常用高低压电器及设备

1、常用高低压电器及设备常用的高压电器有：高压变压器、 高压熔断器、高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压开关柜、避雷器等。一、高压三相变压器变压器是根据电池感应的原理工作的；高压变压器主要使用于交流电变配，有利于交流电的输送和使用。1、主要参数在变压器铭牌上主要有：铁损、铜损、短路阻抗Uk、分接开关、接线组别（Y/Y0-12,6、/Y0-11）1）铁损PFE：也叫变压器空载铁损，变压器载空载情况下所需要的电能损耗，此时空载电流很小，在原边绕组线圈上的电阻损耗忽略不计。主要是变压器铁心在交变电流的反复磁化下，产生的磁滞损耗、涡流损耗；它和变压器上所加的电压和频率的大小有关，所以可以认为是固定

2、的，不和所用电流大小相关。2）铜损PCU：也叫变压器短路损耗，变压器副边在短路的情况下，原边慢慢低加大输入电压，直道副边电流达到额定值，此时的变压器损耗。此时变压器因为工作在短路状态，工作电压可以认为很小，故铁损很小，可损耗忽略不计。主要是变压器线圈电阻的损耗。它与所用负荷电流的大小相关。3）短路阻抗Uk：在变压器短路损耗中，达到额定电流时的原边所加电压和原边的额定电压的比值的百分值称为短路阻抗。可用于计算变压器副边短路时短路电流的大小，短路阻抗的倒数就是导纳，乘以额定电流便是短路电流的大小。4）接线组别：讲的是变压器原、副边绕组的连接方法，不同的连接组别，可以得到与输入电压不同相位差的输出电

3、压（以30度或其整倍数关系）；如我局使用的10KV/0.4KV高压变压器的接线组别为Y/Y0-12，原、副边均星型连接，副边带中性线，原、副边电压同相位，12表示时钟12点时长针和短针重合及同相位、长针和短针分别代表原、副边电压相位；那么11表示时钟11点，副边电压相位超前原边30度（一圈360度，每一点钟30度）。5）分接开关（代表5、额定、5）：油浸式变压器的分接头在壳内，操作开关在变压器顶端的总部位置。分接头即高压绕组线圈的抽头，高压绕组电流小，接头容易制作。输供电的线路总有一定的长度，有电压降，用电的总有首端和尾端分布，为了兼顾所有的用电户，输供电线路的首端电压比额定电压高5、末端保证

4、不低于额定电压高5。分接开关设置5、额定、5以适应线路供电电压的大小，满足用电电压的相对稳定。干式变压器的分接头分为5、2.5、额定、2.5、5五挡，分接头外露，用铜连接条来改变连接。2、高压三相变压器使用1）油浸变压器属A级绝缘，耐热温度限制为105；国家标准中规定的线圈温升为65，就是考虑最高环境温度为40为基础提出的。由于环境温度一般都低于40，所以变压器线圈实际工作在温度105的时间是很少的，这种情况每年仅在七、八月份的某些日子里，一天中出现几小时。出现这种情况时，不应当限制变压器的额定负荷，因为较短的时间内，温度105对线圈的绝缘没有直接的危害。通常认为，线圈温度连续地维持在95的时

5、候，可以保证变压器具有在经济上合理的寿命。通常连续运行的中小型变压器，带4070%的额定电流时，损失率很低，属经济运行状态。如果最高油面温度达到或超过85、变压器外壳测温超过7580就表面变压器过载，立即减负荷； 油浸式变压器最高上层油温规定自然冷却冷却介质最高温度40最高上层油温95强迫油循环冷却介质最高温度40最高上层油温85不能认为变压器温升越低越好。一定的绝缘材料可以在一定的温度下长期运行，温升越低说明有效材料没有被充分利用，或者说采用了不必要的太强的冷却方式。它们都是不经济的两种情况。2）干式变压器：额定容量10016000KVA、35KV及以下；安全使用和寿命主要取决于绕组绝缘，而

6、绕组温度是绝缘损坏的主要因素；绝缘等级F级155；空气自然冷却、可装配风冷装置，可使容量增加40；温度控制系统，通过予埋在绕组中的PTC测温元件测取温度信号；空气自然冷却：155时报警、大于170时跳闸；强迫风冷：大于110时，自动启动风机冷却；当温度降低到90时，自动停止风机；若温度继续升高，大于155时，出超温报警；大于170时跳闸；（温度均有设定范围）3）变压器电流变压器允许过负荷额定电流的倍数1.31.451.61.752.0允许持续时间（分）12080452010Y/Y012变压器中线电流不得超过线电流的25；（零序电流的增大引起零序电压的增大，电源中性点产生很大偏移，使得相电压大小

7、不一，相电压间相位不等，负荷不能工作）。变压器短路电流不得超过额定电流的25倍、时间不应超过t=900/k2秒（k短路电流对额定电流的倍数）；4）并联使用并联使用的变压器必须接线组别、变比、Uk相同、容量不能相差太大。5）变压器维护有下列情况之一，应立即停机修理： （1）内部音响很大，不正常，油爆裂声。 （2）在正常负荷和冷却条件下，变压器温度比正常高并不断上升。 （3）储油柜和安全气道喷油。 （4）严重漏油使油面下降，低于油位计指示限度。 （5）油色变化过甚，油内出现碳质等。 （6）绝缘套管油严重的破损和饭店现象。6）变压器通风要求变压器中心到进风口中心高度（米）和面积(米2)容量/高度2.

8、02.533.54.04.55.05.56.06.5100kVA0.340.300.280.260.240.23180kVA0.540.480.440.410.380.360.34320kVA0.840.750.690.640.590.560.540.51560kVA1.171.070.990.910.870.830.790.750.73750kVA1.431.321.241.171.111.061.020.911000kVA1.711.631.531.441.361.301.251.201.出风口有效面积应是进风口的2倍；2.铁丝网（1×1cm）为1.25、百叶窗加铁丝网时为1.2

9、5×1.672.13.表内的数据乘以第2点所述的系数为实际进风口面积7）变电所四防：（1）防火； （2）防水：防止地面水侵入；（3）防雪：雨雪积聚在高压装置上容易发生接地故障；（4）防小动物：进入会造成短路或接地故障；6）其他对于800KVA以上的变压器，要装设气体继电器，它装在变压器和储油柜的连管上，它能迅速反映变压器内部故障，或变压器油面降低和内部压力骤增时保护用，因为故障时，会使绝缘油和其他绝缘材料热分解产生气体和油的运动，时气体继电器动作；5001000kVA的或经常操作的高压侧可以装负荷开关或高压熔断器；500kVA以下，在低压侧计量，只装负荷开关、高压隔离开关；二、高压开

10、关开关的原理就是灭弧和接触原理。1、电弧的形成及特点1）电弧：是气体游离后持续放电的一种现象，其电流密度大（几安10kA/cm2）、温度高（2000K-12000K）、电压低（1020V）。2）电弧的产生：（1）开关断开的瞬间产生强电场；（2）带电粒子的撞击产生了电游离；（3）由于高温导致熱游离；（4）由于高温导致熱电子发射。实验证明：当触头之间电压大于1020V，电流大于80100mA时，触头之间的空气隙便被击穿而形成电弧。电弧的能量在极短的时间内释放，故释放的能量极大，能将周围的气温迅速增高，甚至在不到1s的时间内将铜排或铝排溶化，且这么大的能量是在不太大的电流下释放的，因此大部分线路的保

11、护设备没有反应。（由此可知电弧短路一般不会引起机房停机。）铜汽化所需要的能量为55.2Kw*s/cm3，铝为10.6Kw*s/cm3，铁为67.6Kw*s/cm3。如变压器1000kVA，通过电容补偿后的功率因数为1，短路阻抗为4，则当变压器出线侧产生线对地电弧事故时，（此时，电弧事故电流和三相金属性短路电流的比值为0.19）如低压断路器固有动作时间按0.2s计，则电弧能量为（1000/4）×0.19×0.2950 Kw*s，可溶化铜17.2cm3。如采用100mm×10mm铜排，则可溶化1.72cm的长度。当产生电弧事故时，事故点的电压的波形是一个平顶波形，按电

12、弧电流波形产生相应的畸变，含有很高的高次谐波，用富里哀级数分析，电压中含有三次谐波，一般三次谐波大于正常时的5倍。（在正常运行情况，即使线路中有大容量的荧光灯，三次谐波电压也不会超过10V。）利用这个原理，只要测出三次谐波的电压，就能检测电弧事故。即在线路上引出三相星型连接的电压线圈，其二次侧线圈接成开口三角形，开口处的电压即是。2、开关电器中的电弧1）电弧的形成在开关断开之前，电路具有一定电压与电流，该电路断开时将在断开点产生电弧。在开关触头刚刚分开时，由于动、静触头之间的距离很近，触头之间形成电场强度很高的电场，触头间隙中因碰撞游离使开关触头间隙内带电质点(指正离子、负离子和自由电子)的数

13、量足够多，间隙中的正离子、负离子和自由电子在触头外加电场作用下，分别向阴极或阳极运动，使触头间隙介质击穿而形成电弧，电弧为离子导电。2）电弧熄灭的条件根据电弧是离子导电的基本概念，分析开关中电弧熄灭的条件时，应考虑弧柱区域内介质的游离与去游离速度以及外电路加至触头间电压大小两方面影响：当弧柱区的去游离速度远大于游离速度时，弧柱区内带电质点数目锐减，随着弧柱区内带电质点数量的减少，不能保证单位时间内有足够数量的带电质点运动到两极，维持一定的弧电流，将会使触头间电弧熄灭；当外电路加至触头间的电压过低时，因带电质点运动速度减慢，不能保证单位时间内弧柱区内有足够数量带电质点运动到触头的两极，维持一定的

14、弧电流时，触头间的电弧同样会熄灭。应该强调的是，上述两个条件不满足其中的任何一个条件，电弧均会熄灭。交流电弧的熄灭。交流电弧熄灭是个复杂的物理过程，为分析交流电弧电流通过零值之后是否重燃，可将其灭弧条件用弧隙介质的击穿电压(Uds)和弧隙的恢复电压(Urec)两者之间的关系来表示。当电弧电流经过零值暂时熄灭之后，若弧隙的恢复电压(Urec)始终小于弧隙击穿电压(Uds)，弧隙则不会再击穿，电弧将最终彻底熄灭，即熄灭交流电弧的条件是弧隙介质的击穿电压(Uds)大于弧隙的恢复电压(Urec)。3）加速交流电弧熄灭的基本方法(1)利用气体吹动灭弧。采用冷却而未游离的低温气体吹动电弧时，吹动的气流带走

15、大量带电质点和热量，形成强迫扩散和降温，使弧柱区带电质点大量减少；横向吹动电弧的另一个作用是拉长电弧，增大电弧周长与截面之比，同样加强复合与扩散。显然，利用气体吹动灭弧是使弧柱区的去游离速度远大于游离速度，即提高弧隙击穿电压的方法加速电弧熄灭。(2)采用多断口灭弧。在高压断路器中，将一相触头的断点制造成两个或多个串联的断口(一般不超过6个)，当断路器断开时，多断点同时断开。当一相断路器触头选用n个断点时，在断路过程中形成n个电弧相串联的发弧方式。显然，采用多断口灭弧是利用降低每个断口的恢复电压的方法加速电弧熄灭的。(3)电弧与固体介质接触灭弧。当电弧与石英砂、瓷或石棉水泥等耐高温的固体介质接触

16、时，固体介质表面的带电质点使电弧的复合速度大大加快，并能加速电弧降温，其实质是采用使弧柱区的去游离速度远大于游离速度，即提高弧隙击穿电压的方法加速电弧熄灭。(4)将电弧分为多个串联的短电弧灭弧。电弧分为多个串联短电弧，加速电弧熄灭的方法又称之为金属灭弧栅灭弧，是低压电器通常采用的灭弧方法。利用金属灭弧栅加速熄弧，是当原有的一个电弧被多个金属栅片分为 多个串联的短电弧后，弧电流再次经过零值时所有短电弧几乎同时熄灭。低压外电路电源的线电压一般只有380V。电弧暂时熄灭之后，外电路再加到每个短电弧的恢复电压远小于近阴极效应所要求的150250V击穿电压，这时因弧隙介质的击穿电压大于弧隙的恢复电压而熄

17、灭。因此，在多个串联短弧形成之后，当弧电流再一次经过零值时，利用降低每个断口恢复电压的方法使电弧彻底熄灭。3、高压隔离开关：（刀闸）如：高压隔离开关GN610T/200、GW1910；其中：G：隔离、N：户内（W 户外）、6：设计序号、10：额定电压10kV 、T：统一设计（G改进型、D带接地刀、K快分式）、200：额定电流200A。户内型.隔离开关一般采用CS6-1T型手动操作机构；户外型一般采用CS8-1T型手动操作机构隔离开关无特殊的灭弧装置，因此它的接通或切断不允许在有负荷电流的情况下进行，否则断开隔离开关的电弧会烧毁设备，甚至造成短路故障。所以须要接通或断开隔离开关时，应先将高压电路

18、中断路器分断之后才能进行。 GN810/11高压隔离开关作用：（1）隔离电源：使需要检修或分段的线路、设备和运行带电的线路、设备隔离开，在线路中构成一个明显的断开点、保证检修和工作的安全。有的隔离开关附有接地装置，供线路检修接地用。（2）切换母线：在无负荷的情况下，将设备或线路从一组母线切换到另一组母线。（3）开断小容量电路：如PT、避雷器、母线等；户内的断合1.5km空载电缆、5km空载架空线路；户外的断合4.4km空载电缆、10km空载架空线路；4、高压负荷开关其灭弧装置较简单，主要用来分断熄灭一定容量的负荷电流所发生的电弧。为保证对短路故障电流也能起作用，常采用带熔断器的。FW10户外1

19、0kV、FN-10户内10kV；作用：隔离电源的作用同隔离开关。可用来分断一定容量的负荷电流、变压器空载电流、长距离架空线或电缆线路和电容器组。常串联高压熔断器使用，广泛应用于10kV、 500kVA及以下变压器和10kV、300kVar的高压电容器的保护和控制。三、熔断器：熔断器以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路。是利用金属熔片，串联在被保护电路中，在故障电流出现的情况下，熔片受热而熔化，将电路切断。切断电路的过程中由于在线路电压影响下，往往产生强烈的电弧，发生强烈声、光效应。为了安全和有效熄灭电弧，通常将熔片装在一个绝缘材料制成的管壳内，里面充填灭弧材料，两端用导电材料联结，组成一个整

20、体元件。熔断器结构简单、体积小、总量轻、价格低，并具有搞分断能力和良好的现流性能，与其他低压电器配合使用，给技术经济方面带来良好的效果。1、熔断器分断电路的物理过程故障电流通过熔断器时，分断电路的物理过程大致分为四个阶段：（1）熔体臂故障电流逐渐加热到它的熔化温度；（2）熔体继续吸收热量，熔体进一步熔化成液体；（3）熔体液态金属随温度升高到汽化点，形成电弧；（4）电弧燃烧扩散到填料中，使熔体电弧间隙进一步扩大，以至电弧不能继续燃烧，电弧熄灭，于是熔断器才真正切断电流，断开被保护的电路。从灭弧的原理来讲，熔断器的熔体熔断时产生的金属蒸汽越少越好，也就是说熔体的截面积越小越好，这样电弧才易于熄灭。

21、目前熔断器的熔体通常用电阻率小的铜材料制成，由于银的价格贵。分断电路时的物理过程常用的熔体材料有以下几种，主要物理性能如下：名称密度（g/cm3）熔点()电阻率(.mm2/m)鋅7.14419.50.061铅11.34327.30.203锡7.30231.90.113铝2.70660.10.029铜8.941083.00.017银10.50960.80.016铜的熔点较高，单独使用时，分断较小的故障电流时有相当困难。利用所谓的“冶金效应”，在高熔点的材料基础上，其局部地段引入低熔点材料，使高熔点金属在合金状态下呈现出易熔特性。2、熔断器的基本参数（1）额定电压Un：熔断器的额定电压取决于线路的

22、额定电压，它必须大于或等于线路的额定电压。在使用时应注意到线路的电压的最大值不要超过熔断器额定电压的110%。额定电流In：熔断器在规定条件下可以连续使用而不会发生运行变化的电流。（2）额定功率损耗：熔断器通过额定电流时的功率损耗。不同类型的熔断器，都规定了最大功率损耗值。（3）分断能力：在规定条件下，能在给定的电压下分断的预期分断电流值。对于一般工业用熔断器规定额定分断能力应大于50kA。（4）时间电流特性：也称保护特性，它表示通过熔断器电流和熔断器弧前（或熔断）时间的函数关系。熔断时间电流特性，一般通过试验进行测绘。（5）I2t特性：当熔断器弧前时间小于0.1s时，熔断器的保护特性用I2t

23、特性表示。由产品标准中规定。（6）限流特性：熔断器应具有良好的限流特性，在实际分断的电流比预期短路电流小的多，限流特性由产品样本提供。该特性可以使得线路以及其中的电气设备所受的电动力降到很低。使整个电气系统得结构强度不需按最大短路电流计算，而可遵照限流电流值来考虑，使电气系统得可靠性和经济性都能提高。3、熔断器一般选用（1）额定电压：根据安装点得工作电压来选用，必需大于或等于工作电压。也可将两个熔断器串联，满足工作电压得要求，但安装点得预期短路电流至少大于熔断器额定电流10倍以上。（2）I2t值：熔断器弧前I2t值应大于线路电流正常工作的I2t值；熔断器熔断I2t值应小于设备额定负荷的I2t值

24、。（3）上下级熔断器之间选择比要达到1.6：1及以上时，就具有选择性配合；当熔断器和断路器串联，承受同一故障电流，只要熔断器的时间电流特性处于断路器的脱扣特性的下方，就具有选择性配合； 4、高压熔断器高压熔断器高压熔断器用于对输电线路和变压器进行过流保护。10kV高压熔断器国内产品有户外跌落式RW4型和户内式RN1型和RN2型。RN1型最大切断容量可达200MVA， RN2型专门用作电压互感器的保护，它只有一种规格额定电流（0.5A）。由于熔断器熔断过程产生电弧，而电弧带来高温，又延长了过负荷电流对电力系统作用时间，所以应该加速灭弧，而RN1和RN2的熔体为铜丝，熔体上多处焊有锡球。熔管为绝缘

25、材料，管内填充石英砂，工作熔体紧固于上下管帽中。其灭弧方法为：（1）将粗弧变细弧加速电弧熄灭： 一旦电网呈现过负荷电流，熔体上低熔点金属锡先熔化而渗透于铜丝，使Sn和Cu组合成熔点更低的合金而熔断，接着熔体和指示熔体熔断。由于熔体有多根而并接，所以当它们熔断时便产生了并行电弧，从而将粗弧变细。（2）利用管内石英砂散热： 石英砂具有很大的介电常数，能使导电粒子迅速复合冷却。5、低压熔断器： 按其额定电流不同而有不同的值，一般在10-110-5之间。熔丝必须分级装置，任何一级熔断时，不致使上一级同时熔断；末级熔丝在110负荷时，不应损坏；电路接通时的瞬时冲击电流不应使熔丝熔断；正常工作时温度不应超

26、过50；NT熔断器上下级选择比达到1.6：1时，就具有选择性配合；四、高低压断路器1、高压断路器的基本结构高压断路器的种类繁多，具体构造也不相同，但就其基本结构而言，可分为电路通断元件、绝缘支撑元件、基座、操动机构及其中间传动机构等几部分。断路器中的电路通断元件是关键部件，它承担着接通或断开电路的任务。断路器的通断由操作机构控制，分合闸操作是由操作机构经中间传动机构控制动触头的运动而实现的。 SN1010型少油断路器电路通断元件主要包括接线端子、导电杆、触头和灭弧室等，这些元件均安装在绝缘支撑元件之上。 绝缘支撑元件，起着固定通断元件的作用，并使其带电部分之间或带电部分与地之间绝缘。绝缘支撑元

27、件安装在断路器的基座之上。如：SN110G 为户内少油10kV断路器；首位字母L为六氟化硫；K空气；D多油；Z真空；s为少油。如SN110G配以CS2型手动操作机构，手动操作来完成分合闸，具有过电流自动脱扣和远距离脱扣性能；如GFC-10手车式高压开关柜，SN1010配以CD10-10型手动、自动或遥控操作机构，需驻留操作电源；断路器具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，故障情况下和继电保护配合自动断开电路；2、高压断路器的用途 高压断路器是在正常和故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。为保证高压断路器能在正常或故障的任何情况下，可靠地接通与断开电路，要求高压断路器必须具有很完善的灭弧装置

28、和快速动作的特性。3、高压断路器的主要技术参数主要技术参数有： 1)额定电压。断路器的额定电压是指其导电和载流部分允许承受的(线)电压等级。由于输电线路首、末端等处的运行电压不同，所以断路器所能承受的最高工作电压高于额定电压值的10%15%，例如断路器的额定电压为10kV时，其最高工作电压为11.5 kV。2)额定电流。断路器的额定电流是指在规定的环境温度下, 当断路器的绝缘和载流部分不超过其长期工作的最高允许温度时，断路器允许通过的最大电流值。3)额定短路开断电流。额定短路开断电流简称为额定开断电流，它是指断路器在频率为50Hz的瞬态恢复电压下，能够开断的最大短路电流值。4)额定峰值耐受电流

29、(额定动稳定电流)。额定峰值耐受电流是表明断路器能承受短路电流电动力作用的性能，即断路器在闭合状态时能通过的不妨碍其继续正常工作的最大短路电流(峰值)。5)额定短时耐受电流(额定热稳定电流)。额定短时耐受电流是表明断路器承受短路电流热效应的性能。 额定短时耐受电流应等于额定短路开断电流值。6)额定短路持续时间(额定热稳定时间)。当额定短时耐受电流通过断路器的时间为额定短路持续时间， 断路器的各部分温度不超过短时所允许发热的最高温度， 并且不发生触头熔接或其他妨碍正常工作的异常现象。额定短路持续时间一般为2s。7)额定短路关合电流(峰值)。保证断路器能关合短路而又不致于发生触头熔焊或其他损伤，所

30、允许接通的最大短路电流称为额定短路关合电流。8)动作时间。断路器的动作时间包括分闸时间、燃弧时间和开断时间。a)分闸时间。处于合闸状态的断路器，从分闸回路接受分闸命令(脉冲)瞬间起，直到所有灭弧触头均分离瞬间的时间间隔。b)燃弧时间。从首先分离主回路触头刚脱离电接触起，到断路器各极中触头间的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。c)开断时间。从断路器接受分闸命令瞬间起，到断路器各极触头间的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。4、高压断路器的选用：额定电压Ue、额定电流Ie、装置类别、如：户内/户外、L为六氟化硫；K空气；D多油；Z真空；s为少油。短路动稳定和热稳定校验；开断能力Idk或Sdk，IdkId

31、短路电流；如SN110断路容量为200兆瓦；断路容量必须和电源系统的短路容量相适应，不然容易引起爆炸；5、低压断路器（DW15、ME、DZ20）主要参数：1）能力：能在给定电压下接通和分断的预期电流值；2）极限短路分断能力：规定条件下的分断能力；不考虑承载它的额定电流；3）运行短路分断能力：规定条件下的分断能力，继续承载它的额定电流；4）保护特性：（1）过电流保护特性：断路器的动作时间和电流脱扣器的动作电流的关系曲线； （2）短路保护特性：（3）欠电压保护特性：当主电路电压低于规定值范围时，有延时或无延时断开或闭合的保护性能；5）分断时间：断开操作开始瞬间起，到燃弧时间结束时的时间间隔； DW

32、10、DZ10等低压断路器产品标准中规定的瞬时过电流脱扣器的动作电流值和镇定值的误差不大于20，电流持续时间应小于0.2s；6）机械寿命：是指机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作循环次数。7）电寿命：是指载规定的正常条件下，电器不需要修理或更换零件而能承受的负载操作次数。在运行中，触头间碰撞与摩擦产生的机械磨损、触头间电弧使之金属熔化，触头厚度逐渐减小，接触压力降低，触头温升增大而不能再使用；故主要是考核电器在正常工作时触头的耐磨性；断路器的电寿命次数（JB1284-85）壳、架等级额定电流100315630125025003150每小时操作循环次数120120603020

33、10电寿命400020001000500400100*（无需无缘无故地分合断路器，强大的撞击合震动会造成机械结构的损害、分断电流会使电器触头的电蚀）*（短路电流的计算：如利用UK计算变压器输出断的直接短路以及该断路器的电流镇定）*（各种开关和刀闸的操作）HA12000/1600系列低压断路器技术数据In额定电流、Ue额定电压、 Inm壳架等级电流（CM1）Ui额定绝缘电压、690V Uimp额定冲击耐受电压（斯耐德）Icu额定极限短路分断能力、80 kAIcs额定运行短路分断能力、50kAIcm/cos额定短路接通能力、176/0.2Icw额定短路耐受电流（1s）、50kA全分断时间、2530

34、ms合闸时间、6070 ms电寿命500次、机械寿命9500次Ir长延时镇定电流、In ×（0.41）Isd短延时镇定电流、In ×（1.510）或（115）Ii 瞬时镇定电流、In ×（215）或（150kA）五、电流互感器与电压互感器1、电流互感器为了测量和获取电网中高压电流或较大的电流，用于电流、功率、功率因数等指示以及继电保护回路的需要，利用电流互感器原、副边线圈来进行隔离和变流得到，避免直接接触高压和大电流。 1)电流互感器的工作状态。电流互感器正常工作时，二次回路近于短路状态。这时二次电流所产生的二次绕组磁动势F2对一次绕组磁动势F1有去磁作用，因此合

35、成磁势F0F1-F2不大，合成磁通0也不大，二次绕组内感应电动势E2的数值最多不超过几十伏。因此，为了减少电流互感器的尺寸和造价，互感器铁心的截面是根据电流互感器在正常工作状态下合磁磁通0很小而设计的。电流互感器二次绕组工作近于短路状态磁通0很小，故电流互感器一、二次额定电流之比可用下式表示： KNII1 / I2 N2/ N1 即 I2I1×N1/ N2为了使制造和使用的方便，一般电流互感器的二次则电流均为5A。正因为如此，使用电流互感器连接的电流表都可以相互调换连接，因为电流表内部均为5A的测量机构，只是电流表的满刻度按所接电流互感器的一次额定值读取。电流互感器的一次绕组串联接入

36、被测电路之内，电流互感器一次绕组中的电流完全取决于被测电路中电流的大小，与电流互感器二次电流无关。使用中的电流互感器如果发生二次回路开路，二次绕组磁动势F2等于零，一次绕组磁动势F1仍保持不变，且全部用于激磁，合成磁势F0=F1，这时的F0较正常时的合成磁势(F1-F2)增大了许多倍，使得铁心中的磁通急剧地增加而达到饱和状态。由于铁心饱和致使磁通波形变为平顶波，因为感应电动势正比于磁通的变化率d/dt，所以这时二次绕组内将感应出很高的感应电动势e2。二次绕组开路时二次绕组的感应电动势e2是尖顶的非正弦波，其峰值可达数千伏之高，这对工作人员和二次设备以及二次电缆的绝缘都是极危险的。(普通电压表仅

37、能测量电压的平均值，故尖顶的非正弦波电压幅值用普通电压表不能测出，应该用示波器测量。)另一影响是，因铁心内磁通的剧增，引起铁心损耗增大，造成严重发热也会使电流互感器烧毁。第三个影响是因铁心剩磁过大，使电流互感器的误差增加。因此，使用中的电流互感器二次回路是不允许开路的，在电流互感器二次回路内也不允许安装熔断器。使用中电流互感器的二次仪表或继电器因工作需要必须断开时，应先将电流互感器二次绕组短接后，再断开其二次仪表或继电器电流线圈。同理，恢复二次仪表或继电器的工作时，应先接入二次仪表或继电器电流线圈，然后再拆除原有的短接线，即保持使用中的电流互感器二次回路处于近似短路工作状态。 2)电流互感器的

38、误差与准确度级。由于电流互感器的一、二次绕组中存在着损耗，使得一、二次电流在数值上或相位上有差异，即测量误差。测量误差一般用变比误差和角误差表示。a)变比误差(I%)。变比误差是指用电流互感器测出的电流KNII2和实际电流I1之差与实际电流I1之比的百分值。b)角误差()。角误差是指电流互感器一次电流I1与反向二次电流-I2之间的夹角值。c)电流互感器的额定容量。电流互感器二次绕组之外所接的全部阻抗为其二次负荷。电流互感器正常工作时，因二次绕组处在近于短路状态，故二次负荷应包括它所连接的全部测量仪表和继电器电流线圈的阻抗、二次电缆的电阻和接头的接触电阻等几部分。电流互感器的额定容量(SN)是指

39、电流互感器在二次侧电流为额定电流、误差不超过规定值的条件下，二次绕组所允许输出的最大容量。 电流互感器额定容量也可以用阻抗表示，该阻抗称为额定二次负荷，两者关系为：SNI2N2ZN式中 SN电流互感器的额定容量，VA； IN2电流互感器的二次额定电流,A； ZN电流互感器的二次额定负荷，。由于电流互感器的误差与二次负荷的大小有关， 因此同一台电流互感器处在不同准确度级下工作时，便有不同的额定容量。一般分为0.2、0.5、1、3、D等级的准确度；0.2级实验测量或35 kV以上变电站计量用、0.5级10kV及以上变电站计量用、1级用来柜上仪表测量、3级用来继电保护和指示仪表用、D级用来作差动保护

40、，D级有较大的截面，不易饱和，过载倍数大；例如：某电流互感器二次额定电流为5A，工作在0.5级时，其额定容量为30VA(1.2)；当工作在1级时，其额定容量为60VA(2.4)。3）电流互感器的接线。单相式接线，适用于三相对称电路，由于三相对称负荷的三相电流大小相同、相位互差120°，所以只测量一相电流便可以监测三相电流，故仅在C相装设电流互感器。三相式接线，适用于三相四线制系统中。由于三相四线制系统中，三相电流的大小与相位均可能不相同，所以在三相上装设电流互感器，分别测量三相电流。两相式接线，适应用在三相三线制系统中。由于在三相三线制系统中三相电流的关系为IA+IB+IC=0,所以

41、IB=-(IA+IC),即通过公共线上的电流表中的电流为-IB。显然，不完全星形接线可以测量三相三线制系统中的三相电流（即IA、-IB和IC）。2、电压互感器为了测量和获取电网高压线路电压，用于电压、功率、功率因数等指示以及继电保护回路的需要，利用电压互感器原、副边线圈来进行隔离和变压得到，避免直接接触高电压。1)电流互感器的工作状态。电压互感器的一次绕组并联接入被测电路之中， 一次绕组所承受的电压将随被测电路电压变动而变化。它的二次绕组并联接入仪表和继电器的电压线圈(阻抗很大)， 又由于二次额定电压通常为100V或100/3 V，所以二次回路电流很小，故电压互感器正常运行时它的二次回路近于开

42、路状态。 运行中的电压互感器二次绕组基本维持在额定电压值上下，如果二次回路中发生短路，必然会造成很大的短路电流。为了及时切断二次侧的短路电流，在电压互感器二次回路内必须安装熔断器或小型空气自动开关。电压互感器一、二次额定电压之比，称为电压互感器的额定变比KNV，其值为： KNVU1/ U2 2)电压互感器的误差（1)变比误差(U)。变比误差是用电压互感器测量出的电压KNVU2和实际电压U1之差与实际电压U1之比的百分值表示。运行中的电压互感器的变比误差与二次负荷等因素有关，二次负荷愈大时，变比误差愈大；一次电压接近额定值时，变比误差减少，当一次电压超过1.1倍额定电压后，由于铁心的饱和而使变比

43、误差增大。（2）角误差(d)。角误差是指电压互感器一次电压U1与反向二次电压-U2之间的夹角值。(3) 电压互感器的额定容量。电压互感器的额定容量是指在最高准确度级工作时它所容许的二次最大负荷。电压互感器的额定容量一般用伏安表示。同一只电压互感器在不同准确度级工作时，其额定容量不同。 例如某电压互感器在0.5级工作时，额定容量为150VA；在1.0级工作时，额定容量则为500VA。 电压互感器的二次负荷一般仅考虑二次所接电压表和继电器电压线圈所消耗的功率。如果二次电缆较长，需要精确测量时，应考虑电压互感器二次导线上的电压损失。3）电压互感器结构和连接电压互感器的结构有单相式和三相式，次级线圈为

44、1个3个。下图为3kV10kV单相JDZ310型浇注式电压互感器如图。电压互感器的接线有多种方案：（a） VV接法： 如上图（b）所示。常用于中性点不接地系统，也可用来测量相间电压及接电度表。（b） Y0/Y0/接法： 如上图（b）所示。二次Y0线圈可用于接相间电压及电度表或功率表。二次形线圈可用于测零序电压值或测量对地电压。（c） Y0/Y0接法： 如上图（b）所示。二次线圈可用于接相间电压、电度表和功率表。不过无法测量对地电压。六、高压开关柜高压开关柜及一次线路方案高压开关柜有固定式开关柜和手车式开关柜，通信局（站）目前大多采用国产GG1A型高压开关及派生改进产品。GG1A型高压开关柜电压

45、为3kV10kV，频率为50Hz的三相单母线系统，作为接收与分配电能用。GG1A高压开关柜为开启式，柜内用薄钢板隔开，上部为油断路器室，下部为隔离开关室，主母线水平置于顶部支柱绝缘子上。柜前面板也为薄钢板，柜后无保护板。高压主电路及二次电路设备按一定的线路方案组装在柜内。近年国内高压电气技术发展迅速， GG1A高压开关柜内电气设备不断更新，如采用SN1010的， ， 型断路器， JDZB型浇注绝缘电压互感器， LDZJ1， LA或LDZ1电流互感器， CD10或CT8， CT7电磁操作机构等分别取代传统产品。与此同时研制出KGN10型、 KYN110（Z）等新型开关柜，其质量符合IEC（国际电

46、工委员会）各项指标。GG1A型高压开关柜一次线路共有124种，其线路图例如图所示。任意两种可构成组合柜，如图中电缆进线柜是由11号与77号柜组合。常用的组合见组合图。 GG1A型高压开关柜一次线路图侧组合图 该组合图为两路高压经隔离开关、电流互感器、油开关等接到高压母线上，再经隔离开关、高压断路器、电流互感器接至降压变压器。在该组合配电系统中，还装有高压熔断器、电压互感器、高压避雷器等。 高压变、配电设备的可靠性指标（1） 高压配电设备的可靠性指标高压配电设备，在15年使用时间内，主开关平均年动作次数12次时，平均失效间隔时间（MTBF）应1.4×105 h，不可用度应6.9

47、5;106；平均年动作次数12次时，平均失效间隔时间（MTBF）应4.18×104 h，不可用度应2.4×105。（2） 变压器的可靠性指标变压器在20年使用时间内，平均失效间隔时间（MTBF）应1.75×105 h，不可用度：无载调压变压器： 不可用度应9.14×104；有载调压变压器： 不可用度应1.22×103。七、避雷器避雷器是用来限制作用于电气设备上的大气过电压的一种防雷保护设备。避雷器并联接在被保护的电气设备附近。正常运行时，避雷器呈绝缘状态，使电气装置中的带电部分与地隔离开，不影响其正常工作。当幅值很高的雷电波入侵后，避雷器被击穿

48、，使大部分雷电流泄至地中，从而保护了电气设备的绝缘,随后避雷器恢复绝缘状态，重新使电气装置中带电部分与地之间绝缘，继续维持正常工作。避雷器可分为保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器、磁吹避雷器和金属氧化锌避雷器等几类。1、阀型避雷器:是由多个平板小间隙(火花间隙)与阀片电阻串联而构成的，将火花间隙与阀片电阻密封在瓷套内组合而成。普通阀型避雷器火花间隙主要由上、下电极与成形的云母片组成，上、下极板用黄铜片冲压而成，中间用云母垫片隔开，其工作面的距离约为0.51mm。上、下电极的工作面与云母垫片的接触部分附近有一个小空气隙，当冲击电压作用时，首先是云母片附近的空气隙中发生电晕，所产生的电子就跑向间隙的工作部分，加速了有效电子的出现。又因为电极间的距离很小，电场几乎是均匀的，故而使火花间隙的伏秒特性曲线很平，其分散性不大，这是阀型避雷器的主要优点之一。阀片是一种非线性电阻盘，它是由细小颗粒的金钢砂加粘合剂混合后烧制而成的。金钢砂封闭层的电阻值随外加电压的不同而变化，当外加电压急剧增大时其电阻值将大大下降。另一方面，金钢砂颗粒间的许多小间隙，在高