开关设备与防雷保护装置综述_第1页
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文档简介

第一部分开关设备、防雷保护1.1断路器1.1断路器1.1.1断路器的作用高压断路器在正常运行时用它接通或切断负荷电流;在电气设备或线路发生短路故障或严重过负荷时,由继电保护装置控制其自动迅速地切断故障电流,切断发生短路故障的设备或线路,以防止扩大事故范围。1.1.2断路器的功能断路器开断电路时,充分利用交流电弧电流每半周过零一次自然熄弧的特点,加强去游离使电弧不再复燃。其介质强度恢复主要由断路器灭弧装置和介质特性所决定。系统电压恢复过程可能是周期性的或非同期性的。取决于被开断电路的参数。

型号特征额定断流容量,MVAS─少油断路器额定电流,AD─多油断路器派生标志

K─空气断路器C─带有手车装置

Q─产气断路器G─改进型

Z─真空断路器D─带有电磁操作结构

L─六氟化硫断路器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ─断流容量

C─磁吹断路器额定电压,kV

安装条件设计序号

N─户内

W─户外1.1.3断路器的分类

1.多油断路器:利用绝缘油作为灭弧介质、相间及相对地绝缘介质。

2.少油断路器:绝缘油只作灭弧介质。载流部分是借空气和陶器绝缘材料或有机绝缘材料来绝缘,灭弧方式多为横向吹动电弧。

3.空气断路器:利用压缩空气的吹动来熄灭电弧的。和控制断路器的分合阐动作。

4.SF6断路器:用SF6气体作绝缘和灭弧介质。

5.磁吹式断路器:当电弧电流通过吹弧线圈以产生磁束来吹弧及消弧。

6.真空断路器:利用真空灭弧和绝缘,灭弧时间一般只有半个周波。1.1.4断路器的主要性能与参数

1.额定电压及额定电流(1)额定电压指断路器长期工作的标准电压(对三相系统指线电压)。电力系统在运行中允许有±5%的波动,断路器必须适应在电压变化范围内能长期工作,为此断路器出厂时都以最高工作电压进行鉴定。如:对3~220kV范围内,其最高工作电压较额定电压约高15%左右;对330kV以上,规定最高工作电压较额定电压高10%。(2)额定电流指在额定频率下长期通过此电流时,断路器无损伤,且各部分发热不超过长期工作时最高允许发热温度。我国规定额定电流为:200、400、630、(1000)、1250、1600、(1500)、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。

2.额定开断电流和额定断流容量(1)断路器在开断操作时,首先起弧的某相电流称为开断电流。在额定电压下,能保证正常开断的最大短路电流称为额定开断电流。它是标志断路器开断能力的一个重要参数。我国规定额定开断电流为:1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等。(2)把额定条件下的开断能力称为额定断流容量。三相电路的额定断流容量,以MVA)表示。我国根据国际电工委员会(IEC)的规定,现只把额定开断电流作为表征开断能力的唯一参数,而断流容量仅作为描述断路器特性的一个数值。

3.关合能力说明断路器关合短路故障能力的参数为额定关合电流。其数值以关合操作时,瞬态电流第一个大半波峰值来表示,制造部门对关合电流一般取额定开断电流的倍即

式中——额定关合电流,kA;

——额定开断电流,kA。断路器关合短路电流的能力除与灭弧装置性能有关外,还与断路器操动机构的合闸功率的大小有关。

4.耐受性能断路器应具有足够的耐受短时短路电流作用的能力,简称耐受能力。(1)短时热电流(热稳定电流)在规定的时间内(规定标准时间为2s,需要大于2s时推荐4s)断路器在合闸位置,可能经受的短时热电流有效值(kA),称为短时热电流(或短时耐受电流),断路器标准中规定短时热电流通过断路器时,各零部件的温度不应超过短时发热最高允许温度,且不致出现触头熔接或软化变形,以及其它妨碍正常运行的异常现象。允许发热最高温度数值随材料而异。(2)峰值耐受电流流峰值耐耐受电流亦称称动稳定电流流,即在规定的的使用条件和和性能下,断断路器在合闸闸位置时所能能经受的电流峰值。它与关合电流流不同的是,,峰值耐受电电流是断路器器处于合闸位位置时通过的的短路电流,,而关合电流流则是由于断断路器关合短短路故障所产产生的短路电电流。峰值耐耐受电流也是是以短路电流流的第一个大大半波峰值电电流来表示,,且峰值耐受电流流反映了断路路器承受由于于短路电流产产生电动力的的耐受性能,,它决定断路路器的导电部部分和绝缘支支撑件的机械械强度以及触触头的结构形形式。5.操作性能(1)全开断时间是是指断路路器接到分闸闸命令瞬间起起到电弧熄灭灭为止的时间间间隔。即式中——全开断时间,,s;——分闸时间,s;从断路器接接到分闸命令令瞬间到所有相的触头头都分离的时时间间隔,亦亦称为断路器固有分闸闸时间;——燃弧时间,s;是指某一相相首先起弧瞬瞬间到所有相电弧全部部熄灭的时间间间隔。全开断时间是是说明断路器开断过程快慢慢的主要参数,它直接影响响故障对设备的损损坏程度、故障范围、传传输容量和系统的稳定性性。断路器开断时时间示意图(2)合闸时间处于分闸位置置的断路器,,从接到合闸命令瞬瞬间起到所有有相的触头均均接触为止的的时间称为合闸闸时间。6.自动重合闸闸性能自动重合闸的的操作循环::分——合分——合分。为为断路器开断断故障电路,,从电弧熄灭灭起到电路重重新接通的时时间,称为无无电流间隔时时间,一般为为0.3s或0.5s;为强送送电时间,一一般为180s。断路器开断时时间与无电流流间隔时间之之和称为自动动重合闸时间间。金属短接时间间系指断路器器重合闸操作作后,触头闭闭合到第二次次触头分开所所需用的时间间。1.1.5灭弧方法当高压断路器器开断高压有有载电路时之之所以产生电电弧,原因在在于触头本身身及其周围的的介质中含有有大量可被游游离的电子。。当分断的触触头间存在足足够大的外施施电压条件下下,电路路电电流流也也达达到到最最小小生生弧弧电电流流时时,,会会因因强强烈烈的的游游离离而而产产生生电电弧弧。。工业配配电系系统主主要是是交流流系统统,所所以电电弧也也主要要是交交流电电弧,,其性性质是是半个个周期期要经经过零零值一一次,,而电流流过零零时,,电弧弧要暂暂时熄熄灭。。因此,大多多数交流开开关电器的的灭弧方法法中,都利利用了交流流电流过零零时电弧暂暂时熄灭这这一特性。。1.速拉灭弧弧当交流电流流经过零值值的瞬间,,拉大触头头间距离,,当触头间间所加电压压不足以击击穿其间距距时,电弧弧就不会重重新点燃。。触头的分分离速度越越快,电弧弧熄灭就越越快,通常常在高压断断路器中装装设强力的的跳脱弹簧簧来加快触触头分开的的速度。2.吹弧灭弧弧法利用外力((如气流、、油流或电电磁力)来来吹动电弧弧,使电弧弧加速冷却却,同时拉拉长电弧,,降低电弧弧中的电场场强度,加加速电弧的的熄灭,按按吹弧的方方向来分,,有横吹和和纵吹两种种。a)横吹吹b)纵吹吹当低压压刀开开关迅迅速拉拉开刀刀阐时时,不不仅迅迅速拉拉长了了电弧弧,同同时使使本身身回路路电流流产生生的电电动力力作用用于电电弧,,吹动动电弧弧,使使其拉拉长电电弧直直到电电弧熄熄灭。。如果开开关利用专专门吹吹弧线线圈来来吹动动电弧弧,使电电弧移移动,,电弧弧移动动的力力实际际上是是电弧弧电流流在线线圈磁磁场中中产生生的电电动力力。也有的的开关关利用用铁磁磁物质质(钢钢片等等),,来吸吸动电电弧。。3.冷却却灭弧弧法降低电电弧的的温度度,使使正负负离子子的复复合增增强,,有助助于电电弧迅迅速熄熄灭,,这是是一种种基本本的灭灭弧方方法。。4.短弧弧灭弧弧法利用金金属片片将长长弧切切成若若干短短弧,,则电电弧上上的压压降将将近似似地增增大若若干倍倍。当当外施施电压压小于于电弧弧上的的压降降时,,则电电弧就就不能能维持持而迅迅速熄熄灭。。通常常采用用钢灭灭弧栅栅,让让电弧弧进入入钢片片,一一是利利用了了电动动力吹吹弧,,二是是利用用了铁铁磁吸吸弧,,同时时钢片片对电电弧还还有冷冷却作作用。。5.狭缝灭灭弧法电弧在固固体介质质所形成成的窄沟沟内燃烧烧,将电电弧冷却却,同时时电弧在在狭缝窄窄沟中燃燃烧,压压力增大大,有利利于电弧弧的熄灭灭。有的的熔丝在在熔管内内充填石石英砂,,就是利利用这种种狭沟灭灭弧原理理,还有有一种用用耐弧的的绝缘材材料(陶陶瓷类))制成灭灭弧栅,,也是利利用了这这种灭弧弧原理。。6.真空灭灭弧法真空具有有较高的的绝缘强强度,如如果将开开关触头头装置置置于真空空容器,,则在电电流过零零时,即即能熄灭灭电弧。。为防止止产生过过电压,,应当不不使触头头分开时时,电流流突变为为零。一一般应在在触头间间产生少少量金属属蒸汽,,形成电电弧通道道。当交交流电流流自然下下降过零零前后,,这些等等离子态态的金属属蒸汽便便在真空空中迅速速飞散而而熄灭电电弧。1.1.6高压断路器的的操作要求1.正常操作的的要求(1)新装或大修修后的断路器器,投运前必必须验收合格格才能施加运运行电压。(2)断法器的分分、合闸指示示器应指示正正确,且与当当时实际运行行相符。(3)断路器接线线板的连接处处或其它必要要的地方应有有监视运行温温度的措施,,如示温蜡片片等。(4)断路器金属属外壳接地良良好且有明显显的接地标志志,接地体的的截面积符合合规程要求。。(5)油断路器的的油色应正常常,油位应在在油位指示的的上、下限油油位监视线中中,绝缘油牌牌号和性能应应满足当地最最低气温的要要来,油质合合格。(6)六氟化硫断断路器,为监监视其气体压压力,应装有有密度继电器器或压力表,,并附有压力力表和压力温温度关系曲线线,其有SF6气体补气接口口。(7)真空断路器器应配有限制制操作过电压压的保护装置置。2.断路器操作机机构的要求(1)操作机构动动作电压应满满足:低于额定电压的30%时不动作;高于额定电压的65%时可靠动作。(2)机构箱应具具有防尘、防防潮、防小动动物进入及通通风措施,液液压与气动机机构应有加热热装置和恒温温控制措施。。(3)电磁操作机机构的合闸电电源应保持稳稳定。运行中中电源电压如如有变化,其其电压不低于于额定电压的的80%,最高不得得高于额定电电压的110%。(4)液压操作机机构应具有防防“失压慢分分”装置,并并用有防“失失压慢分”的的机构卡具。。所谓“失压压慢分”是指指液压操作机机因某种原因因压力降到零零,然后重新新启动油泵打打压时,造成成断路器缓慢慢分闸、采用用液压或气动动机构时,其其工作压力大大于1MPa(表压)时,,应有压力释释放装置。(5)弹簧操作机机构在断路器器合闸释放能能量后,应能能自动再次储能能。3.故障状态下的的操作要求::(1)断路器在运运行中,由于于某种原因造造成油断路器器严重缺油,,六氟化硫断断路器气体压压力异常(如如突然降至零零等),严禁禁对断路器进进行停、送电电操作,应立立即断开故障障断路器的控控制电源,及及时采取措施施,将故障断断路器退出运运行。(2)分相操作的的断路器操作作时,发生非非全相合闸,,应立即将已已合上相拉开开,重新操作作合闸一次,,如仍不正常常,则应拉开开合上相后汇汇报,上级派派员处理。当当发生非全相相分闸时,应应立即拉开故故障开关控制制电源,手动动操作将拒动动相分闸。(3)严严禁禁将将有有拒拒跳跳或或合合闸闸不不可可靠靠的的断断路路器器投投入入运运行行。。1.1.7高压压断断路路器器的的异异常常运运行行1.油断断路路器器(1)油油断断路路器器声声音音异异常常(2)油断断路器器油位位异常常(3)油断断路器器油质质发黑黑(4)断路路器过过热(5)跳合合闸线线圈冒冒烟(6)断路路器跳跳合闸闸不同同期2.真空空断路路器常常见异异常运运行(1)电动动合不不上闸闸(2)合闸闸合空空(3)电动动不脱脱扣(4)分合合闸不不可靠靠(5)合闸闸线圈圈烧毁毁(6)分闸闸线圈圈烧毁毁(7)辅助助开关关烧毁毁3.六氟氟化硫硫断路路器常常见异异常运运行(1)泄漏漏气体体(2)闪络络放电电。(3)分合合闸不不可靠靠1.1.8高压断断路器器的故故障1.应停停电处处理的的情况况(1)严重漏漏油,油油标管中中已看不不见油位位。(2)本体或或连接处处过热变变色或烧烧红。(3)支持绝绝缘子断断裂或套套管炸裂裂。(4)绝缘子子严重放放电。(5)SF6断路器的的气体压压力值低低于闭锁锁值。(6)液压机构构的压力值值低于闭锁锁值。(7)弹簧机构构和弹簧拉拉力不够,,闭锁信号号不能复归归。(8)气动机构构的气压低低于闭锁值值。2.10~35kV的少油断路路器合闸后后支持绝缘缘子断裂3.10~35kV的少油断路路器拉杆绝绝缘子断裂裂或拉杆销销子脱落4.油断路器器严重缺油油5.油断路器器着火6.断路器误误跳闸7.断路器拒拒绝合闸8.真空断路路器真空度度下降9.SF6断路器漏气气10.操作机构构故障1.1.9低压断路器器低压断路器器用作交、、直流线路路的过载、、短路保护护,被广泛泛应用于建建筑照明、、动力配电电线路、用用电设备作作为控制开开关和保护护设备,也也可用于不不频繁起动动电动机以以及操作或或转换电路路。1.种种类类(1)万万能能式式断断路路器器(2)塑塑料料外外壳壳式式断断路路器器(3)电电动动斥斥力力式式限限流流断断路路器器(4)剩剩余余电电流流保保护护断断路路器器(5)直直流流快快速速断断路路器器(6)灭灭磁磁断断路路器器2.低低压压断断路路器器的的选选用用要要点点表示示低低压压断断路路器器性性能能的的主主要要指指标标有有分分断断能能力力和和保保护护特特性性。。分断断能能力力是是指指开开关关在在指指定定的的使使用用和和工工作作条条件件及及在在规规定定的的电电压压下下接接通通和和分分断断的的最最大大电电流流值值((kA)。。保护护特特性性主主要要分分为为过过电电流流保保护护、、过过载载保保护护和和欠欠电电压压保保护护三三种种。。(1)额定电压断路器的额定定电压应大于于线路额定电电压。主要是是交流380V或直流220V的供电系统。。按线路额定定电压进行选选择时应满足足下列条件::式中——低压断路器的的额定电压,,V;——线路的额定电电压,V。(2)额定电流断路器的额定定电流与过电电流脱扣器的的额定电流应应大于线路计计算负荷电流流。当按线路路的计算电流流选择时,应应能满足下式式:式中——低压断路器的的额定电流,,A;——线路的计算电电流或实际电电流,A。如果环境温度度低于+40℃,则电器产品品温度每低1℃,允许电流比比额定电流值值增加0.5%。但增增加总总数不不得超超过20%。(3)断路器器的保保护定定值1)长延延时脱脱扣器器的电电流整整定值值,动动作时时间可可以不不小于于10s;长延延时脱脱扣器器只能能作过过载保保护。。2)短延延时脱脱扣器器的电电流整整定值值,动动作时时间约约为0.1~0.4s;短延延时脱脱扣器器可以以作短短路保保护,,也可可以作作过载载保护护。3)瞬时脱扣扣器的电流流整定值,,其动作时时间约为0.02s。瞬时脱扣扣器一般用用作短路保保护。(4)瞬时过电电流脱扣器器的整定电电流瞬时脱扣器器的动作时时间为0.02s左右。瞬时或短时时过电流脱脱扣器的整整定电流应应能躲开线线路的尖峰峰电流。1)负载是单单台电动机机,整定电电流按下式式计算式中——瞬时或短时时过电流脱脱扣器整定定电流值,,A;——可靠系数,,对动作时时间大于0.02s的断路器,,K取1.35,对动作作时间小小于0.02s的断路器器K取1.7~2.0;——电动机的的起动电电流,A。2)当配电线线路不考虑虑电动机的的起动电流流时,按下下式计算整整定值式中——配电线路的的尖峰电流流,A;——可靠系数,,一般取1.35。3)当配电线线路考虑电电动机的起起动电流时时,按下式式计算整定定值式中——正常工作电电流和可能能出现的自自起动电机机的起动电流流的总和,,A。(5)短时过电电流脱扣器器的整定电电流确定本级断断路器短延延时过电流流脱扣器动动作电流的的整定,应应与下一级级开关整定定电流选择择性配合。。本级动作作整定电流流应大于或或等于下一一级低压断断路器短延延时或瞬时时动作整定定值的1.2倍。若下一一级有多条条分支线,,则取各分分支路低压压断路器中中最大整定定值的1.2倍。(6)长延时过过电流脱扣扣器整定电电流长延时过电电流脱扣器器整定电流流应大于线线路中计算算电流式中——过电流脱扣扣器的长延延时动作整整定电流值,A;———可靠靠系系数数,,一一般般取取1.1;———线路路的的计计算算电电流流,,单单台台电电动动机机是是指指电动动机机的的额额定定电电流流,,A。校验一::长延时时过电流流脱扣器器在配电电线路过过载时的的可靠性性。如对对电动机机进行保保护,则则电动机机在过载载20%时应使使保护装装置动作作;校验二::在配电电线路出出现尖峰峰负荷时时或在电电动机起起动时,,长延时时过电流流脱扣器器不误动动。脱扣扣器在3倍整定电电流值下下的可返返回时间间,取决决于线路路中尖峰峰电流的的持续时时间,也也就是线线路中最最大容量量的异步步电动机机直接起起动的持持续时间间。一般情况况下,电电动机的的轻载起起动时间间不超过过2.5~4s,电动机机满载起起动时间间不超过过6~8s,个别电电动机重重载起动动时间达达15s。返回时时间越小小,说明明线路电电流大于于长延时时脱扣器器整定电电流值的的倍数越越高,保保护装置置的动作作越快。。(7)分断能能力1)断路器器额定短短路分断断能力应应大于线线路中最最大短路路电流。。2)断路器器的额定定极限短短路分断断能力应应大于断断路器额额定运行行短路分分断能力力(对于于直流电电流线路路,两者者的数值值相同))。分断断能力是是指低压压断路器器在规定定的试验验(如电电压、频频率、线线路其它它参数等等)条件件下,能能够接通通成切断断短路电电流的数数值。分分断能力力用电流流有效值值(kA)表示。。3)断路器器额定运运行短路路分断能能力应大大于线路路中最大大短路电电流。4)断路路器的的额定定短时时耐受受电流流(0.5s、3s)应大大于线线路中中短时时持续续短路路电流流。当分断能力不不够,一般的的线路,可用用有填料式熔熔断器(RT0)来替代低压压断路器。对对于特别重要要的供电线路路,应采用更更大容量的低低压断路器。。(8)断路器欠电电压脱扣器额额定电压等于于线路额定电电压。(9)直流快速断断路器需考虑虑过电流脱扣扣器的动作方方向(极性))、短路电流流上升率。(10)剩剩余余电电流流保保护护断断路路器器需需选选择择合合理理的的剩剩余余电电流流动动作作电电流流和和剩剩余余电电流流不不动动作作电电流流。。注注意意能能否否断断开开短短路路电电流流,,如如不不能能断断开开短短路路电电流流则则需需要要适适当当的的熔熔断断器器配配合合使使用用。。(11)灭灭磁磁断断路路器器选选择择时时需需考考虑虑发发电电机机的的强强励励电电压压、、励励磁磁线线圈圈的的时时间间常常数数、、放放电电电电阻阻及及断断开开强强励励电电流流的的能能力力。。1.1.10断路器器的选选择和和应用用(总结)1、按线线路预预期短短路电电流的的计算算来选选择断断路器器的分分断能能力简简捷计计算方方法::((1)对于10/0.4KV电压等级的的变压器,,可以考虑虑高压侧的的短路容量量为无穷大大(10KV侧的短路容容量一般为为200~400MVA甚至更大,,因此按无无穷大来考考虑,其误误差不足10%)。((2)GB50054-95《低压配电设设计规范》的2.1.2条规定:““当短路点点附近所接接电动机的的额定电流流之和超过过短路电流流的1%时,应计入入电动机反反馈电流的的影响”,,若短路电电流为30KA,取其其1%,应是是300A,电动动机的的总功功率约约在150KW,且是是同时时启动动使用用时此此时计计入的的反馈馈电流流应是是6.5∑In。

(3)变压器的的阻抗电压压UK表示变压器器副边短接接(路),,当副边达达到其额定定电流时,原边边电压为其其额定电压压的百分值值。因此当当原边电压压为额定电电压时,副副边电流就就是它的预预期短路电电流。(4)变压器的的副边额定定电流Ite=Ste/1.732U式中Ste为变压器的的容量(KVA),Ue为副边额定定电压(空空载电压)),在10/0.4KV时Ue=0.4KV因此简单单计算变变压器的的副边额额定电流流应是变变压器容容量x1.44~1.50。(5)按(3)对Uk的定义,,副边的的短路电电流(三三相短路路)为I(3)对Uk的定义,,副边的的短路电电流(三三相短路路)为I(3)=Ite/Uk,此值为为交流有有效值。。((6)在相同同的变压压器容量量下,若若是两相相之间短短路,则则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)。(7)以上计算均均是变压器出出线端短路时时的电流值,,这是最严重重的短路事故。如果短短路点离变压压器有一定的的距离,则需需考虑线路阻阻抗,因此短短路电流将减减小。例如SL7系列变压器((配导线为三三芯铝线电缆缆),容量为为200KVA,变压器出线线端短路时,,三相短路电电流I(3)为7210A。短路点离变变压器的距离离为100m时,短路电流流I(3)降为4740A;当变压器容容量为100KVA时其出线端的的短路电流为为3616A。离变压器的的距离为100m处短路时,短短路电流为2440A。远离100m时短路电流分分别为0m的65.74%和67.47%。计算安装处((线路)的额额定电流和该该处可能出现现的最大短路路电流。并按按以下原则选选择断路器::

断路器器的额定电流流In≥线路的额定电电流IL断路器的额定定短路分断能能力≥线路的的预期短路电电流2、断路器的极极限短路分断断能力和运行行短路分断能能力

断路路器的额定极极限短路分断断能力(Icu):按规定的试试验程序所规规定的条件,,不包括断路路器继续承载载其额定电流流能力的分断断能力;断断路器的额额定运行短路路分断能力((Ics):按规定的的试验程序所所规定的条件件,包括断路路器继续承载载其额定电流流能力的分断断能力。万万能式(框框架式)断路路器,绝大部部分(不是所所有规格)都都具有过载长长延时、短路路短延时和短短路瞬动的三三段保护功能能,能实现选选择性保护,,因此大多数数主干线(包包括变压器的的出线端)都都采用它作主主(保护)开开关,而塑壳壳式断路器一一般不具备短短路短延时功功能(仅有过过载长延时和和短路瞬动二二段保护),,不能作选择择性保护,它它们只能使用用于支路。3、断路器的电电气间隙与爬爬电距离确确定电器产产品的电气间间隙,必须依依据低压系统统的绝缘配合合,而绝缘配配合则是建立在瞬时过过电压被限制制在规定的冲冲击耐受电压压,而系统中中的电器或设设备产生的瞬瞬时过电压也也必须低于电电源系统规定定的冲击电压压。因此:((1)电器的额定定绝缘电压应应≥电源系统统的额定电压压

(2)电器的额定定冲击耐受电电压应≥电源源系统的额定定冲击耐受电电压

(3)电器产生的的瞬态过电压压应≤电源系系统的额定冲冲击耐受电压压。1.2.1高压开关设备备术语1.高压开关——额定电压1kV及以上主要用用于开断和关关合导电回路路的电器。2.高压开关设备备——高压开关与控控制、测量、、保护、调节节装置以及辅辅件、外壳和和支持件等部部件及其电气气和机械的联联结组成的总总称。3.户内高压开开关设备——不具有防风风、雨、雪雪、冰和浓浓霜等性能能,适于安安装在建筑筑场所内使使用的高压压开关设备备。4.户外高压开开关设备——能承受风、、雨、雪、、污秽、凝凝露、冰和和浓霜等作作用,适于于安装在露露天使用的的高压开关关设备。5.金属封闭开开关设备;;开关柜——除进出线外外,其余完完全被接地地金属外壳壳封闭的开开关设备。。6.铠装装式式金金属属封封闭闭开开关关设设备备———主要要组组成成部部件件(例如如断断路路器器、、互1.2高压压开开关关7.间隔隔或或金金属属封封闭闭开开10.绝缘封闭开关设备——除进出线外,其余完全被绝缘外壳封闭的开关设备。

11.组合电器——将两种或两种以上的高压电器,按电力系统主接线要求组成一个有机的整体而名电器仍保持原规定功能的装置。12.气体体绝绝缘缘金金属属封封闭闭开开关关设设备备——封闭式式组合合电器器,至至少有有一部部分采采用高高于大大气压压的气气体作作为绝绝缘介介质的的金属属封闭闭开关关设备备。13.断路器器——能关合合、承承载、、开断断运行行回路路正常常电流流、也也能在在规定定时间间内关关合、、承载载及开开断规规定的的过载载电流流(包括短路电流流)的开关设备。。14.六氟化硫断路路器——触头在六氟化化硫气体中关关合、开断的的断路器。15.真空断路器——触头在真空中中关合、断的的断路器。16.隔离开关——在分位置时,,触头间符合合规定要求的的绝缘距离和和明显的断开开标志;在合合位置时,能能承载正常回回路条件下的的电流及规定定时间内异常常条件(例如短路)下的电流开关关设备。17.接地开关——用于将回路接接地的一种机机械式开关装装置。在异常常条件(如短短路下,可在在规定时间内内承载规定的的异常电流;;在正常回路路条件下,不不要求承载电电流。18.负荷开关——能在正常回路路条件下关合合、承载和开开断电流以及及在规定的异异常回路条件件(如短路条条件)下,在在规定的时间间内承载电流流的开关装置置。19.接触器——手动操作除外外,只有一个个休止位置,,能关合、承承载及开断正正常电流及规规定的过载电电流的开断和和关合装置。。20.熔断器——当电流流超规规定值值一定定时间间后,,以它它本身身产生生的热热量使使熔化化而开开断电电路的的开关关装置置。21.限流式式熔断断器——在规定定电流流范围围内动动作时时,以以它本本身所所具备备的功功能将将电流流限制制到低低于预预期电电流峰峰值的的一种种熔断断器。。22.喷射式式熔断断器——由电弧弧能量量产生生气体体的喷喷射而而熄灭灭电弧弧的熔熔断器器。23.跌落式式熔断断器——动作后后载熔熔件自自动跌跌落,,形成成断口口的熔熔断器器。24.避雷器器——一种限限制过过电压压的保保护电电器,,它用用来保保护设设备的的绝缘缘,免免受过过电压压的危危害。。25.无间隙隙金属属氧化化物避避雷器器——由非线线性金金属氧氧化物物电阻阻片串串联和和(或)并联联组组成成且且无无或或串串联联放放电电间间隙隙的的避避雷雷器器。。26.复合合外外套套无无间间隙隙金金属属氧氧化化物物避避雷雷器器———由非非线线性性金金属属氧氧化化物物电电阻阻片片和和相相应应的的零零部部件件组组成成且且其其外外套套为为复复合合绝绝缘缘材材料料的的无无间间隙隙避避雷雷器器。。1.2.2特性参量量术语1.额定电压压——在规定的的使用和和性能的的条件下下能连续续运行的的最高电电压,并并以它确确定高压压开关设设备的有有关试验验条件。。2.额定电流流——在规定的的正常使使用和性性能条件件下,高高压开关关设备主主回路能能够连续续承载的的电流数数值。3.额定频率率——在规定的的正常使使用和性性能条件件下能连连续运行行的电网网频率数数值,并并以它和和额定电电压、额额定电流流确定高高压开关关设备的的有关试试验条件件。4.额定电流流开断电电流——在规定条条件下,,断路器器能保证证正常开开断的最最大短路路电流。。5.额定短路路关合电电流——在额定电电压以及及规定使使用和性性能条件件下,开开关能保保证正常常开断的的电大短短路峰值值电流。。6.额定短时时耐受电电流(额定热稳稳定电流流)——在规定的的使用和和性能条条件下,,在确定定的短时时间内,,开关在在闭合位位置所能能承载的的规定电电流有效效值。7.额定峰值值耐受电电流(额定热稳稳定电流流)——在规定的的使用和和性能条条件下,,开关在在闭合位位置所能能耐受的的额定短短时耐受受电流第第一个大大半波的的峰值电电流。8.额定短路路持续时时间(额定动稳稳定时间间)——开关在合合位置所所能承载载额定短短时耐受受电流的的时间间间隔。9.温升——开关设备备通过电电流时各各部位的的温度与与周围空空气温度度的差值值。10.功率因数(回路的)——开关设备开合合试验回路的的等效回路,,在工频下的的电阻与感抗抗之比,不包包括负荷的阻阻抗。11.额定短时工频频耐受电压——按规定的条件件和时间进行行试验时,设设备耐受的工工频电压标准准值(有效值值)。12.额定操作(雷雷电)冲击耐耐受电压——在耐压试验时时,设备绝缘缘能耐受的操操作(雷电)冲击电压的标标准值。1.2.3操作术语1.操作——动触头从一个个位置转换至至另一个位置置的动作过程程。2.分(闸)操作作——开关从台位置置转换到分位位置的操作。。3.合(闸)操作作——开关从分位置置转换换到合合位置的操作作。4.“合分”操作——开关合后,无无任何有意延延时就立即进进行分的操作作。5.操作循环——从一个位置转转换到另一个个装置再返回回到初始位置置的连续操作作;如有多位置,,则需通过所所有的其他位位置。6.操作顺序——具有规定时间间间隔和顺序序的一连串操操作。7.自动重合(闸闸)操作——开关分后经预预定时间自动动再次合的操操作顺序。8.关合(接通))——用于建立回路路通电状态的的合操作。9.开断(分断))——在通电状态下下,用于回路路的分操作。。10.自动重关合——在带电状态下下的自动重合合(闸)操作作。11.开合——开断和和关合合的总总称。。12.短路开开断——对短路路故障障电流流的开开断。。13.短路关关合——对短路路故障障电流流的关关合。。14.近区故故障开开断——对近区区故障障短路路电流流的开开断。。15.触头开开距——分位位置置时时,,开开关关的的一一极极各各触触头头之之间间或或具具连连接接的的任任何何导导电电部部分分之之间间的的总总间间隙隙。。16.行程程触触头头的的———分、、合合操操作作中中,,开开关关动动触触头头起起始始位位置置到到任任一一位位置置的的距距离离。。17.超行行程程———合闸闸操操作作中中,,开开关关触触头头接接触触后后动动触触头头继继续续运运动动的的距距离离。。18.分闸闸速速度度———开关关分分((闸闸))过过程程中中,,动动触触头头的的运运行行速速度度。。19.触头头刚刚分分速速度度———开关关合合((闸闸))运运程程中中,,动动触触头头与与静静触触头头的的分分离离瞬瞬间间运运动动速速度度。。20.合闸闸速速度度———开关关合合((闸闸))过过程程中中,,动动触触头头的的运运动动速速度度。。21.触头头刚刚合合速速度度———开关关合合((闸闸))过过程程中中,,动动触触头头与与静静触触头头的的接接触触瞬瞬间间运运动动速速度度。。22.开断断速速度度——开关在开开断过程程中,动动触头的的运动的的速度。。23.关合速度度——开关在关关合过程程中,动动触头的的运动的的速度。。1.3.1防雷器的的主要技技术参数数1.标称电电压Un与被保护护系统的的额定电电压相符符,在信信息技术术系统中中此参数数表明了了应该选选用的保保护器的的类型,,它标出出交流或或直流电电压的有有效值。。2.额定电电压Uc能长久施施加在保保护器的的指定端端,而不不引起保保护器特特性变化化和激活活保护元元件的最最大电压压有效值值。3.额定放放电电流流Isn给保护器器施加波波形为8/20μs的标准雷雷电波冲冲击10次时,保保护器所所耐受的的最大冲冲击电流流峰值。。4.最大放放电电流流Imax给保护器器施加波波形为8/20μs的标准雷雷电波冲冲击1次时,保保护器所所耐受的的最大冲冲击电流流峰值。。1.3防雷保护护装置5.电压保保护级别别Up保护器在在下列测测试中的的最大值值:1KV/μs斜率的跳跳火电压压;额定定放电电电流的残残压。6.响应时时间tA主要反应应在保护护器里的的特殊保保护元件件的动作作灵敏度度、击穿穿时间,,在一定定时间内内变化取取决于du/dt或di/dt的斜率。。7.数据传传输速率率Vs表示在一一秒内传传输多少少比特值值,单位位:bps;是数据据传输系系统中正正确选用用防雷器器的参考考值,防防雷保护护器的数数据传输输速率取取决于系系统的传传输方式式。8.插入损损耗Ae在给定频频率下保保护器插插入前和和插入后后的电压压比率。。9.回波损损耗Ar表示前沿沿波在保保护设备备(反射射点)被被反射的的比例,,是直接接衡量保保护设备备同系统统阻抗是是否兼容容的参避雷针和和避雷线线避雷器(SPD---电涌涌保护器器)防雷接地地1.3.2避雷针和和避雷线线保护范范围1.避雷针保护原理理:当雷雷云放电电时使地地面电场场畸变,,在避雷雷针顶端端形成局局部场强强集中的的空间以以影响雷雷电先导导放电的的发展方方向,使使雷电对对避雷针针放电,,再经过过接地装装置将雷雷电流引引入大地地从而使使被保护护物体免免遭雷击击保护范范围::由模模拟试试验确确定,,它只只有相相对的的意义义,不不能认认为在在保护护范围围内的的物体体就完完全不不受雷雷直击击,在在保护护范围围外的的物体体就完完全不不受保保护绕击率率:雷雷电绕绕过避避雷装装置而而击于于被保保护物物体的的现象象,规规程推推荐的的保护护范围围是对对应0.1%绕击率率而言言避雷针针保护护第一一要对对直击击雷屏屏蔽,,第二二要防防止反反击设备遭遭雷击击受损损通常常有四四种情情况,,一是是直接接遭受受雷击击而损损坏;;二是是雷电电脉冲冲沿着着与设设备相相连的的信号号线、、电源源线或或其他他金属属管线线侵入入使设设备受受损;;三是是设备备接地地体在在雷击击时产产生瞬瞬间高高电位位形成成地电电位““反击击”而而损坏坏;四四是设设备安安装的的方法法或安安装位位置不不当,,受雷雷电在在空间间分布布的电电场、、磁场场影响响而损损坏。。在电力力系统统中实实际采采用的的防雷雷保护护装置置主要要有::避雷雷针、、避雷雷线、、保护护间隙隙与各各种避避雷器器、防防雷接接地、、电抗抗线圈圈、电电容器器组、、消弧弧线圈圈、自自动重重合闸闸等等等避雷针针保护护范围围(1)单支避避雷线线它的保保护范范围是是一个个以其其本体体为轴轴线的的曲线线圆锥锥体,,如图图所示示hhxhah/21.5hhx水平面上保护护范围的截面当hx≥h/2rx=(h-hx)Phx≤h/2rx=(1.5h-2hx)Ph—避雷器器的高高度P—高度修修正系系数当h≤≤30m时P=1300m<h≤≤120m,(2)两支等等高避避雷针针这时的的保护护范围围不是是两支支避雷雷针的的保护护范围围简单单相加加而是是有所所扩大大。R0D/7PO

hahhxrx

h0h/2O’D1.5h

h0hxbx

1.5h0O—O’截面bxbx

两支等高避雷针的联合保护范围两针之之间的的保护护范围围可利利用下下式求求得式中h—避雷针针的高高度;;h0—两针间间联合合保护护范围围上部部边缘缘的最最低点点的高高度;;2bx—在在高高度hx的水平平面上上,保保护范范围的的最低低宽度度;一一般两两针间间的距距离D不宜大大于5h。(3)两支不不等高高避雷雷针(4)三支或或更多多支避避雷针针2.避雷线线作用原原理同同避雷雷针,,主要要用于于输电电线路路的保保护,,也可可用于于保护护发电电厂和和变电电所保护范围的的长度与线线路等长,,而且两端端还有其保保护的半个个圆锥体空空间在架空输电电线路上多多采用保护护角α来表示避雷雷线的保护护程度保护角:避避雷线的铅铅垂线与避避雷线和边边导线连线线的夹角,,α越小,雷击击导线的概概率越小,,对导线的的屏蔽保护护越可靠(1)单根避雷线线

hhxha

h/2hhrxrxrx单根避雷线线的保护范范围(当h≤30m时,θ=25o)当hx≥h/2rx=0.47(h-hx)P当hx<h/2rx=(h-1.53hx)P(2)两根等高避避雷线这时的保护护范围如图图所示

hhxha

h/2h0D/2

R0

12Orx

hD两根等高避避雷线的联联合保护范范围3.避雷器对避雷器的的基本技术术要求正常运行时时,避雷器器内部如何何隔离工作作电压,过电压作用用时,避雷雷器先于被被保护电力力设备放电电,这需要要由两者的的伏秒特性性的配合来来保护(绝绝缘强度配配合V-S曲线)避雷器应应具有一一定的熄熄弧能力力,以便便可靠地地切断在在某次过过零时的的工频续续流,使使系统恢恢复正常常(绝缘缘强度的的自恢复复能力))以上两条条对有间间隙的避避雷器((保护间间隙、管管型避雷雷器、阀阀型避雷雷器)是是适宜的的,对于于MOA的基本要要求则不不同无间隙,,长期工工作在系系统工作作电压和和间或承承受各种种过电压压,工频频下流过过很小的的泄漏电电流,过过电压下下残压应应小于被被保护设设备冲击击绝缘强强度,它它必须具具有长时时间工频频稳定性性和过电电压下的的热稳定定性(1)保护间隙隙(10kV以下配电电网中)(2)管式避雷雷器(排气式避避雷器,适用于输输电线路路)它实质上上是一只只具有较较强灭弧弧能力的的保护间间隙。保保护的原原理与上上者类似似。不过过这因两两者在伏伏秒特性性难以配配合和产产生大幅幅值截波波方面的的缺点,,不宜大大量安装装。避雷器(3)阀型避雷雷器1)工作原原理2)基本元元件火花间隙隙:短间间隙,V-S特性平坦坦火花间隙隙的并联联电阻((均压有有利于于提高熄熄弧电压压和工频频放电电电压工频与冲击电电压下间隙电电压的分布取取决于什么????)----FZ型(电站型))无无并联电电阻---FS型(线路型))阀片(非线性电阻阻)阀片的作用::限制工频续续流,保证火火花间隙可靠靠熄弧;当雷雷电过电压击击穿时,电压压不至于突然然下降形成截截断波;(4)磁吹避雷器为了减小阀式式避雷器的切切断比和保护护比之值,即即为了改进阀阀式避雷器的的性能,又发发展一种新的的带磁吹间隙的阀式避雷器器,简称磁吹吹避雷器。它它的主要区别别在于采用了了灭弧能力较较强的磁吹火火花间隙和通通流能力较大大的高温阀片片。目前各国制制造的磁吹吹避雷器主主要有以下下两种:FCD型----保护护旋旋转转电电机机电电压压一一般般2-15KVFCZ型----保护护高高压压设设备备电电压压一一般般35-500KV为何何磁磁吹吹避避雷雷器器不不用用永永久久磁磁铁铁代代替替磁磁吹吹线线圈圈???(5)金属属氧氧化化物物避避雷雷器器((MOA)1)MOA的主主要要优优点点无间间隙隙无续续流流电气气设设备备所所受受过过电电压压可可降降低低通流流容容量量大大特别别适适用用于于直直流流保保护护和和SF6电器器保保护护2)MOA的电电气气特特性性4防雷雷接接地地1)接地地、、接接地地电电阻阻、、接接地地装装置置(1)接接地地与与分分类类接地地是是指指将将地地面面上上的的金金属属或或电电气气回回路路中中的的某某一一节节点点通通过过导导体体与与大大地地保保持持等等电电位位分类类::工作作接接地地::根根据据系系统统正正常常运运行行要要求求设设置置((0.5~10ΩΩ)保护护接接地地::为为保保障障人人身身安安全全而而将将电电气气设设备备金金属属外外壳壳等等接接地地,,它它在在故故障障条条件件下下才才发发挥挥作作用用((1~10ΩΩ)防雷接接地::用来来将雷雷电流流顺利利泻入入大地地,以以减小小引起起的过过电压压(1~30ΩΩ)(2)接地地装置置垂直接接地体体水平接接地体体接地网网2)防雷接接地及及有关关计算算当雷电电流流流过接接地装装置时时,接接地体体和土土壤所所呈现现的响响应不不同于于工频频响应应,即即冲击击接地地电阻阻一般般不等等于工工频接接地电电阻火花效效应和和电感感效应应常用冲冲击系系数表表示冲冲击接接地电电阻与与工频频接地地电阻阻关系系电气接接地1.概述述电气设设备的的某个个部分分与大大地之之间作作良好好的电电气联联接称称为接接地。。与大大地土土壤直直接接接触的的金属属导体体或金金属导导体组组称为为接地地体::联接接电气气设备备应接接地部部分与与接地地体的的金属属导体体称为为接地地线;;接地地体和和接地地线统统称为为接地地装置置。电气设设备接接地的的目的的主要要是保保护人人身和和设备备的安安全,,所有有电气气设备备应按按规定定进行行可靠靠接地地。2.接地地的分分类按接地地的作作用分分有保护接接地和和工作作接地地两种。。(1)为了了保证证人身身安全全,避避免发发生人人体触触电事事故,,将电电气设设备的的金属属外壳壳与接接地装装置联联接的的方式式称为为保护护接地地。当当人体体触及及到外外壳已已带电电的电电气设设备时时,由由于接接地体体的接接触电电阻远远小于于人体体电阻阻,绝绝大部部分电电流经经接地地体进进入大大地,,只有有很小小部分分流过过人体体,不不致对对人的的生命命造成成危害害。(2)为了了保证证电气气设备备在正正常和和事故故情况况下可可靠的的工作作而进进行的的接地地称为为工作作接地地,如如中性点点直接接接地地和间间接接接地以以及零零线的的重复复接地地、防防雷接接地等等都是是工作作接地地。电气接接地3.接地地电阻阻接地的的电气气设备备通过过接地地装置置和大大地之之间的的电阻阻称为为接地地电阻阻,包包含五五个部部分::(1)电气气设备备和接接地线线的接接触电电阻。。(2)接地地线本本身的的电阻阻。(3)接地地体本本身的的电阻阻。(4)接地地体和和大地地的接接触电电阻。。(5)大地地的电电阻。。不同的的电气气设

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