04供配电系统的常用电器设备

1、第4章 供配电系统的常用电气设备4.1 概 述 4.2 电弧的产生及灭弧方法 4.3 电力变压器 4.4 互感器 4.5 熔断器 4.7 低压开关设备 4.6 高压开关设备 4.9 成套配电安装 4.8 避雷器 小结 4.1 概 述4.1.1 电气设备的定义供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的一切设备，包括发电机、变压器、控制电器、维护设备、丈量仪表、线路器材和用电设备如电动机、照明器具等。4.1.2 电气设备的分类1. 按电压等级分1高压设备交流50Hz、额定电压1200V以上直流、额定电压1500V以上2低压设备交流50Hz、额定电压1200V及以下直流、额定电压15

2、00V及以下2按设备所属回路分1 一次回路及一次设备 一次回路 供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路一次设备或一次电器 设置在一次回路中的电气设备2 二次回路及二次设备 二次回路 指用来控制、指示、监测和维护一次回路运转的电路二次设备或二次电器 设置在二次回路中的电气设备。3按在一次电路中的功能分1变换设备 用来按电力系统任务的要求变换电压或电流的电气设备，如变压器、互感器等。2控制设备 用于按电力系统的任务要求控制一次电路通、断的电气设备，如高低压断路器、开关等。3维护设备 用来对电力系统进展过电流和过电压等的维护用电气设备，如熔断器、避雷器等。4补偿设备 用来补偿电力系统中无功

3、功率以提高功率因数的设备，如并联电容器等。5成套设备(安装) 按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设备及其相关的二次设备组合为一体的电气安装，如高低压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱等。4.1 概 述4.2.1 电弧及其主要危害电弧 一种高温、强光的电游离景象，开关电器和线路中一种必然的物理景象，是电流的延续。1电弧的主要特征 1能量集中，发出高温、强光。2自持放电，维持电弧稳定熄灭所需电压很低。3游离的气体，质随便变。2电弧的危害 1延伸了电路的开断时间，从而使缺点对供配电系统呵斥更大的损坏。2高温使开关触头变形、熔化，从而导致接触不良甚至损坏。3高温能够呵斥人员灼伤甚至直接或间接的死

4、亡，强光能够损害人的视力。4引起弧光短路，严重时呵斥爆炸事故。 4.2 电弧的产生及灭弧方法4.2.2 电弧的产生1产生电弧的根本缘由触头间很大电场强度和很高的温度导致触头本身的电子及触头周围介质中的电子被游离而构成电弧电流。2产生电弧的游离方式1高电场发射 强电场把触头外表的电子拉出，构成自在电子并发射到触头间隙中。2热电发射 触头外表的电子吸收足够的热能而发射到触头间隙中构成自在电子向间隙周围发射出去。3碰撞游离 高速挪动的自在电子碰撞中性质点，使中性质点游离成带正电的正离子和自在电子。不断的碰撞使触头间隙中正离子和自在电子数越来越多，构成“雪崩景象，当离子浓度足够大时，介质被击穿而产生电

5、弧。4高温游离 电弧构成后的高温，加强了正离子和自在电子的游离。触头越分开，电弧越大，高温游离也越显著。注：高电场发射和热电发射的游离方式在触头分开之初占主导作用碰撞游离和高温游离使电弧继续和开展它们是相互影响，相互作用的。1电弧熄灭的条件去游离率大于游离率，即其中离子消逝的速率大于离子产生的速率。2去游离方式 1复合 正、负带电质点重新结合为中性质点电弧中温度越低，电场强度越弱，截面越小，介质的性质越稳定，密度越高，复合愈快。 2分散 电弧中的带电质点向电弧周围介质分发开去，使弧区带电质点的浓度减少。电弧与周围介质的浓度差越大，电弧与周围介质的温度差越大，电弧截面越小，分散就越剧烈。3交流电

6、弧的熄灭电流过零时，电弧将暂时熄灭，弧柱温度急剧下降，高温游离中止，去游离大大加强，阴极附近空间的绝缘强度迅速增高。由于交流电流每一个周期两次过零值，在熄灭交流电弧时，就是充分利用这一特点来加速电弧的熄灭。4.2.3 电弧的熄灭1速拉灭弧法是开关电器中最根本的灭弧方法。高低压断路器中都装有强力的断路弹簧，目的就是加速触头的分断速度。2冷却灭弧法 利用介质如油等来降低电弧的温度从而加强去游离来加速电弧的熄灭。3吹弧灭弧法 利用外力如气流、油流或电磁力来吹动电弧，使电弧拉长，同时也使电弧冷却，电弧中的电场强度降低，复合和分散加强，加速电弧熄灭。1按吹弧的方向(相对电弧方向)分纵吹和横吹，如图41a

7、和图41b所示。4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法2按施加外力的性质来分，气吹、油吹、磁力吹和电动力吹等。如图42所示的低压刀开关迅速拉开刀闸时电动力吹弧使电弧加速拉长。如图43所示采用专门的磁吹线圈来吹弧。 4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法如图44所示利用铁磁物质钢片来吸动电弧，这相当于反向吹弧。4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法4长弧切短灭弧法 如图 45所示，利用金属片如钢栅片将长弧切成假设干短弧。当外施电压(触头间)小于电弧上的电压降时，电弧不能维持而迅速熄灭。低压断路器和部分刀开关的灭弧罩就是利用这个原理来灭弧的。4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法5粗弧分细灭弧法 将粗弧分

8、成假设干平行的细小电弧，增大了接触面，降低电弧的温度，从而使带电质点的复合和分散得到加强，使电弧加速熄灭。6狭沟灭弧法 如图4-6所示，陶瓷制成的绝缘灭弧栅使电弧在固体介质所构成的狭沟中熄灭，冷却条件改善，电弧与介质外表接触使带电质点的复合加强，从而加速电弧的熄灭。如有的熔断器在熔管中充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法7真空灭弧法 将开关触头装在真空容器内，产生的电弧真空电弧较小，且在电流第一次过零时就能将电弧熄灭。真空断路器就是利用这种原理来熄灭电弧的。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，绝缘强度约为空气的3倍，而绝缘强度的恢复

9、速度约比空气快100倍，可极大的提高开关的断流容量和减少灭弧所需时间。 注：电气设备的灭弧性能往往是衡量其运转可靠性和平安性的重要目的之一。4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法4.2.5 对电气触头的根本要求1满足正常负荷的发热要求 触头必需接触严密良好，尽量减少或防止触头外表产生氧化层，以降低接触电阻。2具有足够的机械强度 可以经受规定的通断次数而不致发活力械缺点或损坏。3具有足够的动稳定度和热稳定度 具有足够的动稳定度指在能够发生的最大短路冲击电流经过时，触头不至于因最大电动力作用而损坏具有足够的热稳定度指在能够最长的短路时间内经过最大短路电流时所产生的热量不致使触头烧损或熔焊。4具有足够

10、的断流才干 在开断规定的最大负荷电流或最大短路电流时，触头不应被电弧过度烧损，更不应发生熔焊景象。4.3 电力变压器4.3.1 概述 电力变压器文字符号为T或TM三相变压器额定容量在5KVA及以上，单相的在1KVA及以上的输变电用变压器，均称为电力变压器。它是供配电系统中最关键的一次设备，主要用于公用电网和工业电网中，将某一给定电压值的电能转变为所要求的另一电压值的电能，以利于电能的合理保送、分配和运用。4.3.2 电力变压器的分类及特点 1. 按功能分1升压变压器 在远间隔输配电系统中，用来把较低电压升高为较高的电压级。2降压变压器 直接供电给各类用户的终端变电所，采用降压变压器。2按相数分

11、1单相变压器 单相变压器普通供小容量的单相设备公用；2三相变压器 三相变压器广泛用于供配电系统的变电所中；3按绕组导体的材质分1铜绕组变压器 铜绕组变压器的损耗更低，所以尤其是大容量的铜绕组变压器已得到更为广泛的运用2铝绕组变压器4按绕组型式分1双绕组变压器 用于变换一个电压的场所；2三绕组变压器 用于需两个电压的场所，它有一个一次绕组，两个二次绕组；2自耦式变压器 大多用在实验室中作调压用；5 按容量系列分，用 R10系列来确定变压器的容量，即按R10=1.26的倍数递增，常用的有100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2

12、000、2500、3150 KVA等。1小型变压器 容量在500KVA以下的变压器；2中型变压器 容量在6306300KVA之间的变压器；3大型变压器 容量在8000 KVA以上的的变压器；6按电压调理方式分1无载调压变压器 普通用于对电压程度要求不高的场所，特别是10KV及以下的配电变压器；2有载调压变压器 在10KV以上的电力系统和对电压程度要求较高的场所主要采用有载调压变压器；7按安装地点分1户内式2户外式4.3.2 电力变压器的分类及特点 8按冷却方式和绕组绝缘分1油浸式 油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方式特点：绝缘和散热性能好，价钱较低，便于检修；油的可燃性使其不

13、便用于易燃易爆和平安要求较高的场所。1自冷式 普通的中小容量的变压器采用；2水冷式和强迫油循环冷却方式 大容量的油浸式变压器采用；3风冷式 用通风机来加强变压器的散热冷却。普通用于大容量变压器2000KVA及以上和散热条件较差的场所。2干式 浇注式、开启式、封锁式特点：构造简单，体积小，分量轻，防火、防尘、防潮，价钱贵，用在平安防火要求较高的场所，如大型建筑物内的变电所、地下变电所和矿井内变电所。3充气式SF6 利用充填的气体进展绝缘和散热的变压器特点：电气性能优良，用于平安防火要求较高的场所，并常与其他充气电器配合，组成成套安装。4.3.2 电力变压器的分类及特点 9按用途分1普通变压器2防

14、雷变压器3配电变压器 610kV0.4kV的变压器4主变压器 安装在总降压变电所的变压器4.3.2 电力变压器的分类及特点 4.3.3 电力变压器的构造 1. 变压器的根本构造 1电路部分： 一次绕组 与系统电路和电源衔接的绕组二次绕组 与负载衔接的绕组 2磁路部分： 变压器的铁心外表涂有绝缘漆膜的硅钢片交错叠成铁心 由铁轭和铁心柱组成 4.3.3 电力变压器的构造2常用三相油浸式电力变压器如图4-7所示图4-7 三相油浸式电力变压器的构造1信号温度计 2铭牌 3吸湿器 4油枕(储油柜) 5油位指示器6防爆管 7瓦斯继电器 8高压套管 9低压套管 10分接开关11油箱及散热油管 12铁心 13

15、绕组及绝缘 14放油阀 15小车 16接地端子2油箱的四种构造：散热管油箱 散热管的管内两端与箱体内相通，油受热后，经散热管上端口流人管体，冷却后经下端口又流回箱内，构成循环，用于1600KVA及以下的变压器。带有散热器的油箱 用于2000KVA以上的变压器。平顶油箱波纹油箱瓦楞型油箱(2) 高低压套管 套管为瓷质绝缘管，内有导体，用于变压器一、二次绕组接入和引出端的固定和绝缘。 3瓦斯继电器 容量在800KVA及以上的油浸式变压器、户内式的变压器容量在400KVA及以上安装；其作用是在变压器油箱内部发生缺点时进展瓦斯维护。 4.3.3 电力变压器的构造1油箱 箱体、箱盖、散热安装、放油阀1箱

16、体 箱体内有绕组、铁心和变压器的油：变压器油 既有循环冷却和散热作用，又有绝缘作用；绕组与箱体(箱壁、箱底)有一定的间隔，由油箱内的油绝缘。(4) 储油柜油枕 内储有一定的油1作用：补充变压器因油箱渗油和油温变化呵斥的油量下降，当变压器油发生热胀冷缩时坚持与周围大气压力的平衡2储油柜附件： 吸湿器 与油枕内油面上方空间相连通，可以吸收进入变压器的空气中的水分，以保证油的绝缘强度。5防爆管 作用： 防止油箱发生爆炸事故。当油箱内部发生严重的短路缺点时，油的急剧分解产生大量的瓦斯气体，导致油箱内部压力剧增从而使防爆管的出口处玻璃会自行破裂，释放压力，并使油流向一定方向喷出。6分接开关 作用： 用于

17、改动变压器的绕组匝数以调理变压器的输出电压。 4.3.3 电力变压器的构造3环氧树脂浇注的三相关式变压器树脂绝缘干式变压器图4-8为环氧树脂浇注绝缘的三相关式电力变压器的构造图。图4-8 环氧树脂浇注绝缘的三相关式电力变压器1高压出线套管和接线端子 2吊环 3上夹件 4低压出线接线端子 5铭牌6环氧树脂浇注绝缘绕组 7上下夹件拉杆 8警示标牌 9铁心 10下夹件11小车 12三相高压绕组间的衔接导体 13高压分接头衔接片 4.3.3 电力变压器的构造1构造特点：1高低压绕组各自用环氧树脂浇注，并同轴套在铁心柱上；2高低压绕组间有冷却气道，使绕组散热；3三相绕组间的连线也由环氧树脂浇注而成，使一

18、切带电部分都不暴露在外。2容量 30KVA到几千KVA，最高可达上万KVA。3 高压侧电压有6、10、35KV；低压侧电压为230/400V。注：我国消费的干式变压器有SC系列和SG系列等。4.3.4 三相电力变压器的结合组别 电力变压器的结合组别定义： 变压器一、二次绕组采用的结合方式的类型及相应的一、二次侧对应线电压的相位关系。常用的结合组别： Yyn0、Dyn11、Yzn11、Yd11、YNd11 。 4.3.3 电力变压器的构造 4.3.4 三相电力变压器的结合组别 1. 配电变压器的结合组别1Yyn0结合组别的表示图如图4-9所示 图4-9 变压器Yyn0结合组别a) 一、二次绕组接

19、线 b) 一、二次电压相量 c) 钟表表示一次线电压和对应二次线电压的相位关系好像时钟在零点12点时时针与分针的位置一样。图中一、二次绕组上标 “的端子为对应“同名端，即“同极性端Yyn0结合组别的一次绕组采用星形结合，二次绕组为带中性线的星形结合1特点 线路中能够有的3n(n=1、2、3)次谐波电流会注入公共的高压电网中中性线的电流规定不能超越相线电流的25变压器一次绕组的绝缘强度要求较低与Dyn11比较，因此造价比Dyn11型的稍低。2运用 负荷严重不平衡或3n次谐波比较突出的场所不宜采用这种结合在TN和TT系统中由单相不平衡电流引起的中性线电流不超越二次绕组额定电流的25%、且任一相的电

20、流在满载都不超越额定电流时可选用 4.3.4 三相电力变压器的结合组别2Dyn11结合组别的表示图如图4-10所示，其一次线电压和对应二次线电压的相位关系好像时钟在11点时时针与分针的位置一样。 4.3.4 三相电力变压器的结合组别图4-10变压器Dyn11结合组别一、二次绕组接线 b) 一、二次电压相量 c) 钟表表示其一次绕组为三角形结合，二次绕组为带中性线的星形结合1特点 抑制高次谐波 3n次谐波电流在其三角形的一次绕组中构成环流，不致注入公共电网接受单相不平衡电流的才干远远大于Yyn0结合组别的变压器 按规定，中性线电流允许到达相电流的75%2运用 对于现代供电系统中单相负荷急剧添加的

21、情况，尤其在TN和TT系统中，Dyn11结合的变压器得到大力的推行和运用。 4.3.4 三相电力变压器的结合组别图4-11 变压器Yzn11结合组别a) 一、二次绕组接线 b) 一、二次电压相量2防雷变压器的结合组别防雷变压器通常采用Yzn11结合组别，如图4-11所示。 4.3.4 三相电力变压器的结合组别其一次绕组采用星形结合，二次绕组分成两个匝数一样的绕组，采用曲折形Z结合，特点有利于防雷 在同一铁心柱上的两半个绕组的电流正好相反，使磁动势相互抵消。因此假设雷电过电压沿二次侧线路侵入时，此过电压不会感应到一次侧线路上；反之，如雷电过电压沿二次侧线路侵入，二次侧也不会出现过电压。变压器二次

22、绕组的用材量比Yyn0型的添加15%以上。4.3.5 三相电力变压器的铭牌及主要技术数据电力变压器全型号的表示和含义如下： 4.3.4 三相电力变压器的结合组别1额定电压 U1N线电压 一次侧的额定电压U2N线电压 二次侧的额定电压用KV表示，低压也可用V表示。2额定电流 指变压器在允许温升下一、二次绕组长期任务所允许经过的最大电流，分别用I1N 线电流 一次侧额定电流I2N线电流 二次侧额定电流单位是A3额定容量 变压器在规定的环境条件下最高气温为+40，室外安装时，在规定的运用年限普通以20年计内能延续输出的最大视在功率，通常用KVA作单位。油浸式变压器顶层油温的温升，规定不得超越周围气温

23、的55，按规定的任务环境最高温度为+40计，那么变压器顶层油温不得超越+95。 4.3.4 三相电力变压器的结合组别4.3.6 电力变压器的并列运转条件1. 定义 两台及以上的变压器一、二次绕组的接线端分别并联衔接投入运转，即为变压器的并列运转。2. 条件1一切并列变压器的电压比必需一样， 即U1NU2N，允许差值不得超越5。缘由 二次电压较高的绕组将向二次电压较低的绕组供应电流，这一二次绕组内的环流引起电能损耗，导致绕组过热甚至烧毁。2并列变压器的结合组别必需一样 就是一次电压和二次电压的相序和相位应分别对应一样。理由：如图4-12所示是一台Yyn0结合和一台Dyn11结合的变压器的相量图，

24、它们的二次电压出现30的相位差，这一U将在两台变压器的二次侧产生一个很大的环流，能够导致变压器绕组烧坏。 图4-12 Yyn0结合和Dyn11结合的变压器并列运转时的相量图4.3.6 电力变压器的并列运转条件3并列变压器的短路电压阻抗电压须相等或接近相等，允许差值不得超越10%。缘由： 并列运转的变压器的实践负载分配和它们的阻抗电压值成反比，假设阻抗电压相差过大，能够导致阻抗电压小的变压器发生过负荷景象。4并列变压器的容量应尽量一样或相近，其最大容量和最小容量之比不易超越31。理由： 假设容量相差悬殊，呵斥运转的不方便。当并列变压器的性能不同时，能够导致变压器间的环流添加，还很容易呵斥小容量的

25、变压器发生过负荷情况。4.4 互感器1互感器电流互感器和电压互感器的统称，又称仪用变压器或丈量互感器。2作用：根据变压器的变压、变流原理将一次电量电压、电流转变为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中丈量仪表、维护继电器等设备的电源或信号源3主要功能：1变换功能 将一次回路的大电压和大电流变换成适宜仪表、继电器任务的小电压和小电流。2隔离和维护功能 作为一、二次电路之间的中间元件，不仅使仪表、继电器等二次设备与一次主电路隔离，提高了电路任务的平安性和可靠性，而且有利于人身平安。 3扩展仪表、继电器等二次设备的运用范围 经过改动互感器的变比，可以反响恣意大小的主回路电压和电流值，便于二次设

26、备制造规格一致和批量消费。互感器的二次侧的电流或电压额定值一致规定为5A1A及 100V。 4.4.1 电流互感器简称CT，文字符号TA，是变换电流的设备。1根本原理电流互感器的根本构造和原理如图4-13所示，2构造特点： 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，构成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，任务时电流互感器的二次回路接近短路形状。3电流互感器的变流比用Ki表示4.4.1 电流互感器1组成：一次绕组、铁心、二次绕组4-1 式中，I1N 一次侧额定电流值；I2N 二次侧额定电流值；N1

27、一次绕组匝数；N2 二次绕组匝数；变流比Ki普通表示成如1005A的方式。4.4.1 电流互感器2结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414 所示：一相式结线 如图4-14a所示图4-14a一相式结线1阐明 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，反响的是该相的电流。2运用 通常用于三相负荷平衡的系统中，供丈量电流或过负荷维护安装用。2两相V形结线 如图4-14b所示图4-14b两相V形结线 图4-15 两相V形接线的电流互感器一、二次侧的电流相量图4.4.1 电流互感器1阐明 这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在A、C相上，由

28、相量图4-15可知，公共线上的电流为+， 反响的正是未接互感器的那一相的电流。2运用 在中性点不接地的三相三线制系统中，用于丈量三相电流、电能及作过电流继电维护之用称“两相两继电器式结线。3两相电流差式结线 如图4-14c所示图 414 c两相电流差式结线4.4.1 电流互感器1阐明 又叫两相一继电器式结线，流过电流继电器线圈的电流为，由相量图4-16可知其量值是相电流的倍。2运用 适用于中性点不接地的三相三线制系统中，作过电流继电维护之用。三相星形结线 如图4-14d所示4.4.1 电流互感器1阐明 这种结线中的三个电流线圈正好反映了各相电流，2运用 被广泛用于三相负荷不平衡的三相四线制系统

29、中，也用在负荷能够不平衡的三相三线制系统中作三相电流、电能丈量及过电流继电维护之用。图4-14d三相星形结线3电流互感器类型和型号1 电流互感器的类型1按一次电压分 高压低压2按一次绕组匝数分 单匝 (包括母线式、芯柱式、套管式)多匝式(包括线圈式、线环式、串级式)。3按用途分 丈量用维护用4按准确度级分 丈量用电流互感器有0.1，0.2，0.5，1，3，5等级，维护用电流互感器普通为5P和10P两级。5按绝缘介质类型分 油浸式、环氧树脂浇注式、干式、SF6气体绝缘等；6按铁心分 同一铁心和分开两个铁心两种。阐明 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，分别接丈量仪表和继电器。丈

30、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长倍数，维护仪表。维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，以保证维护灵敏度的要求。4.4.1 电流互感器LQZ-10型电流互感器的外形图图4-17户内线圈式环氧树脂浇注绝缘加强型电流互感器。LQZ-10用于10KV高压开关柜中，有两个铁心和两个二次绕组，分别为0.5级和3级，0.5级用于丈量，3级用于继电维护。4.4.1 电流互感器图4-17 LQZ-10型电流互感器1一次接线端 2一次绕组 3二次接线端 4铁心 5二次绕组 6警示牌LMZJl-0.5型电流互感器的外形图图4-18户内母线式环

31、氧树脂浇注绝缘加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，穿过其铁心的母线就是其一次绕组。4.4.1 电流互感器图4-18 LMZJ1-0.5型电流互感器1铭牌 2二次母线穿孔 3铁心 4安装板 5二次接线端2 电流互感器的型号及表示注：构造方式的字母含义R套管式 Z支柱式 Q线圈式 F贯穿式复匝 D贯穿式单匝 M母线式 K开合式 V倒立式 A链式线圈外绝缘介质的字母含义J变压器油不表示 G空气干式 C瓷主绝缘 Q气体 Z浇注成型固体 K绝缘壳4.4.1 电流互感器4电流互感器的运用本卷须知1电流互感器在任务时二次侧不得开路。安装时，二次结线必需可靠、

32、结实，决不允许在二次回路中接入开关或熔断器。缘由 假设开路，二次侧能够会感应出危险的高电压，危及人身和设备平安。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。2电流互感器二次侧有一端必需接地。缘由 为了防止一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧高电压窜人二次侧，危及设备和人身平安。3电流互感器在结线时，要留意其端子的极性。电流互感器的一、二次侧绕组端子分别用P1、P2和S1、S2表示，对应的P1和S1，P2和S2 为用“减极性法规定的“同名端，又称“同极性端。因其在同一瞬间，同名端同为高电平或低电平。缘由 假设接错端子，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

33、的发生。4.4.1 电流互感器4.4.2 电压互感器简称PT，文字符号TV。是变换电压的设备。1根本原理和构造 电压互感器的根本构造原理如图4-19所示图4-19 电压互感器的根本构造和接线1铁心 2一次绕组 3二次绕组1组成 1)一次绕组 2)二次绕组 3)铁心2构造特点 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，电压互感器任务时二次绕组接近于开路形状。 2 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。 3 一次绕组的导线较细，二次绕组的导线较粗。二次侧额定电压普通为100V，用于接地维护的电压互感器二次侧额

34、定电压为100/V，辅助二次绕组那么为100/3V。3电压互感器的变压比用Ku表示：4.4.2 电压互感器4-2 式中，U1N 电压互感器一次绕组额定电压; U2N 电压互感器二次绕组额定电压; N1 一次绕组的匝数; N2 二次绕组的匝数; 变压比Ku通常表示成如100.1kV的方式。注：电压互感器有单相和三相两类，在成套安装内，采用单相电压互感器较为常见。2. 电压互感器的结线方案电压互感器在三相电路中有如图4-20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，如图4-20a所示。1作用 供仪表和继电器接一个线电压2运用 适用于电压对称的三相线路，如用做备用线路的电压监视。2两个单

35、相电压互感器接成VV形，如图4-20b所示。1作用 供仪表和继电器接于各个线电压2运用 适用于三相三线制系统。3三个单相电压互感器接成Y0Y0形，如图4-20c所示。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。运用 常用于三相三线和三相四线制线路。4.4.2 电压互感器(4)三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互感器接成 Y0Y0/ 形，如图4-20d所示。4.4.2 电压互感器图4-20 电压互感器的结线方案一个单相电压互感器 b) 两个单相电压互感器接成V/V c) 三个单相电压互感器接成Y

36、0/Y0形d) 三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互感器接成 Y0/Y0/1作用：接成Y0的二次绕组 供电给需线电压的仪表、继电器和绝缘监视用电压表；接成开口三角形()的另一组二次绕组，。开口三角形结线的二次绕组辅助二次绕组 接作绝缘监视用的电压继电器。当线路正常任务时，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缺点时，开口三角两端的零序电压接近100V，使电压继电器KV动作，发出缺点信号。此辅助二次绕组又称“剩余电压绕组。2运用 用于三相三线制系统。4.4.2 电压互感器3电压互感器的类型和型号1类型按绝缘介质分 油浸式、干式含环氧树脂浇注式按运用场所分 户内式

37、、户外式按相数分 三相式、单相式 按电压分 高压1KV以上、低压0.5KV及以下按绕组分 三绕组、双绕组6按用途分 丈量用的其准确度要求较高，规定为0.1、0.2、0.5、1、3；维护用的准确度较低，普通有3P级和6P级，其中用于小接地系统电压互感器(如三相五心柱式)的辅助二次绕组准确度级规定为6P级；按构造原理分 电容分压式、电磁感应式4.4.2 电压互感器注： 构造方式的字母含义X带零序剩余电压绕组 B三相带补偿绕组 W五芯柱三绕组8) 其他类型 气体电压互感器、电流电压组合互感器等高压类型。2电压互感器型号的表示如下3JDZJ-3、6、10型电压互感器的外形构造如图4-21所示4.4.2

38、 电压互感器图4-21 JDZJ10型1一次接线端子 2高压绝缘套管 3一、二次绕组 4铁心 5二次接线端特点 单相双绕组环氧树脂浇注的户内型电压互感器，准确度级有0.5、1、3级；运用 适用于10KV及以下的线路中供丈量电压、电能、功率和继电维护、自动安装用，采用三台可接成图4-20 d的Y0/Y0/ 结线。图4-22 JDG60.5型4.4.2 电压互感器4JDG6-0.5型电压互感器的外形构造如图4-22所示1特点 单相双绕组干式户内型电压互感器，2运用 供丈量电压、电能、功率及继电维护、自动安装用，可用于单相线路，三相线路用两台可接成V/V型中。4. 电压互感器运用本卷须知1电压互感器

39、在任务时，其一、二次侧不得短路。因此电压互感器一、二次侧都必需装设熔断器进展短路维护。缘由 由于电压互感器二次回路中的负载阻抗较大，其运转形状近于开路，当发生短路时，将产生很大的短路电流，有能够呵斥电压互感器烧毁 其一次侧并联在主回路中，假设发生短路会影响主电路的平安运转。 2电压互感器二次侧有一端必需接地。通常将公共端接地。目的 为了防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及设备及人身平安。3电压互感器在结线时，必需留意其端子的极性 三相电压互感器一次绕组两端标成A、B、C、N，对应的二次绕组同名端标为a、b、c、n；单相电压互感器的对应同名端分别标为A、N和a、n。在结线

40、时，假设将其中的一相绕组接反，二次回路中的线电压将发生变化，会呵斥丈量误差和维护误动作(或误信号)，甚至能够对仪表呵斥损害。因此，必需留意其一、二次极性的一致性。4.4.2 电压互感器4.5 熔断器1种类1高压熔断器2低压熔断器2熔断器 文字符号FU定义： 用于过电流维护的最为简单和常用的电器。功能： 当经过的电流超越规定值并经过一定的时间后熔体熔丝或熔片熔化而分断电流，断开电路来完成短路维护和过负荷维护功能。熔断器的体积很小，但却能分断很高的短路电流。3过电流的概念 是短路和过负荷的统称，是输配电线路中时常出现的一种缺点。当电路经过的实践电流超越其规定条件下的额定值，即是过电流，简称过流。1

41、过负荷电流 超越额定值相对不多的一种电流。因此，过负荷只需不是过大，继续时间不是过长，或过于频繁，普通对系统的影响不大。2短路电流 可达额定电流的十多倍甚至几十、上百倍从而产生相当严重的后果，须设法防止和防护。4.5.1 高压熔断器注：对于“自爆式熔断器，在“R前面加字母“B1. 作用 在输配电系统中，对容量小且不太重要的负荷，广泛采用高压熔断器作为高压输配电线路、电力变压器、电压互感器和电力电容器等电气设备的短路和过负荷维护。户内广泛采用RN系列的高压管式限流熔断器户外那么广泛运用RW4、RW10F等型号的高压跌开式熔断器，或RW10-35型的高压限流熔断器。2高压熔断器的全型号的表示和含义

42、如下：RN系列户内高压管式熔断器 主要用于3kV35kV配电系统中作短路维护和过负荷维护用。(1) 类型及特点 1RN1型用于高压电力线路及其设备和电力变压器的短路维护，也能作过负荷维护。RN3和RN1类似2RN2、RN4、RN5那么用于电压互感器的短路维护，RN4和RN2类似，只是技术数据有所差别3RN6型主要用于高压电动机的短路维护。注：RN5和RN6是以RN1和RN2为根底的改良型，具有体积小、分量轻、防尘性能好、维修和改换方便等特点。(2) RN1、RN2户内高压管式熔断器引见它们的外形和构造根本一样，灭弧原理也根本一样。图4-23和图4-24所示为RN1、RN2型高压熔断器的外形和熔

43、管内部构造图。4.5.1 高压熔断器图4-24 熔管内部构造剖面图1金属管帽 2瓷熔管 3任务熔体 4指示熔体 5锡球 6石英砂填料 7熔断指示器(熔断后弹出形状) 4.5.1 高压熔断器图4-23 RN1及RN2型熔断器外形1瓷熔管 2金属管帽 3弹性触座4熔断指示器5接线端子 6瓷绝缘子7铸铁底座 1主要组成部分 熔管 普通为瓷质管熔丝 RN1型由单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状；RN2型由三种不同截面的一根康铜丝绕在陶瓷芯上，均埋放在石英砂填料中，上焊有小锡球。触座动作指示器 RN1 当任务熔体熔断后，指示熔体也相继熔断，其熔断指示器弹出，给出熔体熔断的指示信号。RN2型 无熔断指示

44、器，由电压互感器二次侧仪表的读数来判别其熔体的熔断情况。绝缘子底座4.5.1 高压熔断器2任务原理 锡球的作用 使熔断器能在过负荷电流或较小短路电流时能动作，提高熔断器维护的灵敏度。 当过负荷电流经过时，铜熔丝能在较低的温度下熔断“冶金效应 铜熔丝的作用 使熔断器在短路电流时动作，断开电路，实现短路维护。 “限流式熔断器 能在短路后不到半个周期即短路电流未到达冲击电流值(ish)时就能完全熄灭电弧、切断短路电流的特性称“限流式。 灭弧才干 具有“粗弧分细、长弧切短和狭沟灭弧等灭弧方法，因此，该熔断器的灭弧才干很强，具有“限流式特性，因此RN系列熔断器为“限流式熔断器。3 由于电压互感器的二次侧

45、近于开路形状，RN2型的额定电流普通为0.5A，而RN1型的IN从2300A不等。4.5.1 高压熔断器4RW系列户外高压跌开式熔断器，又称跌落式熔断器1作用：被广泛用于环境正常的户外场所，作高压线路和设备的短路维护用。2种类：1普通跌开式熔断器 如RW4、RW7型等2负荷型跌开式熔断器 如RW1010F型等 3限流型户外熔断器 如RW1035、RW11型等4爆炸式跌开式熔断器 如RW-B系列熔断器 3 普通户外高压跌开式熔断器 文字符号FD构造图如图4-25所示。4.5.1 高压熔断器图4-25 RW4-10(G)型跌落式熔断器1上接线端子 2上静触头 3上动触头4管帽5操作环 6熔管 7铜

46、熔丝 8下动触头 9下静触头 10下接线端子 11绝缘瓷瓶 12安装板4.5.1 高压熔断器1 作用 常用于额定电压10KV，额定容量315KVA及以下的电力变压器的过流维护，尤其以居民区，街道等场所居多。2特点 隔分开关的作用 短路维护功能 “非限流式熔断器 不能在短路电流到达冲击电流Ish前熄灭电弧的灭弧特性称 “非限流式。 不允许带负荷操作4负荷型跌开式熔断器 文字符号FDL 1作用： 带负荷操作 在上静触头上加装了简单的灭弧室，其操作要求和“负荷开关一样。 隔分开关的作用 短路维护功能 “非限流式 图4-26 RW10-10负荷型跌开式熔断器1-上接线端子 2绝缘瓷瓶 3固定安装板 4

47、下接线端子 5灭弧触头 6熔丝管闭合位置 7熔丝管跌开位置 8熔丝 9操作环 10灭弧罩4.5.1 高压熔断器构造图如图4-26所示构造及特点 1该熔断器的短路和过负荷维护功能与RN型一样。瓷质熔管内充有石英砂，熔体构造和RN型的户内高压熔断器类似， 2该熔断器的熔管是固定在棒形支柱绝缘子上的，熔体熔断后不能自动跌开，无明显可见的断开间隙，不能作“隔分开关用。4.5.1 高压熔断器5限流式户外高压熔断器 文字符号为FU 如图4-27所示是RW10-35型的户外限流式熔断器的外形构造。图4-27 RW10-35型限流式户外高压熔断器 1棒形支柱绝缘子 2瓷质熔管内装特制熔体及石英砂3铜管帽 4、

48、6接线端子 5固定抱箍4.5.1 高压熔断器6RWB系列的高压爆炸式跌开熔断器 构造和RW系列根本类似，有B型和BZ型两种。1B型为自爆跌开式，2BZ型是爆炸重合跌开式 其熔断器每相有两根熔管，假设为瞬时性缺点，可投入重合熔管来保证系统的继续任务；假设是永久性缺点，那么重合熔管会再动作一次，将缺点切除，以维护系统。5HH-熔断器 特性：一种高压高分断才干的熔断器，能在短路电流产生的瞬间就将短路电路开断，有效的维护电气设备和线路免受宏大的短路电流呵斥的危害。4.5.2 低压熔断器1. 功能 主要是具有低压配电系统的短路维护功能，有的也能实现过负荷维护。2. 主要缺陷 熔体熔断后须改换，引起短时停

49、电，维护特性和可靠性相对较差，在普通情况下，须与其他电器配合运用。3. 种类 插入式RC型、螺旋式RL型、无填料密闭管式RM型、有填料封锁管式RT型、引进技术消费的有填料管式gF、aM系列、高分断才干的NT型等。4. 国产低压熔断器的全型号的表示和含义如下：注：上述型号不适用于引进技术消费的熔断器，如NT、gF、aM等。1 构造 如图4-28所示为RC1A型的构造2) 特点：构造简单，价钱低，运用方便，断流容量小，动作误差大，3) 运用：在500V以下的线路末端，作不重要负荷的电力线路、照明设备和小容量的电动机的短路维护用。如居民区、办公楼、农用负荷等要求不高的供配电线路末端的负荷。4.5.2

50、 低压熔断器图4-28 RC1系列瓷插式熔断器5. RC1系列瓷插式熔断器 图4-29 RL系列熔断器4.5.2 低压熔断器6. RL1系列螺旋式熔断器 1)构造如图4-29所示 瓷质熔体装在瓷帽和瓷底座间，内装熔丝和熔断指示器红色色点，并充填石英砂。2特点：灭弧才干强，属“限流式熔断器；体积小，分量轻，价钱低，运用方便，熔断指示明显，具有较高的分断才干和稳定的电流特性。3运用： 用于500V以下的低压动力干线和支线上作短路维护用。2特点：可根据熔片熔断的部位来判别过电流的性质：当短路电流经过时，熔片窄部由于截面小电阻大而首先熔断；在过负荷电流经过时，往往在宽窄之间的斜部熔断。“非限流式熔断器

51、 构造简单，价钱低廉，改换熔体方便4.5.2 低压熔断器RM10型无填料密闭管式熔断器 1构造 如图4-30所示， 图4-31 RT0低压熔断器a) 熔体 b) 熔管 c) 熔断器 d)绝缘操作手柄1栅状铜熔体 2触刀 3瓷熔管 4熔断指示器 5盖板 6弹性触座7瓷质底座 8接线端子 9扣眼 10绝缘拉手手柄4.5.2 低压熔断器8.RTO型有填料封锁管式熔断器1)外形及内部构造如图4-31所示4.5.2 低压熔断器2构造及作用 瓷熔管 熔管内装有石英砂 铜熔体(栅状) 熔体有变截面小孔、引燃栅、锡桥。“变截面小孔使熔体在短路电流经过时熔断，将长弧分割为多段短弧；“引燃栅具有等电位作用，使粗弧

52、分细，电弧电流在石英砂中熄灭，构成狭沟灭弧；“锡桥利用“冶金效应可使熔体在较小的短路电流和过负荷时熔断。 熔断指示器 熔体熔断后，其熔断指示器(红色)弹出，以方便任务人员识别缺点线路和进展处置。 底座3特点：具有较强的灭弧才干，属“限流熔断器。但熔断后的熔体不能再用，须重新改换，改换时采用绝缘操作手柄进展操作；维护性能好，断流才干大。4运用：被广泛运用于短路电流较大的低压网络和配电安装中，作输配电线路和电气设备的短路维护，特别适用于重要的供电线路或断流才干要求高的场所，如电力变压器的低压侧主回路及接近变压器场所出线端的供电线路。4.5.2 低压熔断器 9. 引进技术消费的高分断才干熔断器引见1

53、NT系列熔断器(国内型号为RTl6系列) 运用： 是引进技术消费的一种高分断才干熔断器，现广泛运用于低压开关柜中，适用于660V及以下电力网络及配电安装作过载和维护之用。 特点：体积小，分量轻、功耗小、分断才干高、限流特性好。2gF、aM系列圆柱形管状有填料熔断器 特点：体积小、密封好、分断才干高、指示灵敏、动作可靠、安装方便。运用：适用于低压配电系统，其中，gF系列用于线路的短路和过负荷维护，aM系列用于电动机的短路维护。4.6 高压开关设备4.6.1 高压隔分开关高压隔分开关文字符号QS1. 主要功能 隔离高压电源，以保证对其他电器设备及线路的平安检修及人身平安。因此其构造特点是断开后具有

54、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。2. 运用特点 隔分开关没有灭弧安装，所以不允许带负荷操作。但可允许通断一定的小电流，如励磁电流不超越2A的35KV、1000KVA及以下的空载变压器电路、电容电流不超越5A的10KV及以下、长5Km的空载输电线路以及电压互感器和避雷器回路等。3. 类型 1) 按安装地点分 户内式和户外式；2) 按有无接地开关分 不接地、单接地、双接地；4. 高压隔分开关的全型号的表示和含义5. 户内式高压隔分开关户内式高压隔分开关型号较多，常用的有GN8、GNl9、GN24、GN28、GN30等户内式系列，图4-32所示为GN8-10高压隔分开关

55、的外形构造图。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。GN型高压隔分开关普通采用手动操动机构进展操作。4.6.1 高压开关设备图4-32 GN8-10型高压隔分开关外形1上接线端子 2静触头 3闸刀 4套管绝缘子5下接线端子6框架 7转轴 8拐臂 9升降绝缘子 10支柱绝缘子4.6.1 高压开关设备4.6.1 高压开关设备图4-33 GW2-35型户外隔分开关1角钢架 2支柱瓷瓶 3旋转瓷瓶 4曲柄 5轴套6传动安装 7管形闸刀 8任务动触头 9、10灭弧角条 11插座 12、13接线端 14曲柄传动机构6. 户外高压隔分开关户外高压隔分开关常用的有GW4、GW5、和GW1等

56、系列。GW4-35型的户外高压隔分开关的外形如图4-33所示。为了熄灭小电流电弧，该隔分开关安装有灭弧角条。采用的是三柱式构造。7. 带有接地开关的隔分开关1) 接地隔分开关 用来进展电气设备的短接、连锁和隔离，普通是用来将退出运转的电气设备和成套设备部分接地和短接。2) 接地开关 用于将回路接地的一种机械式开关安装。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。大多与隔分开关构成一个整体，并且在接地开关和隔分开关之间有相互连锁安装。3图4-34所示为西门子公司产品3CJ1户内高压接地隔分开关的外形图。它是一种多用途，可模块化配置的高压电气设备，可以配

57、置接地开关、熔断器等设备，成为一个多功能的安装。4图4-35是该公司的另一种户内高压接地隔分开关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展操作。4.6.1 高压开关设备图4-34 3CJ1接地隔分开关4.6.1 高压开关设备图4-35 3D型接地隔分开关4.6.1 高压开关设备4.6.2 高压负荷开关高压负荷开关文字符号QL1. 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平安检修的功能，这种负荷开关又称“功率隔分开关或“负荷隔分开关。2.

58、 特点：(1) 只具有简单的灭弧安装，必需借助熔断器来切断短路电流，故负荷开关常与熔断器一同运用。(2) 负荷隔分开关断开后通常有明显的断开间隙，与高压隔分开关一样。3. 高压负荷开关的类型：(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. 高压负荷开关全型号的表示和含义如下：4.6.2 高压负荷开关5. 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4-36为FN3-10RT户内压气式负荷开关外形构造图。图4-36 FN3-10RT户内压气式负荷开关外形1主轴 2上

59、绝缘子兼气缸 3连杆 4下绝缘子 5框架 6RNI型熔断器7下触座 8闸刀 9弧动触头 10绝缘喷嘴(内有弧静触头)11主静触头 12上触座 13断路弹簧 14绝缘拉杆 15热脱扣器4.6.2 高压负荷开关4.6.2 高压负荷开关(1) 构造组成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) 任务原理 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，紧缩气缸内的空气，从喷嘴向外吹弧，使电弧迅速熄灭。同

60、时，其外形与户内式隔分开关类似，也具有明显的断开间隙。因此，它同时具有隔分开关的作用。6. 真空负荷开关 国内有FN4型等户内用真空负荷开关，普通用于220KV及以下电网中。图4-37为西门子公司12KV的真空负荷开关的剖面图和外形图。(1) 任务原理 利用真空灭弧原理来任务，因此能不受限制地可靠完成开断任务；配用手动操动机构或电动操动机构。(2) 特点 可频繁操作，灭弧性能好，运用寿命长；但必需和HH-熔断器相配合，才干开断短路电流；而且开断时，不构成隔离间隙，不能作隔分开关用。4.6.2 高压负荷开关7. 六氟化硫SF6负荷开关如FW11-10型、油浸式负荷开关如FW2、FW4型1特点 灭