1、,第四章 企业供电系统主要电气设备,4-1 高压一次设备一、概述供电系统中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次回路，一次回路中所有的电气设备称为一次设备。（生产、输送和分配和使用）。它们包括： （1）生产和转换电能的设备。如发电机和变压器等。 （2）接通或断开电路的开关设备。 （3）载流导体。如母线、电缆等。 （4）互感器。互感器分为电压互感器和电流互感器。 （5）保护电器。如电抗器和避雷器等。 （6）接地装置。, 二次设备,用于控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称为二次回路。二次回路中的所有设备称为电气二次设备。它们包括： （1）测量表计。如电压表、电流表、功率表、电能表、频率表等
2、，用于测量一次电路中的电气参数。 （2）继电保护及自动装置。如各种继电器和自动装置等，用于监视一次系统的运行状况，迅速反应不正常情况并进行调节或作用于断路器跳闸，切除故障。 （3）直流设备。如直流发电机、蓄电池组、硅整流装置等，为保护、控制和事故照明等提供直流电源。,二 高 压 熔 断 器,1、户内式高压熔断器2、户外式跌落式熔断器额外增加 讲述内容：（一、各种高压熔断器的外观图二、熔断器的作用和特点三、高压熔断器的基本结构和工作原理 基本结构 工作原理和保护特性四、高压熔断器的分类和技术参数 高压熔断器分类和用途 高压熔断器技术参数）, 高压熔断器的分类及用途,高压熔断器按使用地点可分为户内
3、式和户外式。按照是否有限流作用又可分为限流式和非限流式。 （1）RN1型。 户内管式，充有石英砂，作为电力线路 及设备的短路和过负荷保护使用。 （2）RN2型。 户内管式，充有石英砂，作为电压互感 器的短路保护使用。 （3）RN5型。 户内管式，充有石英砂，是RN1型的改 进型，作为电力线路及设备的短路和过负 荷保护使用。 （4）RN6型。 户内管式，充有石英砂，是RN2型的改 进型，作为电压互感器的短路保护使用。, 高压熔断器的分类及用途,（5）RW1型。 户外式，与负荷开关配合可代替断路。 RW1-35Z（或60Z）型户外自动重合闸熔断器，具有一次自动重合闸功能。 （6）RW3RW7型。
4、户外自动跌落式，作为电力输电线路和电力变压器的短路和过负荷保护使用。 （7）RW10-10型。 户外自动跌落式，包括普通型和防污型两种，作为电力输电线路和电力变压器的短路和过负荷保护使用，同时亦可作为分、合空载及小负荷电路使用。 （8）RW11型。 户外自动跌落式，作为电力输电线路和电力变压器的短路和过负荷保护使用。, 高压熔断器的分类及用途,（9）PRWG1型。 户外自动跌落式，作为电力输电线路和电 力变压器的短路和过负荷保护使用，同时亦可 作为分、合空载及小负荷电路使用。 （10）PRWG3型。 户外自动跌落式，作为配电线路和配变 压器短路和过负荷保护及隔离电源使用，负荷 型还可作分、合1
5、.3倍负荷电流的开关使用。 （11）RXW0-35/0.5型、RW10-35/0.5型。 户外高压限流式 熔断器，作为电压互感器的短路保护使用。 （12）RXW0-35/210型、RW10-35/210型。 户外高压 限流式熔断器，作为户外用电负荷的短路和过 负荷保护使用。, 高压熔断器的技术参数,（1）熔断器的额定电压。它既是绝缘所允许的电压等级，又是熔断器允许的灭弧电压等级。对于限流式熔断器，不允许降低电压等级使用，以免出现大的过电压。 （2）熔断器的额定电流。指一般环境温度（40）下熔断器壳体载流部分和接触部分允许通过的长期最大工作电流。 （3）熔体的额定电流。熔体允许长期通过而不致发生
6、熔断的最大有效电流。该电流可以小于或等于熔断器的额定电流，但不能超过。 （4）熔断器的开断电流。熔断器所能正常开断的最大电流。若被开断的电流大于此电流时，有可能导致熔断器损坏，由于电弧不能熄灭引起相间短路。, 户内式高压熔断器,图3-25所示为RN5型熔断器，这种熔断器主要由熔管、接触座支柱绝缘子和底座组成。 图3-26为熔体管的结构示意图。熔体管由熔管（瓷管）、端盖、顶盖、陶瓷芯、熔体和石英砂等组成。熔管用滑石陶瓷或高频陶瓷制成，具有较高的机械强度和耐热性能。熔管不仅是灭弧装置的主要组成部分，而且还起着支持和保护熔体的作用。端盖用铜制成，熔体通过端盖与接触座接触组成导电回路。顶盖也用铜制成，
7、用来封闭熔管。充入熔管的石英砂形成大量细小的固体介质狭缝狭沟，对电弧起分割、冷却和表面吸附（带电粒子）作用，同时缝隙内骤增的气体压力也对电弧起强烈的去游离作用，所以电弧被迅速熄灭。, 户内式高压熔断器结构图,户外式熔断器,户外跌落式熔断器常用型号有RW4和RW10两种，图4-22为RW4型的外形结构。,特点：灭弧能力不强，灭弧速度不高，不能在短路电流达到冲击值以前熄灭电弧，属于“非限流”式熔断器。,户外式高压熔断器, 户外式高压熔断器,1. RW3-10型跌落式熔断器 户外跌落式熔断器主要作用是作为电力输电线路和电力变压器短路和过负荷保护使用。 图3-27所示为RW3-10型跌落式熔断器。上静
8、触头和下静触头分别固定在瓷绝缘子的上下端。鸭嘴罩可绕销轴O1转动，合闸时，鸭嘴罩里的抵舌（搭钩）卡住上动触头同时并施加接触压力。一旦熔体熔断，熔管上端的上动触头就失去了熔体的拉力，在销轴弹簧的作用下，绕销轴O2向下转动，脱开鸭嘴罩里的抵舌，熔管在自身重力的作用下绕轴O3转动而跌落。 熔管由层卷纸板或环氧玻璃钢制成，两端开口，内壁衬以石棉套，既防止电弧烧伤熔管，还具有吸湿性。熔体熔断后，在电弧高温作用下，熔管内壁分解产生的氢气、二氧化碳等向管的两端喷出，对电弧产生纵吹作用，使其在过零时熄灭。, RW3-10型跌落式熔断器,2. RW10-35型熔断器 这种熔断器属于高压限流型，具有体积小、重量轻
9、、灭弧性能好、限流能力强、断流容量大等优点。该型熔断器由熔管、瓷套、紧固法兰以及棒形支持绝缘子等组成。熔管装于瓷套内，熔体放在充满石英砂填料的熔管内，由于灭弧能力强，具有限流作用。, 户外式高压熔断器,图4-22 RW4型高压跌落式熔断器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铜熔丝 8下动触头 9下静触头 10下接线端子 11绝缘瓷瓶 12固定安装板, 高压熔断器的外观图形, 高压熔断器的外观图形, 高压熔断器的外观图形, 高压熔断器的外观图形, 高压熔断器的外观图形, 高压熔断器的外观图形, 高压熔断器的外观图形, 高压熔断器的外观图形, 高压熔断器的作用和特点,
10、熔断器是一种保护电器。它串联在电路中，当电路发生短路或过负荷时，熔体熔断，切断故障电路使电气设备免遭损坏，并维持电力系统其余部分的正常工作。 优点：结构简单、体积小、布置紧凑、使用方便；动作直接，不需要继电保护和二次回路相配合；价格低。 缺点：每次熔断后须停电更换熔件才能再次使用，增加了停电时间；保护特性不稳定，可靠性低；保护选择性不易配合。 熔断器按电压等级可分为高压熔断器和低压熔断器。, 高压熔断器的基本结构,熔断器主要由金属熔件（熔体）、支持熔件的触头、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。 熔体是熔断器的主要部件。熔体应具备材料熔点低、导电性能好、不易
11、氧化和易于加工等特点。一般选用铅、铅锡合金、锌、铜、银等金属材料。, 高压熔断器的基本结构,熔断器必须采取措施熄灭熔体熔断时产生的电弧，否则，会引起事故的扩大。 熔断器的灭弧措施可分为两类：一类是在熔断器内装有特殊的灭弧介质，如产气纤维管、石英砂等，它利用了吹弧、冷却等灭弧原理；另一类是采用特殊形状的熔体，如上述焊有小锡（铅）球的熔体、变截面的熔体、网孔状的熔体等，其目的在于减小熔体熔断后的金属蒸气量，或者把电弧分成若干串、并联的小电弧，并与石英砂等灭弧介质紧密接触，提高灭弧效果。, 高压熔断器的工作原理和保护特性,2. 工作原理和保护特性 熔断器串联在电路中使用，安装在被保护设备或线路的电源
12、侧。当电路中发生过负荷或短路时，熔体被过负荷或短路电流加热，并在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔断，使电路断开，设备得到了保护。熔体熔化时间的长短，取决于熔体熔点的高低和所通过的电流的大小。熔体材料的熔点越高，熔体熔化就越慢，熔断时间就越长。熔体熔断电流和熔断时间之间呈现反时限特性，即电流越大，熔断时间就越短，其关系曲线称为熔断器的保护特性，也称安秒特性，如图3-24所示。, 高压熔断器的工作原理和保护特性,熔断器的工作全过程有以下三个阶段组成： （1）正常工作阶段。 （2）过负荷或短路时，熔体升温并导致熔化、气化而开断。 （3）熔体熔断气化时发生电弧，又使熔体加速熔化和气化，并将电弧拉
13、长；金属蒸气向四周喷溅并发出爆炸声。熔体熔断产生电弧的同时，也开始了灭弧过程。直到电弧被熄灭，电路才真正被断开。,三 隔 离 开 关,高压隔离开关（文字符号QS）的主要功能是隔离高压电源，保证电气设备和线路的安装检修，其结构有如下特点：断开后有明显可见的断开间隙，断开间隙的绝缘及相间绝缘都足够可靠，能充分保证人身和设备安全。隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作，但可用来通断一定的小电流电路，如励磁电流不超过5A的空载线路，以及电压互感器和避雷器电路等。, 高压隔离开关的型号,隔离开关的型号隔离开关型号、规格一般由文字符号和数字表示：第一单元：产品字母代号，隔离开关用G；第二单元：安
14、装场所代号，户内用N，户外用W；第三单元：设计序列顺序号，用数字1、2、3、表示；第四单元：额定电压，kV；第五单元：其他标志，如T表示统一设计，G表示改进型， D表示带接地刀闸，K表示快分型等。第六单元：额定电流，A。, 高压隔离开关外观图, 高压隔离开关外观图, 高压隔离开关外观图, 高压隔离开关外观图, 高压隔离开关外观图, 高压隔离开关外观图, 高压隔离开关外观图, 高压隔离开关外观图, 高压隔离开关的作用,隔离开关又称隔离刀闸，是一种高压开关电器。因为它没有专门的灭弧装置，故不能用来切断负荷电流和短路电流。使用时应与断路器配合，只有在断路器断开时才能进行操作。隔离开关在分闸时，动静触
15、头间形成明显可见的断口，绝缘可靠。 高压隔离开关具有以下作用 （1）隔离电源。 （2）倒闸操作。 （3）接通和断开小电流电路。, 高压隔离开关的要求,按照隔离开关所担负的任务，应满足的要求为： （1）隔离开关应具有明显的断开点。 （2）隔离开关断开点之间应有可靠的绝缘。 （3）隔离开关应具有足够的热稳定性和动稳定性。 （4）隔离开关的结构要简单，动作要可靠。 （5）带有接地闸刀的隔离开关必须有连锁机构，以保证先断开隔离开关后，再合上接地闸刀，先断开接地闸刀后，再合上隔离开关的操作顺序。 （6）隔离开关要装有和断路器之间的连锁机构，以保证正确的操作顺序，杜绝隔离开关带负荷操作的事故发生。, 高压
16、隔离开关的技术参数,隔离开关的技术参数包括下列内容: （1）额定电压 指隔离开关长期运行时所能承受的工作电压。 （2）最高工作电压 指隔离开关能承受的超过额定电压的最高电压。 （3）额定电流 指隔离开关可以长期通过的工作电流。 （4）热稳定电流 指隔离开关在规定的时间内允许通过的最大电流。 （5）极限通过电流峰值 指隔离开关所能承受的最大瞬时冲击短路电流。, 高压隔离开关的分类,隔离开关的分类 （1）按装设地点的不同，可分为户内式和户外式两种。 （2）按绝缘支柱数目，分为柱式、双柱式和三柱式三种。 （3）按动触头运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转 式、摆动式和插入式等 （4）按有无接地闸刀，
17、可分为无接地闸刀、一侧有接地闸刀、两侧有接地闸刀三种。 （5）按操动机构的不同，可分为手动式、电动式、气动式和液压式等。 （6）按极数，可分为单极、双极、三极三种，以及按安装方式分为平装式和套管式等, GN6和GN8型隔离开关,户内式隔离开关采用闸刀形式，有单极和三极两种。闸刀的运动方式为垂直旋转式。其基本结构包括导电回路、传动机构、绝缘部分和底座等。 1. GN6和GN8型隔离开关 这两种型号的隔离开关均为三极（三相）式，其结构基本相同，所不同的是GN6型为平装式，采用支柱瓷绝缘子，而GN8型为穿墙式，部分或全部采用套管绝缘子。 图3-21为GN6和GN8型隔离开关的结构示意图。, GN6和
18、GN8型隔离开关,导电回路主要由闸刀（动触头）、静触头和接线端等组成。静触头固定在支柱绝缘子上。动触头是每相两条铜制闸刀片，合闸时用弹簧紧紧地夹在静触头两边形成线接触，以保证触头间的接触压力和压缩行程。对额定电流大的隔离开关普遍采用磁锁装置来加强动、静触头间通过短路电流时的接触压力。所谓磁锁装置，就是由装在两闸刀外侧的两片钢片组成，当短路电流沿闸刀流向静触头时，闸刀外侧的两片钢片受磁力的作用互相吸引，增加了两闸刀对静触头的接触压力，从而保证触头对短路电流的稳定性。 操动机构通过连杆转动转轴，再通过拐臂与拉杆瓷瓶使各相闸刀作垂直旋转，从而达到分、合闸的目的。这两种隔离开关安装使用方便，即可垂直、
19、水平安装，又可以倾斜甚至在天花板上安装。, GN6和GN8型高压隔离开关,四 高 压 负 荷 开 关,一、高压负荷开关的用途和类型 高压负荷开关的用途 高压负荷开关的分类和型号二、户内型负荷开关三、户外型负荷开关, 高压负荷开关的用途,高压负荷开关是一种结构简单，具有一定开断和关合能力的开关电器。它具有灭弧装置和一定的分合闸速度，能开断正常的负荷电流和过负荷电流，也能关合一定的短路电流，但不能开断短路电流。因此，高压负荷开关可用于控制供电线路的负荷电流，也可用来控制空载线路、空载变压器及电容器等。 高压负荷开关在分闸时有明显的断口，可起到隔离开关的作用，与高压熔断器串联使用，前者作为操作电器投
20、切电路的正常负荷电流，而后者作为保护电器开断电路的短路电流及过负荷电流。, 高压负荷开关的分类,（1）按使用地点分为户内型和户外型。 （2）按灭弧方式的不同，可以分为产气式、压气式、压缩空气式、油浸式、真空式、SF6式等，近年来，真空式发展很快，在配电网中得到了广泛应用。 （3）按是否带熔断器可分为带熔断器和不带熔断器。 (4)按操作方式不同又分为一般操作和频繁操作，手力储能操作和手力操作负荷开关。, 高压负荷开关的类型,一单元：F，表示负荷开关；Z，表示真空负荷开关。 二单元：N，户内型；W，户外型。 三单元；设计序号。 四单元：额定电压。 五单元：操动机构代号，有D表示电动操动机构，无D手
21、动。 六单元：熔断器代号，有R表示带熔断器，无R不带熔断器。 七单元：S，表示熔断器装在开关上端，没S时装在下端。 八单元：额定工作电流，A。 九单元：额定开断电流，kA。,FN3-10RT型户内高压负荷开关,上半部是负荷开关本身，下半部是RN1型熔断器。负荷开关的上绝缘子是一个压气式灭弧室，它不仅起支持绝缘子作用，而且内部是一个气缸，装有由操作机构主轴传动的活塞。分闸时，和闸刀相连的弧动触头与绝缘喷嘴内的弧静触头之间产生电弧。由于分闸时主轴传动带动活塞，压缩气缸内的空气从喷嘴往外吹弧，加之断路弹簧使电弧本身拉长及本身电流回路的电磁吹弧作用，是电弧迅速熄灭。,五 高压断路器,一、高压断路器的用
22、途和要求 高压断路器的用途 高压断路器的基本要求二、高压断路器的分类和特点 高压断路器的分类 高压断路器的特点三、高压断路器的技术参数和型号 高压断路器的技术参数 高压断路器的型号四、高压短路器的基本结构和工作原理 真空断路器和 SF6断路器, 高压断路器的用途,高压断路器是高压电器中最重要的设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备。它在电网中的作用有两方面： 第一，是控制作用，即根据电力系统的运行要求，接通或断开工作电路； 第二，是保护作用，当系统中发生故障时，在继电保护装置的作用下，断路器自动断开故障部分，以保证系统中无故障部分的正常运行。, 高压断路器的基本要求,断路器在电力系统中
23、承担着非常重要的任务，不仅能接通或断开负荷电流，而且还能断开短路电流。因此，断路器必须满足以下基本要求。 （1）工作可靠； （2）具有足够的开断能力； （3）具有尽可能短的切断时间。 （4）具有自动重合闸性能 （5）具有足够的机械强度和良好的稳定性能 （6）结构简单、价格低廉, 高压断路器的分类,1.按安装地点分类 高压断路器按安装地点可分为屋内式和屋外式两种 。 2.按所采用的灭弧介质分类 （1）油断路器（多油断路器和少油断路器） （2）压缩空气断路器 （3）真空断路器 （4）SF6断路器,高压断路器的特点,高压断路器的特点： 结构特点 技术性能特点 运行维护特点,高压断路器的结构特点,1.
24、 结构特点 （1）多油断路器。 结构简单，制造方便，便于在套管上加装电流互感器，配套性强；耗钢、耗油量大、体积大、重量重；属自能式灭弧结构。 （2）少油断路器。 结构简单，制造方便，可配用各种操动机构；比多油断路器油量少、重量轻；采用积木式结构，便于制成各种电压等级产品。 （3）压缩空气断路器。 结构比较复杂，工艺和材料要求高；有色金属消耗量大、价格高；需要装设专用的空气压缩系统；操动机构与断路器合为一体；体积和重量比较轻。,高压断路器的结构特点,（4）真空断路器。 灭弧室材料及工艺要求高；体积小、重量轻；触头不易氧化；灭弧室的机械强度比较差，不能承受较大的冲击振动。 （5）六氟化硫断路器。
25、结构简单，工艺及密封要求严格，对材料要求高；体积小、重量轻；用于封闭式组合电器时，可大量节省占地面积。,高压断路器的技术特点,2.技术性能特点 （1）多油断路器。 额定电流不易做得很大；开断小电流时，燃弧时间较长；开断电路的速度较慢；油量多，有发生爆炸和火灾的危险性。 （2）少油断路器。 开断电流大，10kV等级可通过加并联回路以提高额定电流；110kV及以上电压等级时采用积木结构；全开断时间较短；增加压油活塞装置加强机械油吹后，提高开断小电流的能力；存在火灾危险。 （3）压缩空气断路器 额定电流和开断电流都可以做得很大，适合开断大容量电路；动作快，全开断时间短；快速自动重合闸时断流容量不降低
26、；无火灾危险。, 高压断路器的技术特点,（4）真空断路器。 可连续多次操作，开断性能好；灭弧迅速，开断时间短；开断电流及断口电压不易做得很高；无火灾危险；开距小，约为同等电压油断路器触头开距的1/10左右；所需操作能量小；开断时产生的电弧能量小；灭弧室的机械寿命和电气寿命都很高。 （5）六氟化硫断路器。 额定电流和开断电流都可以做得很大；开断性能好，适合于各种工况开断；SF6气体灭弧、绝缘性能好，故断口电压可做得较高；断口开距小。, 高压断路器的运行维护特点,3 . 运行维护特点 （1）多油断路器。 运行维护简单；噪声低；检修周期短；需配备一套油处理装置。 （2）少油断路器。 运行经验丰富，易
27、于维护；噪声低；油质容易劣化；需配备一套油处理装置。 （3）压缩空气断路器。 维修周期长；噪声较大；无火灾危险；需要一套压缩空气装置作为气源；运行费用大。 （4）真空断路器。 运行维护简单，灭弧室不需要检修；噪声低；运行费用低；无火灾和爆炸危险。 （5）六氟化硫断路器。维护工作量小； 噪声低；检修周期长；运行稳定，安全可靠，寿命长；可频繁操作。, 高压断路器的技术参数,1额定电压（UN） 2最高工作电压 3. 额定电流（N） 4额定开断电流（N br）5额定断流容量（SNbr） 6关合电流（iNcl）7动稳定电流（ies） 8热稳定电流（it）9全开断（分闸）时间（tkd）10合闸时间 11操
28、作循环, 高压断路器的技术参数,1额定电压（UN） 额定电压是指断路器长时间运行时能承受的正常工作电压。它不仅决定了断路器的绝缘水平，而且在相当程度上决定了断路器的总体尺寸。 2最高工作电压 由于电网不同地点的电压可能高出额定电压10左右，故制造厂规定了断路器的最高工作电压。对于220kV及以下设备，其最高工作电压为额定电压的1.15倍；对于330kV的设备，规定为1.1倍。, 高压断路器的技术参数,3. 额定电流（N） 额定电流是指铭牌上标明的断路器可长期通过的工作电流。断路器长期通过额定电流时，各部分的发热温度不会超过允许值。额定电流也决定断路器触头及导电部分的截面。 4额定开断电流（N
29、br） 额定开断电流是指断路器在额定电压下能正常开断的最大短路电流的有效值。它表征断路器的开断能力。开断电流与电压有关。当电压不等于额定电压时，断路器能可靠切断的最大短路电流有效值，称为该电压下的开断电流。当电压低于额定电压时，开断电流比额定开断电流有所增大。, 高压断路器的技术参数,5额定断流容量（SNbr）额定断流容量也表征断路器的开断能力。在三相系统中，它和额定开断电流的关系为式中 UN为断路器所在电网的额定电压，Nbr为断路器的额定开断电流，由于UN不是残压，故额定断流容量不是断路器开断时的实际容量。 6关合电流（iNcl） 保证断路器能关合短路而不致于发生触头熔焊或其它损伤，所允许接
30、通的最大短路电流。, 高压断路器的技术参数,7动稳定电流（ies） 动稳定电流是指断路器在合闸位置时，允许通过的短路电流最大峰值。它是断路器的极限通过电流，其大小由导电和绝缘等部分的机械强度所决定，也受触头的结构形式的影响。 8热稳定电流（it） 热稳定电流是指在规定的某一段时间内，允许通过断路器的最大短路电流。热稳定电流表明了断路器承受短路电流热效应的能力。, 高压断路器的技术参数,9全开断（分闸）时间（tkd） 全开断时间是指断路器接到分闸命令瞬间起到各相电弧完全熄灭为止的时间间隔，它包括断路器固有分闸时间tgf和燃弧时间th，即 tkd=tgf+th 断路器固有分闸时间是指断路器接到分闸
31、命令瞬间到各相触头刚刚分离的时间；燃弧时间是指断路器触头分离瞬间到各相电弧完全熄灭的时间。 全开断时间tkd是表征断路器开断过程快慢的主要参数。tkd越小，越有利于减小短路电流对电气设备的危害、缩小故障范围、保持电力系统的稳定。如图3-1所示。, 高压断路器的技术参数, 高压断路器的技术参数,10合闸时间 合闸时间是指从操动机构接到合闸命令瞬间起到断路器接通为止所需的时间。合闸时间决定于断路器的操动机构及中间传动机构。一般合闸时间大于分闸时间。 11操作循环 操作循环也是表征断路器操作性能的指标。 自动重合闸操作循环：分合分t合分 非自动重合闸操作循环：分t合分t合分上二式中 分分闸操作； 合
32、分合闸后立即分闸的动作； 无电流间隔时间，标准值为0.3s或0.5s； t强送电时间，标准时间为180s。, 高压断路器的型号,第一单元是产品字母代号：S少油断路器；D多油断路器； K空气断路器；L六氟化硫断路器；Z真空断路器； Q自产气断路器；C磁吹断路器。第二单元 是装设地点代号：N户内式；W户外式。第三单元 是设计序号。 第四单元 是额定电压，kV。第五单元 是补充工作特性标志：G改进型；F分相操作。第六单元 是额定电流，A。 第七单元 是额定开断电流，kA。, 高压真空断路器,1. 高压真空断路器概述2. 高压真空断路器的结构3. 高压真空断路器的分类4.高压真空断路器的灭弧室5. 真
33、空断路器的操作过电压及抑制方法,优点：断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周期长、没有燃烧爆炸危险等。,缺点：要求加工精度高，密封性能好，价格较昂贵。,真空断路器：,图4-14为真空断路器灭弧室的结构。,图4-11 真空断路器的灭弧室结构1静触头 2动触头 3屏蔽罩 4波纹管 5导电杆 6外壳,目前，国际上真空断路器的设计、制造单位主要是德国西门子公司和ABB公司两大派别。西门子公司的代表产品有3AF、3AG及3AH等；ABB公司的代表产品有VD4。,引进技术并国产化的产品，如ZN12-12、 ZN18-12、 ZN21-12、 ZN67-12分别是引进西门子3AF、日本东芝公司VK、比
34、利时EIB公司产品和日本三菱电机VPR型真空断路器等。在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品，如ZN63-12和ZN65-12分别效仿ABB的VD4和西门子的3AH。自行设计的产品，如ZN15-12、ZN28-12、ZN30-12等。,国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为三类：,图4-12和图4-13分别为ZN28A-12型户内式和ZW32-12型户外式真空断路器的外形结构。,优点：体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、安全可靠、便于维护。,缺点：价格较贵。,图4-12 ZN28A-12型真空断路器,图4-13 ZW32-12型户外高压真空断路, 高压真空断路器概述,真空断路器利用真空度
35、约为10-4Pa（在运行过程中不低于10-2Pa）的高真空作为内绝缘和灭弧介质。真空间隙的气体稀薄，分子的自由行程较大，发生碰撞游离的几率很小。所以，真空击穿产生电弧，是由触头蒸发出来的金属蒸气帮助形成的。 随着冶金等技术的不断进步，真空断路器的制造水平不断提高，在60年代制成能开断20kA的真空断路器，70年代制造出开断能力达6080kA，电压等级为1035kV的真空断路器，使真空断路器35kV及以下电压等级中处于优势地位。, 高压断路器的基本结构,真空断路器是由真空灭弧室、绝缘支撑、传动机构、操动机构、机座（框架）等组成，如图3-6所示。导电回路由导电夹、软连接、出线板通过灭弧室两端组成。
36、 真空断路器的固定方式不受安装角度限制，即可以水平安装，又可以垂直安装，还可以任意角度安装。, 高压真空断路器的分类,按真空灭弧室的布置方式可分为落地式和悬挂式两种基本形式，以及这两种方式相结合的综合式和接地箱式。 （1）落地式 是将真空灭弧室安装在上方，用绝缘子支持， 操动机构设置在底座的下方，上下两部分由传动机构通过绝缘杆连接起来。如图3-6所示 。落地式优点：传动效率高，分合闸操作时直上直下，传动环节少，摩擦阻力小；稳定性好，操作时振动小；便于操作人员观察和更换灭弧室；产品系列性强，而且容易实现户内外产品的相互交换。落地式缺点：总体高度较高，操动机构检修不方便。, 高压真空断路器的分类,
37、（）悬挂式真空断路器，是将真空灭弧室用绝缘子悬挂在底座框架前方，而操动机构设置在后方（即框架内部），前后两部分用（绝缘传动）杆连接起来。图3-7所示为ZN28-10型断路器外型图，它采用悬挂式结构，真空断路器装在一个手车上，主要由机架、真空灭弧室及传动系统 组成。悬挂式优点：宜用于手车式开关柜。由于操动机构与高电压隔离，便于检修。悬挂式缺点：总体深度尺寸大，用铁多，质量重；绝缘子承受弯曲力；操作时灭弧室振动大；传动效率不高。因此，悬挂式真空断路器一般只适用于中等电压以下的产品。, 高压真空断路器的分类, 高压真空断路器的灭弧室,真空灭弧室的外壳是由绝缘筒、两端的金属盖板和波纹管所组成的密封容器
38、。灭弧室内有一对触头，分别焊接在各自的导电杆上，波纹管可以在轴向上自由伸缩。, 高压真空断路器的灭弧室,（1）外壳。 外壳是真空灭弧室的密封容器，它不仅要容纳和支持灭弧室内的各种部件，而且当动、静触头在断开位置时起绝缘作用。因此，整个外壳通常由绝缘材料和金属组成。对外壳的要求首先是气密封要好；其次是要有一定的机械强度；再是有良好的绝缘性能。 （2）波纹管。 波纹管既要保证灭弧室完全密封，又要在灭弧室外部操动时使触头作分合运动。常用的波纹管有液压成形和膜片焊接两种形式。所用材料以不锈钢为最好。波纹管的侧壁可在轴向上伸缩，其允许伸缩量决定了灭弧室所能获得的触头最大开距。一般情况下，波纹管的疲劳寿命
39、也决定了灭弧室的机械寿命。, 高压真空断路器的灭弧室,（3）屏蔽罩。 触头周围的屏蔽罩主要是用来吸附燃弧时触头上蒸发的金属蒸气，防止绝缘外壳因金属蒸气的污染而引起绝缘强度降低和绝缘破坏，同时，也有利于熄弧后弧隙介质强度的迅速恢复。屏蔽罩还能起到使灭弧室内部电压均匀分布的作用。在波纹管外面用屏蔽罩，可使波纹管免遭金属蒸气的烧损。 屏蔽罩的导热性能越好，其表面冷却电弧的能力也就越好。因此，制造屏蔽罩常用材料为无氧铜、不锈钢和玻璃，铜是最常用的。, 高压真空断路器的灭弧室,（4）触头。 触头是真空灭弧室内最为重要的元件，灭弧室的开断能力和电气寿命主要由触头状况来决定。目前真空灭弧室的触头系统，就接触
40、方式而言，都是对接式的。根据触头开断时灭弧的基本原理的不同，可分为非磁吹触头和磁吹触头两大类。, 高压真空断路器的操作过电压,用真空断路器断开电路时，可能会出现操作过电压，主要形式有：截流过电压，所谓截流就是强制交流电流在自然过零前突然过零的现象，由于电路中存在电感，因此会发生过电压；切断电容性负载时的过电压，这是因熄弧后间隙发生重击穿而引起的。所以，真空断路器的重击穿几率越小越好；高频多次重燃过电压，断路器开断感性电流时，当间隙被击穿后电弧重燃，因电路参数影响，击穿后电流中含有高频分量。当高频分量的幅值很大时，受其影响，间隙被反复击穿，使负载侧的电压不断升高，从而产生较高的过电压。, 高压真
41、空断路器操作过电压的抑制方法, 采用低电涌真空灭弧室。这种灭弧室既可降低截流过电压，又可提高开断能力。 在负载端并联电容。既可以降低，也可减缓恢复电压的上升陡度。 在负载端并联电阻和电容。它不仅能降低截流过电压及其上升速度，而且在高频重燃时可使 振荡过程强烈衰减，对抑制多次重燃过电压有较好的效果，电阻一般选100200，电容选0.10.2F。 串联电感。可降低过电压的上升陡度和幅值。 安装避雷器。用它限制过电压的幅值。, 六氟化硫断路器,1. SF6断路器的外观图2. SF6气体的介电特性3. SF6断路器的结构类型4. SF6断路器灭弧室结构及灭弧过程5. LW16-35型断路器6. LW8
42、-35型断路器, SF6断路器的外观图（1）,六氟化硫断路器的外观图(2),六氟化硫（SF6）断路器：,双压式：有两个气压系统，低压气体系统主要用作断路器的内部绝缘；高压气体系统用于灭弧。其优点是开断容量大，动作迅速，但结构复杂。单压式：只有一个低压气压系统，作为断路器的内部绝缘，电弧靠断路器开断时与触头同时运动的压气活塞压出SF6的气流来熄灭。其优点是结构简单，易于制造，可靠性高，便于维护，应用比较广泛。,分为双压式和单压式两类。,图4-9 LW36-126型SF6断路器,图4-10 SF6断路器的灭弧室结构1静触头 2绝缘喷嘴 3动触头 4绝缘筒 5压气活塞 6电弧, SF6气体的介电特性
43、,SF6气体是一种无色、无臭、无毒和不可燃的惰性气体，化学性能稳定，具有优良的灭弧和绝缘性能。SF6气体灭弧性能特别强的原因主要是： （1）SF6气体的分子在分解时吸收的能量多，对弧柱的冷却作用强。 （2）SF6气体在高温时分解出的硫、氟原子和正负离子，与其他灭弧介质相比，在同样的弧温时有较大的游离度。在维持相同游离度时，弧柱温度较低。因此，SF6气体中电弧电压较低，燃弧时的电弧能量小，对灭弧有利。, SF6气体的介电特性,（3）SF6气体分子的负电性强。所谓负电性，是指SF6气体吸附自由电子形成负离子的特性。SF6气体负电性强，加强了去游离，降低导电率。在电弧电流过零后，弧柱温度将急剧下降，分解物急速复合。因此，SF6气体弧隙的介质性能恢复速度很高，能耐受很高恢复电压，电弧在电流过零后难重燃。 在SF6断路器中，在水分参与下将产生强腐蚀性的分解产物HF。这种物质对绝缘材料、金属材料、玻璃、电瓷等含硅材料有很强的腐蚀性。因此，必须严格控制SF6气体中的水分。常采用的措施有：加强断路器的密封；组装断路器时，先要对零部件进行彻底烘干；严格控制SF6气体中含水量；严格控制断路器充气前的含水量；在SF6断路器内部加装吸附剂。,
