城市轨道交通供电系统课件：高压电气设备

高压电气设备城市轨道交通供电系统电力电缆电力电缆电力电缆概述1电力电缆能长期、安全可靠地传输大容量电能。电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，通常由几根或者几组导线围绕中心绞合而成2电力电缆相关参数额定电压也称为标称电压2.雷电冲击电压1.额定电压电力电缆受瞬时雷电冲击时最高耐受电压导体对电流的阻碍能力 4.交流电阻3.直流电阻交流电压下的电阻电力电缆储存电荷的能力5.电容电力电缆的分类>>>1.按电压等级分类2.按绝缘材料分类3.按可燃性分类电力电缆结构导体导体屏蔽层绝缘层（主绝缘）绝缘屏蔽层（外屏蔽层）金属屏蔽层内衬层铠装层外护套电力电缆命名原则“名称首位为类别特征，随后依次为绝缘-导体-内护套-电缆屏蔽-铠装-外护套数字标记-其他特征。其中1-5项和第7项用拼音字母表示，高分子材料用英文名第一个字母表示，每项1-2个字母。6-8位是1-3个字母。第八位表示外护套材质第七位表示铠装层第六位表示加强层材质第五位表示其他特征第四位表示内护套材质第三位表示导体材质第二位表示绝缘材质第一位表示类别特征日常维护要点在日常电缆维护过程中，应注意以下几点在日常巡检中，应安排工作人员对电缆沟、瓷套管、终端头等位置进行定期清扫与打理在电力电缆线路保护区内应尽量避免机械化施工。注意做好电力电缆线路防腐蚀工作。高压电路器高压断路器城市轨道交通供电系统断路器概述1断路器是电力系统中负责开断、关合和承载电流的开关装置。2断路器是整个供电系统中最重要的电气设备之一，它主要有控制与保护两方便作用。3对高压断路器的要求断路器参数01额定电压（UN）和最高工作电压02额定电流（IN）03额定开断电流（INK）04额定峰值耐受电流05额定短时耐受电流06额定短路持续时间07额定短路关合电流08断流容量断路器的分类SF6断路器真空断路器油断路器按电压等级分按灭弧介质作用和原理分按应用场景分高压断路器基本结构开断元件传动元件支撑绝缘件基座操动机构1开断元件2绝缘支撑元件3传动元件4操动机构5基座真空断路器机械特性（1）触头开距是指当真空断路器处于分闸状态时，开关一极的各触头间或其连接的任何导电部分之间的总间隙。（2）合闸弹跳真空断路器合闸速度较高且均采用对接式触头，合闸时就可能产生触头弹跳。接触行程合闸过程中，触头接触到动触头开始到继续运动至静止所需距离。（3）（4）合闸时间是指从合闸回路有电流到所有极触头都接触瞬间为止的时间间隔。分闸时间是指从分闸贿赂有电流开始到所有极触头都分离瞬间为止的时间。（5）真空断路器灭弧室结构静端导电杆陶瓷外壳动导电杆静端导电块屏蔽筒动静触头波纹管动端盖板真空断路器中核心部件为真空灭弧室，其外壳由绝缘筒、两端的金属盖板和波纹管组成的密封容器。真空灭弧室内有—对触头（静触头和动触头）分别焊接在各自的导电杆上，波纹管的另端口与动端盖的中孔焊接，动导电杆从中孔穿出外壳。由于波纹管可以在轴向上自由伸缩，因而这种结构既能实现在灭弧室外带动动触头做分合运动，又能保证真空外壳的密封性。隔离开关隔离开关城市轨道交通供电系统隔离开关概述隔离开关主要作用是将电气设备与正在运行电网隔离，以保证检修工作的安全进行。无灭弧功能，因此开断电流能力有限。在合闸状态下能承载正常通过电流及短时故障电流。一般用于1kV以上线路中。隔离开关本身结构较为简单，但是使用频率高，总体使用次数多，因此对结构及材质可靠性有较强要求。隔离开关概述隔离开关的作用（1）隔离电源设备检修时，造成明显的断开点。（2）与断路器配合进行倒闸操作隔离开关不具备开断高负荷电路的能力，因此隔离开关通常和断路器配合使用。（3）接通切断小电流回路和旁路（回路）电流隔离开关不具备专门的灭弧装置，只能依靠大气绝缘性能和流动性自然灭弧，因此灭弧能力相当有限。隔离开关主要参数额定电压指隔离开关正常工作时，允许施加的电压等级。（1）由于输电线路存在电压损失，电源端的实际电压总是高于额定电压，因此，要求隔离开关能够在高于额定电压的情况下长期工作，在设计制造时就给隔离开关确定了一个最高工作电压。（2）最高工作电压（3）额定电流指隔离开关可以长期通过的最大工作电流。隔离开关主要参数动稳定电流指隔离开关承受冲击短路电流所产生电动力的能力。（4）指隔离开关承受短路电流热效应的能力。（5）热稳定电流（6）接线端子额定静拉力指绝缘子承受机械载荷的能力。隔离开关的结构支撑绝缘子隔离开关种类较多，但基本都是由开断元件、支撑绝缘件、传动元件、基座及操动机构五个基本部分组成，开断元件是这些基本组成部分中的核心元件，开关的导电及安全隔离等方面的任务，都需由它来完成。其他组成部分，都是配合开断元件为完成上述任务而设置的。如下图所示。传动元件底座操动机构隔离开关的分类按安装地点可分为户内式和户外式（1）（2）按绝缘支柱的数目可分为单柱式，双柱式和三柱式（3）按极数可分为单极和三极（4）按有无接地刀闸可分为带接地刀闸和不带接地刀闸（5）按用途可分为一般用，快速跳闸用和变压器中性点接地用等（6）按隔离开关配用的操动机构可分为手动式、电动式、气动式、液压式（7）按隔离开关的开合方式分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动式、插入式负荷开关与熔断器负荷开关与熔断器城市轨道交通供电系统负荷开关概述负荷开关就是在高压隔离开关的基础上加入灭弧装置构成的一种电气设备。可以带负荷通断电路，有自灭弧功能。能通断一定的负荷电流和过负荷电流（工作电流），但不能切断短路电流（事故电流），必须与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路电流。高压负荷开关一般用于控制电力变压器负荷开关的作用负荷开关在断开位置时，像隔离开关样有明显的断开点，因此可起电气隔离作用。（1）隔离负荷开关具有简易的灭弧装置，因而可分、合负荷开关本身额定电流之内的负荷电流。（2）开断和关合配有高压熔断器的负荷开关，可作为断流能力有限的断路器使用。（3）替代作用1.框架2.隔离刀3.熔断器4.绝缘拉杆5.上支架6.灭弧室7.接地刀静触头8.绝缘子9.接地刀10.接地弹箦11.分闸弹箦12.绝绿拉杆13.主轴14.脱扣机构15.付轴16.联动拉杆17.操作机构组合式负荷开关负荷开关与限流熔断器串联组合成一体的负荷开关称作“组合式负荷开关”，在国家标准中规定称为“负荷开关--熔断幕组合电器”。熔断器可以装在负荷开关的电源侧，也可以装在负荷开关的受电侧。当不需要经常掉换熔断器时，宜采用前一种布置，这样可以用熔断器保护负荷开关本身引起的短路事故。反之，则官采用后一种布置以便利用负荷开关兼作隔离开关的功能，用它来隔离加在限流熔断器上的电压。

熔断器概述熔断器是指当温度超过临界值，其本身产生的热量足以使熔体熔断，断开故障电路的一种保护电器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。其结构简单，造价低，体积小，维护更换方便。因此，熔断器也是最简单且最早使用的保护电器。“熔断器的结构原理熔断器主要由熔体、支持熔体的触头、灭弧装置和绝缘底座等部分组成。其中决定其工作特性的主要是熔体和灭弧装置。如下图所示城市轨道交通供电系统防雷设备防雷设备防雷设备概述防雷设备是一种防止雷击，保护电力设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，避免引起系统接地短路的电气设备。对于直击雷通常采用接闪器、引下线、接地体三部分组成的避雷装置进行防护。接闪器有避雷针、避雷线、避雷网(带)三种。防直击雷设备避雷针是防止直击雷的有效措施。一定高度的避雷针(线)下面，有一个安全区域，此区域内的物体基本上不受雷击。避雷针避雷线是用来保护架空电力线路和露天配电装置免受直击雷的装置。它由悬挂在空中的接地导线、接地引下线和接地体等组成，因而也称架空地线。避雷线避雷器避雷器是用来防止线路的感应雷及沿线路侵入的过电压波对变电所内的电气设备造成损害的保护设备。它一般接于各段母线与架空线的进出口处装在被保护设备的电源侧，与被保护设备并联。阀型避雷器金属氧化物避雷器高压开关柜与组合电器高压开关柜与组合电器城市轨道交通供电系统高压开关柜综述高压开关柜是一种集成了设备的成套配电设备。断路器负荷开关熔断器隔离开关接地开关避雷器互感器以及控制保护测量……高压开关柜结构正面侧剖面注：括号数为大电流柜尺寸固定式高压开关柜为一个整体柜体，手车式高压开关柜是由柜体和中置式可抽出部分(即手车)两大部分组成。开关柜的主要电气元件都有其独立的隔室，即:手车室（手车式高压开关柜具备）、母线室、电缆室、仪表室。具有架空进出线、电缆进出线及其他功能方案，经排列