电器电线电缆及其选择PPT课件

1、续上页二、供电系统对电器的二、供电系统对电器的共同性要求共同性要求 安全可靠的绝缘高可靠、高性能、小型化模块化和组合化电子化和智能化必要的载流能力较高的通断能力良好的机械性能必要的电气寿命完善的保护性能三、电器的发展趋势三、电器的发展趋势 表征参数有额定电压、最高工作电压、工频试验电压和冲击试验电压等。 表征参数有额定电流、额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流等。表征参数有额定开断电流和额定关合电流等。 表征参数有机械寿命等。 表征参数有电气寿命等。 满足选择性、可靠性、速动性、灵敏性等要求。 第1页/共145页第二节开关电器的灭弧原理 电弧是电气设备运行中出现的一种强烈的电游离现象，其特点是光

2、亮很强和温度很高。电弧的产生对供电系统的安全运行有很大的影响。首先，电弧延长了电路开断的时间。同时，电弧的高温可能烧损开关的触头，烧毁电气设备和导线电缆，还可能引起电路弧光短路，甚至引发火灾和爆炸事故。此外，强烈的弧光可能损伤人的视力，严重的可致人眼失明。因此，开关设备在结构设计上要保证操作时电弧能迅速地熄灭。第2页/共145页二、交流电弧的特性与熄灭二、交流电弧的特性与熄灭 交流电弧每一个周期要暂时熄灭两次。电弧熄灭瞬间，弧隙温度骤降，热游离中止，去游离( (主要为复合) )大大增强。图4-18 开关分断交流电流时电压和电流的变动曲线第3页/共145页 三. 开关电器中常用的灭弧方法 (1)

3、 速拉灭弧法 迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，离子的复合迅速增强，从而加速电弧的熄灭。这种灭弧方法是开关电器中普遍采用的最基本的一种灭弧方法。高压开关中装设强有力的断路弹簧，目的就在于加快触头的分断速度，迅速拉长电弧。(2) 冷却灭弧法 降低电弧的温度，可使电弧中的高温游离减弱，正负离子的复合增强，有助于电弧的加速熄灭。这种灭弧方法在开关电器中也应用普遍，同样是一种基本的灭弧方法。第4页/共145页 三. 开关电器中常用的灭弧方法(3) 吹弧灭弧法 利用外力（如气流、油流或电磁力）来吹动电弧，使电弧加速冷却，同时拉长电弧，降低电弧中的电场强度，使离子的复合和扩散增强，从而加速电弧的熄灭。

4、按吹弧的方向分，有横吹和纵吹两种，如图4-19所示。按外力的性质分，有气吹、油吹、电动力吹和磁力吹等方式。低压刀开关被迅速拉开其刀闸时，不仅迅速拉长了电弧，而且其电流回路产生的电动力作用于电弧，使之加速拉长，如图4-20所示。图4-19 吹弧方式（1-电弧 2-触头） a)横吹 b)纵吹 图4-20 电动力吹弧（刀开关断开时）第5页/共145页图4-21 磁力吹弧 1-磁吹线圈 2-灭弧触头 3-电弧 三. 开关电器中常用的灭弧方法(3) 吹弧灭弧 如图4-21所示。也有的开关利用铁磁物质如钢片来吸弧，如图4-22所示，这相当于反向吹弧。图4-22 铁磁吸弧1-钢片 2-电弧第6页/共145页

5、 (5) 粗弧分细灭弧法 将粗大的电弧分成若干平行的细小的电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的散热条件，降低电弧的温度，使电弧中离子的复合和扩散都得到加强，从而使电弧迅速熄灭。 (4) 长弧切短灭弧法 由于电弧的电压降主要降落在阴极和阳极上，其中阴极电压降又比阳极电压降大得多，而弧柱（电弧的中间部分）的电压降是很小的，因此如果利用若干金属片栅片（通常采用钢栅片）将长弧切割成若干短弧，则电弧上的电压降将近似地增大若干倍。当外施电压小于电弧上的电压降时，电弧就不能维持而迅速熄灭。图4-23为钢灭弧栅（又称去离子栅），当电弧在其电流回路本身产生的电动力及铁磁吸力的共同作用下进入钢灭弧栅内时

6、，就被切割为若干短弧，使电弧电压降大大增加，同时钢片还有冷却降温作用，从而加速电弧的熄灭。图4-23 钢灭弧栅对电弧的作用（1-钢栅片 2-电弧 3-触头）第7页/共145页 (6) 狭沟灭弧法 使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧。由于电弧的冷却条件改善，使电弧的去游离增强，同时介质表面的复合也比较强烈，从而电弧迅速熄灭。有的熔断器熔管内充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。有一种用耐弧的陶瓷材料制成的绝缘灭弧栅，如图4-24所示，也同样利用了狭沟灭弧原理。 图4-24 绝缘灭弧栅对电弧的作用1-绝缘栅片 2-电弧 3-触头 (8) 六氟化硫（SF6）灭弧法 SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能

7、，其绝缘强度约为空气的3倍，其绝缘强度恢复的速度约为空气的100倍。六氟化硫断路器就是利用SF6作绝缘和灭弧介质的，从而获得较高的断流容量和灭弧速度。 在现代的电气开关设备中，常常根据具体情况综合地采用上列灭弧法来达到迅速灭弧的目的。 (7) 真空灭弧法 真空具有较高的绝缘强度。如果将触头装在真空容器内，则在电弧电流过零时就能立即熄灭而不致复燃。真空断路器就是利用真空灭弧法的原理制造的。第8页/共145页功能功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的 短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。短路电流，并能在保护装置作用

8、下自动跳闸，切除故障。第三节高压电器 弹簧操动机构弹簧操动机构 电磁操动机构电磁操动机构永磁永磁操动机构操动机构 操动机构操动机构 ( (按合闸所需能按合闸所需能量分量分) ) 类型类型( (按灭弧介质分按灭弧介质分) )油断路器油断路器SFSF6 6断路器断路器真空断路器真空断路器一、高压断路器一、高压断路器QF 符号结构结构：触头装置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）：触头装置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）以油作为灭弧介质 已逐步淘汰以SFSF6 6气体作绝缘介质和灭弧介质，可频繁操作利用“真空”作绝缘和灭弧介质，可频繁操作交流或直流操作电源，合闸所需能量小直流操作电源

9、，合闸所需能量大直流操作电源，合闸所需能量小第9页/共145页功能功能：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有 过负荷保护功能。过负荷保护功能。二、其他高压电器二、其他高压电器 （一）高压熔断器一）高压熔断器FU 符号保护特性：也称时间-电流特性 结构：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料。限流特性：在短路电流尚未达到冲击 值之前就切断电路 熔断器时间电流特性熔断器时间电流特性OIr1ItIr2具有反时限特点 熔体熔断过程：（1 1）从熔体中出现短路( (或过载) )电流起到熔体熔断； （2 2）从熔体熔断到产生电弧； （3 3）从电

10、弧产生到电弧熄灭。 第10页/共145页功能功能：主要用来：主要用来隔离高压电源隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。以保证其他设备的安全检修。 它没有专门的灭弧装置，因此它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作不允许带负荷操作。 但它可以用来通断一定的小电流电路等。但它可以用来通断一定的小电流电路等。续上页（二）高压隔离开关二）高压隔离开关QS 符号结构：触头装置、绝缘瓷瓶、底座及传动机构等。 高压隔离开关一般采用手力操动机构。 功能：功能：能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路 电流，因此它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器电流

11、，因此它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器 来切除短路故障。来切除短路故障。QL 符号（三）高压负荷开关结构：主要有产气式、压气式、真空式和SF6SF6式等结构类型。 操动机构有手动和电动储能弹簧机构等形式。第11页/共145页续上页QFS 符号（四）高压负荷开关限流熔断器 组合电器 功能：兼有负荷开关与限流熔断器的双重功能。 转移电流当小于该值时，首相电流由熔断器开断，而后两相电流就由负荷开关开断。 交接电流小于这一电流时，熔断器把开断电流的任务交给带脱扣器触发的负荷开关承担。 组合电器对负荷开关提出了转移电流与交接电流的要求：第12页/共145页 封闭式组合电器（以下简称封闭式组合电器（

12、以下简称GIS）是将断路器、隔离开是将断路器、隔离开关、接地开关、电流和电压互感器、避雷器和连接母线等封关、接地开关、电流和电压互感器、避雷器和连接母线等封闭在金属壳体内，充以具有优异灭弧和绝缘性能的闭在金属壳体内，充以具有优异灭弧和绝缘性能的SF6气体，气体，作为相间和对地的绝缘。作为相间和对地的绝缘。三、三、SFSF6 6封闭式组合电器封闭式组合电器 占地面积小；占地面积小； 占用空间少；占用空间少； 不受外界环境条件的影响；不受外界环境条件的影响； 不产生噪声和无线电干扰；不产生噪声和无线电干扰； 运行安全可靠；运行安全可靠； 维护工作量少。维护工作量少。优点：第13页/共145页 开关

13、柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。 四、四、高压开关柜高压开关柜落地式：中置式：中压断路中压断路器的器的置放置放绝缘绝缘类型类型空气绝缘金属封闭开关柜 SFSF6 6气体绝缘金属封闭开关设备( (充气柜) )用户变配电所采用高压开关柜组合成高压配电系统。结构结构类型类型铠装式： 间隔式：箱 式：各室间用金属板隔离且接地，如KYNKYN型和KGNKGN型。各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYNJYN型。具有金属外壳，但间

14、隔数目少，如XGNXGN型。断路器手车本身落地，推入柜内；手车装于开关柜中部，装卸需要装载车。第14页/共145页五、高压电器的选择与校验五、高压电器的选择与校验（一）选择校验项目及条件 必须满足供电系统正常工作条件下和短路故障条件下工作要求，同时电气设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。 1. 按正常工作条件选择 考虑电气设备的环境条件和电气要求。 环境条件是指电气设备的使用场所、环境温度，海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，据此选择电气设备结构类型。电气要求是指电气设备在电压电流、频率等方面的要求，即N.etNN.etcUUII电气设备的额定电压线路的额定电压电气设备的

15、额定电流线路最大持续工作电流第15页/共145页续上页 对一些开断电流的电器，如熔断器、断路器和负荷开关等，则要求其最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。 1）对断路器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即(3)ock.maxII 2 2）对负荷开关，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大负荷电流。即ocL.maxII 3 3）对熔断器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即(3)ocshII（对非限流型熔断器）(3)ock.maxII（对限流型熔断器） 按短路故障条件校验，就是要按最大可能的短路故障时的力稳定性和热稳定性进行校验。 2. 按短路故障条

16、件校验 第16页/共145页续上页 主要是按环境条件选择结构类型，按正常工作条件选择额定电压、额定电流并校验开断能力，按短路故障条件校验动稳定性和热稳定性，并同时选择其操动机构和操作电源。 例4-1 试选择某10kV 高压配电所进线侧的高压户内真空断路器的型号规格。已知该进线的计算电流为295A，配电所母线的三相短路电流周期分量有效值为3.2kA ，继电保护的动作时间为1.1s。 解：初步选VS1-12/630-16型进行校验，如表所示，所选正确。 (3)kI(3)shi2imaI t序号安装地点的电气条件VS1VS1-12/630-16型断路器项 目数 据项 目数 据结 论1UN10kVUN

17、.QF12 kV合格2Ic295AIN.QF630A合格33.2kAIoc16kA合格42.553.2kA=8.16kAimax40kA合格5(3.2kA)2(1.1+0.1)s=12.3kA2s(16 kA) 24s=1024 kA2s合格2tI t（二）高压断路器的选择与校验第17页/共145页续上页 主要是按环境条件选择结构类型，按正常工作条件选择额定电压、额定电流并校验开断能力。 高压熔断器的额定电流应不小于它所安装的熔体电流。INIn 熔体电流的选择应满足下列条件： 1 1）保护高压线路 In = 1.11.3 Ic 2 2）保护电力变压器的熔断器的熔体电流( (考虑到变压器的正常过

18、负荷电流、励磁涌流及低压侧电动机自起动引起的尖峰电流等因素) )In = 1.52.0 I1NT 3 3）保护电压互感器 In= =0.5A （三）高压熔断器的选择与校验第18页/共145页功能功能：它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时：它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时 自动跳闸，其功能类似于高压断路器。自动跳闸，其功能类似于高压断路器。 第四节低压电器 一、低压断路器一、低压断路器结构结构触头系统触头系统（主触头及辅助触点（主触头及辅助触点）灭弧装置灭弧装置脱扣器脱扣器自由脱扣机构及操作机构自由脱扣机构及操作机构（手柄、电磁铁、电动机操作）（手柄、电磁铁、电动机操

19、作）热热电磁式电磁式 电子式电子式智能式智能式用途：用途：配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用。配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用。QF 符号配电用断路器类型：塑壳式断路器和框架式断路器。 第19页/共145页续上页保护特性保护特性曲线：曲线： Ir1、Ir2、Ir3分别为过电流脱扣器长延时、短延时、瞬时动分别为过电流脱扣器长延时、短延时、瞬时动作电流的整定值。作电流的整定值。长延时瞬时toIIr3Ir1a) 非选择型非选择型II t on2长延时I t off短延时2toIr2Ir1b) 选择型两段式选择型两段式作过负荷保护作短路保护作短路保护作过负荷保护第20页/共145页续上页

20、保护特性保护特性曲线（续）：曲线（续）： Ir4为接地保护动作电流的整定值为接地保护动作电流的整定值短延时长延时t off2I t onI 2瞬时ItoIr2Ir1c) 选择型三段式选择型三段式Ir3I长延时I 2t off瞬时2I t on短延时短延时接地toIr2Ir1d) 选择型四段式选择型四段式Ir3Ir4作过负荷保护作短路保护第21页/共145页 万能式断路器（又称框架式断路器）万能式断路器（又称框架式断路器） 结构特征结构特征：一般有一个有绝缘衬垫的钢制框架，所有部件：一般有一个有绝缘衬垫的钢制框架，所有部件均安装在这个框架底座内。均安装在这个框架底座内。 续上页 用途：主要安装在

21、低压配电柜中作为进线开关、母联开关和大电流出线开关，用于控制和保护低压配电网络。 塑壳式断路器塑壳式断路器（原称装置式断路器）（原称装置式断路器） 结构特征结构特征：有一个采用聚酯绝缘材料模压而成的外壳，：有一个采用聚酯绝缘材料模压而成的外壳，所有部件都装在这个封闭外壳中，仅在壳盖中央露出操作手所有部件都装在这个封闭外壳中，仅在壳盖中央露出操作手柄。柄。 用途：通常装设在低压配电柜（箱）之中，作为配电线路或电动机回路的控制与保护开关。 模数化微型断路器模数化微型断路器 模数化微型断路器模数化微型断路器是组成终端组合电器的主要元件。是组成终端组合电器的主要元件。 第22页/共145页tI0Ir熔

22、断器时间电流特性熔断器时间电流特性二、其他低压电器二、其他低压电器（一一）低压熔断器低压熔断器结结构构类类型型刀形触头刀形触头，如，如NT、RT16、RT17系列系列螺栓连接式螺栓连接式，如，如RT12、RT15系列系列螺旋式螺旋式，如，如RL6、RL7系列系列圆筒帽式，圆筒帽式，如如RT14、RT30系列等系列等FU 符号功能：主要对低压线路及电气设备进行短路保护，有的也具 有过负荷保护功能。结构结构：金属熔体、熔体支持件：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料。熔管及灭弧材料。保护特性：具有反时限特点。 分断范围：（1 1）g g类全范围分断 （2 2）a a类部分范围分断 第23页/共14

23、5页功能功能：主要用来隔离低压电源。：主要用来隔离低压电源。续上页（二）低压隔离电器、隔离开关结构：触头装置、绝缘子、底座及传动机构等。 低压隔离开关一般采用手力操动机构。（三） 低压熔断器组合电器熔断器组合电器包括： 开关熔断器组（俗称负荷开关） 隔离器熔断器组 熔断器式开关（俗称刀熔开关） 熔断器式隔离器功能功能：具有隔离电器（开关）与熔断器的双重功能。：具有隔离电器（开关）与熔断器的双重功能。QS符号符号QFS符号符号第24页/共145页 终端组合电器是一种安装终端电器终端组合电器是一种安装终端电器(微型低压断路器、插微型低压断路器、插座、开关等座、开关等)的装置，对用电电器和设备进行配

24、电、控制，对的装置，对用电电器和设备进行配电、控制，对线路过载、短路和漏电起保护作用。线路过载、短路和漏电起保护作用。 常用常用终端组合电器终端组合电器为为PZ30型。型。 续上页（四）终端组合电器功能功能： 用于供电系统的主电源与备用电源的自动转换或两台用于供电系统的主电源与备用电源的自动转换或两台 负载设备的自动转换。负载设备的自动转换。 类型类型断路器转换型断路器转换型ATS负荷开关转换型负荷开关转换型ATS（五）自动转换开关电器ATS第25页/共145页 由一个或多个低压开关设备和相应的控制、测量、信号、由一个或多个低压开关设备和相应的控制、测量、信号、保护、调节等电气元件或设备，以及

25、所有内部的电气、机械的保护、调节等电气元件或设备，以及所有内部的电气、机械的相互连接和结构部件组装成的一种组合体，称为低压成套开关相互连接和结构部件组装成的一种组合体，称为低压成套开关设备设备 。 三、三、低压开关柜低压开关柜 结构类型结构类型（按开关安装（按开关安装方式分方式分 ）固定式 结构简单、价格便宜抽屉式 操作安全、易于检修及维护、更换故障开关容易插拔式 仅主要元件（断路器）采用抽出式或插入式安装组合式 小开关用抽屉式、大开关用插拔式1 1、抽出式低压开关柜 主要有GCL(K)、GCS、MNS型等 可用作动力中心(PC)和电动机控制中心(MCC)。2、固定分隔式开关柜 有GLL(K)

26、型等。 3、固定式开关柜 有GGD、JK型等。用户变配电所采用低压开关柜组合成低压配电系统。第26页/共145页四、低压电器的选择与校验四、低压电器的选择与校验1. 按正常工作条件选择 1 1）考虑所选择设备的工作环境。如户内、户外、环境温度，海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，以及沿海或是温热地域的特点。 2 2）电器的额定电压应不低于所在线路的额定电压。 3 3）电器的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流。 4 4）保护电器还应按保护特性选择。 2. 2. 按短路条件校验 1 1）可能通过短路电流的电器( (如刀开关、熔断器式开关) )，应满足在短路条件下

27、短时和峰值耐受电流的要求。 2 2）断开短路电流的保护电器( (如熔断器、低压断路器) )，应满足在短路条件下分断能力的要求。 第27页/共145页第五节 互感器 结构原理： 一次绕组串联在主电路中或直接利用一次母线；二次绕组所接仪表、继电器均串联。 用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围功能功能一、电流互感器一、电流互感器(CT)TATA 符号（一）基本结构原理与类型第28页/共145页续上页单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）多匝式（

28、包括线圈式、线环式、串级式）多匝式（包括线圈式、线环式、串级式） 类型类型 准确度级准确度级：测量用有：测量用有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级等级; ; 保护用有保护用有5P和和10P两级。两级。22121IKINNIiI2N=5A或1A电流互感器的基本结构和接线电流互感器的基本结构和接线1- -铁心铁心 2- 2-一次绕组一次绕组3-3-二次绕组二次绕组 2P1P2131S2KC2AS1II2N1N第29页/共145页续上页 高压电流互感器高压电流互感器一般制成两个铁心和两一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接测量仪表，其铁心

29、易饱和；准确度级低的二测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二次绕组接继电器，其铁心不应饱和。次绕组接继电器，其铁心不应饱和。 高压高压CTCT图形符号图形符号( (二二) )常用常用接线方案接线方案 -(Ia+Ic)IcIaIbb) a) varhWhWhvarhS1S2TABTA1S2S2TA2AS1CS1 (1) (1)一相式接线 低压电流互感器低压电流互感器一般只制造一个铁心和一般只制造一个铁心和一个二次绕组，一次绕组则利用一次母线或一个二次绕组，一次绕组则利用一次母线或电缆。电缆。 反应一次电路对应相的电流。通常用在负载平衡的三相电路中测量电流，或在继电保护中作为过负荷保护接线。第30

30、页/共145页续上页 （2）两相V形接线 （3 3）三相星形接线 -(Ia+Ic)IcIab) varhWhWhvarhTA1S2S2TA2AS1CS1AAS1S1TA1S2S2TA2TA3ABCAS1S2c) IaIbIc 广泛用于中性点不接地的三相三线制电路中，供用于三相电流、电能的测量及过电流继电保护。 反应各相电流，因此广泛用于中性点直接接地的三相三线制特别是三相四线制电路中，用于测量或过电流继电保护等。第31页/共145页续上页1. 电压、电流的选择 2. 按准确级要求选择 S2 S2N（四）电流互感器的选择与校验（三）使用注意事项（1）电流互感器在工作时其二次侧不得开路 （2）电流

31、互感器的二次侧有一端必须接地； （3）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。 否则励磁磁动势剧增几十倍，将产生严重后果： 铁心过热，并且产生剩磁。 可在二次侧感应出危险的高电压。 N.etN1N.etc2N.et5AUUIII第32页/共145页续上页 目前电流互感器的新产品直接给出了短路动稳定电流峰值和1s热稳定电流有效值，因此其动稳定性与热稳定性可按下式校验。3. 3. 短路稳定性的校验 (3)maxshii22timaI tI t 对于保护用电流互感器来说，其复合误差限值为10%。 电流互感器满足保护的10%误差要求的条件为|Z2al|Z2| 10%误差曲线Z2alK1 生产厂家给出电

32、流互感器的误差为10%时一次电流倍数K1（即I1/I1N）与最大允许二次负荷阻抗| |Z2al| |的关系曲线。 第33页/共145页二二、电压互感器电压互感器 (PT)22211UKUNNUuU2N=100伏 结构原理： 一次绕组并联在主电路中, ,二次绕组中仪表，继电器均并联连接。TVTV 符号（一）基本结构原理及其类型 VKV2NA3a1n电压互感器的基本结构和接线U2U11N2N第34页/共145页续上页按相数分按相数分：有单相式和三相式；有单相式和三相式；按绕组数量分按绕组数量分：有双绕组（如有双绕组（如JDZ-10型）型） 和三绕组（如和三绕组（如JDZJ-10型）型） 类型类型（

33、环氧树脂浇注绝环氧树脂浇注绝缘缘） 准确度级准确度级：有：有0.2、0.5、1、3等级。等级。 TVTV 有的电压互感器具有有的电压互感器具有3个绕组（有个绕组（有2个二次绕组），其符号个二次绕组），其符号为为 三相三绕组电压互感器的铁心为三相五心柱式，以便零序三相三绕组电压互感器的铁心为三相五心柱式，以便零序磁通能在铁心中流通，从而二次绕组中能感应出零序电压。磁通能在铁心中流通，从而二次绕组中能感应出零序电压。第35页/共145页续上页 1) 一个单相电压互一个单相电压互感器的接线感器的接线 2) 两个单相两个单相电压互感器接成电压互感器接成V/V形形 ( (二）常用接线方案TV vuwVF

34、UTV V V可测量一个线电压 可测量三相三线制电路的各个线电压，它广泛地应用于用户10kV高压配电装置中。TV VFUTVa) 第36页/共145页续上页dNdMnuv wTVKVVFUTV 可测量各个线电压、相对地电压及零序电压，可接用于绝缘监察的电压继电器或微机小电流接地选线装置。 3）三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱三绕组电压互感器接成Y0/Y0/ 形 第37页/共145页续上页1. 1. 电压的选择 （四）选择与校验 电压互感器的额定一次电压，应与安装地点电网的额定电压相等，其额定二次电压一般为100V。 2. 2. 按准确级要求选择 电压互感器满足准确级要求的条件，也是其二

35、次负荷S2不得大于规定准确级所要求的额定二次容量S2N，即 S2 S2N（三）使用注意事项（三）使用注意事项在工作时其二次侧不得短路在工作时其二次侧不得短路二次侧有一端必须接地二次侧有一端必须接地连接时要注意其端子的极性连接时要注意其端子的极性第38页/共145页第六节 电线电缆 结构：导线（裸绞线）、电杆、横担、 拉线、绝缘子和金具等特点：投资省，易维护，但不美观、占空间。型号：铝绞线 LJ 钢芯铝绞线 LGJ 铜绞线 TJ （一） 架空线敷设：严格遵守有关规范，选择好路经及导线排列方式，注意 线路的档距、弧垂及相邻构件的距离。一一、配电用电线电缆的结构和敷设、配电用电线电缆的结构和敷设第3

36、9页/共145页导线和避雷线：导线和避雷线：导线的导线的作用是传导电流、输送电作用是传导电流、输送电能；避雷线的作用是将雷能；避雷线的作用是将雷电流引入大地，以保护电电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。力线路免遭雷击。第40页/共145页 有单股、多股绞线和有单股、多股绞线和钢芯铝绞线三种，如图钢芯铝绞线三种，如图3-3所示。所示。图图4-3 裸导线的构造裸导线的构造a）单股线）单股线 b）多股绞线）多股绞线 c）钢芯铝绞线）钢芯铝绞线v导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐蚀、价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝易腐蚀、价格便宜

37、、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。和钢。v导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘导线两大类，导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘导线两大类，高压线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。高压线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。电力线路的结构 第41页/共145页架空导线的型号有：架空导线的型号有： TJ铜绞线铜绞线LJ 铝绞线，用于铝绞线，用于10kV及以下线路及以下线路 。LGJ钢芯铝绞线，用于钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路。及以上线路。 GJ 钢绞线，用作避雷线钢绞线，用作避雷线 。v档距档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线

38、路的档距（或跨距）。称为架空线路的档距（或跨距）。 v弧垂弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低点的垂直距离称为弧垂。导线最低点的垂直距离称为弧垂。v线间距离：线间距离：380V为为0.40.6m；610kV为为0.81m；35kV为为23.5m；110kV 为为34.5m。第42页/共145页“架空线路的档距和弧垂第43页/共145页F三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列；三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列；F三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列；三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列；F多回路导线同杆架设时，可三

39、角、水平混合排列，多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；也可全部垂直排列；F电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上面，电压较低的线路应架设在下面；设在上面，电压较低的线路应架设在下面；F架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面，通讯线路应在下面。面，通讯线路应在下面。第44页/共145页第45页/共145页杆塔：杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与大地之间保持一定的安全距离。导线与大地之间保持一定的安全距离。 F按

40、材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。F按用途分按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔张杆塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。等。 横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、安装方式和使用地点等。大小、安装方式和使用地点等。横担：电杆上用来安装绝缘子。常用的有木横担、横担：电杆上用来安装绝缘子。常用的有木横担、铁横担和铁横担和瓷横担瓷横担三种。三种。 第46页/共145页l 直线杆塔l

41、转角杆塔l 耐张杆塔l 终端杆塔l 换位杆塔l 跨越杆塔用来悬挂导线，仅承受导线自用来悬挂导线，仅承受导线自重、覆冰重及风压，是线路上重、覆冰重及风压，是线路上使用最多的一种杆塔。使用最多的一种杆塔。装设于线路的转角处，必须承装设于线路的转角处，必须承受不平衡的拉力。受不平衡的拉力。 又称分段杆塔或承力杆塔，用又称分段杆塔或承力杆塔，用来承担线路正常及故障（如断来承担线路正常及故障（如断线）情况下导线的拉力，对强线）情况下导线的拉力，对强度要求较高。度要求较高。设置在进入发电厂或变电所线设置在进入发电厂或变电所线路末端的杆塔，由它来承受最路末端的杆塔，由它来承受最后一个耐张段内导线的拉力，后一

42、个耐张段内导线的拉力，以减轻对发电厂或变电所建筑以减轻对发电厂或变电所建筑物的拉力。物的拉力。用在用在110kV110kV及以上的电力线路中，及以上的电力线路中，是为了在一定长度内实现三相是为了在一定长度内实现三相导线的轮流换位，以便三相导导线的轮流换位，以便三相导线的电气参数均衡而设计的一线的电气参数均衡而设计的一种特殊杆塔。种特殊杆塔。位于线路跨越河流、山谷等地位于线路跨越河流、山谷等地方，因中间无法设置杆塔，档方，因中间无法设置杆塔，档距很大，故其高度较一般杆塔距很大，故其高度较一般杆塔为高。为高。第47页/共145页 v瓷横担的特点：瓷横担的特点：有良好有良好的电气绝缘性能，兼有的电气

43、绝缘性能，兼有绝缘子和横担的双重功绝缘子和横担的双重功能，能节约大量的木材能，能节约大量的木材和钢材，有效地降低杆和钢材，有效地降低杆塔的高度，可节省线路塔的高度，可节省线路投资投资30%40%。 第48页/共145页第49页/共145页电网建设向牧区扩展和延伸电网建设向牧区扩展和延伸第50页/共145页第51页/共145页第52页/共145页 南桥变电站南桥变电站500kV出线出线 第53页/共145页（P P）双回路）双回路羊角型大跨越羊角型大跨越钢管直线高塔钢管直线高塔第54页/共145页 徐（州）徐（州）-沪沪500kV线路镇江大跨越线路镇江大跨越 第55页/共145页绝缘子和金具：绝

44、缘子和金具：绝缘子用来使导线与杆塔之间保持绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝缘距离；足够的绝缘距离；金具金具是用来连接导线和绝缘子的金是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。属部件的总称。针式绝缘子：用于针式绝缘子：用于35kV及以下线路上，用在直线及以下线路上，用在直线杆塔或小转角杆塔上。杆塔或小转角杆塔上。悬式绝缘子：用于悬式绝缘子：用于35kV以上的高压线路上，通常以上的高压线路上，通常组装成绝缘子串使用（组装成绝缘子串使用（35kV为为3片串接；片串接；60kV为为5片片串接；串接；110kV为为7片串接）。片串接）。 棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在棒式绝缘子：棒式绝缘

45、子多兼作瓷横担使用，在110kV及以下线路应用比较广泛。及以下线路应用比较广泛。第56页/共145页高压针式绝缘子高压针式绝缘子低压针式绝缘子低压针式绝缘子高压线路拉棒绝缘子高压线路拉棒绝缘子高压线路瓷横担绝缘子高压线路瓷横担绝缘子线路盘形悬式绝缘子线路盘形悬式绝缘子复合针式绝缘子复合针式绝缘子复合棒式绝缘子复合棒式绝缘子第57页/共145页线路金具、线路金具、U型抱箍、挂板型抱箍、挂板 杆顶帽、拉线抱箍杆顶帽、拉线抱箍第58页/共145页续上页橡胶聚氯乙稀交联聚乙烯矿物绝缘（二） 电力电缆特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时 不易排除。几根（单根）绞绕的绝缘导线三相统包绝缘（

46、对地）高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。导线: :绝缘层: :屏蔽层: :结构保护层敷设：直接埋地敷设、利用电缆沟、利用电缆桥架室内敷设、 利用管道（钢管、塑料管、混凝土管）、 利用电缆隧道、海底水中等。 保护屏蔽层、绝缘层铠装层: :外护套: :内护层: : 外护层防止外部机械损伤（需要时）保护铠装层、防腐应遵守GB50217-94电力工程电缆设计规范。第59页/共145页续上页 （三） 硬母线 硬母线分裸母线和母线槽两种。母线槽按绝缘方式可分为密集绝缘型和空气绝缘型两种。 母线槽适用于高层建筑、标准厂房或机床设备密集的车间，对于工艺变化周期短的车间配电尤为适宜。 此外还可用于变压

47、器与低压配电柜间的连接。（四）绝缘导线 绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。 绝缘导线大量应用于从配电箱至用电设备的配电分支或末端线路。 绝缘导线的结构主要由导电芯线（多采用铜导体）、绝缘层（橡皮或塑料）组成。具有护套层的绝缘导线称为护套绝缘导线。 第60页/共145页二导线和电缆型号的选择原则 1常用架空线路导线型号及选择 导线和电缆的选择根据其使用环境、工作条件等因素确定。 户外架空线路10KV及以上电压等级一般采用裸导线，380V电压等 级一般采用绝缘导线。 裸导线常用的型号： （1）铝绞线（LJ） 导电性能较好，重量轻，对风雨作用的抵抗力较强，但对化学腐蚀作用的抵抗力较差。多用于61

48、0kV的线路。 （2）钢芯铝绞线（LGJ） 在机械强度要求较高的场合和35kV及以上的架空线路上多被采用。 （3）铜绞线（TJ） 导电性能好，机械强度好，对风雨和化学腐蚀 作用的抵抗力都较强，但价格较高。 （4）防腐钢芯铝绞线（LGJF） 具有钢芯铝绞线的特点，同时防腐性能好，一般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等周围有腐蚀性物质的高压和超高压架空线路上。第61页/共145页2常用电力电缆型号（1）电力电缆型号的表示和含义3 1 中性线芯截面（mm2） 中性线芯数 相线芯截面（mm2） 相线芯数 额定电压（V） 外护层代号 特征代号 内护套代号 导体材质类别代号 电缆类别代号：Z油浸纸绝缘电

49、力电缆 V聚氯乙烯绝缘电力电缆 YJ交联聚乙烯绝缘电力电缆 X橡胶绝缘电力电缆 材质代号：L铝导体 LH铝合金导体 T铜导体 TR软铜导体 内护套代号：Q铅包 L铝包（现不生产） V聚氯乙烯护套 特征代号：P滴干式 D不滴流式 F分相铅包式 外护层代号：02聚氯乙烯套 03聚乙烯套 20裸钢带铠装 30裸细圆钢丝铠装 40裸粗圆钢丝铠装第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章第十一章第62页/共145页（2）常用型号及选择原则 塑料绝缘电力电缆 结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。 常用的有两种：聚氯乙烯绝缘及护套电缆和交联聚乙烯绝缘聚氯乙 烯

50、护套电缆。 油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆 可用于垂直或高落差处，敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。3常用的绝缘导线型号选择 塑料绝缘的绝缘性能良好，价格低，可节约橡胶和棉纱，在室内敷设 时常用。 常用塑料绝缘线型号有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。型号字母含义为型号字母含义为:B-布电线布电线,电压：电压：300/500V ；V-PVC聚氯乙烯，即塑料聚氯乙烯，即塑料 ；L-铝芯铝芯,铜芯不表示；铜芯不表示；R-软，软，要做到软，就是增加导体根数要做到软，就是增加导体根数 例例:BV-铜芯聚氯乙烯绝缘导线，铜芯聚氯乙烯绝缘导线，BVR-铜芯聚氯乙

51、烯绝缘软导线。铜芯聚氯乙烯绝缘软导线。 第63页/共145页 三三. 线路电压损耗的计算线路电压损耗的计算 由于线路存在着阻抗，所以线路通过负荷电流时要产生电压损耗。一般线路的允许电压损耗不超过5%（对线路额定电压）。如果线路的电压损耗超过了允许值，则应适当加大导线截面，使之满足允许电压损耗的要求。第64页/共145页三、线路电压损失的计算三、线路电压损失的计算( (一）一个集中负荷线路的电压损失 每相电压损失：UUA-UBadabaccbcossinI RX线电压损失： U3cossinI RXN1PRQXU电压损失的百分值：N%100UUU2N1()10PRQXUa) ABIRjXPjQb

52、)ac b dAUBUIIRjIX第65页/共145页续上页 （二）带多个集中负荷线路的电压损失 总的电压损失 若以各负载功率来计算，则nnii iii2i 1i 1N1%()10UUPrQ xUniiii2i 1N1%()10Up Rq XUnn0ii0ii2i=1i=1N1%10Urp Lxq LU若线路全长采用同一截面, ,则120111,r x l222,r x l11pjq22pjq11PjQ22PjQ111,R X L222,R XL第66页/共145页 (3) 由a点作矢量 ，平行于 ； (4) 由b点作矢量 ，超前于 ； (5) 连 ，即得 ； (6) 由c点作矢量 ，平行于

53、；2i290i1U2i图5-30 带两个集中负荷的三相线路b)电压电流相量图 作上述相量图的步骤如下（为阅读方便，再将图5-30b示于右方）： (1) 在水平方向作矢量 ； (2) 由o点绘负荷电流 和 ，分别滞后 相位角 和 ；1i2i2U12(7) 由d点作矢量 ，超前于 ；(8) 由e点作矢量 ，平行于 ；(9) 由f点作矢量 ，超前于 ；(10) 连 ，即得 ；(11) 以O点为圆心、og为半径作圆弧，交参考轴（ 的延长线）于h点；(12) 连 、g 得 ，此即全线路的电压降，而 则为全线路的电压损耗。290i1i190iaah0U 线路电压降的定义是：线路首端电压与末端电压的相量差。

54、 线路电压损耗的定义是：线路首端电压与末端电压的代数差。 电压降在参考轴（纵轴）上的投影（如图5-30b上的 ），称为电压降的纵分量，用 表示。 相应地，电压降在参考轴的垂直方向（横轴）上的投影（如图5-30b上的 ），称为电压降的横分量，用 表示。 在地方电网和工厂供电系统中，由于线路的电压降相对于线路电压来说很小（图5-30b的电压降相量图是大大放大了的），因此可近似地认为电压降纵分量 就是电压损耗。agUggUU2Uoa 22riab22xibc oc12ricd 12xide11rief 11xifg ogoaag第67页/共145页四 导线、电缆的截面选择原则 导线电缆截面的选择要求

55、必须满足安全、可靠和经济的条件，其选择原则为： 1.1.按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面 通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。 2.2.按允许电压损失选择导线和截面按允许电压损失选择导线和截面 在导线和电缆（包括母线）通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，线路上产生的电压损失不应超过正常运行时允许的电压损失。 3.3.按经济电流密度选择导线和电缆截面按经济电流密度选择导线和电缆截面 经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度。按这种原则选择的导线和电缆截面称为经济截面。 4.4.按机械强度选择导线和电缆截面按机械强度选择导线和电缆截面 这

56、是对架空线路而言的,要求所选的截面不小于其最小允许截面，即 SSm.min 式中，Sm.min为机械强度最小允许截面（附表A-15），对电缆不必校验其机械强度。 5.5.短路热稳定校验短路热稳定校验 架空线路因其散热性较好，不作热稳定校验，电缆应进行热稳定校验（这部分内容见5.4节所述），即 选择导线截面时，要求在满足上述五个原则的基础上选择其中截面数最大的截面。第68页/共145页五、导线和电缆截面的选择与校验五、导线和电缆截面的选择与校验（一）选择校验项目及条件（一）选择校验项目及条件 1. 发热条件发热条件 2. 电压损失条件电压损失条件 4. 机械强度条件机械强度条件 5.5.短路热稳

57、定条件短路热稳定条件 3.3.经济电流密度条件经济电流密度条件 Nalal%UU minAAkal3ima10 IAtC或cececIAj注：用户的注：用户的10kV及以下线路，通常不按经济电流密度条件选择。及以下线路，通常不按经济电流密度条件选择。 电力电缆不必校验机械强度。电力电缆不必校验机械强度。IIcal 或 第69页/共145页续上页续上页（二）按发热条件选择导线和电缆截面（二）按发热条件选择导线和电缆截面 1.按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量载流量Ial大于通过相线的计算电流大于通过相线的计算电流Ic，即即 Ia

58、l Ic 所谓导线和电缆的允许载流量，就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。 按发热条件选择导体截面后，再校验电压损失、机械强度、短路热稳定等条件。 影响导线和电缆的允许载流量的主要因素： 导线和电缆的导体材料与绝缘材料 导线和电缆的环境温度 导线和电缆的敷设方式 导线和电缆的并列根数第70页/共145页续上页 3、保护线(PE线)截面的选择 4、保护中性线(PEN线)截面的选择 根据短路热稳定度的要求，PE线的截面APE按规定：（1）当A 16mm2时 APEA （2）当16mm235mm2时 APE0.5A应同时满足上述PE线和N线的要求。2、

59、中性线(N线)截面的选择 （1）一般三相四线制线路，A00.5 A （2）三相线路分支的两相三线线路和单相线路， A0= A （3）三次谐波电流相当突出的三相四线制线路，A0A 第71页/共145页例4 42 2 例42 某220/380V的TN-C线路长100m，线路末端接有一个集中负荷，最大负荷为90kW70kvar。线路采用VV22-0.6/1型四芯等截面铜芯聚氯乙稀绝缘钢带铠装聚氯乙稀护套电力电缆直埋敷设，环境温度为20，允许电压损失为5。试选择电缆截面。 满足要求。 229070173.2A30.38 解：（1 1）先按发热条件选择电缆截面 查附录表，得70mm2截面的电缆在20的载

60、流量为205A，大于173.2A，因此，选择VV220.6/1470型电缆。 （2）按电压损失条件进行校验 查附录表，得VV22-0.6/1470型电缆的r00.291/km，x00.069/km。 2N1%()10UPRQXU（注：短路热稳定条件暂不考虑）22N3pqIU21=(90 0.291 0.1+70 0.069 0.1)10 0.38=2.15I(3)=8kA，故此熔断器满足断流要求。 按满足InIc=103A条件，由起动电流7103A=721A和起动时间小于3s查附录表42。 得NT1型熔断器In160A的熔体最大允许通过1000A的起动电流，满足条件。故应选用In160A的熔体