工厂常用高压电器详细讲解T137

常用高压电器1高压熔断器、隔离开关和负荷开关2高压断路器3互感器4避雷器和其他常用电力电器3.1高压熔断器、隔离开关和负荷开关3.1.1高压熔断器1.填充式高压熔断器填充式高压熔断器由熔管、高压绝缘子、触座、底板等组成。主要的部件是熔管，其结构如图3-1所示，管身是瓷熔管，管内填充石英砂灭弧，熔体多为多根并联的焊有锡球的紫铜熔丝。锡是低熔点金属，当电路过流时，锡球首先熔化，包围铜熔丝，铜锡相互渗透形成低熔点的铜锡合金，使熔丝能在较低的温度下熔断，从而使熔断器能在较小的过载电流时动作，而达到保护电路的作用。下一页返回3.1高压熔断器、隔离开关

和负荷开关多根熔丝并联的目的是将粗弧分细，加速灭弧。常用的产品有RN、RW系列，其外形如图3-2所示，电路图形符号与低压熔断器相同，其型号含义如图3-3所示，通常用于常规变电所中作主变、电压互感器以及高压电容器组的短路保护。RN、RW系列高压熔断器的技术参数见附录六中表6-1所示。2.跌落式高压熔断器跌落式高压熔断器主要用于架空配电线路的支线、用户进口处，以及配电变压器一次侧、电力电容器等设备作为过载或短路保护。跌落式熔断器主要由瓷质绝缘支柱、熔丝元件、熔丝管、上下动静触点等部分组成，其基本结构如图3-4所示上一页下一页返回3.1高压熔断器、隔离开关

和负荷开关熔丝是铜、银或铜银合金丝；熔丝管外层是酚醛纸管或环氧玻璃布管，内层为钢化纸管或虫胶桑皮纸管，为固体产气材料，增强其灭弧能力；上动触点借熔丝拉力拉紧后推入上静触座并锁紧，熔丝一旦熔断，上动触点失去拉力而松动，熔丝管在自身重力及上下静触座磷铜弹簧片的作用下回转跌落，形成明显的开断点，以便寻找故障和检修设备。跌落式熔断器按工作原理和作用可分为双尾式、纽扣式、负荷式及重合式几种。负荷式跌落式熔断器在上静触点端加装了两片消弧片，熔丝管上动触点加装消弧杆构成，所以能起到负荷开关的作用。重合式跌落式熔断器，每相装有两个熔丝管，一个常用，另一个备用，在备用熔丝管下面有一自合操作曲柄，当常用熔丝管跌落时，会带动自合操作曲柄使备用熔丝管自动重合，以便提高被保护设备的供电可靠性，防止线路、设备因瞬时过电流故障而停电。上一页下一页返回3.1高压熔断器、隔离开关

和负荷开关跌落式熔断器型号表示方法为：熔断器第一节的汉语拼音RW代表户外式，第一节数字是设计序号，第二节数字的分子表示额定电压（kV）、分母表示额定电流（A）和额定熔断容量（MV·A），第二节分子上数字后的字母F表示负荷式（或在第一汉语拼音RW中间加M代表负荷式，非负荷式不加），Z表示重合式。如RMW3?10Z/100?100表示额定电压10kV、重合式、额定电流100A、额定熔断容量100MV·A、户外负荷式跌落式熔断器。常用的跌落式熔断器有RW、RMW系列及PRWG2系列等，其技术参数见附录六中表6-2所示。上一页下一页返回3.1高压熔断器、隔离开关

和负荷开关3.1.2高压隔离开关1.高压隔离开关的用途和分类隔离开关是在空载或极小负荷时开闭主电路的开关电器。一般它没有灭弧装置，所以它除了可以开闭电压互感器、避雷器、母线和直接与母线相连设备的电容电流及励磁电流不超过2A的空载变压器外，不得带负荷操作；另外，它有明显的断口，有利于防止人们误合闸。隔离开关的图形符号如图3-5所示，文字符号为QS。上一页下一页返回3.1高压熔断器、隔离开关

和负荷开关隔离开关的用途主要如下：（1）隔离电源。在电力网络及工、农业生产中，为了安全，需要将待检修或已经停止运行的线路、设备与电源可靠地隔离。图3-6所示为变压器TM一次侧主电路，QS1、QS2是高压隔离开关，断开QS1可以隔断高压电源，断开QS2可以隔断可能由TM二次侧倒供过来的高电压，同时断开QS1、QS2就可以对断路器QF进行检修了。（2）切换电路或设备。指在不停机的前提条件下，做电源或电路及设备的切换。在图3-7中，正常工作时，QS1和QF闭合，电动机M运行，由工作电源供电，可以先闭合QS2，再断开QS1，就在M不停止运转的条件下，切换到备用电源进行供电。上一页下一页返回3.1高压熔断器、隔离开关

和负荷开关（3）开闭小负荷电流。按规定隔离开关可以直接开闭极小的负荷电流，如电压互感器、避雷器、空载母线等。但一般情况下，用隔离开关开闭小负荷电流时应与熔断器配合使用，如图3-8所示。隔离开关主要根据装设地点、电压等级、极数和构造可以分为以下几类：（1）按装设地点可分为户内式和户外式。（2）按极数可分为单极、三极两种。所谓极数就是一具隔离开关上触点的对数。（3）按支柱数目可分为单柱式、双柱式和三柱式3种。（4）按闸刀动作方式可分为闸刀式、旋转式和插入式3种。（5）按所配操动机构可分为手动、电动、气动和液压4种。上一页下一页返回3.1高压熔断器、隔离开关

和负荷开关隔离开关的型号用下述方法来表示G—产品名称：高压隔离开关。a—装设地点：W为户外式；N为户内式。b—设计序号：如7表示三柱式；4、12表示双柱式；6、10表示单柱式。c—额定电压：数字，单位为kV。d—特征标志：如G为改进型；T为统一设计；W为防污型；D为带接地刀；C为套管。上一页下一页返回3.1高压熔断器、隔离开关

和负荷开关e—额定电流：数字，单位为A。f—动稳定电流或热稳定电流，数字，单位为kA。g—特别说明：如G为高原型，TH为湿热带型等。例如，GW4-35DW/630-50G表示为35kV、630A带接地刀的高原防污型户外高压隔离开关，动稳定电流为50kA。2.高压隔离开关的结构及典型产品图3-9所示为GW5系列高压隔离开关的基本结构示意图。主要由以下几个部分组成：（1）支持底座：是起支持固定作用。（2）导电部分：包括触头、闸刀、接线座；起传导电路中电流的作用。上一页下一页返回3.1高压压熔断器、、隔离开关关和负荷开关关（3）绝缘子：：包括支持持绝缘子和和操作绝缘缘子；是将将带电部分分与接地部部分绝缘开开来。（4）操动机构构：通过手手动、电动动、气动或或液压向隔隔离开关的的动作提供供能源。（5）传动机构构：是接受受操动机构构的力矩，，通过拐臂臂、连杆、、齿轮或操操作绝缘子子将运动传传递给触头头，以完成成闸刀的分分、合动作作。GW系列为户外外式隔离开开关，因户户外工作条条件比较恶恶劣，无论论是冰、雪雪、风、灰灰尘、严寒寒、酷暑的的条件下都都应保证可可靠地工作作，所以要要求其有较较高的绝缘缘强度和机机械强度，，而且要求求触头在操操作时应具具有破冰能能力。上一页下一页返回3.1高压压熔断器、、隔离开关关和负荷开关关常用的户外外式高压隔隔离开关产产品有GW4、GW5系列，后者者为单极双双柱V形结构，外外形如图3-9所示，前者者为单极双双柱Π结构，外形形如图3-10所示。它们们既可以单单独使用，，也可以三三个一组，，通过绝缘缘连杆三相相联动。其其技术参数数见附录六六中表6-3所示。常用的户内内式高压隔隔离开关产产品有GN1、GN8、GN19、GN22、GN24、N30等系列，其其外形如图3-11所示，其技技术参数见见附录六中中表6-4所示。上一页下一页返回3.1高压压熔断器、、隔离开关关和负荷开关关3.1.3高压负荷开开关负荷开关是是一种带有有简单灭弧弧装置的开开关电器，，用于极少少发故障的的线路中，，用来不频频繁开闭不不大于其额额定电流的的负荷电流流。灭弧装置比比较简单，，所以不能能开闭大于于额定电流流的过载电电流、尖峰峰更不能开开断短路电电流，因此此它多与熔熔断器配合合使用。高高压负荷开开路符号如如图3-12所示，文字字符号为QL。大多数负负荷开关都都有断口，，能够起到到隔离开关关的作用。。负荷开关的的额定电流流与隔离开开关的额定定电流含义义不同，负负荷开关的的额定电流流不仅指它它的载流能能力，还指指它的开闭闭能力。上一页下一页返回3.1高压压熔断器、、隔离开关关和负荷开关关高压负荷开开关往往以以组合电器器的形式出出现，它由由隔离开关关、熔断器器、热脱扣扣器、分励励脱扣器及及灭弧装置置组成，只只要配合合合理，将其其有机地结结合起来，，一般可以以满足供、、配电系统统各种正常常和故障下下运行操作作保护的要要求，这样样既省去了了对复杂、、昂贵的断断路器的严严格要求，，又能满足足实际需要要。常用的高压压负荷开关关产品介绍绍如下。1.FN、FW系列高压负负荷开关型号含义如如图3-13所示。若FW或FN之间加有其其他字母则则表示灭弧弧介质代号号：如Z表示真空介介质；K为空气介质质；L为SF6介质（也有有的直接记记为RL系列）等；；若无字母母则表示为为油介质。。上一页下一页返回3.1高压压熔断器、、隔离开关关和负荷开关关常用的高压压负荷开关关有FN1、FN2、N3、FN6、FZN21等户内型，，外形及结结构如图3-14所示；户外外型有FW1、FW6、FW11、FZW28等，外形及及结构如图3-15所示。主要要技术参数数见附录六六中表6-5所示。2.6～66kV户外外隔隔离离负负荷荷开开关关（（GFW1系列列））6～66kV户外外隔隔离离负负荷荷开开关关是是专专门门为为户户外外型型无无人人值值守守的的变变电电所所及及城城市市、、农农村村配配电电网网而而设设计计的的，，与与熔熔断断器器配配合合使使用用可可代代替替价价格格昂昂贵贵的的断断路路器器作作为为主主变变的的保保护护，，使使变变电电所所的的造造价价降降低低，，并并能能提提高高其其可可靠靠性性。。有有明明显显的的断断口口，，负负荷荷开开关关的的分分、、合合闸闸操操作作可可采采用用弹弹簧簧机机构构，，既既可可以以电电动动也也可可以以手手动动操操作作，，还还可可以以进进行行就就地地和和远远方方操操作作，，实实现现遥遥控控，，为为变变电电所所无无人人值值守守提提供供了了条条件件。。上一一页页下一一页页返回回3.1高高压压熔熔断断器器、、隔隔离离开开关关和负负荷荷开开关关6～66kV户外外隔隔离离负负荷荷开开关关适适用用于于额额定定电电压压6～66kV的三三相相交交流流50Hz电力力系系统统，，用用于于对对变变电电所所容容量量在在6300kV··A及以以下下主主变变的的保保护护和和变变电电所所进进出出线线的的保保护护，，也也可可以以用用于于配配电电线线路路的的分分段段、、并并联联、、旁旁路路和和隔隔离离。。主主要要产产品品有有GFW1-10、GFW1-12、GFW1-35等系列，，主要的的技术参参数见附附录六中中表6-6所示。上一页返回3.2高高压断路路器3.2.1高压断路路器的用用途、要要求、分分类和主主要技术术参数1.高压断路路器用途途、作用用高压断路路器是电电力系统统中非常常重要的的控制和和保护设设备，是是能带大大负荷及及在负载载短路的的状态下下可靠断断开主电电路的开开关电器器。高压压断路器器的用途途及作用用如下：：（1）控制作作用。在在不频繁繁操作的的电路中中作为直直接开闭闭大负荷荷电流的的主开关关，将部部分电气气设备或或部分线线路投入入或退出出运行。。（2）保护作作用。在在电气设设备或电电力线路路发生故故障时，，继电保保护装置置发出跳跳闸信号号时，启启动断路路器跳闸闸，将故故障设备备或线路路从电力力网中迅迅速切除除，确保保电力网网中无故故障设备备或线路路的正常常运行。。下一页返回3.2高高压断路路器2.高压断路路器的基基本要求求高压断路路器在正正常工作作时要开开闭负荷荷电流，，在短路路时要开开断短路路电流，，并受装装设地点点环境变变化的影影响，所所以高压压断路器器应满足足以下要要求：（1）工作可可靠。在在给定的的技术条条件下工工作时，，应能够够可靠长长期地正正常工作作。（2）应有足足够的断断路能力力。由于于电网发发生短路路时会产产生很大大的短路路电流，，所以断断路器在在断开电电路时，，要有很很强的灭灭弧能力力才能可可靠地切切断电路路，并能能保证有有足够的的热稳定定性和动动稳定性性。上一页下一页返回3.2高高压断路路器（3）尽可能能短的切切断时间间。当电电网发生生短路故故障时，，要求断断路器能能迅速地地将故障障线路或或设备切切除，这这样可以以缩短电电力网带带故障运运行时间间，减轻轻短路电电流对电电气设备备的危害害，提高高电力系系统的稳稳定性。。（4）实实现自动动重合闸闸。架空空输电线线路的短短路故障障多为瞬瞬时性的的，为了了提高电电力系统统的稳定定性，线线路保护护多采用用自动重重合闸方方式。当当发生故故障时，，瞬时跳跳闸，经经很短时时间又自自动重合合闸，恢恢复电路路供电。。（5）结结构简单单、价格格低廉。。在保证证安全、、可靠的的同时，，还要考考虑到断断路器的的结构、、尺寸和和它的经经济性。。上一页下一页返回3.2高高压断路路器3.高压压断路器器的分类类、技术术参数及及型号含含义高压断路路器一般般按灭弧弧介质进进行分类类，有以以下几种种：油断断路器、、压缩空空气断路路器、真真空断路路器、六六氟化硫硫（SF6）断断路器等等；此外外，高压压断路器器按装设设地点不不同，分分为户外外和户内内两种，，35kV以以下高压压断路器器只有户户内式，，35kV以以上的高高压断路路器只有有户外式式，而35kV高压压断路器器则是内内外兼有有。高压断路路器主要要的技术术参数如如下：（1）额额定电压压。指断断路器长长期运行行能承受受的正常常工作电电压，它它不仅决决定了断断路器的的绝缘水水平，而而且在相相当大的的程度上上决定了了断路器器的总体体尺寸和和灭弧条条件。上一页下一页返回3.2高高压断路路器（2）最最高工作作电压。。考虑输输电线路路的压降降，线路路供电端端母线的的电压高高于受电电端母线线的电压压，那么么断路器器就有可可能在高高于额定定电压下下长期工工作，因因此，就就规定了了断路器器有一最最高工作作电压。。按国标标规定，，220kV及以下下设备，，最高工工作电压压是额定定电压的的1.15倍，，对于330kV及及以上的的设备，，规定为为1.1倍。（3）额额定电流流。指断断路器在在额定容容量下允允许长期期通过的的电流，，它决定定了断路路器导电电部分的的截面积积。（4））额定定开断断电流流。指指断路路器在在额定定电压压下，，能可可靠切切断的的最大大周期期分量量电流流。它它表明明了断路路器的的断路路能力力。上一页页下一页页返回3.2高压压断路路器（5））额定定断流流容量量。它它表明明断路路器的的切断断能力力，在在三相相电路路中，，其大大小为为额定定电压压与额额定开开断电电流乘乘积的的3倍倍。（6））热、、动稳稳定电电流。。热稳稳定电电流是是指断断路器器在规规定时时间内内允许许通过过的最最大电电流；；动稳稳定电电流是是指断断路器器在合合闸或或关合合瞬间间，允允许通通过的的电流流最大大峰值值电流流。（7））分、、合闸闸时间间。合合闸时时间是是指从从发出出合闸闸指令令起至至断路路器接接通时时为止止所经经过的的时间间；分分闸时时间是是指从从发出出分闸闸指令令起至至断路路器开开断三三相电电弧完完全熄熄灭时时所经经过的的时间间。高高压断断路器器的图图形及及文字字符号号与低低压断断路器器相同同，其其产品品型号号命名名方法法及含含义为为：上一页页下一页页返回3.2高压压断路路器a—产产品名名称：：S少少油断断路器器；D多油油断路路器；；K空空气断断路器器；L六氟氟化硫硫断路路器；；Z真空空断路路器；；C磁磁吹断断路器器；Q自产产气断断路器器。b—装装设地地点：：N户户内式式；W户外外式。。c—设设计序序号：：数字字。d—额额定电电压：：数字字，单单位为为kV。e—特征标标识：W防防污型；G改进型；；N防凝露露型；C手手车型；F分相操作作；T弹簧簧操作机构构。f—额定电电流：数字字，单位为为A。g—额定开开断电流：：数字，单单位为kA。如ZW8-12T/830-20表示示户外12kV真真空断路器器，额定电电流830A，额额定开断电电流20kA，弹弹簧操作机机构。上一页下一页返回3.2高压压断路器3.2.2油断路器器油断路器是是以变压器器油为灭弧弧介质的高高压断路器器。它是使使用最久、、技术最成成熟的一类类断路器，，分为多油油式和少油油式两种。。多油式断断路器中，，变压器油油不仅作为为灭弧介质质，而且还还用作绝缘缘介质，耗耗油量与体体积都较大大，维修周周期短，现现在基本上上已经不使使用（尤其其是在35kV以以下的线路路中），绝绝大部分被被少油式断断路器所取取代，其基基本结构和和原理与少少油式断路路器大致相相同，所以以在这里就就不阐述多多油式断路路器，而只只介绍少油油式断路器器。上一页下一页返回3.2高压压断路器少油式断路路器中，导导电部分间间的绝缘是是空气和陶陶瓷绝缘材材料或有机机绝缘材料料，它的灭灭弧室装在在绝缘筒或或不接地的的金属桶中中，变压器器油仅用作作灭弧介质质和触头间间绝缘，用用油量少，，体积小，，重量轻，，运输方便便，便于防防火。它在在户内、户户外基本已已取代多油油式断路器器，在户外外35kV及以上上电力系统统和户内6kV、、10kV、35kV系系统中都有有广泛的应应用。但现现在少油式式断路器正正逐步被真真空和SF6断路器器所取代。。少油式断断路器的主主触点采用用瓣形结构构，运行时时箱体带电电，箱体色色为红色并并标注带电电标记，其其典型产品品有以下几几种：上一页下一页返回3.2高压压断路器（1）户内内开关柜式式断路器，，如SN10-10、SN10-35型，用于于户内6kV、10kV、35kV电力力系统，图3-16所示为SN10系列列的外形示示意图；图3-17所示为单相相结构示意意图，它由由框架、传传动机构和和油箱3部部分组成。。当在合闸时时，其导电电回路是由由上出线座座，经瓣形形静触头、、动触杆，，到下出线线座。当分分闸时，在在分闸弹簧簧的作用下下，主轴转转动，经绝绝缘拉杆，，使主拐臂臂转动，动动触杆脱离离瓣形静触触头向下运运动，动触触杆与静触触头间产生生电弧。在在电弧高温温作用下，，油分解成成气体，使使耐弧材料料制成的灭灭弧室中压压力升高，，并使瓣形形静触头座座中的小钢钢球逆止阀迅速上升升堵住中心心孔。随着着动触头杆杆向下移动动，分别打打开三个横横向吹弧道道口和两个个纵吹油囊囊口，使油油和气体的的混合体强强烈吹冷电电弧上一页下一页返回3.2高压压断路器同时，由于于动触杆向向下运动，，在灭弧室室形成附加加油流，射射向电弧。。由于动触触头杆向下下运动，电电弧根部始始终与新鲜鲜油接触；；利用逆流流冷却原理理，能有效效冷却电弧弧，增加熄熄弧能力。。被电弧分分解的油气气上升到断断路器顶部部的油气分分离室，进进行油气分分离。（2）Y系系列户外断断路器，如如W3-110G型型、SW6-110型、SW6-220型、SW7-220型等等，用于110kV、220kV电力系统统，单极式式，由底座座、支撑绝绝缘瓷套、、中间机构构箱，灭弧弧装置等组组成，系单单柱结构，，采用多断断口灭弧室室，两个断断口成V形形排列，对对称地固定定在三角形形传动机构构箱上，对对地用一个个瓷套，组组成Y形单单元。SW6-220型断路路器每相由由两个单柱柱组成，每每个单柱对对地用两个个瓷套，每每相共有四四个断口，，每个断口口都并联均均压电容，，用来改善善电压分布布。上一页下一页返回3.2高压压断路器采用双断口口（或多断断口）串联联，多油囊囊纵吹、横横吹灭弧，，三相机械械联动。图3-18所示为SW6-110的外形形及结构。。（3）I系系列户外式式断路器，，如SW4-35型型、SW7-110型等，适适用于35kV、、110kV电力力系统中，，单断口，，灭弧原理理与Y系列列相似，三三相联动。。图3-19所示为SW4?35型的外形形及结构。。少油断路路器的主要要技术参数数见附录七七中表7-1所示。。油断路器的的优点有：：结构简单单，性能可可靠，成本本低廉，无无操作过电电压。缺点点有：电弧弧影响油质质，检修周周期短，至至少一年要要换油一次次；而且存存在有渗油油，动触杆杆受潮，燃燃烧和爆炸炸的危险，，不能频繁繁操作；运运行时箱体体带电。上一一页页下一一页页返回回3.2高高压压断断路路器器3.2.3真空空断断路路器器在真真空空容容器器中中进进行行电电流流的的开开断断与与关关合合的的断断路路器器称称为为真真空空断断路路器器。。真真空空是是一一种种理理想想的的绝绝缘缘介介质质，，在在很很小小的的真真空空间间隙隙就就具具有有很很高高的的介介电电强强度度，，因因此此真真空空断断路路器器的的触触头头间间隙隙很很小小，，一一般般只只有有10mm左右右。。在真真空空断断路路器器分分断断电电路路瞬瞬间间，，由由于于两两触触头头间间电电容容的的存存在在，，使使触触头头间间绝绝缘缘介介质质击击穿穿，，产产生生真真空空电电弧弧。。由由于于触触头头特特殊殊的的形形状状和和结结构构，，使使得得电电弧弧迅迅速速向向真真空空区区域域扩扩散散。。当当被被分分断断电电流流过过零零时时，，触触头头间间电电弧弧的的温温度度和和弧弧压压急急剧剧下下降降，，使使电电弧弧不不能能继继续续维维持持而而熄熄灭灭，，电电弧弧熄熄灭灭后后几几微微秒秒内内，，触触头头间间距距达达到到一一定定数数值值，，同同时时两两触触头头间间的的真真空空间间隙隙耐耐压压水水平平也也迅迅速速恢恢复复。。所所以以一一般般电电流流过过零零后后，，电电弧弧不不会会重重燃燃，，电电路路被被分分断断。。上一一页页下一一页页返回回3.2高高压压断断路路器器1.真空空断断路路器器的的基基本本结结构构真空空断断路路器器的的总总体体结结构构，，一一般般分分为为悬悬臂臂式式和和落落地地式式两两种种，，主主要要由由真真空空灭灭弧弧室室、、支支架架和和操操作作机机构构三三部部分分组组成成。。真空空断断路路器器的的核核心心部部件件是是真真空空灭灭弧弧室室，，又又叫叫真真空空开开关关管管。。它它由由外外壳壳、、屏屏蔽蔽罩罩、、波波纹纹管管、、动动/静触触头头和和动动/静触触杆杆组组成成，，如如图3-20所示示。。（1）外外壳壳。。外外壳壳是是真真空空灭灭弧弧室室的的密密封封容容器器，，一一般般采采用用玻玻璃璃或或高高氧氧化化铝铝陶陶瓷瓷等等无无机机绝绝缘缘材材料料。。近近年年来来也也有有采采用用微微晶晶玻玻璃璃作作绝绝缘缘外外壳壳的的，，有有的的真真空空灭灭弧弧室室用用金金属属材材料料做做外外部部圆圆筒筒，，无无机机绝绝缘缘材材料料做做端端盖盖，，既既增增加加了了机机械械强强度度，，又又起起到到屏屏蔽蔽作作用用。。上一一页页下一页返回3.2高压断断路器（2）屏蔽罩。屏屏蔽罩起到吸吸附真空电弧弧产生的金属属蒸气分子的的作用。当开开断电流时，，电弧产生的的高温使金属属蒸发，向四四周扩散，金金属分子在罩罩壳上冷却并并恢复成固态态，灭弧后，，灭弧室内真真空度得以迅迅速恢复。屏屏蔽罩的体积积越大，金属属蒸气分子吸吸附越快，温温升变化越小小，冷凝速度度越快，真空空度恢复时间间越短，灭弧弧效果越好。。（3）波纹管。金金属波纹管起起到动触头运运动时的真空空密封作用。。波纹管的一一端固定在灭灭弧室的一个个端面上，另另一端与动触触头的导电杆杆连接，随导导电杆的运动动而伸缩。断断路器每分合合一次，波纹纹管就随之产产生一次机械械变形，其制制造材料现多多为不锈钢，，而FeCrNi不锈钢为最佳佳。上一页下一页返回3.2高压断断路器（4）触头。触头头是灭弧室内内最重要的元元件，其动、、静触头是对对接式的，真真空断路器的的开断能力主主要由触头系系统的结构决决定，触头的的结构分为平平板式、横向向磁场和纵向向磁场式触头头，平板式触触头已经被淘淘汰，现在使使用较多的是是横向、纵向向磁场触头。。横向磁场触触头的结构如如图3-21所示，在中间间接触面的四四周开有三条条螺旋槽的吹吹弧面，触头头闭合时，只只有接触面相相互接触，当当开断电流时时，最初在接接触面上产生生的电弧，在在电弧磁场的的作用下，驱驱使电弧沿触触头四周切线线方向运动，，即在触头外外缘上不断旋旋转，避免了了电弧固定在在某处而烧损损触头，电流流过零时，电电弧熄灭。上一页下一页返回3.2高压断断路器纵向磁场触头头是利用在触触头间隙中呈呈现的纵向磁磁场来提高开开断能力的，，产生纵向磁磁场的线圈串串联在触头和和导电杆之间间，图3-22所示为其中一一种典型的结结构示意图，，导电杆中的的电流被分成成四路流过线线圈的径向导导体，再进入入线圈的圆周周部分，然后后流入触头。。这样就形成成了一个纵向向磁场，在这这个磁场的作作用下，电弧弧等离子体的的变形被抑制制，电弧的能能量可均匀地地输入触头表表面，有效地地保护了触头头，从而提高高了开断能力力。虽然结构构复杂，但与与横向磁场触触头相比，开开断能力增强强，使用寿命命延长，已被被广泛采用。。上一页下一页返回3.2高压断断路器2.真空断路器典典型产品户内式有ZN4-10、ZN5-10、ZN28-12、ZN63A（VS1）系列等，ZN4-10、ZN5-10系列主要用于于户内10kV及以下的AC50Hz三相供、配电电系统及小型型变电所的一一次侧开断负负荷电流、过过载电流和短短路电流；ZN28-12系列主要用于于户内12kV及以下的AC50Hz三相供、配电电系统。该产产品既可以为为开关本体与与操作机构一一体安装，也也可以二者分分离安装，一一体结构为ZN28-12基本型；分体体结构为ZN28A-12型，适应于各各种固定式开开关柜。可以以配套的操作作机构为CD17、CD10A型直流电磁操操动机构和CT17、CT19型弹簧操动机机构；上一页下一页返回3.2高压断断路器ZN63A型户内高压真真空断路器是是三相50Hz，额定电压7.2～12kV户内开关设备备，可进行频频繁操作，具具有多次开断断和重合闸能能力，为前、、后分装结构构，既可以作作为固定安装装单元，也可可以与底盘车车配装作为单单独手车使用用。ZN28-12型的外形及结结构如图3-23所示，户内式式真空断路器器主要技术参参数见附录七七中表7-2所示。户外式有ZW-10、ZWG-10、ZW32-12、ZW32?12G系列户外柱上上真空断路器器，适用于三三相交流50Hz，10kV或12kV供、配电网或或变电所作为为分合负荷电电流、过载电电流、短路电电流用，也可可以用于频繁繁操作的工厂厂大型电力设设备。上一页下一页返回3.2高压断断路器除了上述户外外真空断路器器外，还有ZW8-12、ZW6-12、ZW7-40.5及3AH等系列户外真真空断路器，，前两种主要要用于12kV，三相交流50Hz的农网、城网网和小型电力力系统，能够够关合负荷电电流、过载电电流和短路电电流。该系列列产品还可以以与隔离刀组组合成组合断断路器，可以以作为分断开开关使用。ZW6-12型户外真空断断路器的外形形如图3-24所示。而ZW7-40.5型则是用于额额定电压为40.5kV的户外高压开开关设备，附附装弹簧操动动机构或电磁磁操动机构，，既可以远控控电动分、合合闸，也可以以就地手动储储能手动分、、合闸。主要要用于35kV输变电系统的控制制与保护。户户外式真空断断路器主要技技术参数见附附录七中表7-3所示。上一页下一页页返回3.2高压压断路路器除了上上述户户外真真空断断路器器外，，还有有ZW8-12、ZW6-12、ZW7-40.5及3AH等系列列户外外真空空断路路器，，前两两种主主要用用于12kV，三相相交流流50Hz的农网网、城城网和和小型型电力力系统统，能能够关关合负负荷电电流、、过载载电流流和短短路电电流。。该系系列产产品还还可以以与隔隔离刀刀组合合成组组合断断路器器，可可以作作为分分断开开关使使用。。ZW6-12型户外外真空空断路路器的的外形形如图3-24所示。。而ZW7-40.5型则是是用于于额定定电压压为40.5kV的户外外高压压开关关设备备，附附装弹弹簧操操动机机构或或电磁磁操动动机构构，既既可以以远控控电动动分、、合闸闸，也也可以以就地地手动动储能能手动动分、、合闸闸。主主要用用于35kV输变变电系系统统的的控控制制与与保保护护。。户户外外式式真真空空断断路路器器主主要要技技术术参参数数见见附附录录七七中中表表7-3所示示。。上一一页页下一一页页返回回3.2高高压压断断路路器器3.真空空断断路路器器的的优优、、缺缺点点真空空断断路路器器的的触触头头在在真真空空中中开开断断电电流流，，利利用用真真空空作作为为绝绝缘缘和和灭灭弧弧介介质质，，有有以以下下优优点点：：（1）灭灭弧弧能能力力强强，，燃燃弧弧时时间间短短，，全全分分断断时时间间短短。。（2）触触头头开开距距小小，，机机械械寿寿命命长长，，可可达达到到10000次以以上上，，远远高高于于同同型型号号的的少少油油式式断断路路器器，，合合闸闸功功小小，，操操动动机机构构小小，，整整机机体体积积小小，，重重量量轻轻。。（3）适适合合于于频频繁繁操操作作和和快快速速切切断断，，特特别别适适合合切切断断容容性性负负载载电电路路。。（4）在在真真空空断断路路器器使使用用年年限限内内，，触触头头部部分分无无需需维维修修检检查查，，一一般般可可达达20年不不需需检检修修。。维维护护工工作作量量小小，，维维护护成成本本低低，，仅仅为为少少油油式式断断路路器器的的1/20左右右，，免免维维护护周周期期长长。。（5）没没有有易易燃燃、、易易爆爆介介质质，，无无爆爆炸炸和和火火灾灾危危险险。。上一一页页下一一页页返回回3.2高高压压断断路路器器由于于真真空空断断路路器器在在结结构构上上的的特特点点，，也也存存在在以以下下缺缺点点：：（1）易易产产生生操操作作过过电电压压，，形形成成截截流流。。在在开开断断大大电电流流时时，，电电弧弧比比较较稳稳定定，，在在电电流流过过零零时时电电弧弧熄熄灭灭。。在在开开断断几几百百至至几几千千安安的的交交流流电电流流时时，，一一般般不不会会发发生生截截流流现现象象。。而而在在开开断断小小电电感感电电流流时时，，如如空空载载变变压压器器的的励励磁磁电电流流，，由由于于弧弧柱柱扩扩散散速速度度太太快快，，金金属属蒸蒸气气的的压压力力和和温温度度剧剧降降，，使使金金属属质质点点的的蒸蒸发发不不能能维维持持弧弧柱柱的的扩扩散散，，造造成成电电流流到到达达零零点点之之前前的的某某一一瞬瞬间间发发生生强强制制熄熄弧弧而而形形成成断断流流，，这这种种现现象象称称为为截截流流。。当当然然就就形形成成了了操操作作过过电电压压。。这这对对于于设设备备和和操操作作人人员员的的安安全全是是极极为为不不利利的的。。解解决决的的办办法法通通常常是是与与避避雷雷器器并并联联使使用用，，也也可可以以采采用用RC吸收装置置，如图3-25所示。上一页下一页返回3.2高高压断路路器（2）灭弧室室的真空空度在运运行中还还不能随随时检测测，只能能通过专专门耐压压试验或或专用仪仪器检测测其真空空度。一一般的检检测方法法是，当当触头断断开，仅仅有一个个触头带带电时，，若灭弧弧室出现现辉光，，则表明明真空度度异常，，如果真真空度降降低或不不能使用用时，只只能更换换真空灭灭弧室。。上一页下一页返回3.2高高压断路路器3.2.4六氟化硫硫断路器器1.六氟化硫硫的物理理、化学学和电气气特性六氟化硫硫作为一一种绝缘缘气体，，具有很很多优点点，它是是一种无无色、无无味、无无毒、不不可燃的的惰性气气体；其其密度是是空气的的5倍，在45℃以上才能能保持气气态，在在常温下下它有液液化的可可能，所所以六氟氟化硫断断路器不不能在过过低温度度或过低低压力下下工作；；六氟化化硫具有有优良的的导热性性能，比比热容大大；六氟氟化硫本本身的特特性非常常稳定，，在电气气设备的的A级绝缘温温度（105℃℃）以内是是相当稳稳定的，，并具有有非常高高的绝缘缘强度，，在相同同情况下下，其介介电强度度为空气气的2～3倍，在3个大气压压时，其其介电强强度可与与变压器器油相当当。这样样就在很很大程度度上减少少了串联联断口数数。例如如，500kV的少油式式断路器器需6～8个断口，，而六氟氟化硫断断路器则则只需3～4个断口。。上一页下一页返回3.2高高压断路路器但六氟化化硫气体体中水分分子将对对绝缘水水平产生生极大的的影响，，一方面面使其绝绝缘程度度急剧下下降，另另一方面面六氟化化硫在200℃℃时就可能能分解，，生成物物中有氢氢氟酸，，不仅有有毒，而而且对于于某些绝绝缘材料料和金属属具有腐腐蚀作用用。2.六氟化硫硫断路器器的分类类（1）利用六六氟化硫硫气体作作为绝缘缘及灭弧弧介质的的断路器器称为六六氟化硫硫断路器器。按其其结构形形式可分分为绝缘缘子支柱柱式和落落地罐式式两类。。①绝缘子子支柱式式类似于于少油式式断路器器的形式式，只是是用六氟氟化硫气气体代替替了变压压器油。。属于积积木式结结构，系系列性及及通用性性强，灭灭弧室可可布置成成I形、T形或Y形。②落地罐罐式类似似于多油油式断路路器的形形式，但但气体密密封在一一个罐内内，灭弧弧装置装装在罐内内，导电电部分由由绝缘套套管引出出，套管管的底部部可装电电流互感感器。这这种结构构整体性性强，力力学性能能好，防防振性能能好，但但系列性性差。上一页下一页返回3.2高高压断路路器（2）六氟化化硫断路路器按动动触头的的动作方方式可分分为定开开距式和和变开距距式。变变开距式式在断开开过程中中开距随随动触头头（连同同喷嘴））运动而而不断增增大，电电弧熄灭灭后，动动、静触触头保持持一定的的绝缘距距离，如如LW6-500型六氟化化硫断路路器就属属此类。。定开距距式则是是将两个个喷嘴的的距离固固定不动动，以保保持最佳佳的熄弧弧距离，，动触头头运动，，压缩气气体，将将电弧吹吹灭，如如LW-220就属于此类类结构。（3）六氟化硫硫断路器的的灭弧室可可分为双压压式、单压压式和旋弧弧式三种，，双压式是是早期发展展的一种灭灭弧室，由由于结构复复杂，现已已淘汰。单单压式结构构简单，现现在应用最最为广泛，，旋弧式是是利用磁场场驱动电弧弧在六氟化化硫气体中中旋转的方方法灭弧，，多用在中中压六氟化化硫断路器器。上一页下一页返回3.2高压压断路器3.典型六氟化化硫断路器器产品常用的六氟氟化硫断路路器户内式式有LN2系列，适用用于交流50Hz，6～40.5kV的电力系统统中，用来来切换发电电厂、变电电站的负荷荷电流及故故障电流，，能快速重重合闸。LN2系列采用三三相一体机机构，运用用旋弧纵吹吹和压气式式相结合的的灭弧方式式。图3-26所示为LN2-35型外形。常常用六氟化化硫户内式式断路器主主要技术参参数见附录录七中表7-4所示。上一页下一页返回3.2高压压断路器常用的六氟氟化硫断路路器户外式式有LW3-12系系列，适用用于12kV，交交流50Hz的中中、小型发发电站或电电力配电线线路上。三三相共体，，结构紧凑凑，旋转灭灭弧，采用用电磁线圈圈及电动机机储能操动动转动式机机构进行分分、合闸；；LW-35、LW7-35系列中压压六氟化硫硫断路器适适用于三相相、交流50Hz、35kV级输输变电的开开关设备，，能分、合合负荷电流流和故障电电流，分、、合电容器器组，切换换线路，可可用于频繁繁操作，也也可作联络络断路器用用，从而实实现对输变变电线路设设备的控制制和保护，，采用压气气式灭弧，，配用CT-14、、CT-35型弹簧簧操动机构构；上一页下一页返回3.2高压压断路器LW36-126、、LW-220、LW6-500系列列高压六氟氟化硫断路路器适用于于交流50Hz，，110kV、220kV、500kV的电力系系统中，是是电力系统统的控制和和保护设备备，也可以以作为联络络断路器使使用。采用用自能灭弧弧，所谓自自能灭弧就就是利用电电弧自身的的能量来熄熄灭电弧的的方式。LW36-126采采用三相一一体安装，，LW?220、W6-500采用分分相安装，，配CT系系列弹簧操操动机构，，合闸功小小。图3-27所示为LW6-500的单极极外形，常常用六氟化化硫户外式式断路器主主要技术参参数见附录录七中表7-5所示示。上一页下一页返回3.2高压压断路器4.六氟化化硫断路器器的优、缺缺点优点：（1）灭弧弧室单断口口耐压高，，可达400kV，对于同同一电压等等级的产品品断口数明明显减少。。（2）开断断能力强，，开断性能能优异。目目前，六氟氟化硫断路路器500kV的的额定开断断电流达到到80～100kA，800kV可达63kA；；六氟化硫硫断路器除除了可以开开断短路电电流外，还还可以开断断空载长线线路或电容容器组，而而不会发生生电弧重燃燃，因而过过电压小。。（3）寿命命长，检修修间隔周期期长，开断断次数较多多，适用于于频繁操作作，且噪声声小，对无无线电无干干扰。上一页下一页返回3.2高压压断路器（4）无触触电危险，，无火灾隐隐患。高压压带电部分分被密封，，运行外壳壳不带电，，采用高绝绝缘强度气气体六氟化化硫作为绝绝缘和灭弧弧介质，可可以缩小断断路器的外外形尺寸，，可以发展展为全封闭闭式组合电电器，可以以大大减少少变电所的的占地面积积，可以进进入地下，，不影响城城市环境，，特别适用用于负荷集集中、用电电量大的城城市，真正正做到“高高压进城””。缺点：（1）在不不均匀电场场中，气体体的击穿电电压下降很很多，因此此对断路器器的零、部部件加工要要求高，所所以造价相相对昂贵。。（2）对断断路器的密密封要求高高，对水分分与六氟化化硫气体的的泄漏检测测与控制要要求严格。。上一页下一页返回3.2高压压断路器（3）使用用环境要求求较为严格格，因为六六氟化硫容容易液化，，所以温度度不宜太低低，压力不不宜太高。。-40℃℃时工作压压力不得超超过0.35MPa；-30℃时，，工作压力力不得超过过0.5MPa上一页返回3.3互感感器互感器包括括电流互感感器和电压压互感器，，是一次系系统和二次次系统之间间的联络设设备，是电电力系统重重要的组成成部分，它它将一次侧侧的高压、、大电流变变成二次侧侧的低压和和小电流，，向二次电电路中的计计量、监测测和保护单单元提供必必要的电压压源和电流流源，以正正确反映一一次系统的的运行情况况（正常、、故障）。。目前常用用的互感器器有电磁式式和电容式式，随着电电力系统容容量的增大大，电压等等级的提高高，光电式式和电子式式互感器的的应用将越越来越普遍遍。下一页返回3.3互感感器3.3.1互感器的连连接与作用用1.互感器与电电力系统的的连接互感器是一一种特殊的的变压器，，其一次、、二次绕组组与系统的的连接方式式如图3-28所示。电流互感器器TA用于各种电电压的交流流电力系统统中，其一一次绕组串串联在被监监测电路中中，二次绕绕组与二次次测量仪表表和继电器器的电流线线圈串联；；电压互感感器TV用于380V及以上的交交流电力系系统中，其其一次绕组组与被监测测电力网并并联，二次次绕组与二二次测量仪仪表及继电电器的电压压线圈并联联。2.互感器的作作用（1）将高电压压、大电流流变成低电电压、小电电流，便于于实现对一一次系统的的测量和保保护，也容容易实现自自动化和远远动化。上一页下一页返回3.3互感器（2）由于互感感器的二次次侧是统一一标准的低低电压和小小电流，所所以二次测测量仪表和和继电器可可以实现小小型化、标标准化，使使其结构简简单、价格格低廉。使使配电屏内内的布线更更加简单，，安装调试试变得快捷捷、方便。。（3）互感器可可以使二次次侧的测量量仪表和继继电器等与与一次高压压系统在电电气上隔离离，保证了了人身和设设备的安全全。互感器器在使用时时，二次侧侧和铁芯必必须可靠地地接地，以以防止一次次、二次绕绕组的绝缘缘损坏，而而在二次侧侧出现高压压，危及人人身和设备备的安全。。上一页下一页返回3.3互感器3.3.2电流互感器器1.电流互感器器的工作原原理和运行行特点将大电流变变为5A或1A的小电流，，供测量仪仪表和继电电器使用的的小容量仪仪用变压器器，称为电电流互感器器。其连接接方式如图图3-28所示，文字字符号为TA，电路符号号如图3-29所示。其工作原理理与普通变变压器的相相似，是按按电磁感应应原理工作作的，一次次、二次绕绕组的额定定电流之比比，称为额额定变流比比，用Ki表示，即上一页下一页返回3.3互感器若忽略励磁磁电流，可可以认为有有上一页下一页返回3.3互感器由此可见，，测出的二二次电流I2乘以额定变变流比Ki，就可测得得一次侧的的实际电流流。与普通变压压器相比，，电流互感感器有以下下运行特点点：（1）一次电流流的大小决决定于一次次负载电流流，与二次次电流大小小无关。因因为互感器器的一次绕绕组串联在在被测电路路中，匝数数少，电抗抗小，对一一次负载电电流影响极极小，可忽忽略不计。。（2）正常运行行时，互感感器的二次次回路近似似于短路。。因为二次次绕组的负负载是测量量仪表和继继电器的电电流线圈，，阻抗很小小，接近短短路。（3）运行中的的电流互感感器的二次次侧不允许许开路；否否则，会在在二次侧出出现高电压压，从而危危及人身及及设备的安安全。所以以电流互感感器二次侧侧不允许装装设熔断器器，且二次次绕组的一一端和铁芯芯应可靠接接地，二次次侧连接导导线应采用用截面积不不小于2.5mm2的铜芯材料料。上一页下一页返回3.3互感器2.电流互感器器的误差、、准确度和和额定容量量电流互感器器和变压器器一样，在在铁芯和线线圈中存在在有损耗，，因而二次次回路测得得的电流KiI2与一次电流流I1在数值和相相位上都有有误差，这这个误差可可用电流误误差和相位位误差表示示。电流误差：：由二次回回路测得的的一次电流流的近似值值KiI2与一次电流流实际值I1之差除以一一次电流的的实际值的的百分比，，即上一页下一页返回3.3互感器相位误差：：二次电流流向量旋转转180°后与一次电电流向量之之间的夹角角（δi），并规定超超前时为正，否则则为负。电流互感器的的测量误差可可以用准确度度等级来表示示，根据测量量误差的不同同，划分出不不同的准确度度等级。准确确度等级是指指在规定的二二次负荷变化化范围内，一一次电流为额额定值时的最最大电流误差差。根据测量量时产生误差差的大小，电电流互感器划划分为0.1、0.2、0.5、1、3、5和5P、10P几个准确度等等级（5P、10P为保护级准确确度等级），，我国电流互互感器准确度度等级和误差差极限值如表3-1所示。上一页下一页返回3.3互感器一般0.1、0.2级用于实验室室精密测量和和月供电量超超过100万kW·h的线路或用户户；0.5级用于收费电电度表；0.5、1.0级用于发电厂厂、变电所的的盘式仪表；；3、5级用于一般测测量和继电保保护；稳态保保护用5P和10P级，用于继电电保护。其数数值越小，准准确度越高。。电流互感器的的额定容量，，是指在额定定二次电流和和在某一准确确度级的额定定二次阻抗下下，二次绕组组的输出容量量，即上一页下一页返回3.3互感器根据式（3-2）得，由于二二次额定电流流I2N已标准化（5A或1A），所以二次次侧的额定容容量S2N有时可以用二二次负载阻抗抗Z2N代替，称为二二次额定阻抗抗，通常制造造商会给出电电流互感器的的二次额定阻阻抗，供设计计人员在设计计和计算时参参考。同一台台电流互感器器在不同的准准确度等级时时，二次额定定负载阻抗不不同，也就是是有不同的额额定容量，如如LMZ1-10-3000/5型电流互感器器，0.5级对应的二次次额定负载阻阻抗为1.6Ω（容量40V·A）；1级时，二次额额定负载阻抗抗为2.4Ω（容量60V·A）。换言之，，二次负载阻阻抗直接改变变电流互感器器的准确度。。上一页下一页返回3.3互感器3.电流互感器的的极性和接线线方式电流互感器的的极性用减极极性原则，一一次绕组用L1、L2表示，二次绕绕组用K1、K2注明，L1、K1和L2、K2为两对同名端端，当一次电电流从L1流入时，同时时二次电流从从K1流出。电流互互感器在安装装时，同名端端不可接错，，否则会造成成功率型仪表表和继电保护护装置的动作作紊乱。电流互感器的的常用接线方方式如图3-30所示。（1）单相式连接接。这种接线线方式只能测测一相的电流流以监视三相相的运行情况况，通常用于于三相对称电电路中，如三三相电动机电电路，接线方方式如图3-30中（a）所示。（2）星形连接。。这种接线方方式可测三相相的电流，一一般用于可能能出现三相不不对称的电路路中，以监视视三相电路的的运行，接线线方式如图3-30中（b）所示。上一页下一页返回3.3互感器（3）不完全星形形连接。这种种接线方式只只用两台电流流互感器，一一般测量两相相电流，但通通过公共导线线可以测量第第三相电流，，接线方式如如图3-30中（c）所示。4.电流互感器的的种类及典型型产品电流互互感器种类繁繁多，结构各各异，其分类类方法多种多多样。按装设设地点，可分分为户内式和和户外式。按按绝缘方式，，可分为干式式、浇注式、、油浸式、串串级式等。按安装方式，，可分为贯穿穿式（用来穿穿过配电屏板板或墙壁）、、支柱式（安安装在平面或或支柱上，兼兼做一次电路路导体的支柱柱）、套管式式（没有一