高压chapter5(下)

1、第五章 常用高压电器 （下）5.55.5 ：六氟化硫断路器和变电站：六氟化硫断路器和变电站一为什么使用一为什么使用SF6SF6制造高压断路器？六氟化硫制造高压断路器？六氟化硫断路器有哪些优点？断路器有哪些优点？答：答：1 1、 SF6SF6是由是由S S和和F F合成的一种化学气体合成的一种化学气体, ,是比空气是比空气重重5 5倍倍, ,是无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体是无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体2 2、SF6SF6分子是有很强的负电性，能吸附电子形成分子是有很强的负电性，能吸附电子形成惰性离子（惰性离子（SF6-SF6-），这样在），这样在SF6SF6气体中就不存气体中就不存在自由

2、电子，所以绝缘性能良好，在在自由电子，所以绝缘性能良好，在2-32-3大气大气压下压下SF6SF6能达到变压器油的绝缘强度能达到变压器油的绝缘强度3 3、由于、由于SF6SF6具有很好的高温导热性以及捕捉电子具有很好的高温导热性以及捕捉电子能力强，在电弧熄灭后就能很快恢复绝缘，所能力强，在电弧熄灭后就能很快恢复绝缘，所以以SF6SF6灭弧能力要比空气大灭弧能力要比空气大100100倍倍 由于由于SF6SF6具有以上优越的性能，所以成为制造高压断具有以上优越的性能，所以成为制造高压断路器和高压开关设备的良好介质，路器和高压开关设备的良好介质，SF6SF6高压断路器具有一高压断路器具有一系列优点：

3、系列优点：、灭弧室断口耐压高，、灭弧室断口耐压高，SF6SF6断路器单断口耐压和开断电断路器单断口耐压和开断电流参数比油和空气断路器要高，目前已达到单断口流参数比油和空气断路器要高，目前已达到单断口245kV245kV、50kA50kA水平，这样就减少了超高压断路器断口数，从而简水平，这样就减少了超高压断路器断口数，从而简化了结构，缩小了占地面积化了结构，缩小了占地面积、开断容量大，、开断容量大，SF6SF6断路器额定开断电流达断路器额定开断电流达40-63kA40-63kA，最大已达最大已达80kA80kA、电气寿命长，检修间隔周期长，目前、电气寿命长，检修间隔周期长，目前SF6SF6断路器

4、一般断路器一般能达到额定开断电流能达到额定开断电流10-2510-25次，检修周期可达次，检修周期可达10-2010-20年年、开断性能优异，、开断性能优异，SF6SF6断路器不仅开断短路性能好，并断路器不仅开断短路性能好，并且具有开断空载长线和空载变压器不重燃，过电压低等且具有开断空载长线和空载变压器不重燃，过电压低等优点优点、没有火灾危险、没有火灾危险二、二、SF6气体是否有毒？使用时应注意哪些问题？气体是否有毒？使用时应注意哪些问题？答：纯净的答：纯净的SF6气体是惰性气体，没有毒性。但气体是惰性气体，没有毒性。但SF6气体气体重量是空气的重量是空气的5倍，所以当开关室或电缆沟内有大量倍

5、，所以当开关室或电缆沟内有大量SF6气体溢出时，气体溢出时，SF6不断从底处向高处堆积，而把不断从底处向高处堆积，而把空气赶走，所以在进入有空气赶走，所以在进入有SF6气体溢出的场合时，应气体溢出的场合时，应开启窗户或启动通风设备排除开启窗户或启动通风设备排除SF6气体，待其稀薄后气体，待其稀薄后才能进入。对于长期工作环境，才能进入。对于长期工作环境，SF6气体的允许浓度气体的允许浓度按美国卫生标准建议为按美国卫生标准建议为1000PPM三、在拆开三、在拆开SF6SF6断路器灭弧室时，如何处理低氟化物和白断路器灭弧室时，如何处理低氟化物和白色粉末？色粉末？答：答：SF6SF6在电弧高温作用下，

6、大量分解为在电弧高温作用下，大量分解为F F、S S原子以及低原子以及低氟化物，但绝大部分分解物在电弧熄灭后能在极短时氟化物，但绝大部分分解物在电弧熄灭后能在极短时间内（间内（1010-6-61010-7-7S S）复合成）复合成SF6SF6分子。只有微量分解物分子。只有微量分解物不能复合成稳定的不能复合成稳定的SF6SF6分子，而以低氟化物形成存在。分子，而以低氟化物形成存在。如如SFSF4 4、SOSO2 2F F2 2、SOFSOF2 2、SOSO2 2、COCO2 2、HFHF等。由于这些成分等。由于这些成分具有一定的毒性，所以在设计灭弧室时均考虑装设分具有一定的毒性，所以在设计灭弧室

7、时均考虑装设分子筛或采用活性氧化铝，以便将这些有害成分吸收。子筛或采用活性氧化铝，以便将这些有害成分吸收。但为了安全起见，一般在开关气室抽空之后，再充入但为了安全起见，一般在开关气室抽空之后，再充入氮气或空气稀释后，反复抽真空氮气或空气稀释后，反复抽真空1 12 2次，然后开启阀次，然后开启阀门将空气放入，方可拆开灭弧室门将空气放入，方可拆开灭弧室 在打开灭弧室时，可以发现在触头和有关部件表面在打开灭弧室时，可以发现在触头和有关部件表面有一层白色的粉末，开断电流次数越多，则粉末越多。有一层白色的粉末，开断电流次数越多，则粉末越多。粉末的主要成分是氟化铜（粉末的主要成分是氟化铜（CuF2CuF2

8、）和氟化钨（）和氟化钨（WF3WF3），这），这是在电弧燃烧触头时生成的固体物质。粉末为稳定的绝是在电弧燃烧触头时生成的固体物质。粉末为稳定的绝缘物，没有毒性，但为安全起见，氟化物可用吸尘器吸缘物，没有毒性，但为安全起见，氟化物可用吸尘器吸收或用抹布轻轻擦下，集中在一起包起来，然后将粉末收或用抹布轻轻擦下，集中在一起包起来，然后将粉末深埋在地下，妥善处理。深埋在地下，妥善处理。四、四、SF6SF6断路器灭弧室的开断原理是怎样的？断路器灭弧室的开断原理是怎样的？答：答：SF6SF6断路器发展初期沿用压缩空气断路器的原理，将断路器发展初期沿用压缩空气断路器的原理，将SF6SF6压缩在高压罐内，在触

9、头分断时，阀门打开，气流压缩在高压罐内，在触头分断时，阀门打开，气流经过触头间隙流向低压区，将电弧吹熄。这种灭弧室经过触头间隙流向低压区，将电弧吹熄。这种灭弧室称为双压式灭弧室。考虑到称为双压式灭弧室。考虑到SF6SF6熄弧性能强，后来又简熄弧性能强，后来又简化为单压式灭弧室。化为单压式灭弧室。 单压式灭弧室中只充有低压单压式灭弧室中只充有低压SF6SF6气体（气体（5 57 7大气大气压），分闸时靠动触头带动压气活塞，产生瞬时压缩压），分闸时靠动触头带动压气活塞，产生瞬时压缩气体吹弧，所以又称为压气式断路器。这一改进简化气体吹弧，所以又称为压气式断路器。这一改进简化了结构，降低了成本。现代高

10、压断路器均采用这种型了结构，降低了成本。现代高压断路器均采用这种型式的灭弧室。式的灭弧室。 由于单压式断路器触头系统带有压气活塞由于单压式断路器触头系统带有压气活塞, ,所以要所以要求操动力较大求操动力较大, ,一般都采用气动或液压操动机构一般都采用气动或液压操动机构 SFSF6 6断路器灭弧室结构和工作示意图断路器灭弧室结构和工作示意图11静触头；静触头；22绝缘喷嘴；绝缘喷嘴；33动触头；动触头；44气缸气缸( (连同动连同动触头由操动机构传动触头由操动机构传动) )；55压压气活塞气活塞( (固定固定) )；66电弧电弧五、五、SF6SF6断路器会漏气吗？断路器会漏气吗？答：答：SF6S

11、F6断路器要在灭弧室和支持瓷套中充以断路器要在灭弧室和支持瓷套中充以5 57 7个大气个大气压的压的SF6SF6气体，故对其密封结构的要求远较对油开关的气体，故对其密封结构的要求远较对油开关的严格。虽然如此，气体还是要经过密封面和橡胶圈本严格。虽然如此，气体还是要经过密封面和橡胶圈本身向外渗漏，降低漏气率必须以提高制造精度为代价，身向外渗漏，降低漏气率必须以提高制造精度为代价，因此过高的要求会使成本大为提高，经验表明，将断因此过高的要求会使成本大为提高，经验表明，将断路器每年的漏气量控制在路器每年的漏气量控制在SF6SF6气体总重量的气体总重量的1 13%3%（即（即年漏气率为年漏气率为1 1

12、3%3%）是合理的。）是合理的。 测量年漏气率的方法是将断路器充气到额定气压测量年漏气率的方法是将断路器充气到额定气压后，用罩子罩好，经后，用罩子罩好，经2424小时后，测量罩内小时后，测量罩内SF6SF6的浓度，的浓度，并换算到已泄露并换算到已泄露SF6SF6气体重量与断路器内气体总重之比，气体重量与断路器内气体总重之比，以百分数表示以百分数表示 六、什么叫六、什么叫SF6SF6全封闭组合电器？它有何优全封闭组合电器？它有何优点？其用途如何？点？其用途如何？答：答：SF6SF6全封闭组合电器是将电力系统高压元件（除变压全封闭组合电器是将电力系统高压元件（除变压器外）按主接线方式有机地组合在一

13、起，并全部封闭器外）按主接线方式有机地组合在一起，并全部封闭于接地的金属筒内，充以于接地的金属筒内，充以SF6SF6气体做为绝缘和灭弧介质，气体做为绝缘和灭弧介质，形成一封闭的高压开关装置。形成一封闭的高压开关装置。 由于由于SF6SF6气体具有良好的绝缘和灭弧性能，所以用气体具有良好的绝缘和灭弧性能，所以用SF6SF6组合电器建造变电站具有一系列优点：组合电器建造变电站具有一系列优点：SF6SF6组合电器变电站和常规变电站比较，其相对占地面组合电器变电站和常规变电站比较，其相对占地面积和空间，随着电压增高而相对地大幅度缩小（概括积和空间，随着电压增高而相对地大幅度缩小（概括来说，来说，110

14、kV110kV约为敞开式的约为敞开式的1/101/10；220kV220kV约为约为1/201/20，500kV500kV约为约为1/501/50），从而使变电站实现了小型化），从而使变电站实现了小型化由于电气部分封闭于金属壳内，不受环境变化的影响。由于电气部分封闭于金属壳内，不受环境变化的影响。因此，因此，SF6SF6断路器两次维修间的开断次数多，可达满容断路器两次维修间的开断次数多，可达满容量的量的10102020次，所以能使设备维修期延长，一般可以次，所以能使设备维修期延长，一般可以10102020年不检修年不检修变电站安装可实现快速，优质，费用低。由于组合电变电站安装可实现快速，优质，

15、费用低。由于组合电器是成套运输到现场，所以现场安装工作量小，安装器是成套运输到现场，所以现场安装工作量小，安装速度快，安装费用仅为敞开式变电站的速度快，安装费用仅为敞开式变电站的60%60%创造了良好的工作环境，不燃烧，爆炸；噪声小创造了良好的工作环境，不燃烧，爆炸；噪声小, ,无污无污染和抗高电场干扰等染和抗高电场干扰等综合性技术经济指标高，由于既占地面积小，又加强综合性技术经济指标高，由于既占地面积小，又加强了可靠性，故全封闭电站造价经济合理，在电压高时了可靠性，故全封闭电站造价经济合理，在电压高时尤为突出尤为突出 由于具有上述优点，故由于具有上述优点，故SF6SF6组合电器组合电器 特别

16、适合用于城特别适合用于城市供电、工业区供电、水电站、地下变电站以及有各市供电、工业区供电、水电站、地下变电站以及有各类污染的沿海电站、化工、钢铁等企业供电类污染的沿海电站、化工、钢铁等企业供电七、七、SF6SF6断路器的缺点是什么？断路器的缺点是什么？答：答：1 1、在电弧作用下，金属蒸气与、在电弧作用下，金属蒸气与SF6SF6气体分解物起反气体分解物起反应，生成绝缘性能很好的细粉末，沉积在触头表面，应，生成绝缘性能很好的细粉末，沉积在触头表面，使得触头接触电阻增加，不能可靠工作。所以在频繁使得触头接触电阻增加，不能可靠工作。所以在频繁操作的低压电器中不能用操作的低压电器中不能用SF6SF6作

17、灭弧介质作灭弧介质2 2、在高温下会分解出有毒、腐蚀性的气体，对铝合金严、在高温下会分解出有毒、腐蚀性的气体，对铝合金严重腐蚀，对酚醛树脂、瓷绝缘也有损害。解决办法是重腐蚀，对酚醛树脂、瓷绝缘也有损害。解决办法是将将SF6SF6与与N2N2混合使用，当混合使用，当SF6SF6含量超过含量超过20%30%20%30%时，其绝时，其绝缘强度和全充缘强度和全充SF6SF6时相同，而腐蚀性大大减少时相同，而腐蚀性大大减少3 3、温室效应、温室效应 SF6SF6气体在大气中的寿命最长（气体在大气中的寿命最长（3200340032003400年），是最年），是最严重的温室气体严重的温室气体5.65.6 ：

18、熔断器、隔离开关和负荷开关：熔断器、隔离开关和负荷开关5.6.1 5.6.1 熔断器熔断器 一、高压熔断器是在高压电网中人为设置的一个一、高压熔断器是在高压电网中人为设置的一个最薄弱的通流元件，当流过短路或长期过载电流最薄弱的通流元件，当流过短路或长期过载电流时，元件本身发热熔断，借灭弧介质的作用使电时，元件本身发热熔断，借灭弧介质的作用使电路开断，达到保护电力线路和电气设备的目的。路开断，达到保护电力线路和电气设备的目的。高压熔断器在高压熔断器在35kV35kV及以下电压等级的小容量电及以下电压等级的小容量电网中被广泛使用。网中被广泛使用。型号例：型号例：RN1-35,RW3-10RN1-3

19、5,RW3-10二、按保护对象分：二、按保护对象分：电力熔断器电力熔断器电压互感器保护用熔断器电压互感器保护用熔断器电容器保护用熔断器电容器保护用熔断器三、按结构型式分，两大类三、按结构型式分，两大类、限流式熔断器、限流式熔断器限流式熔断器是充有石英沙填料的密闭管式熔断器，其特限流式熔断器是充有石英沙填料的密闭管式熔断器，其特点是：点是： 跌落式熔断器是利用固体产气材料来灭弧的管式熔断器，跌落式熔断器是利用固体产气材料来灭弧的管式熔断器，其特点是：其特点是：v1 1、熄弧能力较弱，开断容量小，特别是在开断小电流、熄弧能力较弱，开断容量小，特别是在开断小电流时，燃弧时间长，无限流作用时，燃弧时间

20、长，无限流作用v2 2、熔断器动作后，其熔管会自动翻转跌落，造成明显、熔断器动作后，其熔管会自动翻转跌落，造成明显可见的隔离间隙可见的隔离间隙v3 3、开断电路时不会出现截流现象、开断电路时不会出现截流现象v4 4、熄弧时会喷出大量炽热的游离气体并发出很大的响、熄弧时会喷出大量炽热的游离气体并发出很大的响声声跌落式熔断器适用于周围空间无导电尘埃和腐蚀性气体跌落式熔断器适用于周围空间无导电尘埃和腐蚀性气体以及无易燃、易爆危险，及剧烈震动的户外场所，既可以及无易燃、易爆危险，及剧烈震动的户外场所，既可做线路和变压器的短路过载保护，又可在一定条件下直做线路和变压器的短路过载保护，又可在一定条件下直接

21、用高压绝缘钩棒（俗称令克棒）来操作熔管的分、合，接用高压绝缘钩棒（俗称令克棒）来操作熔管的分、合，以断开或关合小容量的空载变压器，空载线路和小负荷以断开或关合小容量的空载变压器，空载线路和小负荷电流电流四、组成：熔管、接触导电系统、支柱绝缘子、底板（或四、组成：熔管、接触导电系统、支柱绝缘子、底板（或安装固定板）四部分安装固定板）四部分 高压限流熔断器实物图片高压限流熔断器实物图片 接线端子接线端子绝缘子绝缘子安装卡座安装卡座金属管帽金属管帽 瓷熔管瓷熔管内有金属熔体与石英沙内有金属熔体与石英沙熔断器底座熔断器底座石英沙石英沙熔断撞针熔断撞针金属熔体缠绕在内瓷管上金属熔体缠绕在内瓷管上瓷熔管剖

22、面图瓷熔管剖面图RW3RW31010户外高压跌落式熔断器户外高压跌落式熔断器答：熔断器熔体熔化的时间与电流的关系称为熔断器的答：熔断器熔体熔化的时间与电流的关系称为熔断器的保护特性，又称保护特性，又称安安秒秒特性或特性或时间时间电流特性电流特性1 1、熔断器的保护特性必须处于被保护设备的允许过载之、熔断器的保护特性必须处于被保护设备的允许过载之下才能可靠保护下才能可靠保护 下图中，下图中，1 1为被保护设备，为被保护设备，2 2、3 3为两种熔断器的保护特性，为两种熔断器的保护特性，可见可见3 3不能起可靠的保护作用。不能起可靠的保护作用。2 2、熔断器的保护特性必须满足特性配合的要求、熔断器

23、的保护特性必须满足特性配合的要求 特性配合：当线路发生故障时，靠近故障点的熔断器特性配合：当线路发生故障时，靠近故障点的熔断器最先熔断，切除故障部分，从而使系统的其它部分迅速恢最先熔断，切除故障部分，从而使系统的其它部分迅速恢复正常运行复正常运行例：例： 1 1是是2 2的后备保护的后备保护1 1的保护特性必须置于的保护特性必须置于2 2的保护特性之上的保护特性之上 要求：低电阻率要求：低电阻率目的：为了减小熔丝截面，避免熔断后产生的过多的目的：为了减小熔丝截面，避免熔断后产生的过多的金属粒子和金属蒸气金属粒子和金属蒸气材料：铜、银材料：铜、银高熔点：铜：高熔点：铜：10831083，银：，银

24、：961961措施：在熔体上焊上小锡球，利用措施：在熔体上焊上小锡球，利用冶金效应冶金效应产生原因：液态金属（熔点）产生原因：液态金属（熔点）导体，蒸汽状态（沸导体，蒸汽状态（沸点）点）绝缘体，当熔体从液绝缘体，当熔体从液气体，使得气体，使得i i从从I0,I0,过过电压电压利用利用加在熔断器两端的过电压，不可能超过熔体汽加在熔断器两端的过电压，不可能超过熔体汽化后形成的弧隙长度的击穿电压化后形成的弧隙长度的击穿电压，以下措施：，以下措施：采用短熔体采用短熔体 采用带狭颈的熔体采用带狭颈的熔体采用三段不同直径的熔体采用三段不同直径的熔体采用火花隙和辅助熔体采用火花隙和辅助熔体限流式：它的熔丝装

25、在充有石英沙的瓷管或玻璃管限流式：它的熔丝装在充有石英沙的瓷管或玻璃管中，当过载或短路时，熔丝熔断，产生电弧，由于石中，当过载或短路时，熔丝熔断，产生电弧，由于石英沙对电弧的强烈冷却和去游离作用，使电弧在电流英沙对电弧的强烈冷却和去游离作用，使电弧在电流过零前迅速熄灭，并产生截流过电压过零前迅速熄灭，并产生截流过电压 为了有效地灭弧，熔管内的熔丝常用多根并联，为了有效地灭弧，熔管内的熔丝常用多根并联，各熔丝之间及熔丝到管壁之间保持适当距离，这样电各熔丝之间及熔丝到管壁之间保持适当距离，这样电弧与石英沙接触面积增大，增强冷却效果，同时避免弧与石英沙接触面积增大，增强冷却效果，同时避免电弧烧坏熔管

26、和短接弧道电弧烧坏熔管和短接弧道跌落式：它由瓷质绝缘支柱跌落式：它由瓷质绝缘支柱1 1和开口熔管和开口熔管2 2两部分组成。两部分组成。熔管外层为酚醛纸管或环氧玻璃布管，内层采用钢纸管或熔管外层为酚醛纸管或环氧玻璃布管，内层采用钢纸管或虫胶桑皮纸管等固体产气材料，采用铜、银或银铜合金作虫胶桑皮纸管等固体产气材料，采用铜、银或银铜合金作熔丝材料，安装时使熔管轴线与铅垂线成熔丝材料，安装时使熔管轴线与铅垂线成3030的倾角。熔的倾角。熔丝穿过熔管，一端固定在下触头丝穿过熔管，一端固定在下触头4 4上，另一端由上动触头上，另一端由上动触头和转轴组成的活动关节拉紧，使熔断器保持在合闸位置。和转轴组成的

27、活动关节拉紧，使熔断器保持在合闸位置。当过载和短路电流将熔丝熔断后，活动关节释放，上动触当过载和短路电流将熔丝熔断后，活动关节释放，上动触头在弹簧作用下从鸭嘴罩抵舌处滑脱，熔管靠自动翻转跌头在弹簧作用下从鸭嘴罩抵舌处滑脱，熔管靠自动翻转跌落。与此同时，熔管内壁在电弧作用下产生大量气体，管落。与此同时，熔管内壁在电弧作用下产生大量气体，管内压力升高，气体高速向外喷出，纵向吹弧在电流过零时内压力升高，气体高速向外喷出，纵向吹弧在电流过零时将电弧熄灭，熔管跌落后形成明显可见的绝缘间隙将电弧熄灭，熔管跌落后形成明显可见的绝缘间隙 跌落式熔断器开断大故障电流时因熔管产气多，内部跌落式熔断器开断大故障电流

28、时因熔管产气多，内部压力高，熔管上端的磷铜片被吹动，形成压力高，熔管上端的磷铜片被吹动，形成两端排气两端排气，以免熔管爆炸。当开断小故障电流时，上端膜片不动作，以免熔管爆炸。当开断小故障电流时，上端膜片不动作，形成单向排气，燃弧时间较长形成单向排气，燃弧时间较长 跌落式熔断器在变台区上的应用跌落式熔断器在变台区上的应用5.6.2 5.6.2 隔离开关隔离开关 一、定义：无专门灭弧装置的开关设备，它只能在开断一、定义：无专门灭弧装置的开关设备，它只能在开断前或关合过程中无电流或接近无电流的情况下开断和关前或关合过程中无电流或接近无电流的情况下开断和关合电流合电流合闸状态：能可靠地通过正常工作电流

29、和故障（短路）合闸状态：能可靠地通过正常工作电流和故障（短路）电流电流分闸状态：有明显可见的断口，使电力设备与电源隔离分闸状态：有明显可见的断口，使电力设备与电源隔离型号：户内式（型号：户内式（GNGN）户外式（）户外式（GWGW）GN210GN210系列隔离开关系列隔离开关1.1.动触头动触头 2.2.拉杆绝缘子拉杆绝缘子 3.3.拉杆拉杆 4.4.转动轴转动轴 5.5.转动杠杆转动杠杆 6.6.支持绝缘子支持绝缘子 7 7静触头静触头三、要求：三、要求：参见课本参见课本P P1 13636四、动作联锁四、动作联锁分闸：断路器分分闸：断路器分隔离开隔离开关分关分接地闸刀合接地闸刀合合闸：接地

30、闸刀分合闸：接地闸刀分隔离隔离开关合开关合断路器合断路器合 二、作用：二、作用：1 1、将电气设备和线路与电网隔离以保证检修人员的安全、将电气设备和线路与电网隔离以保证检修人员的安全2 2、用以换接线路、用以换接线路3 3、用以关合和开断空载电力设备，电压互感器，避雷器等、用以关合和开断空载电力设备，电压互感器，避雷器等高压接地开关高压接地开关 5.6.3 5.6.3 负荷开关负荷开关一、定义：带有简单的灭弧装置，预定用来关合和开断一、定义：带有简单的灭弧装置，预定用来关合和开断额定电流或小于一定倍数（额定电流或小于一定倍数（3434倍）过载电流倍）过载电流二、作用：二、作用：1 1、关合和开

31、断比、关合和开断比Q QG G更大容量的空载变压器和更长的空载更大容量的空载变压器和更长的空载输电线输电线2 2、和熔断器串联构成一体以代替断路器、和熔断器串联构成一体以代替断路器三、要求三、要求参见课本参见课本P138P138负荷开关与隔离开关的不同点是：负荷开关与隔离开关的不同点是：1 1、有灭弧装置、有灭弧装置 2 2、能自动开断、能自动开断四、按灭弧方式分类四、按灭弧方式分类1 1、固体产气式、固体产气式F FF F 2 2、压气式、压气式F FF F 3 3、油浸式、油浸式F FF F高压负荷开关限流熔断器组合电器实物图片高压负荷开关限流熔断器组合电器实物图片 限流熔断器限流熔断器真

32、空负荷开关真空负荷开关上接线端子上接线端子下接线端子下接线端子 传动机构传动机构弹簧脱扣机构弹簧脱扣机构5.75.7 开关电器的机构开关电器的机构机构故障机构故障: :国内国内50%50%，国外，国外80%80% 拒动、自动跳闸、卡死、拒动、自动跳闸、卡死、 拒合、慢合、误分、拒分拒合、慢合、误分、拒分 操动机构：锁定、分闸、合闸操动机构：锁定、分闸、合闸 传动机构：变方向、改变力大小传动机构：变方向、改变力大小 触头行程机构：变直触头行程机构：变直 分闸动力装置：分闸动力装置： 缓冲器缓冲器12.1 12.1 操动机构操动机构一、要求：一、要求：1 1、当有合闸命令：不论此时线路情况（正常或

33、不正常），、当有合闸命令：不论此时线路情况（正常或不正常），必须能正确无误地合闸。正常情况，须可靠地保持在合必须能正确无误地合闸。正常情况，须可靠地保持在合闸位置闸位置2 2、有分闸命令时，正确分闸，可靠地保持在分闸位置、有分闸命令时，正确分闸，可靠地保持在分闸位置3 3、要能正确执行操作程序，联锁功能（信号）、要能正确执行操作程序，联锁功能（信号） 二、组成（四部分）二、组成（四部分） 合闸动力装置合闸动力装置 锁扣机构（包括自由脱扣机构）锁扣机构（包括自由脱扣机构） 分闸脱扣力装置分闸脱扣力装置 连锁和控制单元连锁和控制单元 1 1、手操（、手操（CSCS）w 合闸动力合闸动力人手人手w

34、用于用于110kV110kV以下隔离开关（一般为空载情况，至多为负载以下隔离开关（一般为空载情况，至多为负载情况）情况）2 2、电操（、电操（CDCD）w合闸动力合闸动力直流电磁铁直流电磁铁 直流蓄电池（一百多直流蓄电池（一百多A A，浮充），浮充） 整流机构（交流电整流机构（交流电+ +可控硅）可控硅）当有分闸力当有分闸力F F2 2作用于作用于C C点，连杆点，连杆5 5脱离止钉，脱离止钉，O O1 1ABDOABDO2 2恢复恢复为五连杆机构，为五连杆机构，B B向右移动，脱离鞍架支撑，分闸。向右移动，脱离鞍架支撑，分闸。弹操（弹操（CTCT） 合闸动力合闸动力储能弹簧储能弹簧 用于用于

35、110kV110kV以下断路器以下断路器液压操动（液压操动（CYCY） 利用液体做为力传递的介质，一般是用高压油推动利用液体做为力传递的介质，一般是用高压油推动工作缸活塞运动，使开关合闸的机构工作缸活塞运动，使开关合闸的机构 用于高于用于高于110kV110kV的高压或超高压开关中的高压或超高压开关中 气动操动（气动操动（CQCQ）电动机操动电动机操动 110kV 110kV以上隔离开关以上隔离开关重锤（重锤（CZCZ） 20 2040kg40kg重重 农村农村不同的操动机构，其合闸动力的输出特性不同，应和不同的操动机构，其合闸动力的输出特性不同，应和断路器的负载特性有适当的配合。断路器的负载

36、特性有适当的配合。12.212.2传动机构和触头行程机构传动机构和触头行程机构一、连杆机构一、连杆机构 由连杆、轴销组成由连杆、轴销组成 1 1、四连杆：、四连杆： 连杆连杆1 1：主动臂：主动臂 F F1 1与与1 1同方向同方向 连杆连杆2 2：从动臂：从动臂 F F2 2与与2 2反方向反方向问：若问：若O O1 1A A转过转过1 1角，角，O O2 2B B转过转过2 2角角= =？解：多通过作图法解：多通过作图法作图原则：各连杆长度保持不变（于一坐标纸上，按比例作图原则：各连杆长度保持不变（于一坐标纸上，按比例画出）画出）步骤：步骤： 确定固定轴确定固定轴O O1 1、O O2 2

37、的位置的位置 画出画出O O1 1A A的起始位置的起始位置O O1 1A A0 0 以以A AO O为圆心，为圆心，ABAB为半径作圆弧为半径作圆弧 以以O O2 2为圆心，为圆心，O O2 2B B为半径作圆弧为半径作圆弧, ,交于交于B B0 0 以以O O1 1为圆心，为圆心，O O1 1A A为半径做圆弧为半径做圆弧 每隔每隔1010, ,取取A A1 1AAn n 重复重复，作出，作出B B1 1BBn n 2 2、三连杆和五连杆、三连杆和五连杆五连杆：主动臂五连杆：主动臂1 1与从动臂与从动臂2 2之间没有确定运动，不能作为之间没有确定运动，不能作为传动机构，但是若传动机构，但是

38、若ABCABC保持在一直线上，五连杆保持在一直线上，五连杆四连杆四连杆（BB死点死点) )3 3、凸轮机构、凸轮机构二、触头行程机构（直线运动机构）二、触头行程机构（直线运动机构） 曲柄滑块曲柄滑块 摇臂滑块（将摇臂滑块（将O O2 2看成无穷远处）看成无穷远处） 1 1、摇杆、摇杆滑块机构滑块机构 图图12.1312.13 最大行程最大行程H=2aH=2a2 2、摇杆、摇杆双滑块机构双滑块机构 图图12.1412.143 3、准椭圆机构和近似椭圆直线运动、准椭圆机构和近似椭圆直线运动 图图12.1512.15、12.1612.16第十三章：变换电器第十三章：变换电器一、互感器的用途及作用一、

39、互感器的用途及作用 互感器是一种特殊变换电器，广泛用于配电互感器是一种特殊变换电器，广泛用于配电装置的交流电工测量和继电保护中。互感器装置的交流电工测量和继电保护中。互感器分为两大类：一类为电流互感器也叫仪用变分为两大类：一类为电流互感器也叫仪用变流器，用途是将交流大电流变换为标准的小流器，用途是将交流大电流变换为标准的小电流（电流（5 5安培或安培或1 1安培），供电给测量仪表和安培），供电给测量仪表和保护装置的电流线圈；另一类是电压互感器保护装置的电流线圈；另一类是电压互感器也叫仪用变压器，用途是将交流高电压变换也叫仪用变压器，用途是将交流高电压变换为标准的低电压（为标准的低电压（1001

40、00伏或伏或100/ 100/ ）3 电流互感器（电流互感器（TATA）一次绕组）一次绕组(N1)(N1)串联于被测量串联于被测量电路电路(L)(L)中，二次绕组中，二次绕组(N2)(N2)与测量仪表与测量仪表( (如电流如电流表表A A、有功功率表、有功功率表W W的电流线圈的电流线圈) )和保护装置的和保护装置的继电器电流线圈串联；电压互感器继电器电流线圈串联；电压互感器(TV)(TV)一次绕一次绕组组(N1)(N1)并联接于被测电路并联接于被测电路(L)(L)中，二次绕组中，二次绕组(N2)(N2)与测量仪表与测量仪表( (如电压表如电压表V V、有功功率表、有功功率表W W的电压的电压

41、线圈线圈) )和保护装置的继电器电压线圈并联和保护装置的继电器电压线圈并联AVVAN1N1N2N2TATV电压互感器电流互感器静触头盒静触头盒接地开关接地开关主母线主母线套管套管支母线支母线真空断路器真空断路器电力电缆电力电缆电流互感器电流互感器接地开关接地开关支母线支母线静触头盒静触头盒带电显示传感器带电显示传感器支母线支母线电力电缆电力电缆电流互感器电流互感器电缆室内部结构示意图电缆室内部结构示意图三、型号含义三、型号含义 电压互感器：电压互感器： J-电压互感器电压互感器 S-三相三相 J-油浸式油浸式 D-单相单相 Z-浇注式浇注式 W-五心柱式五心柱式 X-带剩余电压绕组带剩余电压绕

42、组 R-带熔断器带熔断器JSJW-10型型JDJ2-35型型JZW-24JDZ-15电压互感器电压互感器JSX6-35JDJ-10JZW-12型型电压互感器车电压互感器车适用于柜体中部适用于柜体中部适用于柜体底部适用于柜体底部电流互感器电流互感器 L-电流互感器电流互感器 Z-支柱式支柱式 Z-浇注式浇注式 M-母线式母线式 J-油浸式油浸式 D-单匝式单匝式 F-封闭式封闭式 F-复匝式复匝式 C、S-手车式手车式例：例：LZZBJ9-10A3GLZZBJ9-10A3GL L 电流互感器电流互感器 Current transformerCurrent transformerZ Z 支柱式支柱

43、式 Post typePost typeZ Z 浇注式浇注式 Casting typeCasting typeB B 带保护级带保护级 Wity protective classWity protective classJ J 加强型加强型 Reinforced typeReinforced type9 9 设计序号设计序号 Design NumberDesign Number10 10 额定电压（额定电压（kVkV） Highest voltage for Highest voltage for equipment(kV)equipment(kV)A3G A3G 结构代号结构代号 Struc

44、ture codeStructure codeLZZB-35LZZB-35电流互感器电流互感器LZZBJ9-12hLZZBJ9-12h型电流互感器型电流互感器13.1 13.1 电流互感器电流互感器一、概述一、概述1 1、定义：属于变换电器（性质）、定义：属于变换电器（性质） 将高压电路的大电流将高压电路的大电流低压小电流低压小电流（作用）（作用） 供电给测量仪表或继电器（供电对象）供电给测量仪表或继电器（供电对象）2 2、分类：按供电对象分：测量用保护用、分类：按供电对象分：测量用保护用3 3、结构原理、结构原理( (图图13.1)13.1) 电流电流I I1 1流过流过W W1 1，产生磁

45、势，产生磁势I I1 1W W1 1 ，一部分在铁心，一部分在铁心中产生磁通中产生磁通，在在W W2 2中感应电势中感应电势E E2 2，产生，产生I I2 2，I I2 2在在W W2 2中产生磁势中产生磁势I I2 2W W2 2即即 匝比匝比 注：电压、电流互感器的匝比均注：电压、电流互感器的匝比均11 0121122BmWHIIIWW0I铁心励磁电流铁心励磁电流12120IIWW121121WWIIIWk 211WWWk4 4、结论、结论忽略忽略I I0 0W W1 1，相当于一恒流源，相当于一恒流源，I I2 2=I=I1 1/K/Kw w当当KwKw一定，一定， ，且，且 只与只与

46、 有关，与一次电压和二次回有关，与一次电压和二次回路阻抗无关路阻抗无关忽略忽略I I0 0W W1 1，则，则 与与 相位差相位差180180（- - 与与 同相）同相）可以通过选择可以通过选择K Kw w，使额定二次电流标准化，使额定二次电流标准化 5A5A（1A1A）二次侧禁止开路，全部二次侧禁止开路，全部I I1 1II0 0，铁心被磁化到饱和：，铁心被磁化到饱和：二次绕组中，产生过电压二次绕组中，产生过电压磁滞、涡流损耗磁滞、涡流损耗 ，铁心过热，铁心过热剩磁增加，影响工作准确度剩磁增加，影响工作准确度2I1I1I2I2I2I1I1I5 5、优点：、优点：额定二次电流额定二次电流I I

47、2 2统一，使得对象结构标准化，产品成本统一，使得对象结构标准化，产品成本，准确度，准确度 绝缘隔离、接地，保证运行和人员安全绝缘隔离、接地，保证运行和人员安全二次接线延长，远距离监控（例：二次侧装在现场，仪二次接线延长，远距离监控（例：二次侧装在现场，仪表等装在主控室，中间用电缆）表等装在主控室，中间用电缆）6 6、两个电流互感器共用一个一次绕组而构成一体，称为、两个电流互感器共用一个一次绕组而构成一体，称为有两个铁心的电流互感器有两个铁心的电流互感器二、基本参数二、基本参数1 1、热稳定电流倍数、热稳定电流倍数K KT T一秒钟额定短时耐受电流一秒钟额定短时耐受电流I IT1T1：额定一次

48、电流：额定一次电流I I1e1e2 2、动稳定倍数、动稳定倍数K KD D额定峰值耐受电流额定峰值耐受电流i if f：额定一次电流幅值：额定一次电流幅值11TTeIKI12fDeKIi3 3、额定电流比、额定电流比KeKe额定一次电流：额定二次电流额定一次电流：额定二次电流 Ke=IKe=I1e1e/I/I2e2e Kw=Ke无补偿，无补偿， KwKe减匝补偿减匝补偿思考：为什么思考：为什么 KwKe 可以补偿？可以补偿？4 4、电流误差、电流误差fifi（比差）（比差）212112201111220WeeeeWIKI WIWIWI WI WWI211100iKeIIfI5 5、相位差、相位

49、差 单位（单位（ ），），1 1弧度弧度=3440 =3440 - - 与与 夹角夹角若超前，为正角误差若超前，为正角误差 ；滞后，为负角误差；滞后，为负角误差6 6、复合误差、复合误差 （% %） （均方根）（均方根）i2I1Ie2210111()100TeKeiidtIT7 7、额定二次负荷、额定二次负荷Z Z2e2e（）I2=I2e时，时， 和和 不超过允许范围，二次侧所能接入的最不超过允许范围，二次侧所能接入的最大负荷值大负荷值思考：为什么指的是最大负荷值思考：为什么指的是最大负荷值即：二次侧接入的负荷值即：二次侧接入的负荷值 ， 、 ，较低的准确级下工，较低的准确级下工作（准确级作（

50、准确级）8 8、准确级、准确级测量用：测量用：0.10.1、 0.20.2、 0.50.5、 1 1、 3 3、5 5 保护用：保护用：5P5P、10P10Piiifif9 9、额定仪表保安电流和仪表保安因数（、额定仪表保安电流和仪表保安因数（FSFS）测量用电流互感器测量用电流互感器额定二次负荷额定二次负荷 复合误差复合误差10%10%的最小一次电流值的最小一次电流值1010、额定准确限值一次电流和准确限值因数、额定准确限值一次电流和准确限值因数保护用的保护用的CT CT 最大一次电流最大一次电流1111、二次极限感定电势、二次极限感定电势三、误差分析三、误差分析1 1、误差原因：由于激磁磁

51、势、误差原因：由于激磁磁势 0 0， 按定义的按定义的 、 0 02 2、误差分析、误差分析 即求即求 = =？ = =？二次回路绕组感性负载（二次回路绕组感性负载（ 滞后滞后 ， 角角二次二次回路功率因数角）回路功率因数角）磁滞、涡流损耗磁滞、涡流损耗01I Wififii224.44mEjf W2I2E2112210I WI WI W2121212111111111100100100100WiK IIW IWIKeIIfIIIWob ocbaIWIW11iiacactgIWoa 2201coscos(90)sin()ba bcabc bcIW012sincos()acbcabcI W021

52、sin() 100iIfI 021cos()iII 3 3、减少误差措施、减少误差措施以下推导以下推导I I0 0与与I I1 1的关系的关系 0122mmcBI WHS2220222202224.44()()4.44mfmfEf WI ZZEI ZZf W 得：得： 20221022012221()()2 4.442 4.44ffI ZZIW ZZI WSc f WSc f W 0222201()24.44fZZIISc f W 使用的角度，只能改变使用的角度，只能改变Z Zf2f2和和四、误差补偿四、误差补偿目的：不增加材料消耗量的情况下减小误差目的：不增加材料消耗量的情况下减小误差减匝补

53、偿减匝补偿作用：使作用：使f fi i特性向上平移，不能改变斜度特性向上平移，不能改变斜度方法：将二次绕组匝数减少方法：将二次绕组匝数减少1313匝匝 211221112100()100100eieiieiK IIfIKIIffIK IIfI其中其中 2112II W W， 2112II W W， 21eWKKW W211111221222()100100iiW IWIWW WWW WffIW222100iiWWffW减匝后，减匝后， 向上平移向上平移适用对象：测量用的电流互感器，继电保护适用对象：测量用的电流互感器，继电保护 用的电流互感器用的电流互感器22WWif222100WWW短路线圈

54、补偿短路线圈补偿作用作用: :使使 , , 原理原理: :铁心上绕上一匝或几匝的短路线圈铁心上绕上一匝或几匝的短路线圈, ,增加铁心的涡增加铁心的涡流损耗流损耗,角角 , , 对象对象: :测量用的电流互感器测量用的电流互感器(3)(3)磁分路补偿磁分路补偿作用作用: :利用磁分路产生附加电势利用磁分路产生附加电势E Ef f, ,从而使主磁通从而使主磁通和和激磁磁势激磁磁势I I0 0W W1 1可以可以 , ,误差误差 小电流下磁分路补偿作用大小电流下磁分路补偿作用大, ,大电流下磁分路饱和大电流下磁分路饱和, ,补补偿作用小偿作用小, ,整平电流误差特性整平电流误差特性( (再用减匝补偿

55、得到很好的再用减匝补偿得到很好的效果效果) ) iiifif22014.442mmEf WI WSc1222,()WI KIEI02f202f2一定一定ZZ 一定Z ,Z 一定20120f产生一定的E 需要一定的I W( ),E =E +E基尔霍夫定律应用于磁路基尔霍夫定律应用于磁路: :磁势磁势电势，磁通电势，磁通电流电流主磁通：主磁通： 分路磁通：分路磁通： 其中其中,Z,Zf f磁分路等效阻抗磁分路等效阻抗 1122221122012()2()2mmmmI WI WI WI WI WI WZZZ112201222()2()fmffI WI WI WI WZZ二次绕组感应电势二次绕组感应电

56、势其中其中, ,22222204.44 ( )4.44()fmmmmfmfEjf WWWjWWEE012222222()4.4424.44fffI W I WI W WEjfWjfZZ0ffffZRS 五、电流互感器的结构五、电流互感器的结构 按一次、二次绕组之间所用绝缘材料不同分：按一次、二次绕组之间所用绝缘材料不同分：1 1、干式电流互感器、干式电流互感器材料：瓷、环氧树脂等固体绝缘材料：瓷、环氧树脂等固体绝缘对象：额定电压对象：额定电压35kV35kV以下的户内式结构以下的户内式结构分类：按一次绕组匝数的多少分：分类：按一次绕组匝数的多少分：单匝式：单匝式：额定电压额定电压3 310kV

57、 10kV 额定一次电流为额定一次电流为300A300A及以上及以上套管式：有一个或两个铁心（二次绕组），一次绕组为套管套管式：有一个或两个铁心（二次绕组），一次绕组为套管中的导电杆中的导电杆 例例:P65:P65多油断路器多油断路器母线式：母线式：优点：优点：a a、尺寸、重量较小、尺寸、重量较小b b、能提高额定冲击耐受电流、能提高额定冲击耐受电流c c、过电压波侵入时，一次绕组不会引起匝间击穿、过电压波侵入时，一次绕组不会引起匝间击穿缺点：不能制造一次电流较小的电流互感器缺点：不能制造一次电流较小的电流互感器 多匝式多匝式额定电压额定电压3 310kV10kV，额定电流，额定电流5 56

58、00A600A匝数多少根据额定电流匝数多少根据额定电流 =300=300400400优点：优点：缺点：缺点：11eI W2 2、油浸式、油浸式材料：油、绝缘纸材料：油、绝缘纸对象：额定电压对象：额定电压110kV110kV，额定电流，额定电流15151000A1000A优点：优点：a a、尺寸不大、尺寸不大b b、二次绕组功率较大、二次绕组功率较大c c、额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流较高、额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流较高缺点：制造复杂缺点：制造复杂小测：小测：1 1、电流互感器的、电流互感器的K Kw w= =？ 磁势平衡方程磁势平衡方程, ,电流误差定义式电流误差定义式? ?2

59、2、电流互感器的二次禁止什么？原因及后果？、电流互感器的二次禁止什么？原因及后果？3 3、无补偿电流互感器产生误差的原因、无补偿电流互感器产生误差的原因? ? = =？，？， = =？ 如何减少误差？为什么？如何减少误差？为什么？4 4、误差补偿的方法有几种？各自作用是什么？额定二次负、误差补偿的方法有几种？各自作用是什么？额定二次负荷定义？荷定义？ifi13.213.2电压互感器电压互感器 一、概述一、概述1 1、定义：、定义：、性质：属于变换电器、性质：属于变换电器、作用：将高电压、作用：将高电压低电压低电压、对象：测量仪表或继电器、对象：测量仪表或继电器 2 2、结构、结构 高电压高电压

60、 U U1 1感应电势感应电势E E2 2UU2 2与电流互感器比较：与电流互感器比较： 相同：将大值相同：将大值小值小值不同：不同：CTCT：一次绕组串联到电路中：一次绕组串联到电路中 PTPT：一次绕组并联到电路中：一次绕组并联到电路中CTCT：W W1 1WW2 2 PT PT：W W2 2WKe加加匝补偿匝补偿2 2、电压误差、电压误差 (%) (%)3 3、相位差、相位差 : : 与与 夹角夹角 若超前，为正角误差若超前，为正角误差 ；滞后，为负角误差；滞后，为负角误差4 4、额定二次负荷、额定二次负荷W W2e2e（VAVA） U2=U2e时，时， 和和 不超过允许范围，二次侧所能