s即可满足要求。5. 在进行工频耐压试验时，为了避免避雷器放电时烧损火花间 隙，应限制通过火花间隙的电流