建筑电气第二 常用电气设备

1、1第二章第二章 常用电气设备常用电气设备n第一节第一节 建筑供配电系统电气设备的分类建筑供配电系统电气设备的分类n第二节第二节 电气设备中的电弧问题电气设备中的电弧问题n第三节第三节 高压电气设备高压电气设备n第四节第四节 低压电气设备低压电气设备n本章小结本章小结2第一节第一节 建筑供配电系统电气设备的分类建筑供配电系统电气设备的分类n一次设备或一次元件一次设备或一次元件:一次电路中的所有电一次电路中的所有电器设备器设备n二次设备或二次元件二次设备或二次元件:二次电路中的所有电二次电路中的所有电气设备气设备3第一节第一节 建筑供配电系统电气设备的分类建筑供配电系统电气设备的分类n一次设备按其

2、在一次电路中的作用又可分一次设备按其在一次电路中的作用又可分为为变换设备、控制设备、保护设备和补偿变换设备、控制设备、保护设备和补偿设备设备等。等。4第一节第一节 建筑供配电系统电气设备的分类建筑供配电系统电气设备的分类n变换设备变换设备：是用来变换电能、电压或电流：是用来变换电能、电压或电流的设备，如发电机和电力变压器等。的设备，如发电机和电力变压器等。n控制设备控制设备：是用来控制电路通断的设备，：是用来控制电路通断的设备，如各种高低压开关设备等。如各种高低压开关设备等。5第一节第一节 建筑供配电系统电气设备的分类建筑供配电系统电气设备的分类n保护设备保护设备：是用来防护电路过电流或过电压

3、的设备，如高：是用来防护电路过电流或过电压的设备，如高低压熔断器和避雷器等。低压熔断器和避雷器等。n补偿设备补偿设备：是用来补偿电路的无功功率以提高系统功率因：是用来补偿电路的无功功率以提高系统功率因数的设备，如高低压电容器。数的设备，如高低压电容器。n成套设备：成套设备：则是按照一定的线路方案将有关一、二次设备则是按照一定的线路方案将有关一、二次设备组合而成的设备，如高低压开关柜、低压配电屏、动力和组合而成的设备，如高低压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱、高低压电容器柜及成套变电所等。照明配电箱、高低压电容器柜及成套变电所等。6常见开关设备的功能常见开关设备的功能7第二节第二节 电气设备

4、中的电弧问题电气设备中的电弧问题一、电弧的产生和危害一、电弧的产生和危害n产生产生： 电气设备的触头在分断电流时会产生电弧，原因在于触头电气设备的触头在分断电流时会产生电弧，原因在于触头本身周围介质中含有大量可被游离的电子。当触头间存在本身周围介质中含有大量可被游离的电子。当触头间存在着足够的电场强度时，就可能使电子强烈游离而形成电弧。着足够的电场强度时，就可能使电子强烈游离而形成电弧。n危害危害：电弧延长了电路开断的时间，如果电弧是短路电流产生的，电弧延长了电路开断的时间，如果电弧是短路电流产生的，电弧的存在就意味着短路电流还存在，从而使短路电流危电弧的存在就意味着短路电流还存在，从而使短路

5、电流危害的时间延长。害的时间延长。电弧的高温可能烧损开关触头，烧毁电气设备及导线、电电弧的高温可能烧损开关触头，烧毁电气设备及导线、电缆，甚至引起火灾和爆炸事故。强烈的弧光还可能损伤人缆，甚至引起火灾和爆炸事故。强烈的弧光还可能损伤人的视力。的视力。n因此，电气设备在结构设计上要因此，电气设备在结构设计上要力求避免产生电弧力求避免产生电弧，或，或在在产生电弧后能迅速地熄灭产生电弧后能迅速地熄灭。8二、电气设备中常用的灭弧方法二、电气设备中常用的灭弧方法（1）速拉灭弧法）速拉灭弧法:迅速拉长电弧，可使电弧的电场强度骤降迅速拉长电弧，可使电弧的电场强度骤降 ,加速电弧的熄灭加速电弧的熄灭 （2）冷

6、却灭弧法）冷却灭弧法:降低电弧的温度，可使电弧中的热游离减降低电弧的温度，可使电弧中的热游离减弱弱 （3）吹弧灭弧法）吹弧灭弧法:利用外力（如气流、油流或电磁力）来吹利用外力（如气流、油流或电磁力）来吹动电弧，使电弧加速冷却，同时拉长电弧动电弧，使电弧加速冷却，同时拉长电弧 （4）长弧切短灭弧法）长弧切短灭弧法:利用金属片（如钢栅片）将长弧切为利用金属片（如钢栅片）将长弧切为若干短弧，使电弧上的压降增大，大于外施电压若干短弧，使电弧上的压降增大，大于外施电压 9二、电气设备中常用的灭弧方法二、电气设备中常用的灭弧方法（5）粗弧分细灭弧法）粗弧分细灭弧法：将粗大的电弧分为若干平行的细小：将粗大的

7、电弧分为若干平行的细小电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，从而改善电弧的电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，从而改善电弧的散热条件，降低电弧的温度散热条件，降低电弧的温度 （6）狭沟灭弧法）狭沟灭弧法：使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，：使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，改善电弧的冷却条件，使电弧易于熄灭改善电弧的冷却条件，使电弧易于熄灭 （7）真空灭弧法）真空灭弧法：真空具有较高的绝缘强度，处于真空中：真空具有较高的绝缘强度，处于真空中的触头之间只有触头开断初瞬间产生的所谓的触头之间只有触头开断初瞬间产生的所谓“真空电弧真空电弧”，这种电弧在电流过零时就能自动熄灭而不致复燃。这种电弧在电

8、流过零时就能自动熄灭而不致复燃。 （8）六氟化硫（）六氟化硫（sf6）灭弧法）灭弧法：sf6气体具有优良的绝缘性气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能。其绝缘强度约为空气的能和灭弧性能。其绝缘强度约为空气的3倍。倍。10第三节第三节 高压电气设备高压电气设备n高压电器的分类高压电器的分类n高压断路器高压断路器n高压隔离开关高压隔离开关n高压负荷开关高压负荷开关n高压熔断器高压熔断器n互感器互感器n高压开关柜高压开关柜11一、高压电器的分类一、高压电器的分类n按结构形式分类按结构形式分类:单极式、三极式单极式、三极式n按安装地点分类按安装地点分类：户内式、户外式：户内式、户外式n按组合方式分类按组合方

9、式分类：元件、组合电器：元件、组合电器n按照电流制式分类按照电流制式分类：交流电器、直流电器：交流电器、直流电器n按用途和功能分类按用途和功能分类：开关电器、量测电器、限流、：开关电器、量测电器、限流、限压电器、成套设备限压电器、成套设备12高压断路器高压断路器文字符号文字符号qf是高压输配电线路中最为重要的电气设备，它是高压输配电线路中最为重要的电气设备，它的选用和性能直接关系到线路运行的安全性和的选用和性能直接关系到线路运行的安全性和可靠性。可靠性。1作用作用 （1）通断正常的负荷电流和过负荷电流；）通断正常的负荷电流和过负荷电流；（2）通断一定的短路电流；）通断一定的短路电流；（3）在保

10、护装置作用下，自动跳闸，切断短路）在保护装置作用下，自动跳闸，切断短路电流。电流。二、高压断路器二、高压断路器132类型类型 （1）高压断路器按采用的灭弧介质分）高压断路器按采用的灭弧介质分1）油断路器）油断路器 按油量大小分为少油和多油两类。按油量大小分为少油和多油两类。多油断路器的油量多，兼有灭弧和绝缘的双多油断路器的油量多，兼有灭弧和绝缘的双重功能；少油断路器的油量少，只作灭弧介重功能；少油断路器的油量少，只作灭弧介质用。质用。2）六氟化硫）六氟化硫(sf6)断路器断路器3）真空断路器）真空断路器4）压缩空气断路器）压缩空气断路器5）磁吹断路器）磁吹断路器二、高压断路器二、高压断路器14

11、（2）高压断路器按使用场合分高压断路器按使用场合分 1）户内型2）户外型（3）按分断速度分按分断速度分 有高速（有高速（0.01s）、中速（）、中速（0.10.2s）、低速（）、低速（0.2s）三种。（现采用高速断路器比）三种。（现采用高速断路器比较多。）较多。）3. 高压断路器的全型号表示和含义高压断路器的全型号表示和含义如下：如下：二、高压断路器二、高压断路器154. 高压少油断路器高压少油断路器(sw、sn型型)n一般6kv35kv户内配电装置中主要采用的高压少油断路器是我国统一设计、推广应用的一种新型少油断路器。n按其断流容量（soc）分有i、ii、型。断流容量sn10-10i型soc

12、为300mva；sn10-10型soc为500mva；sn10-10型soc为750mva。n图1 snl0-10型高压少油断路器的外形结构图n图2 油箱内部结构图二、高压断路器二、高压断路器16图图1 sn10-10型少油断路器型少油断路器外形结构外形结构1铝帽铝帽 2上接线端子上接线端子 3油标油标4绝缘筒绝缘筒 5下下接线端子接线端子 6基座基座7主轴主轴 8框架框架 9断路弹簧断路弹簧图图2 少油断路器内少油断路器内部剖面结构部剖面结构1铝帽铝帽 2油气分油气分离器离器 3上接线端上接线端子子 4油标油标5静触头静触头 6灭弧灭弧室室 7动触头动触头 8中间滚动触头中间滚动触头9下接线

13、端子下接线端子 10转转轴轴 11拐臂拐臂 12基座基座13下支柱瓷下支柱瓷瓶瓶 14上支柱瓷瓶上支柱瓷瓶 15断路弹簧断路弹簧16缘筒缘筒 17逆止阀逆止阀 18绝缘油绝缘油二、高压断路器二、高压断路器175.高压真空断路器（高压真空断路器（zn、zw型）型）（1）特点）特点 高压真空断路器是利用高压真空断路器是利用“真空真空”作为绝缘和作为绝缘和灭弧介质，灭弧能力强、无爆炸、低噪音、体积小、重灭弧介质，灭弧能力强、无爆炸、低噪音、体积小、重量轻、寿命长、电磨损少、结构简单、无污染、可靠性量轻、寿命长、电磨损少、结构简单、无污染、可靠性高、维修方便，属高速断路器，是实现无油化改造的理高、维修

14、方便，属高速断路器，是实现无油化改造的理想设备。因此，虽然价格较贵，在要求频繁操作和高速想设备。因此，虽然价格较贵，在要求频繁操作和高速开断的场合，尤其是安全要求较高的工矿企业、住宅区、开断的场合，尤其是安全要求较高的工矿企业、住宅区、商业区等被广泛采用。商业区等被广泛采用。（2）类型）类型根据其根据其结构结构分有分有落地式、悬挂式、手车式落地式、悬挂式、手车式三种形式；三种形式；按按使用场合使用场合分有分有户内式和户外式户内式和户外式。二、高压断路器二、高压断路器18（3）zn3-10型真空断路器的外形结构如图型真空断路器的外形结构如图3所示所示1）组成）组成 真空灭弧室真空灭弧室 真空灭弧

15、室由圆盘状的动静触头、屏蔽罩、波纹管真空灭弧室由圆盘状的动静触头、屏蔽罩、波纹管屏蔽罩、绝缘外壳屏蔽罩、绝缘外壳(陶瓷或玻璃制成外壳陶瓷或玻璃制成外壳)等组成。等组成。 操动机构操动机构 可配用可配用cd系列电磁操动机构或系列电磁操动机构或ct系列弹簧操动机构。系列弹簧操动机构。 绝缘体传动件绝缘体传动件 底座底座2）工作原理）工作原理 在触头刚分离时，触头间只产生真空电弧。电弧的温在触头刚分离时，触头间只产生真空电弧。电弧的温度很高，使金属触头表面产生金属蒸气，由于触头的圆盘状设计使度很高，使金属触头表面产生金属蒸气，由于触头的圆盘状设计使真空电弧在主触头表面快速移动，其金属离子在屏蔽罩内壁

16、上凝聚，真空电弧在主触头表面快速移动，其金属离子在屏蔽罩内壁上凝聚，以致电弧在自然过零后极短的时间内，触头间隙又恢复了原有的高以致电弧在自然过零后极短的时间内，触头间隙又恢复了原有的高真空度。因此，电弧暂时熄灭，触头间的介质强度迅速恢复；电流真空度。因此，电弧暂时熄灭，触头间的介质强度迅速恢复；电流过零后，外加电压虽然很快恢复，但触头间隙不会再被击穿，真空过零后，外加电压虽然很快恢复，但触头间隙不会再被击穿，真空电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。二、高压断路器二、高压断路器19 图图3 zn3-103 zn3-10型真空断路器外形型真空断路器外形 1 1上

17、接线端子（后出线）上接线端子（后出线） 2 2真空真空灭弧室灭弧室 3 3下接线端子（后出线）下接线端子（后出线） 4 4操动操动机构箱机构箱 5 5合闸电磁铁合闸电磁铁 6 6分闸电磁铁分闸电磁铁 7 7断路弹簧断路弹簧 8 8底座底座 图图4 真空断路器灭弧室结构真空断路器灭弧室结构1一静触头一静触头 2一动触头一动触头 3一屏蔽一屏蔽罩罩 4一波纹管一波纹管 5一与外壳封接的一与外壳封接的金属法兰盘金属法兰盘6一波纹管屏蔽罩一波纹管屏蔽罩 7一绝缘外壳一绝缘外壳二、高压断路器二、高压断路器206. 六氟化硫（六氟化硫（sf6）断路器（）断路器（ln、lw型）型）（1）sf6气体的特性气体

18、的特性 是是种五色、无味、无毒且不易燃的惰性气体，种五色、无味、无毒且不易燃的惰性气体，兼有灭弧和绝缘功能兼有灭弧和绝缘功能在在150以下时，其化学性能相当稳定。以下时，其化学性能相当稳定。 1）由于）由于sf6中不含碳中不含碳(c)元素，对于灭弧和绝缘介质来说，具有极元素，对于灭弧和绝缘介质来说，具有极为优越的特性，不需要象油断路器那样要经常检修；为优越的特性，不需要象油断路器那样要经常检修；2 2）sf6sf6不含氧不含氧(o)(o)元素，因此不存在触头氧化问题，所以其触头磨损元素，因此不存在触头氧化问题，所以其触头磨损少，使用寿命长。少，使用寿命长。3 3）sf6sf6具有优良的电绝缘性

19、能，在电流过零时，电弧暂时熄灭后，具有优良的电绝缘性能，在电流过零时，电弧暂时熄灭后，sf6sf6能迅速恢复绝缘强度，从而使电弧很快熄灭。能迅速恢复绝缘强度，从而使电弧很快熄灭。4 4）在电弧的高温作用下，）在电弧的高温作用下，sf6sf6会分解出氟会分解出氟(f2)(f2)，具有较强的腐蚀性和，具有较强的腐蚀性和毒性，且能与触头的金属蒸汽化合为毒性，且能与触头的金属蒸汽化合为种具有绝缘性能的白色粉末状种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物，因此，的氟化物，因此，sf6sf6断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用。这些氟化物在电弧熄灭后的极短时间内能自动

20、还原。对残余杂质用。这些氟化物在电弧熄灭后的极短时间内能自动还原。对残余杂质可用特殊的吸附剂清除，基本上对人体和设备没有什么危害。可用特殊的吸附剂清除，基本上对人体和设备没有什么危害。二、高压断路器二、高压断路器21（2）六氟化硫（六氟化硫（sf6）断路器特点）断路器特点 利用利用sf6气体作灭弧和气体作灭弧和绝缘介质，触头磨损少，使用寿命长，无须经常检修，电绝缘介质，触头磨损少，使用寿命长，无须经常检修，电绝缘性能好，结构简单，灭弧能力强，无燃烧爆炸危险，绝缘性能好，结构简单，灭弧能力强，无燃烧爆炸危险，属高速断路器。但是，属高速断路器。但是，sf6断路器的要求加工精度高，密封断路器的要求加

21、工精度高，密封性能要求严，价格相对昂贵。适用于需频繁操作及有易燃性能要求严，价格相对昂贵。适用于需频繁操作及有易燃易爆炸危险的场所。易爆炸危险的场所。（3）类型类型 按按sf6断路器灭弧室的结构形式分，有压气式、断路器灭弧室的结构形式分，有压气式、自能灭弧式自能灭弧式(旋弧式、热膨胀式旋弧式、热膨胀式)和混合灭弧式和混合灭弧式(一般采用以一般采用以上几种灭弧方式的组合，如压气上几种灭弧方式的组合，如压气+旋弧式等旋弧式等)。注：我国生产的注：我国生产的lnl、ln2型为压气式，型为压气式，lw3型户外式采用旋型户外式采用旋弧式灭弧结构。弧式灭弧结构。二、高压断路器二、高压断路器22（4） ln

22、2-10型高压型高压sf6断路器的外形结构如图断路器的外形结构如图5所示，其所示，其绝缘筒内灭弧室的剖面图和工作原理如图绝缘筒内灭弧室的剖面图和工作原理如图6所示。所示。1）组成）组成 绝缘筒和灭弧室绝缘筒和灭弧室操动机构箱操动机构箱 主要采用弹簧、液压操动机构主要采用弹簧、液压操动机构固定用小车固定用小车2）工作原理）工作原理 断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是相对断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是相对固定的。当跳闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的汽缸由断固定的。当跳闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的汽缸由断路器的操动机构通过连杆带动离开静触头，电弧在动、路器的操动机构通过连杆带动离开静触头，电弧在

23、动、静触头间产生，汽缸和活塞的相对运动压缩静触头间产生，汽缸和活塞的相对运动压缩sf6气体并气体并使之通过绝缘喷嘴吹出，用吹弧法来迅速熄灭电弧。使之通过绝缘喷嘴吹出，用吹弧法来迅速熄灭电弧。二、高压断路器二、高压断路器23图图6 sf6高压高压断路器灭弧断路器灭弧室室1静触头静触头 2绝缘喷嘴绝缘喷嘴 3动触头动触头4汽缸汽缸 5压气活塞压气活塞 6电弧电弧图图5 ln2-10高压高压sf6断路器断路器1上接线端子上接线端子 2绝缘筒绝缘筒 3下接线端子下接线端子4操动机构箱操动机构箱 5小车小车 6断路弹簧断路弹簧二、高压断路器二、高压断路器247高压开关设备的常用操动机构介绍高压开关设备的

24、常用操动机构介绍操动机构又称操作机构，是操动机构又称操作机构，是供高压断路器、高压负荷开关和供高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关进行分、合闸及自动跳闸的设备高压隔离开关进行分、合闸及自动跳闸的设备。一般常用的。一般常用的有手动操动机构、电磁操动机构和弹簧储能操动机构。有手动操动机构、电磁操动机构和弹簧储能操动机构。操动机构的型号操动机构的型号表示和含义如下：表示和含义如下：二、高压断路器二、高压断路器25图7是cs6型的手动操动机构和gn8型高压隔离开关的配合使用图。图8是cs2型手动操动机构的外形结构。（1）cs系列手动操动机构系列手动操动机构特点：特点： 手动和远距离跳闸，只能手动合闸

25、；采用交流操作电源；无手动和远距离跳闸，只能手动合闸；采用交流操作电源；无自动重合闸功能；操作速度有限，所操作的断路器开断的短自动重合闸功能；操作速度有限，所操作的断路器开断的短路容量不宜超过路容量不宜超过100mva；结构简单，价格低廉；一般用于；结构简单，价格低廉；一般用于操作容量操作容量630kva以下的变电所中的隔离开关和负荷开关。以下的变电所中的隔离开关和负荷开关。二、高压断路器二、高压断路器26图图7 sc6型的手型的手动操动机构和动操动机构和gn8型高压隔离型高压隔离开关的配合使用开关的配合使用1gn8隔离开隔离开关关 2焊接钢管焊接钢管 3调节杆调节杆4cs6手动操动机手动操动

26、机构构 5操作手柄操作手柄图图8 cs2型手动操动型手动操动机构的机构的外形结构外形结构1操作手柄操作手柄 2外壳外壳 3跳闸跳闸指示牌指示牌4脱扣器盒脱扣器盒 5跳闸铁心跳闸铁心二、高压断路器二、高压断路器27图图9 cd10型电型电磁操动机构磁操动机构a)外形图外形图 b) 剖面图剖面图1外壳外壳 2跳跳闸线圈闸线圈 3手动手动跳闸铁心跳闸铁心 4合合闸线圈闸线圈 5合闸操作手合闸操作手柄柄 6缓冲底座缓冲底座 7接线端子排接线端子排 8辅助开关辅助开关 9分合指示器分合指示器（3 3）ctct系列的弹簧储能操动机构系列的弹簧储能操动机构 特点：特点：不仅能手动和远距离跳、合闸，且操作电源

27、交、不仅能手动和远距离跳、合闸，且操作电源交、直流均可，又可实现一次重合闸，因而其保护和控制装直流均可，又可实现一次重合闸，因而其保护和控制装置可靠、简单。虽然结构复杂，价格较贵，但其应用已置可靠、简单。虽然结构复杂，价格较贵，但其应用已越来越广泛。越来越广泛。二、高压断路器二、高压断路器(2) 电磁操动机构电磁操动机构特点：特点：能手动和远距离跳、合闸（通过其跳、合闸线圈），也可进行自动能手动和远距离跳、合闸（通过其跳、合闸线圈），也可进行自动重合闸，合闸功率大，但需直流操作电源。重合闸，合闸功率大，但需直流操作电源。图图9是是cd10型的外形和内部结构图。型的外形和内部结构图。28高压隔离

28、开关高压隔离开关文字符号文字符号qs1. 主要功能主要功能： 隔离高压电源，以保证对其他电器设备及线路隔离高压电源，以保证对其他电器设备及线路的安全检修及人身安全。因此其结构特点是断开后具有明显可的安全检修及人身安全。因此其结构特点是断开后具有明显可见的断开间隙，且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。见的断开间隙，且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。2. 使用特点使用特点： 隔离开关没有灭弧装置，所以不容许带负荷操隔离开关没有灭弧装置，所以不容许带负荷操作。但可容许通断一定的小电流，如励磁电流不超过作。但可容许通断一定的小电流，如励磁电流不超过2a的的35kv、1000kva及以下的

29、空载变压器电路、电容电流不超过及以下的空载变压器电路、电容电流不超过5a的的10kv及以下、长及以下、长5km的空载输电线路以及电压互感器和的空载输电线路以及电压互感器和避雷器回路等。避雷器回路等。3. 类型类型 1) 按安装地点分按安装地点分 户内式和户外式；户内式和户外式；2) 按有无接地开关分按有无接地开关分 不接地、单接地、双接地。不接地、单接地、双接地。三、三、高压隔离开关高压隔离开关295. 5. 户内式高压隔离开关户内式高压隔离开关户内式高压隔离开关型号较多，常用的有户内式高压隔离开关型号较多，常用的有gn8gn8、gnl9gnl9、gn24gn24、gn28gn28、gn30g

30、n30等户内式系列，等户内式系列，图图1010所示为所示为gn8-10gn8-10高压隔离开关的外形结构图。它的三相闸刀高压隔离开关的外形结构图。它的三相闸刀安装在同一底座上，闸刀均采用垂直回转运动方式。安装在同一底座上，闸刀均采用垂直回转运动方式。gngn型高压型高压隔离开关一般采用手动操动机构进行操作。隔离开关一般采用手动操动机构进行操作。三、三、高压隔离开关高压隔离开关4. 4. 高压隔离开关型号含义高压隔离开关型号含义30图10 gn8-10型高型高压隔离开关外形压隔离开关外形1上接线端子上接线端子 2静触头静触头 3闸刀闸刀 4套管绝缘子套管绝缘子5下接线端子下接线端子6框架框架 7

31、转轴转轴 8拐臂拐臂 9升降绝升降绝缘子缘子 10支柱绝支柱绝缘子缘子三、三、高压隔离开关高压隔离开关316. 户外高压隔离开关户外高压隔离开关户外高压隔离开关常用的有户外高压隔离开关常用的有gw4、gw5、和、和gw1等系列。等系列。gw4-35型的户外高压隔离开关的外形如图型的户外高压隔离开关的外形如图11所示。为了熄灭小电流电弧，所示。为了熄灭小电流电弧，该隔离开关安装有灭弧角条。采用的是三柱式结构。该隔离开关安装有灭弧角条。采用的是三柱式结构。三、三、高压隔离开关高压隔离开关图图11gw2-35型户外隔型户外隔离开关离开关1角钢架角钢架 2支柱瓷支柱瓷瓶瓶 3旋转瓷瓶旋转瓷瓶 4曲柄曲

32、柄 5轴套轴套6传动装置传动装置 7管形管形闸刀闸刀 8工作动触头工作动触头 9、10灭弧灭弧角条角条 11插座插座 12、13接线端接线端 14曲柄曲柄传动机构传动机构327. 带有接地开关的隔离开关带有接地开关的隔离开关1) 接地隔离开关接地隔离开关 用来进行电气设备的短接、连锁和隔离，一般是用来将退出运行的电气设备和成套设备部分接地和短接。2) 接地开关接地开关 用于将回路接地的一种机械式开关装置。在异常条件（如短路下），可在规定时间内承载规定的异常电流；在正常回路条件下，不要求承载电流。大多与隔离开关构成一个整体，并且在接地开关和隔离开关之间有相互连锁装置。3）图）图12所示所示为西门

33、子公司产品3cj1户内高压接地隔离开关的外形图。它是一种多用途，可模块化配置的高压电气设备，可以配置接地开关、熔断器等设备，成为一个多功能的装置。4）图）图13是该公司的另一种户内高压接地隔离开关3d型的外形图。它用于12kv36kv的室内高压供配电线路上，可采用手动操动机构或电动操动机构进行操作。三、三、高压隔离开关高压隔离开关33三、三、高压隔离开关高压隔离开关图图12 3cj112 3cj1接地隔离开关接地隔离开关34三、三、高压隔离开关高压隔离开关图图13 3d13 3d型接地隔离开关型接地隔离开关35四、四、 高压负荷开关高压负荷开关高压负荷开关高压负荷开关文字符号文字符号ql1.

34、作用：作用：(1) 能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但是不能用它来断开短路电流；(2) 高压负荷开关大多还具有隔离高压电源，保证其后的电气设备和线路安全检修的功能，这种负荷开关又称“功率隔离开关”或“负荷隔离开关”。2. 特点：特点：(1) 只具有简单的灭弧装置，必须借助熔断器来切断短路电流，故负荷开关常与熔断器一起使用。(2) 负荷隔离开关断开后通常有明显的断开间隙，与高压隔离开关一样。365. 户内压气式负荷开关户内压气式负荷开关 国内目前多采用fn2-10rt及fn3-10rt型的压气式负荷开关。图14为fn3-10rt户内压气式负荷开关外形结构图。3. 3. 高压负荷开关的类型：高压

35、负荷开关的类型：(1) 根据所采用的灭弧介质不同分 固体产气式、压气式、油浸式、真空式和六氟化硫（sf6）等(2) 按安装场所分 户内式和户外式两种4. 4. 高压负荷开关全型号的表示和含义高压负荷开关全型号的表示和含义如下：如下：四、四、 高压负荷开关高压负荷开关37图图14 fn3-10rt户内压气式户内压气式负荷开关外形负荷开关外形1主轴主轴 2上绝缘子兼气上绝缘子兼气缸缸 3连杆连杆 4下绝缘子下绝缘子 5框架框架 6rni型熔断器型熔断器7下触座下触座 8闸刀闸刀 9弧弧动触头动触头 10绝缘喷嘴绝缘喷嘴(内有内有弧静触头弧静触头)11主静触头主静触头 12上触座上触座 13断路弹簧

36、断路弹簧 14绝缘拉绝缘拉杆杆 15热脱扣器热脱扣器四、四、 高压负荷开关高压负荷开关38(1) 结构组成结构组成1) 上绝缘子兼汽缸 是一个简单的灭弧室，不仅起到支持绝缘子的作用，而且其内部气缸，装有传动机构传动的活塞。2) 传动机构 主轴、连杆、活塞等3) 绝缘喷嘴和弧静触头 在上绝缘子上部4) 闸刀和弧动触头 (2) 工作原理工作原理 当负荷开关分闸时，弧动触头与弧静触头之间产生电弧，同时分闸时主轴转动而带动活塞，压缩气缸内的空气，从喷嘴向外吹弧，使电弧迅速熄灭。同时，其外形与户内式隔离开关相似，也具有明显的断开间隙。因此，它同时具有隔离开关的作用。四、四、 高压负荷开关高压负荷开关39

37、6. 真空负荷开关真空负荷开关 国内有fn4型等户内用真空负荷开关，一般用于220kv及以下电网中。图15为西门子公司12kv的真空负荷开关的剖面图和外形图。(1) 工作原理工作原理 利用真空灭弧原理来工作，因而能不受限制地可靠完成开断工作；配用手动操动机构或电动操动机构。(2) 特点特点 可频繁操作，灭弧性能好，使用寿命长；但必须和hh-熔断器相配合，才能开断短路电流；而且开断时，不形成隔离间隙，不能作隔离开关用。7. 7. 六氟化硫（六氟化硫（sf6sf6）负荷开关（如）负荷开关（如fw11-10fw11-10型）、油浸式型）、油浸式负荷开关（如负荷开关（如fw2fw2、fw4fw4型）型

38、）（1 1）特点）特点 灭弧能力强，容量大，但都必须与熔断器串联使用才能断开短路电流，而且断开后无可见间隙，不能作隔离开关用。适用于35kv及以下的户外电网。（2 2）应用）应用 35kv及以下的户外电网。四、四、 高压负荷开关高压负荷开关40图图15 西门子公司西门子公司12kv的真空负荷开关的真空负荷开关的剖面图的剖面图a) 外形图外形图 b) 剖面图剖面图1上支架上支架 2前支撑杆前支撑杆 3静触头静触头 4动触头动触头5波纹管波纹管 6软联结软联结 7下支下支架架 8下结线端子下结线端子 9接触压力弹簧和分接触压力弹簧和分闸弹簧闸弹簧 10操作杆操作杆 11下支持绝缘子下支持绝缘子12

39、后支撑杆后支撑杆 13陶瓷外壳陶瓷外壳 14上支上支持绝缘子持绝缘子 15上结线端子上结线端子a)外形图外形图b)剖面图剖面图四、四、 高压负荷开关高压负荷开关41n负荷开关常与熔断器一起使用，借助熔断器来切负荷开关常与熔断器一起使用，借助熔断器来切断故障电流。断故障电流。n高压负荷开关适用于无油化、不检修、要求频繁高压负荷开关适用于无油化、不检修、要求频繁操作的场所。操作的场所。四、四、 高压负荷开关高压负荷开关42五、五、高压熔断器高压熔断器高压熔断器高压熔断器文字符号文字符号fu是电力系统中过载和短路故障的保护设备。是电力系统中过载和短路故障的保护设备。（一）（一）.作用作用：当电流超过

40、给定值一定时间，熔化一个或几：当电流超过给定值一定时间，熔化一个或几个特殊设计配合的熔件，分断电路。个特殊设计配合的熔件，分断电路。（二）类型（二）类型 （1）户内型）户内型：rn1和和rn2型型rn1：线路和变压器的短路保护；：线路和变压器的短路保护；rn2：电压互感器的短：电压互感器的短路保护路保护（2）户外型）户外型：跌落式和柱上式：跌落式和柱上式跌落式：用于跌落式：用于335kv的电力线路和电力变压器的过载和的电力线路和电力变压器的过载和短路保护，短路保护， rw3、 、rw4、 、rw7、 、rw10、 、rw11 柱上式：柱上式：作为作为35kv电气设备保护电气设备保护 ， ，rw

41、9-35、 、rw10-35和和rxw9-35 43户内rn1、rn2型高压熔断器户外跌落式高压熔断器户外支柱式高压熔断器五、五、 高压熔断器高压熔断器44（三）高压熔断器型号含义（三）高压熔断器型号含义五、五、 高压熔断器高压熔断器45六、六、 互感器互感器n（一）（一） 电压互感器电压互感器n（二）电流互感器（二）电流互感器46（一）电流互感器（一）电流互感器简称简称ct，文字符号，文字符号ta，是变换电流的设备。，是变换电流的设备。1基本原理基本原理电流互感器的基本结构和原理如图17所示47（2）结构特点）结构特点： 1）一次绕组匝数少，二次绕组匝数多 2）一次绕组导体较粗，二次绕组导体

42、细 3）一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器的二次回路接近短路状态。（3）电流互感器的变流比）电流互感器的变流比用用ki表示表示（1）组成）组成：一次绕组、铁心、二次绕组1221nniiknni式中，i1n 一次侧额定电流值；i2n 二次侧额定电流值；n1 一次绕组匝数；n2 二次绕组匝数；变流比ki一般表示成如1005a的形式。（一）电流互感器（一）电流互感器482 2接线方案接线方案电流互感器在三相电路中的常用四种结线方案如图所示：电流互感器在三相电路中的常用四种结线方案如图所示：（1 1）一相式结线）一相式

43、结线 如图如图a a所示所示一相式结线一相式结线1）说明 互感器通常接在b相，电流互感器二次线圈中流过的是对应相一次电流的二次电流值，反应的是该相的电流。2）应用 通常用于三相负荷平衡的系统中，供测量电流或过负荷保护装置用。（一）电流互感器（一）电流互感器49（2）两相）两相v形结线形结线 如图如图b所示所示两相两相v形结线形结线 两相两相v形接线的电流互感器形接线的电流互感器一、二次侧的电流相量图一、二次侧的电流相量图1）说明）说明 这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在a、c相上，由相量图相上，由相量图4-15可知，公共线上的电

44、流为两相电流相量可知，公共线上的电流为两相电流相量和，反映的正是未接互感器的那一相的电流。和，反映的正是未接互感器的那一相的电流。2）应用）应用 在中性点不接地的三相三线制系统中，用于测量三相电流、在中性点不接地的三相三线制系统中，用于测量三相电流、电能及作过电流继电保护之用电能及作过电流继电保护之用称称“两相两继电器式结线两相两继电器式结线”。（一）电流互感器（一）电流互感器50（3）两相电流差式结线）两相电流差式结线 如图如图4-14c所示所示c）两相电流差式结线）两相电流差式结线1）说明）说明 又叫两相一继电器式结线，又叫两相一继电器式结线，流过电流继电器线圈的电流为线电流，流过电流继电

45、器线圈的电流为线电流，其量值是相电流的其量值是相电流的3倍。倍。2）应用）应用 适用于中性点不接地的三相适用于中性点不接地的三相三线制系统中，作过电流继电保护之三线制系统中，作过电流继电保护之用。用。（一）电流互感器（一）电流互感器51（4）三相星形结线）三相星形结线 如图如图4-14d所示所示图图4-14d三相星形结线三相星形结线1）说明）说明 这种结线中的三个这种结线中的三个电流线圈正好反映了各电流线圈正好反映了各相电流相电流2）应用）应用 被广泛用于三相负被广泛用于三相负荷不平衡的三相四线制荷不平衡的三相四线制系统中，也用在负荷可系统中，也用在负荷可能不平衡的三相三线制能不平衡的三相三线

46、制系统中作三相电流、电系统中作三相电流、电能测量及过电流继电保能测量及过电流继电保护之用。护之用。（一）电流互感器（一）电流互感器523电流互感器类型和型号电流互感器类型和型号（1） 电流互感器的类型电流互感器的类型1）按一次电压分）按一次电压分 高压高压 低压低压2）按一次绕组匝数分）按一次绕组匝数分 单匝单匝 (包括母线式、芯柱式、套管式包括母线式、芯柱式、套管式)多匝式多匝式(包括线圈式、线环式、串级式包括线圈式、线环式、串级式)。3）按用途分）按用途分 测量用测量用保护用保护用4）按准确度级分）按准确度级分 测量用电流互感器有测量用电流互感器有0.1，0.2，0.5，1，3，5等级等级

47、保护用电流互感器一般为保护用电流互感器一般为5p和和10p两级（两级（p：保护，一次电路：保护，一次电路为的额定电流的为的额定电流的5倍或倍或10倍时的误差不大于的百分数）。倍时的误差不大于的百分数）。（一）电流互感器（一）电流互感器535）按绝缘介质类型分）按绝缘介质类型分 油浸式、环氧树脂浇注式、干式、油浸式、环氧树脂浇注式、干式、sf6气体绝缘等；气体绝缘等；6）按铁心分）按铁心分 同一铁心和分开（两个）铁心两种。同一铁心和分开（两个）铁心两种。说明：说明： 高压电流互感器通常有两个不同准确度级的铁心和高压电流互感器通常有两个不同准确度级的铁心和二次绕组，分别接测量仪表和继电器。测量用的

48、电流互感二次绕组，分别接测量仪表和继电器。测量用的电流互感器铁心在一次电路短路时易于饱和，以限制二次电流的增器铁心在一次电路短路时易于饱和，以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用的电流互感器铁心在一次电路长倍数，保护仪表。保护用的电流互感器铁心在一次电路短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增长，以保短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增长，以保证保护灵敏度的要求。证保护灵敏度的要求。（一）电流互感器（一）电流互感器54lqz-10型电流互感器的外形图型电流互感器的外形图户内线圈式环氧树脂浇注绝缘加强户内线圈式环氧树脂浇注绝缘加强型电流互感器。型电流互感器。lqz-10用于用于10k

49、v高压开关柜中，有两个铁心和两个二次绕组，分高压开关柜中，有两个铁心和两个二次绕组，分别为别为0.5级和级和3级，级，0.5级用于测量，级用于测量，3级用于继电保护。级用于继电保护。lqz-10型电流互感器型电流互感器1一次接线端一次接线端 2一次绕一次绕组组 3二次接线端二次接线端 4铁心铁心 5二次绕组二次绕组 6警示牌警示牌（一）电流互感器（一）电流互感器55lmzjl-0.5型电流互感器的外形图型电流互感器的外形图户内母线式环氧树脂浇注绝缘加户内母线式环氧树脂浇注绝缘加大容量的电流互感器大容量的电流互感器lmzjl-0.5用于低压配电屏和其他低压电路中，本身无一次绕组，穿用于低压配电屏

50、和其他低压电路中，本身无一次绕组，穿过其铁心的母线就是其一次绕组。过其铁心的母线就是其一次绕组。lmzj1-0.5型电流互感器型电流互感器1铭牌铭牌 2二次母线穿孔二次母线穿孔 3铁心铁心 4安装板安装板 5二次接线端二次接线端（一）电流互感器（一）电流互感器56（2） 电流互感器的型号及表示电流互感器的型号及表示注：注：结构形式的字母含义结构形式的字母含义r套管式套管式 z支柱式支柱式 q线圈式线圈式 f贯穿式（复匝）贯穿式（复匝） d贯穿式（单贯穿式（单匝）匝） m母线式母线式 k开合式开合式 v倒立式倒立式 a链式链式线圈外绝缘介质的字母含义线圈外绝缘介质的字母含义j变压器油不表示变压器

51、油不表示 g空气（干式）空气（干式） c瓷（主绝缘）瓷（主绝缘） q气体气体 z浇注成型固体浇注成型固体 k绝缘壳绝缘壳（一）电流互感器（一）电流互感器574电流互感器的使用注意事项电流互感器的使用注意事项（1）电流互感器在工作时二次侧不得开路。）电流互感器在工作时二次侧不得开路。安装时，二次结线必须可靠、牢固，决不允许在二次回路中接入开关或安装时，二次结线必须可靠、牢固，决不允许在二次回路中接入开关或熔断器。熔断器。原因原因 ：如果开路，二次侧可能会感应出危险的高电压，危及人身和设：如果开路，二次侧可能会感应出危险的高电压，危及人身和设备安全。备安全。互感器铁心会由于磁通剧增而过热，产生剩磁

52、，导致互感器准确度的降互感器铁心会由于磁通剧增而过热，产生剩磁，导致互感器准确度的降低。低。（2）电流互感器二次侧有一端必须接地。）电流互感器二次侧有一端必须接地。原因原因 为了防止一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧高电压窜入二次侧，为了防止一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧高电压窜入二次侧，危及设备和人身安全。危及设备和人身安全。（3）电流互感器在结线时，要注意其端子的极性。）电流互感器在结线时，要注意其端子的极性。电流互感器的一、二次侧绕组端子分别用电流互感器的一、二次侧绕组端子分别用p1、p2和和s1、s2表示，对应表示，对应的的p1和和s1，p2和和s2 为用为用“减极性减极性”法规定的法

53、规定的“同名端同名端”，又称，又称“同极同极性端性端”。（因其在同一瞬间，同名端同为高电平或低电平）。（因其在同一瞬间，同名端同为高电平或低电平）。原因原因 ：如果接错端子，二次侧的仪表和继电器流过的电流不是要求的：如果接错端子，二次侧的仪表和继电器流过的电流不是要求的电流，甚至会导致事故的发生。电流，甚至会导致事故的发生。（一）电流互感器（一）电流互感器58简称简称pt，文字符号，文字符号tv。是变换电压的设备。是变换电压的设备。1基本原理和结构基本原理和结构 电压互感器的基本结构原理如图所示电压互感器的基本结构原理如图所示电压互感器的基本结构和接线电压互感器的基本结构和接线1铁心铁心 2一

54、次绕组一次绕组 3二次绕组二次绕组（二）电压互感器（二）电压互感器59（1）组成）组成 一次绕组一次绕组 、二次绕组、二次绕组 、铁心、铁心（2）结构特点）结构特点 1） 一次绕组并联在主回路中，二次绕组并联二次回路中的仪一次绕组并联在主回路中，二次绕组并联二次回路中的仪表、继电器等的电压线圈，由于这些二次绕组的电压线圈阻抗很大，表、继电器等的电压线圈，由于这些二次绕组的电压线圈阻抗很大，电压互感器工作时二次绕组接近于开路状态。电压互感器工作时二次绕组接近于开路状态。 2） 一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降压变一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。压器。 3）

55、一次绕组的导线较细，二次绕组的导线较粗。一次绕组的导线较细，二次绕组的导线较粗。二次侧额定电压一般为二次侧额定电压一般为100v，相电压（，相电压（100/3）v。（二）电压互感器（二）电压互感器60（3）电压互感器的变压比）电压互感器的变压比用用ku表示：表示：2121nnuuknnu式中，式中，u1n 电压互感器一次绕组额定电压电压互感器一次绕组额定电压; u2n 电压互感器电压互感器二次绕组额定电压二次绕组额定电压; n1 一次绕组的匝数一次绕组的匝数; n2 二次绕组的匝二次绕组的匝数数; 变压比变压比ku通常表示成如通常表示成如100.1kv的形式。的形式。注注：电压互感器有单相和三

56、相两类，在成套装置内，采用单相：电压互感器有单相和三相两类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为常见。电压互感器较为常见。（二）电压互感器（二）电压互感器612. 电压互感器的接线方案电压互感器的接线方案电压互感器在三相电路中有如图所示的四种常见的结线方案。电压互感器在三相电路中有如图所示的四种常见的结线方案。（1）一个单相电压互感器的结线）一个单相电压互感器的结线，如图，如图a所示。所示。1）作用）作用 供仪表和继电器接一个线电压供仪表和继电器接一个线电压2）应用）应用 适用于电压对称的三相线路，如用做备用线路的电压监适用于电压对称的三相线路，如用做备用线路的电压监视。视。（2）两个单相电压

57、互感器接成）两个单相电压互感器接成vv形形，如图，如图b所示。所示。1）作用）作用 供仪表和继电器接于各个线电压供仪表和继电器接于各个线电压2）应用）应用 适用于三相三线制系统。适用于三相三线制系统。（3）三个单相电压互感器接成）三个单相电压互感器接成y0y0形形，如图，如图c所示。所示。作用作用 供电给要求线电压的仪表和继电器；在小接地电流系统中，供电给要求线电压的仪表和继电器；在小接地电流系统中，供电给接相电压的绝缘监视电压表，在这种结线方式中电压表应供电给接相电压的绝缘监视电压表，在这种结线方式中电压表应按线电压选择。按线电压选择。应用应用 常用于三相三线和三相四线制线路。常用于三相三线

58、和三相四线制线路。（二）电压互感器（二）电压互感器62（二）电压互感器（二）电压互感器(4)三个三个单单相三相三绕组电压绕组电压互感器或一个三相五心柱式三互感器或一个三相五心柱式三绕组电绕组电压压互感器接成互感器接成 y0y0/ 形形，如，如图图d所示。所示。1）作用）作用：接成接成y0的二次绕组的二次绕组 供电给需线电压的仪表、继电器和绝缘供电给需线电压的仪表、继电器和绝缘监视用电压表。监视用电压表。开口三角形结线的二次绕组（辅助二次绕组）开口三角形结线的二次绕组（辅助二次绕组） 接作绝缘监接作绝缘监视用的电压继电器，构成零序电压过滤器。当线路正常工作时，视用的电压继电器，构成零序电压过滤器

59、。当线路正常工作时，开口三角两端的零序电压接近于零；而当线路上发生单相接地开口三角两端的零序电压接近于零；而当线路上发生单相接地故障时，开口三角两端的零序电压接近故障时，开口三角两端的零序电压接近100v，使电压继电器，使电压继电器kv动作，发出故障信号。此辅助二次绕组又称动作，发出故障信号。此辅助二次绕组又称“剩余电压绕剩余电压绕组组”。2）应用）应用 用于三相三线制系统。用于三相三线制系统。63电压互感器的接线方案电压互感器的接线方案a）一个单相电压互感器）一个单相电压互感器b) 两个单相电压互感器两个单相电压互感器接成接成v/v c) 三个单相电压互感器三个单相电压互感器接成接成y0/y

60、0形形d) 三个单相三绕组电压三个单相三绕组电压互感器或一个三相五互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互心柱式三绕组电压互感器接成感器接成 y0/y0/（二）电压互感器（二）电压互感器643电压互感器的类型和型号电压互感器的类型和型号（1）类型）类型按绝缘介质分按绝缘介质分 油浸式、干式（含环氧树脂浇注式）油浸式、干式（含环氧树脂浇注式）按使用场所分按使用场所分 户内式、户外式户内式、户外式按相数分按相数分 三相式、单相式三相式、单相式 按电压分按电压分 高压（高压（1kv以上）、低压（以上）、低压（0.5kv及以下）及以下）按绕组分按绕组分 三绕组、双绕组三绕组、双绕组按用途分按用途分 测量用