第5章电气设备及其选择

1、第第5章电气设备及其选择章电气设备及其选择第第5章电气设备及其选择章电气设备及其选择5.1 电弧的基本知识电弧的基本知识 5.2 导体和电器设备选择的一般规定导体和电器设备选择的一般规定5.3 高压开关电器高压开关电器5.4 母线、高压绝缘子及穿墙套管母线、高压绝缘子及穿墙套管5.5 互感器互感器5.6 低压开关电器低压开关电器5.7 导线选择与电力线路导线选择与电力线路5.1 电弧的基本知识电弧的基本知识一、电弧对电器设备有很大的危害一、电弧对电器设备有很大的危害电压：电压：电流：电流：10 20V80100mAmA高温区域：高温区域：5000 C二、电弧的形成二、电弧的形成（1）强电场发射

2、）强电场发射（2）热电发射）热电发射（3）碰撞游离）碰撞游离（4）热游离）热游离三、电弧的熄灭条件三、电弧的熄灭条件（1）去游离）去游离触头间自由电子和正离子不断消失的现象称为去触头间自由电子和正离子不断消失的现象称为去游离游离 。（2）去游离方式）去游离方式复合、扩散复合、扩散（3）熄灭电弧的条件）熄灭电弧的条件四、熄灭电弧的条件四、熄灭电弧的条件 1、吹弧、吹弧 2、采用多断口、采用多断口 3、利用有机固体介质的狭缝灭弧、利用有机固体介质的狭缝灭弧5.2 导体和电器设备选择的一般规定导体和电器设备选择的一般规定 正常选择正常选择；故障校验故障校验；考虑环境因素考虑环境因素1 按工作环境及正

3、常工作条件选择电气设备按工作环境及正常工作条件选择电气设备（1）根据电气装置所处的位置（户内或户外）、）根据电气装置所处的位置（户内或户外）、使用环境和工作条件，选择电气设备型号等。使用环境和工作条件，选择电气设备型号等。（2）按工作电压选择电气设备的额定电压）按工作电压选择电气设备的额定电压UN Ug （3）按最大持续工作电流选择电气设备的额定电）按最大持续工作电流选择电气设备的额定电流流 IN Igmax 根据发热条件修正根据发热条件修正0uxuxuxuxuxIIK I根据海拔修正根据海拔修正(2)动稳定校验动稳定校验 (1)热稳定校验热稳定校验2按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定按短

4、路条件校验电气设备的动稳定和热稳定3开关电器断流能力校验开关电器断流能力校验对对具有断流能力具有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力，开的高压开关设备需校验其断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。(3)maxchii或(3)maxchII2(3)2tjI tIt(3)maxockIImaxockSS或电气设备名称电气设备名称额定电压额定电压/kV/kV额定电流额定电流/A/A短路电流校验短路电流校验动稳定度动稳定度热稳定度热稳定度断流能力断流能力/kA/kA高压断路器高压断路器高压隔离开关高压隔离开关高压负荷开关高压负荷开

5、关高压熔断器高压熔断器电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器支柱绝缘子支柱绝缘子套管绝缘子套管绝缘子母线（硬）母线（硬）电电 缆缆高压电气设备选择和校验项目高压电气设备选择和校验项目 一、高压断路器一、高压断路器1、作用：正常工作时断开和接通负荷电流；、作用：正常工作时断开和接通负荷电流； 短路时短路时断开短路电流断开短路电流。5.3 高压开关电器高压开关电器ZN12-12ZW6-12ZN68-123、种类和结构、种类和结构 2、图形符号：、图形符号：1）油断路器油断路器 绝缘油绝缘油作为灭弧介质。作为灭弧介质。 多油断路器和少油断路器多油断路器和少油断路器 断路器种类繁多，但主要结构相近，

6、主要包括：断路器种类繁多，但主要结构相近，主要包括：导电回路、灭弧室、外壳、绝缘支体、操作和传导电回路、灭弧室、外壳、绝缘支体、操作和传动机构动机构3 3）SF6 断路器断路器2 2）空气断路器空气断路器4 4）真空真空 断路器断路器压缩空气作为灭弧介质。压缩空气作为灭弧介质。SF6作为灭弧介质。作为灭弧介质。利用稀薄空气的高绝缘强度熄灭电弧。利用稀薄空气的高绝缘强度熄灭电弧。4、主要技术参数、主要技术参数 （1）额定电压）额定电压 Un 是保证长期工作时断路器所耐受的电压值。是保证长期工作时断路器所耐受的电压值。（2）额定电流）额定电流 In 是可以长期通过的最大电流。是可以长期通过的最大电

7、流。（3）额定开断电流）额定开断电流 Ink 是在额定电压下能正常开断的最大电流。是在额定电压下能正常开断的最大电流。（4）额定断流容量）额定断流容量 Snk 额定电压与额定开断电流的乘积。额定电压与额定开断电流的乘积。（5）额定关合电流）额定关合电流 （6）热稳定电流）热稳定电流 It能够承受短路电流热效应的能力，通常以电流有能够承受短路电流热效应的能力，通常以电流有效值表示。效值表示。（7）动稳定电流）动稳定电流 idw能够承受短路电流电动力作用的能力，通常以短能够承受短路电流电动力作用的能力，通常以短路电流峰值表示。路电流峰值表示。5 5、断路器型号的表示和含义、断路器型号的表示和含义6

8、 6、断路器的选择、断路器的选择例例5-1 5-1 试选择某试选择某35KV35KV变电所主变次总高压开关柜的高变电所主变次总高压开关柜的高压断路器，已知变压器压断路器，已知变压器35/10.5kV,5000KVA,35/10.5kV,5000KVA, 三相最大三相最大短路电流为短路电流为3.35kA3.35kA，冲击短路电流为，冲击短路电流为8.54kA8.54kA，三相短，三相短路容量为路容量为60.9MVA60.9MVA，继电保，继电保 护动作时间为护动作时间为1.1s1.1s。 解：解：因为户内型，故选择户内少油断路器。根据变压器二次侧额定电流选择断路器的额定电流。 查附录表查附录表1

9、515，选择，选择SN10-10I/630SN10-10I/630型少油断路器，其有型少油断路器，其有关技术参数及安装地点电气条件和计算选择结果列于关技术参数及安装地点电气条件和计算选择结果列于下表，可见断路器的参数均大于装设地点的电气条件，下表，可见断路器的参数均大于装设地点的电气条件，选断路器合格。选断路器合格。 高压断路器选择校验表高压断路器选择校验表 序序号号SW10-10I/630SW10-10I/630选选 择择要要 求求装设地点电气条件装设地点电气条件结论结论项项 目目数数 据据项项 目目数数 据据1 1U UN N10kV10kVU UWNWN10kV10kV合格合格2 2I

10、IN N630A630AI Ij j275A275A合格合格3 3I IOCOC16kA16kAI Ik k（3 3）3.35kA3.35kA合格合格4 4i imaxmax40kA40kAi ichch(3)(3)8.54kA8.54kA合格合格5 5I It t2 2t t1622=5122=512KA2sI I2 2t tj j3.353.352(1.1+(1.1+0.08+0.05)=10.08+0.05)=13.83.8KA2s合格合格二、二、高压隔离开关高压隔离开关 1 1、作用：、作用：（1 1）隔离高压电源；）隔离高压电源；（2 2）倒闸操作；（）倒闸操作；（3 3）接通或）接

11、通或断开较小电流断开较小电流2 2、图形符号：、图形符号：3 3、类型和结构、类型和结构 高压隔离开关按安装地点分为户内式和户外高压隔离开关按安装地点分为户内式和户外式两大类；式两大类；按有无接地可分为不接地、单接地、按有无接地可分为不接地、单接地、双接地三类双接地三类4 4、高压隔离开关型号的表示和含义、高压隔离开关型号的表示和含义5、隔离开关的选择、隔离开关的选择 只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定度只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定度和热稳定度。和热稳定度。 隔离开关不得带负荷拉合闸！隔离开关不得带负荷拉合闸！例例5-2 按例按例5-1所给的电气条件，选择柜内隔离开关。所给的

12、电气条件，选择柜内隔离开关。 解：解：由于由于10kV10kV出线控制采用成套开关柜，选择出线控制采用成套开关柜，选择GNGN 19-10/630-10/630高压隔离开关。选择计算结果列于下表。高压隔离开关。选择计算结果列于下表。 序序号号GN19-10/630GN19-10/630选择选择要求要求安装地点电气条件安装地点电气条件结论结论项目项目数据数据项目项目计算数据计算数据1 1U UN N10kV10kVU UWNWN10kV10kV合格合格2 2I IN N630A630AI Ij j275A275A合格合格3 3i imaxmax50kA50kAi ichch(3)(3)8.54k

13、A8.54kA合格合格4 4I It t2 2t t 31.522=1984.5KA2sI I2 2t tj j3.353.352(1.1+0.08(1.1+0.08+0.05)=13.8+0.05)=13.8KA2s合格合格三、高压负荷开关三、高压负荷开关1、作用：通断负荷电流和过负荷电流。、作用：通断负荷电流和过负荷电流。 FN12-12GFW-12（高压隔离负荷开关）（高压隔离负荷开关） 2 2、图形符号、图形符号3 3、类型与结构、类型与结构 高压负荷开关主要有产气式、压气式、真高压负荷开关主要有产气式、压气式、真空式和空式和SFSF6 6等结构类型，主要用于等结构类型，主要用于101

14、0kVkV等级电网。等级电网。负荷开关有户内式和户外式两大类。负荷开关有户内式和户外式两大类。1主轴主轴 2上绝缘子兼气缸上绝缘子兼气缸 3连杆连杆 4下绝缘子下绝缘子5框架框架 6RN1型熔断器型熔断器 7下触座下触座 8闸刀闸刀 9弧动触头弧动触头 10绝缘喷嘴（内有弧静触头）绝缘喷嘴（内有弧静触头） 11主静主静触头触头 12上触座上触座 13断路弹簧断路弹簧 14绝绝缘拉杆缘拉杆 15热脱扣器热脱扣器 4 4、高压负荷开关型号的表示和含义、高压负荷开关型号的表示和含义5 5、适用场合：适用于无油化、不检修、要、适用场合：适用于无油化、不检修、要求频繁操作的场所，可配用求频繁操作的场所，

15、可配用CS6-1CS6-1操动机构操动机构也可配用也可配用CJCJ系列电动操动机构。系列电动操动机构。6 6、负荷开关的选择、负荷开关的选择负荷开关不能切断短路电流！负荷开关不能切断短路电流！四、高压熔断器四、高压熔断器1 1、作用：对电路及其设备进行短路保护、作用：对电路及其设备进行短路保护RW11、RW10 RN2 2 2、图形符号：、图形符号：（1）RN系列高压熔断器系列高压熔断器3 3、类型与结构、类型与结构由熔管、触头座、动作指示器、绝缘子和底板构成由熔管、触头座、动作指示器、绝缘子和底板构成。（2 2）RWRW系列高压跌落式熔断器系列高压跌落式熔断器“逐级排气逐级排气”结结构构4

16、4、高压熔断器型号的表示和含义、高压熔断器型号的表示和含义5 5、高压熔断器的选择、高压熔断器的选择A. A. 保护保护线路线路的熔断器的选择的熔断器的选择(1)(1)熔断器的额定电压熔断器的额定电压U UNFUNFU应等于线路的额定电压应等于线路的额定电压U UN NU UNFUNFU=U=UN N (2)(2)熔体额定电流熔体额定电流I INFENFE不小于线路计算电流不小于线路计算电流I Ij j，即，即 I INFENFEIIj j (3)(3)熔断器额定电流熔断器额定电流I INFUNFU不小于熔体的额定电流不小于熔体的额定电流I INFENFE。 I INFUNFU I INFE

17、NFE (4)(4)熔断器断流能力校验熔断器断流能力校验 限流式熔断器（如限流式熔断器（如RN1RN1型）型）I I (3)非限流式熔断器非限流式熔断器(RW型型)I Ich(3) 对断流能力有下限值的熔断器对断流能力有下限值的熔断器(RW型型) I min IK(2) 式中，式中，I min为熔断器分断电流下限值；为熔断器分断电流下限值；Ik(2)为为线路末线路末端两相短路电流。端两相短路电流。 B.B.保护保护电力变压器电力变压器（高压侧）的熔断器的选择（高压侧）的熔断器的选择 （1）熔断器）熔断器型号型号的选择的选择 户内户内RN1型型, ,户外户外RW型型（2）熔体额定电流）熔体额定电

18、流IN FE的选择的选择 IN FE = (1.52.0)I1N T IN FE - 熔断器熔体额定电流；熔断器熔体额定电流； I1N T - 变压器一次绕组变压器一次绕组额定电流。额定电流。C.C.保护保护电压互感器电压互感器的熔断器的选择的熔断器的选择 RN2RN2型专用熔断器作电压互感器短路保护，其熔体型专用熔断器作电压互感器短路保护，其熔体额定电流为额定电流为0.5A0.5A 五、高压开关柜五、高压开关柜1、功能、功能 由制造厂按一定接线方式将同一回路的开关由制造厂按一定接线方式将同一回路的开关电器、母线、测量仪表、保护电器和辅助设备电器、母线、测量仪表、保护电器和辅助设备装配在封闭的

19、金属柜中装配在封闭的金属柜中2 2、平面布置、平面布置3 3、类型与结构、类型与结构固定式、手车式固定式、手车式KYN28AGG-1AJYN1-35型型 号号型型 号号 含含 义义JYNJYN-10-10、3535J-“J-“间间”隔式金属封闭；隔式金属封闭；Y-“Y-“移移”开式；开式；N-N-户户“内内”；2-2-设计序号；设计序号；1010、35-35-额定电压额定电压kVkV（下同）（下同）GFC-7BGFC-7B（F F）G-“G-“固固” ” 定式；定式；F-“F-“封封”闭式；闭式；C-C-手手“车车”式；式；7B-7B-设计序号；（设计序号；（F F）- -防误型防误型KYNK

20、YN-10-10、3535K-K-金属金属“铠铠”装；装；Y-“Y-“移移”开式；开式；N-N-户户“内内”（下（下同）；同）； - -（内填）设计序号（下同）（内填）设计序号（下同）KGN-10KGN-10K-K-金属金属“铠铠”装；装；G-G-固定式；其它同上固定式；其它同上XGN2-10XGN2-10X-“X-“箱箱”型开关柜；型开关柜；G-“G-“固固”定式；定式；HXGNHXGN-12Z-12ZH-“H-“环环”网柜；其它含义同上；网柜；其它含义同上；12-12-表示最高工作电压表示最高工作电压为为12kV12kV；Z-Z-带真空负荷开关带真空负荷开关GR-1GR-1G-G-高压固定

21、式开关柜；高压固定式开关柜；R-R-电电“容容”器；器；1-1-设计序号设计序号PJ1PJ1PJ-PJ-电能计量柜（全国统一设计）；电能计量柜（全国统一设计）；1-1-（整体式）仪表（整体式）仪表安装方式安装方式主要高压开关柜型号及含义主要高压开关柜型号及含义 4 4、高压开关柜的选择、高压开关柜的选择A. 选择开关的型号选择开关的型号 主要主要根据负荷等级选择开关柜型号，一般一、根据负荷等级选择开关柜型号，一般一、二级负荷选择移开式开关柜，如二级负荷选择移开式开关柜，如KYN2 -10、JYN2-10、JYN1-35型开关柜，三级负荷选固定式开关柜，型开关柜，三级负荷选固定式开关柜，如如KG

22、N-10型开关柜。型开关柜。B.B.选择开关柜回路方案号选择开关柜回路方案号 每种型号的开关柜主要有电缆进出线柜、架空每种型号的开关柜主要有电缆进出线柜、架空线进出线柜、联络柜、避雷器线进出线柜、联络柜、避雷器及及电压互感器柜、所电压互感器柜、所用变柜等，但各型号开关柜的方案号可能不同。用变柜等，但各型号开关柜的方案号可能不同。5.4 母线、高压绝缘子及穿墙套管母线、高压绝缘子及穿墙套管母线槽母线槽穿墙套管穿墙套管绝缘子绝缘子5.4 5.4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择一、一、 母线选择母线选择 母线用支柱绝缘子固定在开关柜上，因而无电压母线用支柱绝缘子固定在开

23、关柜上，因而无电压要求，其选择条件如下：要求，其选择条件如下： 1.1.型号选择型号选择 母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材料有铜、铝。料有铜、铝。 硬铝矩形母线（硬铝矩形母线（LMYLMY）, ,硬铜母线（硬铜母线（TMY）2.2.母线截面选择母线截面选择 (1)(1)对一般汇流母线按计算电流选择母线截面对一般汇流母线按计算电流选择母线截面 I Ial al I Ij j式中，式中，I Ialal为汇流母线允许的载流量为汇流母线允许的载流量(A)(A)；I Ij j为汇集到母为汇集到母线上的计算电流线上的计算电流(A)(A)(2)(2)对年平均负

24、荷、传输容量较大时，宜按经济电流密对年平均负荷、传输容量较大时，宜按经济电流密度选择母线截面度选择母线截面 Sec = Ij / j ec式中，式中，j ec为经济电流密度，为经济电流密度，Sec为母线经济截面。为母线经济截面。式中，式中， 为母线最大允许应力为母线最大允许应力(Pa)(Pa)， 为母线为母线短路时冲击电流短路时冲击电流i ichch(3)(3)产生的最大应力。产生的最大应力。1maxa3 3.硬母线动稳定校验硬母线动稳定校验26max0.172510 ()chliPaaW1amaxmaxMW(3)maxFlMK26b hW K K为系数，母线挡数为为系数，母线挡数为1212时

25、，时，K=8;K=8;挡数挡数2时，时， K=10LMY LMY 170aMPaTMY TMY 1140aMPa注：注： 4.4.母线热稳定校验母线热稳定校验 式中，式中，I(3)为三相短路稳态电流为三相短路稳态电流(A)，tj为假想时间为假想时间(s)；C为导体的热稳定计算系数。为导体的热稳定计算系数。 (3)minjISStC二、支柱绝缘子的选择二、支柱绝缘子的选择1、按使用场所（户内、户外）选择型号、按使用场所（户内、户外）选择型号2、选择额定电压、选择额定电压3、校验动稳定、校验动稳定 F Fuxux为支柱绝缘子最大允许机械破坏负荷；按弯曲破坏为支柱绝缘子最大允许机械破坏负荷；按弯曲破

26、坏负荷计算，负荷计算，K=0.6K=0.6，按拉伸破坏负荷计算，按拉伸破坏负荷计算，K=1K=1；F Fjsjs为短路时冲击电流作用在绝缘子上的计算力，母线为短路时冲击电流作用在绝缘子上的计算力，母线在绝缘子上平放时，按在绝缘子上平放时，按Fjsjs = F= F（3 3）计算，母线竖放时，计算，母线竖放时，则则Fjs js =1.4 F=1.4 F（3 3）。jsuxFKF产品型号产品型号额定额定电压电压(kV)(kV)机械破坏负机械破坏负荷（荷（kNkN）（不小于）（不小于）总高度总高度H(mm)H(mm)瓷件最瓷件最大公称大公称直径直径(mm)(mm)胶装方式胶装方式弯曲弯曲拉伸拉伸ZN

27、A-10MM ZNA-10MM ZN-10/8ZN-10/810103.753.753.753.751201208282内胶装（内胶装（N N）MMMM为上为上下附件为特殊螺母下附件为特殊螺母ZA-10YZA-10YZB-10TZB-10TZC-10FZC-10F10103.753.753.753.751901909090外胶装（不表示）外胶装（不表示）A A、B B、C C、D D表示机表示机械破坏负荷等级械破坏负荷等级Y Y、T T、F F表示园、椭表示园、椭圆、方形底座圆、方形底座ZL-10/16ZL-10/16ZL-35/8ZL-35/81010353516168 816168 818

28、5185400400120120120120联合胶装（联合胶装（L L）户内支柱绝缘子户内支柱绝缘子 三、穿墙套管的选择三、穿墙套管的选择1 1使用场所选择结构型式使用场所选择结构型式2 2选择额定电压选择额定电压3 3选择额定电流选择额定电流按使用场所来分有户内普通型、户外按使用场所来分有户内普通型、户外-户内普通型、户外户内普通型、户外-户户内耐污型、户外内耐污型、户外-户内高原型及户外户内高原型及户外-户内高原耐污型户内高原耐污型按结构形式分有铜导体、铝导体和不带导体按结构形式分有铜导体、铝导体和不带导体(母线式母线式)套管套管按电压等级分有按电压等级分有6、10、20及及35kV等电压

29、等级。等电压等级。 产品型号产品型号额定额定电压电压(kV)(kV)额定电额定电流流(A)(A)抗弯破抗弯破坏负荷坏负荷(kN)(kN)总长总长L(mm)L(mm)安装处安装处直径直径D(mm)D(mm)说说 明明CA-6/200CA-6/200CB-10/600CB-10/600CWB-35/400CWB-35/4006 6101035352002006006004004003.753.757.57.57.57.53753754504509809807070100100220220C C表示套管型式表示套管型式“瓷瓷”；第二字母；第二字母A A、B B、C C、D D表示抗表示抗弯破负荷等级

30、；铜弯破负荷等级；铜导体不表示。导体不表示。W W表表示户外示户外- -户内型户内型CWL-10/600CWL-10/600CWWL-10/400CWWL-10/400101010106006004004007.57.57.57.5560560520520114114115115LL表示铝导体表示铝导体第二个第二个W W表示耐污表示耐污型型22tjI tI t5. 热稳定校验热稳定校验4. 动稳定校验动稳定校验 0.6jsuxFF(3)281210 ()jschLLFKiNa例例5-5 5-5 选择例选择例5-15-1总降变电所总降变电所 10kV10kV室内母线，室内母线，已知铝母线的经济电

31、流密度为已知铝母线的经济电流密度为1.151.15，假想时间，假想时间为为1.2s1.2s，母线水平放置在支柱绝缘子上，型号，母线水平放置在支柱绝缘子上，型号为为ZA-10YZA-10Y，跨距为，跨距为1.1m,1.1m,母线中心距为母线中心距为0.3m0.3m，变压器变压器10KV10KV套管引入配电室穿墙套管型号为套管引入配电室穿墙套管型号为CWL-10/600CWL-10/600，相间距离为，相间距离为0.22m0.22m，与最近一个，与最近一个支柱绝缘子间的距离为支柱绝缘子间的距离为1.8m1.8m，试校验母线、支，试校验母线、支柱绝缘子、穿墙套管是否满足动稳定和热稳定柱绝缘子、穿墙套

32、管是否满足动稳定和热稳定的要求。的要求。解：（解：（1）选择）选择LMY硬铝母线，其按经济截面选择：硬铝母线，其按经济截面选择：查附录表查附录表9，选择，选择LMY-3（505）。）。 （2）母线动稳定和热稳定校验）母线动稳定和热稳定校验 母线动稳定校验母线动稳定校验 三相短路电动力三相短路电动力 弯曲力矩按大于弯曲力矩按大于2档计算档计算 (m3) 计算应力计算应力为为 母线满足动稳定要求母线满足动稳定要求 母线热稳定校验母线热稳定校验 热稳定热稳定最小截面为最小截面为母线实际截面为母线实际截面为S=505=250(mm2) =50.3(mm2) 母线满足热稳定要求母线满足热稳定要求(3)支

33、柱绝缘子动稳定校验支柱绝缘子动稳定校验 查表最大允许的机械破坏负荷查表最大允许的机械破坏负荷(弯曲弯曲)为为3.75kN KFux=0.63.75103=2250(N) Fc(3)KFal故支柱绝缘子满足动稳定要求故支柱绝缘子满足动稳定要求(4)穿墙套管动稳定和热稳定校验穿墙套管动稳定和热稳定校验 动稳定度校验：动稳定度校验：查表查表 Fal=7.5kN，l2=0.56m；l1=1.8m，a=0.22m, 则则: = 0.6 Fal=0.67.5103=4500(N) Fc0.6 Fal 穿墙套管满足动稳定要求穿墙套管满足动稳定要求热稳定校验热稳定校验: 额定电流为额定电流为600A的穿墙套管

34、的穿墙套管5秒热短时电流有效值秒热短时电流有效值为为12kA1.3 灵敏度满足要求。所选低压断路器为DW15-200或DW15-400Y，脱扣器额定电流为200A。二、二、 刀闸开关刀闸开关、作用、作用能手动接通或断开低压电路中较小的正常能手动接通或断开低压电路中较小的正常工作电流。工作电流。3、种类和结构、种类和结构 2、图形符号：、图形符号：按极数：单极、双极、三极按极数：单极、双极、三极按操作方式：单投、双投按操作方式：单投、双投三、低压熔断器三、低压熔断器、作用：主要是用于低压系统中设备及、作用：主要是用于低压系统中设备及线路的过载和短路保护。线路的过载和短路保护。3、种类和结构、种类

35、和结构 2、图形符号：、图形符号：主主 要要 类类 型型主主 要要 型型 号号用用 途途无填料密闭无填料密闭管式管式RM10、RM7(无限流特性无限流特性)用于低压电网、配电设备中，作短用于低压电网、配电设备中，作短路保护和防止连续过载之用。路保护和防止连续过载之用。有填料封闭有填料封闭管式管式RL系列如系列如RL6、RL7、RL96(有限流特性有限流特性)用于用于500V以下导线和电缆及电动机以下导线和电缆及电动机控制线路。控制线路。RLS2为快速式。为快速式。RT系列如系列如RTO、RT11、RT14等系列等系列(有限流特性有限流特性)用于要求较高的导线和电缆及电气用于要求较高的导线和电缆

36、及电气设备的过载和短路保护设备的过载和短路保护RS0、RS3系列快速系列快速熔断器熔断器(有较强的限流特性有较强的限流特性)RSO适用于适用于750V、480A以下线路以下线路晶闸管元件及成套装置短路保护。晶闸管元件及成套装置短路保护。RS3适用于适用于1000V、700A以下线路以下线路晶闸管及成套装置的短路保护。晶闸管及成套装置的短路保护。自复式自复式RZ1型型与断路器配合使用与断路器配合使用低压熔断器的分类及用途低压熔断器的分类及用途 、低压熔断器选择、低压熔断器选择1. 1. 低压熔断器的选择低压熔断器的选择根据工作环境条件要求选择熔断器的型号；熔断器额定电压应不低于保护线路的额定电压

37、；熔断器的额定电流应不小于其熔体的额定电流，即2. 2. 熔体额定电流的选择熔体额定电流的选择不小于线路的计算电流不小于线路的计算电流I Ij jINFEIj满足尖峰电流的要求满足尖峰电流的要求 INFEKIjf 式中，K为小于1的计算系数，当熔断器用作单台电动机保护时，K的取值与熔断器特性及电动机起动情况有关，K的取值见表。线路情况线路情况起起 动动 时时 间间K K值值单台电动机单台电动机3s3s以下以下0.250.350.250.3538s38s（重载起动）（重载起动）0.350.50.350.58s8s以上及频繁起动、反接制动以上及频繁起动、反接制动0.50.60.50.6多台电动机多

38、台电动机按最大一台电动机起动情况按最大一台电动机起动情况0.510.51I Ic c与与I Ijfjf较接近时较接近时1 1与被保护线路与被保护线路的的配合配合在被保护线路过负荷或短路时能得到可靠的保护INFEKoLIal 式中Ial为绝缘导线和电缆最大允许载流量，KoL为绝缘导线和电缆允许短时过负荷系数。当熔断器作短路保护时，绝缘导线和电缆的过负荷系数取2.5，明敷导线取1.5 ；当熔断器作过负荷保护时，各类导线的过负荷系数取0.81，对有爆炸危险场所的导线过负荷系数取下限值0.8。熔体额定电流，应同时满足上述三个条件熔体额定电流，应同时满足上述三个条件3. 3. 熔断器断流能力校验熔断器断

39、流能力校验 对限流式熔断器，（如RT系列）需满足条件I I(3）对非限流式熔断器应满足条件I Ich(3)4. 4. 前后级熔断器选择性的配合前后级熔断器选择性的配合 一般前级熔断器的熔体电流应比后级大23级例例5-6 5-6 有一台电动机，有一台电动机，U UN N=380V=380V、P PN N=17kW=17kW，I Ij j=42.3A=42.3A，属重载起动，起动电流，属重载起动，起动电流188A188A，起动，起动时间为时间为3 38s8s。采用。采用BLVBLV型导线穿钢管敷设线路，型导线穿钢管敷设线路，导线截面为导线截面为10mm10mm2 2。该电机采用。该电机采用RT0R

40、T0型熔断器做型熔断器做短路保护，线路最大短路电流为短路保护，线路最大短路电流为21kA21kA。选择熔。选择熔断器及熔体的额定电流，并进行校验。断器及熔体的额定电流，并进行校验。解：解：1选择熔体及熔断器额定电流INFEIj=42.3AINFEKIpk=(0.4188)A=75.2A根据上两式计算结果选INFE=80A熔断器的额定电流应不小于其熔体的额定电流，查附表11选RT0100型熔断器，其熔体额定电流为80A，熔断器额定电流为100A,最大断流能力50kA。2校验熔断器能力IOC=50kA =21kA 断流能力满足要求。 3导线与熔断器的配合校验：熔断器作短路保护,导线为绝缘导线时：K

41、oL=2.5、查表 Ial=44A。 INFE=80A2.544A=110A满足要求。四、接触器四、接触器、作用：主要是用于远距离接通或开断负、作用：主要是用于远距离接通或开断负荷电流并用于频繁起动及控制电动机的低压荷电流并用于频繁起动及控制电动机的低压开关。开关。3、种类和结构、种类和结构 2、图形符号：、图形符号： 1、作用：防止人身触电，防止电气火灾。、作用：防止人身触电，防止电气火灾。五、漏电保护器五、漏电保护器检测剩余电流，对剩余电流进行测量比较，检测剩余电流，对剩余电流进行测量比较，启动脱扣装置将故障电路断开。启动脱扣装置将故障电路断开。电磁式和电子式继电器电磁式和电子式继电器 2

42、、工作原理和类型、工作原理和类型六、低压配电屏六、低压配电屏 （或低压开关柜）（或低压开关柜）(1)作用：按一定的线路方案将有关低压设备作用：按一定的线路方案将有关低压设备组装在一起的成套配电装置。组装在一起的成套配电装置。 (2)种类：种类：低压抽屉式开关柜低压抽屉式开关柜 GCL1、GCK1系列系列 低压固定开关柜低压固定开关柜 PGL1、PGL2、GGD系列系列 PGL1GCK1GGD1配电屏结构配电屏结构5.5 导线选择与电力线路导线选择与电力线路一、电力线路的结构一、电力线路的结构1架空线路架空线路的结构的结构导线、电杆、导线、电杆、横担、绝缘子、横担、绝缘子、线路金具线路金具钢芯铝

43、绞线图钢芯铝绞线图导线排列：三角形、水平、导线排列：三角形、水平、垂直垂直导线结构：单股线、多股导线结构：单股线、多股绞线（如图为绞线（如图为LGJ）电杆：水泥、钢、铁架电杆：水泥、钢、铁架塔塔横担：铁、瓷横担：铁、瓷2电缆线路电缆线路的结构的结构 电缆线路由电力电缆和电缆头组成。电缆线路由电力电缆和电缆头组成。电力电缆由导体、电力电缆由导体、绝缘层和保护层三部分组成。绝缘层和保护层三部分组成。1-载流线芯；载流线芯；2-电缆纸；电缆纸；3-黄麻黄麻填料；填料；4-束带绝缘；束带绝缘；5-铅包皮；铅包皮；6-纸带；纸带；7-黄麻保护层；黄麻保护层；8-锯铠锯铠 1-统包绝缘层；统包绝缘层；2-

44、缆芯绝缘；缆芯绝缘；3-扎锁管；扎锁管；4-扎锁管涂色层；扎锁管涂色层；5-铅包铅包二、导线和电缆选择的选择二、导线和电缆选择的选择型号型号；截面截面1、常用导线、常用导线裸导线；绝缘导线；电缆裸导线；绝缘导线；电缆（1）裸导线）裸导线铝绞线（铝绞线（LJ）钢芯铝绞线（钢芯铝绞线（LGJ）铜绞线（铜绞线（TJ）防腐钢芯铝绞线（防腐钢芯铝绞线（LGJF）（2）绝缘导线）绝缘导线 橡胶绝缘：BLX 塑料绝缘：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR（3）电力电缆）电力电缆2 2、导线、电缆截面的选择原则、导线、电缆截面的选择原则（1 1）按允许载流量选择）按允许载流量选择（2 2）按经济电流密度

45、选择）按经济电流密度选择 （3 3）按机械强度校验）按机械强度校验（4 4）按允许电压损失校验）按允许电压损失校验（5 5）满足短路稳定度的条件）满足短路稳定度的条件（1 1）按允许载流量选择）按允许载流量选择A、 三相系统相线截面的选择允许载流量Ial大于通过相线的计算电Ij载流量修正：1.允许载流量与环境温度有关。1ajII2.电缆多根并列时，要用电缆并列校正系数KP进行校正。3.电缆在土壤中敷设时，应乘上土壤热阻系数KS校正。补充：补充： 中性线和保护线截面的选择中性线和保护线截面的选择1.1.中性线（中性线（N N线）截面的选择线）截面的选择（1 1）一般三相四线制线路中的中性线截面）

46、一般三相四线制线路中的中性线截面S S0 0S S0 00.5S0.5S（2 2）由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路由三相四线制引出的两相三线制线路和单相线路S S0 0=S=S（3 3）如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出S S0 0SS2.2.保护线（保护线（PEPE线）截面的选择线）截面的选择 （1 1）当）当S S16mm16mm2 2时时S SPEPESS （2 2）当）当1616mmmm2 2S S35mm35mm2 2时时 S SPEPE16mm16mm2 2 （3 3）当当S S35mm5mm2 2时时 S SPEPE0.5S

47、0.5S 3.3.保护中性线（保护中性线（PENPEN线）截面的选择线）截面的选择按按PEPE线和线和N N线的最大值选取线的最大值选取。例57 有一条220/380V的三相四线制线路，采用BLV型铝芯塑料线穿钢管埋地敷设，当地最热月平均最高气温为15。该线路供电给一台40kW的电动机，其功率因数为0.8，效率为0.85，试按允许载流量选择导线截面。解：解：（1）计算线路中的计算电流 （2）相线截面的选择查表得，4根单芯线穿钢管敷设的每相芯线截面为35mm2的BLV型导线，在环境温度为25时的允许载流量为80A，其正常最高允许温度为65，即 Ial=83A al=65oC 0 =25oC 0

48、=15oC （3）保护线截面SPEN的选择 按SPEN0.5S要求，选SPEN=25mm2 所以选择BLV型铝芯塑料导线BLV-500-3*35+1*25。温度校正系数为： 导线的实际允许载流量为 ：Ial = KIal= 1.12 80A = 89.6A IC = 89A 所选相线截面满足允许载流量的要求。 （2 2） 按经济电流密度选择按经济电流密度选择maxgjISJmaxgjISJ（3 3） 按机械强度校验按机械强度校验例例5-8 某地区变电站以35kV架空线路向一容量为(3800+j2100)kVA 的工厂供电，工厂的年最大负荷利用小时为5600h，架空线路采用LGJ型钢芯铝绞线。选

49、择其经济截面，并校验其发热条件和机械强度。解解:（1）选择经济截面 ；工厂的计算电流为：查表5-13可知，其J=0.9A/mm2；所以Sec=Ic/J=71.6/0.9=79.6mm2选择准截面70mm2，即型号为LGJ-70的铝绞线。（2）校验发热条件 查表，LGJ-70在室外温度为25oC时允许载流量为Ial=275AIC=71.6A，所以满足发热条件。（3）校验机械强度 查附表，35kV架空铝绞线的机械强度最小截面为Smin=35mm2S=70mm2 因此，所选的导线截面也满足机械强度要求。（4 4）按允许电压损失校验）按允许电压损失校验A、电压损失电压损失 1.电压降落：线路两端电压的

50、相量差称电压降落,即2.电压损失：线路两端电压的代数差称电压损失,即 U = U1 - U2 电压损失一般以百分数表示，即电压损失的有名值与额定电压之比的百分数表示 %100NUUUB、线路电压损失计算电压损失计算 1）线路末端有一个集中负荷线路末端有一个集中负荷(a)末端接有一个集中负荷的三相线路 (b) 电压矢量图 由相量图可以看出，线路相电压损失为： U=U1U2=ae 以ad段代替ae段，每相的电压损失为 U=ad=af+fd=IRcos2+IXsin2=I(Rcos2+Xsin2)换算成线电压损失为 因为所以采用线路的额定电压UN来代替U2，线电压损失为 电压损失百分数为 2） 沿线

51、有多个集中负荷时电压损失沿线有多个集中负荷时电压损失 因为供电线路一般较短，线路上的功率损耗略去不计。（1）用干线负荷及干线的电阻电抗计算通过第一段干线的负荷为P1= p1+ p2+ p3,Q1= q1+ q2+ q3；通过第二段干线的负荷为P2= p2+ p3, Q2= q2+ q3；通过第三段干线的负荷为P3=p3,Q3=q3；线路上每段干线的电压损失为 线路上总的电压损失为 推广到线路上有n个集中负荷时的情况，线路电压损失的计算公式为 （2）用支线负荷及支线到电源的电阻电抗计算 同理可得：（3）若线路截面相同，则 （4）对于全线的导线型号规格一致的“无感”线路（均一无感线路），电压损失计

52、算公式为 例5-9 已知LJ50：r0=0.64/km，x0=0.38/km；LJ70：r0=0.46/km，x0=0.369/km；LJ95：r0=0.34/km，x0=0.36/km。计算图6-11所示供电系统的电压损失：1）1WL、2WL导线型号均LJ702）1WL为LJ95，2WL为LJ50解：（1）1WL、2WL导线型号均LJ70时的电压损失 （2）1WL为LJ95，2WL为LJ50时的电压损失 1WL的损失： 2WL的损失： 总电压损失： 3 3）均匀分布负荷线路的电压损失计算）均匀分布负荷线路的电压损失计算将分布负荷集中于分布线段的中点，按集中负将分布负荷集中于分布线段的中点，按

53、集中负荷来计算荷来计算三、按允许电压损失选择导线和电缆的截面三、按允许电压损失选择导线和电缆的截面 式中，Ual%为线路的允许电压损失。（式1）（式2）（1）先取导线或电缆的电抗平均值（对于架空线路，可取0.350.40/km，低压取偏低值；对于电缆线路，可取0.08/km），求出Ur%。（2）根据Ua%=Ual%Ur%,求出Ua%。（3）根据式2求出导线或电缆的截面S。并根据此值选出相应的标准截面。（4）校验根据所选的标准截面及敷设方式，查出R0和X0，按式1计算线路实际的电压损失，与允许电压损失比较，如不大于允许电压损失则满足要求，否则重取电抗平均值回到第（1）步重新计算，直到所选截面满足

54、允许电压损失的要求为止步骤步骤：例例5-105-10 某变电所架设一条10KV的架空线路，向工厂1和2供电，如图所示。已知导线采用LJ型铝绞线，全线导线截面相同，三相导线布置成三角形，线间距为1m。干线01的长度为3km，干线12的长度为1.5km。工厂1的负荷为有功功率800kW，无功功率560kvar，工厂2的负荷为有功功率500kW，无功功率200kvar。允许电压损失为5%，环境温度为25oC，按允许电压损失选择导线截面，并校验其发热情况和机械强度。 解：解：（1）按允许电压损失选择导线截面 因为是10KV 架空线路，所以初设X0=0.38/km，则 Ua%=U%-Ur%= 50.98 =4.02 查附表，选LJ-50 ：几何均距为1000mm，截面为50mm2的LJ型铝绞线的X0=0.355/km，R0=0.64/km，实际的电压损失为 故所选导线LJ-50满