發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備第章

1、(精編 )發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備第章第 4 章電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體教學(xué)要求：掌握高、低壓開(kāi)關(guān)電器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、電氣參數(shù)及其應(yīng)用，重點(diǎn)掌握斷路器的工作原理；掌握互感器的作用、結(jié)構(gòu)、接線方式及準(zhǔn)確度等級(jí)；掌握母線、電纜、絕緣子、限流電器的工作原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。4.1 高壓開(kāi)關(guān)電器4.1.1概述在電力系統(tǒng)的各類電力裝置中，主要電力元件如發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、母線等，在改變運(yùn)行方式或停電檢修時(shí)，需要進(jìn)行正常的投入與切出；在出現(xiàn)故障時(shí)則須迅速分?jǐn)喽搪冯娏?，切除故障電路，以保證系統(tǒng)或裝置的其他部分的正常工作。這種直接用于正常投切和故障切除電路的電氣一次設(shè)備稱為開(kāi)關(guān)電器。開(kāi)關(guān)電器的分類有以下三種方式：

2、1 按電壓高低分類開(kāi)關(guān)電器按使用電壓的高低分為高壓開(kāi)關(guān)電器和低壓開(kāi)關(guān)電器兩類，后者用于1kV 及以下電力網(wǎng)絡(luò)中。2 按安裝場(chǎng)所分類開(kāi)關(guān)電器按安裝場(chǎng)所分為戶內(nèi)式和戶外式兩類，其中低壓開(kāi)關(guān)電器除少數(shù)例外，多為戶內(nèi)式；110kV及以上的開(kāi)關(guān)電器主要是戶外式。3 按功能分類根據(jù)開(kāi)關(guān)電器在開(kāi)斷和關(guān)合電路中所擔(dān)負(fù)的任務(wù)的不同，分為以下幾類：斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器。將高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器裝配在一起的組合式開(kāi)關(guān)電器，具有類似高壓斷路器的功能，在某些電路中可代替斷路器使用。4.1.2高壓斷路器4.1.2.1高壓斷路器的用途高壓斷路器是高壓電器中最重要的部分，是電力系統(tǒng)一次設(shè)備中控制和保護(hù)的關(guān)鍵電器，

3、受它控制和保護(hù)的電路，無(wú)論在空載、負(fù)載或短路故障狀態(tài)，都應(yīng)可靠地動(dòng)作?？偟膩?lái)講，高壓斷路器在電網(wǎng)中起兩方面的作用：一是控制作用，即根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的需要，將部分電氣設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行；二是保護(hù)作用，即在電氣設(shè)備或電力線路發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)裝置發(fā)出跳閘信號(hào)，啟動(dòng)斷路器，將故障部分設(shè)備或線路從電網(wǎng)中迅速切除，確保電網(wǎng)中無(wú)故障部分的正常運(yùn)行。4.1.2.2高壓斷路器的基本要求由于斷路器在電路中擔(dān)負(fù)特別重要的任務(wù)，必須滿足以下基本要求：1 工作可靠。斷路器應(yīng)能在規(guī)定的運(yùn)行條件下長(zhǎng)期可靠地工作，并能在正常和故障情況下準(zhǔn)確無(wú)誤地完成關(guān)合和開(kāi)斷電路和的指令，其拒動(dòng)或誤動(dòng)都將造成嚴(yán)重的后果。2 具有足

4、夠的開(kāi)斷能力。斷路器的開(kāi)斷能力是指能夠安全切斷最大短路電流的能力，它主要決定于斷路器的滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。開(kāi)斷能力的不足可能發(fā)生觸頭跳開(kāi)后電弧長(zhǎng)時(shí)續(xù)燃，導(dǎo)致斷路器本身爆炸飛弧，引起事故擴(kuò)大的嚴(yán)重后果。3 動(dòng)作快速。在電路發(fā)生故障時(shí)，快速地切除故障電路，不僅能縮短電力網(wǎng)的故障時(shí)間和減輕巨大短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損害，而且能增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高整個(gè)系統(tǒng)的供電可靠性。4 具有自動(dòng)重合閘性能。輸電線路的短路故障大多數(shù)是臨時(shí)性的。為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和供電可靠性，線路保護(hù)多采用自動(dòng)重合閘方式，即在發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘，切斷故障點(diǎn)的短路電流，經(jīng)很短時(shí)間

5、后斷路器又自動(dòng)重合閘，恢復(fù)正常供電。若故障仍然存在，則斷路器必須立即跳閘，再次切斷短路電流，這要求斷路器在第一次大電流滅弧后很快恢復(fù)滅弧能力，完成后續(xù)次的滅弧。5 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理。在滿足安全、可靠的同時(shí)，還應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)性。故要求斷路器的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、價(jià)格合理。4.1.2.3斷路器的基本參數(shù)斷路器的特性和工作性能可用以下基本參數(shù)來(lái)表征：1 額定電壓。指斷路器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行能承受的正常工作電壓。它不僅決定了斷路器的絕緣水平，而且在相當(dāng)程度上決定了斷路器的總體尺寸和滅弧條件。由于輸電線路有電壓降，電網(wǎng)不同地點(diǎn)的電壓可能高出額定電壓10% 左右 ,使斷路器可能在高于額定電壓下長(zhǎng)期工作，

6、故制造廠規(guī)定斷路器的最高電壓對(duì)于10220kV的為 1.15倍額定電壓，對(duì)于330kV及以上為1.1 倍額定電壓。2 額定電流。它是斷路器的觸頭結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電部分在規(guī)定環(huán)境溫度下允許通過(guò)的長(zhǎng)期工作電流，其相應(yīng)的發(fā)熱溫度不會(huì)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。它決定了斷路器觸頭及導(dǎo)電部分的截面，并且在某種程度上也決定了它的結(jié)構(gòu)。3 額定開(kāi)斷電流。指斷路器在額定電壓下能可靠開(kāi)斷的最大短路電流的有效值。它表征斷路器的開(kāi)斷能力。由于開(kāi)斷電流與電壓有關(guān)，當(dāng)斷路器降低電壓級(jí)使用（例如10kV斷路器用于36kV電網(wǎng)）時(shí)，具有相應(yīng)增大的開(kāi)斷電流，但有一最大值，稱為極限開(kāi)斷電流。4 額定開(kāi)斷容量。斷路器的開(kāi)斷能力也可間接用開(kāi)斷容量Skd

7、 來(lái)表示，在三相電路中其大小等于額定電壓與額定開(kāi)斷電流的倍。5 動(dòng)穩(wěn)定電流。表明斷路器在沖擊短路電流作用下，承受電動(dòng)力的能力。其值由導(dǎo)電和絕緣等部件的機(jī)械強(qiáng)度決定。6 熱穩(wěn)定電流。表明斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。用通電時(shí)間（一般取4S ）和最大電流有效值來(lái)綜合表示。7 開(kāi)斷時(shí)間。從操作機(jī)構(gòu)跳閘線圈接通跳閘脈沖起，到三相電弧完全熄滅時(shí)止的一段時(shí)間稱為斷路器的開(kāi)斷時(shí)間，它等于斷路器的固有分閘時(shí)間tg 和熄弧時(shí)間t xh 之和，即t kd =tg+txh其中固有分閘時(shí)間tg 是從跳閘線圈接通跳閘脈沖到動(dòng)、靜觸頭剛分離的一段時(shí)間；熄弧時(shí)間t xh 是從觸頭剛分離到各相電弧熄滅的時(shí)間。4.1.2.4

8、斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)斷路器在工作過(guò)程中的合、分閘動(dòng)作是由操動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成的。操動(dòng)系統(tǒng)由相互聯(lián)系的操動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，后者常歸入斷路器的組成部分。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作性能和質(zhì)量對(duì)斷路器的工作性能和工作可靠性起著重要的作用。1 、操動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)由圖4-1 所示的各個(gè)部分組成：圖 4-1 操動(dòng)機(jī)構(gòu)部分組成（ 1 ）操動(dòng)機(jī)構(gòu)：由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、扣住機(jī)構(gòu)、脫扣機(jī)構(gòu)等組成。動(dòng)力機(jī)構(gòu)：為原動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其操動(dòng)能源由氣壓能、彈簧能、電磁能或液壓能形成?？圩C(jī)構(gòu)：當(dāng)斷路器合閘到終了位置時(shí)，將機(jī)構(gòu)固定在合閘位置。脫扣機(jī)構(gòu)：當(dāng)斷路器分閘時(shí)，能將死點(diǎn)機(jī)構(gòu)脫開(kāi)，實(shí)現(xiàn)分閘。自由脫扣機(jī)構(gòu)：由合閘電磁鐵動(dòng)作，頂起機(jī)構(gòu)到合閘終點(diǎn)

9、位置不落下，分閘電磁鐵脫扣動(dòng)作，機(jī)構(gòu)能自由分閘。（ 2 ）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：由拉桿、提升機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)等組成。拉桿：是操動(dòng)機(jī)構(gòu)過(guò)渡到提升機(jī)構(gòu)的一種連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。提升機(jī)構(gòu)：用來(lái)提升觸頭進(jìn)行分、合閘。緩沖機(jī)構(gòu)：用來(lái)在分、合閘終了位置吸收剩余動(dòng)作，使操動(dòng)平穩(wěn)。操動(dòng)機(jī)構(gòu)按照分、合閘信號(hào)進(jìn)行操動(dòng)，除此之外，根據(jù)運(yùn)行和維護(hù)要求，還應(yīng)有分、合閘位置的機(jī)械指示器。2 、操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分類操動(dòng)機(jī)構(gòu)按操動(dòng)能源來(lái)進(jìn)行分類，可分為手動(dòng)型、電磁型、液壓型、氣壓型和彈簧型等多種類型。手動(dòng)型操動(dòng)機(jī)構(gòu)是指靠人力合閘，靠彈簧力分閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)；電磁型操動(dòng)機(jī)構(gòu)是直接依靠電磁力來(lái)合閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)；液壓型操動(dòng)機(jī)構(gòu)是用高壓油推動(dòng)活塞實(shí)現(xiàn)合閘與分閘的操

10、動(dòng)機(jī)構(gòu)。氣壓型操動(dòng)機(jī)構(gòu)是以壓縮空氣推動(dòng)活塞實(shí)現(xiàn)合閘與分閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。彈簧型操動(dòng)機(jī)構(gòu)是用小功率電動(dòng)機(jī)將彈簧拉伸儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)合閘與分閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。除手動(dòng)型外，其他均為自動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中，電磁型需直接依靠合閘電源提供操動(dòng)功率；液壓型、氣壓型和彈簧型則只需間接利用電能，并經(jīng)轉(zhuǎn)換設(shè)備和儲(chǔ)能裝置用非電能形式操動(dòng)合閘，故短時(shí)失去電源后可由儲(chǔ)能裝置提供操動(dòng)功率，因而減少了對(duì)電源的依賴程度。圖 4-2 給出的是由電磁型操動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)的斷路器動(dòng)作原理示意圖。圖 4-2 斷路器動(dòng)作原理示意圖其合閘過(guò)程如下：當(dāng)合閘線圈1 接通時(shí)，合閘鐵芯2 被吸向上，推動(dòng)合閘機(jī)構(gòu)3 繞 O 1 軸作反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過(guò)絕緣連桿12 和固定

11、在斷路器軸上的拐臂11 帶動(dòng)斷路器軸9 轉(zhuǎn)動(dòng)， 使動(dòng)觸頭系統(tǒng) 8 向上運(yùn)動(dòng)，并把裝在動(dòng)觸頭系統(tǒng)上的分閘彈簧5 壓緊。合閘完成后，分閘機(jī)構(gòu)的搭鉤4 將合閘機(jī)構(gòu) 3 扣住，使斷路器保持在合閘位置。合閘所需的能量是由合閘電磁鐵提供的。其分閘過(guò)程如下：當(dāng)分閘線圈7 接通時(shí)，分閘鐵芯6 被吸向上，推動(dòng)搭構(gòu)4 繞 O 2 軸作反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，釋放合閘機(jī)構(gòu)3 。此時(shí)，在分閘彈簧的作用下動(dòng)觸頭系統(tǒng)向下運(yùn)動(dòng)而完成分閘。斷路器的分閘是靠分閘彈簧實(shí)現(xiàn)的，分閘所需的能量是操動(dòng)機(jī)構(gòu)在合閘過(guò)程中儲(chǔ)藏在分閘彈簧的。3 、操動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型和產(chǎn)品型式多種多樣，但其基本要求是一致的，主要有以下幾個(gè)方面。（ 1

12、）具有足夠的合閘功率，保證所需的合閘速度，并使斷路器在關(guān)合短路的情況下關(guān)合到底。（ 2 ）能維持?jǐn)嗦菲魈幵诤祥l位置，不因外界震動(dòng)和其他原因產(chǎn)生誤分閘功率。（ 3 ）有可靠的分閘裝置和足夠的分閘速度，為了設(shè)備和系統(tǒng)的安全，分閘裝置務(wù)必工作可靠、靈敏快速，在任何情況下不允許誤動(dòng)或拒動(dòng)。斷路器分閘后，操動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)自動(dòng)回復(fù)到準(zhǔn)備合閘位置。（ 4 ）具有自由脫扣裝置。在斷路器進(jìn)行合閘的過(guò)程中又接到分閘命令時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)立即終止合閘過(guò)程，迅速進(jìn)行分閘。這種在合閘過(guò)程中的分閘叫做自由脫扣。可見(jiàn)自由脫扣裝置是分閘裝置的重要補(bǔ)充，二者常結(jié)合在一起。無(wú)論對(duì)自動(dòng)或手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，該裝置都是不可缺少的。（ 5 ）在控制回

13、路中，要保證分、合動(dòng)作準(zhǔn)確、連續(xù)，即分后準(zhǔn)備合、合后準(zhǔn)備分。（ 6 ）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低廉。4.1.2.5 高壓斷路器的分類高壓斷路器一般按滅弧介質(zhì)的不同進(jìn)行分類。1 油斷路器。指采用變壓器油作為滅弧介質(zhì)的斷路器。它又可分為多油斷路器和少油斷路器。多油斷路器的油除了作滅弧介質(zhì)和觸頭開(kāi)斷后絕緣外，還作為帶電部分對(duì)地的絕緣。少油斷路器的油只作為滅弧介質(zhì)和觸頭開(kāi)斷后絕緣外，而帶電部分對(duì)地絕緣采用瓷件或其他介質(zhì)，和多油斷路器相比，具有用油量少，體積小，重量輕，運(yùn)輸安裝方便，有利于防火等優(yōu)點(diǎn)。2 壓縮空氣斷路器指采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)的斷路器。壓縮空氣斷路器的特點(diǎn)是滅弧能力強(qiáng)，動(dòng)作

14、迅速，能快速自動(dòng)重合閘。此外，其體積小，防火防爆，在低溫下能可靠的工作，維護(hù)檢修方便。其缺點(diǎn)是工藝要求高，消耗有色金屬多，操作時(shí)噪聲大，并需一套專供操作用的壓縮空氣設(shè)備等。3 真空斷路器。指采用真空的高絕緣強(qiáng)度來(lái)滅弧的斷路器。這種斷路器的動(dòng)靜觸頭密封在真空泡內(nèi)，利用真空作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。它的特點(diǎn)是：體積小，能頻繁操作，維修工作量小。4 六氟化硫（SF6 ）斷路器。指利用具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能的SF 6 氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的斷路器。由于 SF6氣體的電氣性能好，所以SF6 斷路器的斷口電壓較高，在電壓等級(jí)相同、開(kāi)斷電流和其他性能相近的情況下，SF6 斷路氣比少油斷路器串聯(lián)斷口

15、要少，可使制造、安裝、調(diào)試和運(yùn)行比較方便和經(jīng)濟(jì)。它的特點(diǎn)是：滅弧能力強(qiáng)，絕緣強(qiáng)度高，開(kāi)斷電流大，燃弧時(shí)間短；開(kāi)斷電容電流或電感電流時(shí)，無(wú)重燃，過(guò)電壓低；電氣壽命長(zhǎng)，檢修周期長(zhǎng)，適于頻繁操作；操作功小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。4.1.2.6高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)和滅弧過(guò)程1 少油斷路器少油斷路器分為戶內(nèi)式和戶外式。低于35kV的少油式斷路器只有戶內(nèi)式，高于35kV的只有戶外式， 35kV的少油式則兼有戶內(nèi)式和戶外式。目前我國(guó)生產(chǎn)的少油斷路器有多種系列，下面主要介紹SN10和 SW6 兩種。（ 1 ） SN10系列戶內(nèi)式少油斷路器SN10系列少油斷路器的結(jié)構(gòu)基本相似，圖4-3 所示為SN10-10

16、型少油斷路器的結(jié)構(gòu)圖。它由箱體、框架和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。箱體下部用兩個(gè)支持絕緣子垂直壁掛于框架上，并經(jīng)一絕緣連桿與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。斷路器分合時(shí)，操作機(jī)構(gòu)通過(guò)主軸27 、絕緣拉桿29 和基座內(nèi)的變直機(jī)構(gòu)，使導(dǎo)電桿上下動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)斷路器的分合。圖 4-3SN10-10 型少油斷路器結(jié)構(gòu)少油斷路器的導(dǎo)電回路從上到下由上接線座5 、靜觸座7 、靜觸頭13 、弧觸指14 、導(dǎo)電桿20 、滾動(dòng)觸頭19 和下接線座18 等組成。導(dǎo)電桿的端部和靜觸頭的弧觸指上均裝有耐弧銅鎢合金，以增強(qiáng)觸頭的抗弧能力和短路開(kāi)斷能力，延長(zhǎng)其使用壽命。箱體中間部位是滅弧室，采用縱橫吹和機(jī)械油吹聯(lián)合作用的滅弧原理。圖 4-4是

17、SN10-10型斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)原理圖，圖4-4 （ a）中，絕緣筒11 由高強(qiáng)度的玻璃鋼制成，其內(nèi)疊裝用耐弧耐熱的三聚氰胺玻璃纖維熱壓而成的隔弧板15 （共 5 片），內(nèi)襯筒7 和 8（兩個(gè)），絕緣墊圈6 和 10 （兩個(gè)）；上面用螺紋壓圈9 旋緊。第2 、 3、 4 片隔弧板帶有橫吹噴口，第5 片隔弧板具有縱吹油囊，形成三級(jí)橫吹和一級(jí)縱吹。此外還具有因?qū)щ姉U分閘運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)械油吹作用。圖 4-4SN10-10 型少油斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)原理圖在滅弧室的上部空間放置靜觸頭，如圖4-3 所示。靜觸頭座上套有一絕緣罩筒17 ，把滅弧室上部空間分為內(nèi)、外兩個(gè)部分。內(nèi)空間向下可通過(guò)隔弧片中心孔和橫吹孔與

18、外空間相通；向上通過(guò)靜觸頭座回油孔道中的逆止閥與外空間相通。當(dāng)斷路器處于合閘位置時(shí)，下通道被導(dǎo)電桿塞閉，上通道因逆止閥鋼球下落而開(kāi)啟，以接受回油。在分閘過(guò)程中，動(dòng)靜觸頭一分離便于工作產(chǎn)生電弧，分解變壓器油，首先將逆止閥鋼球上推堵住回油孔，造成密閉燃弧，使內(nèi)腔壓力迅速升高。隨著導(dǎo)電桿向下運(yùn)動(dòng)，順序打開(kāi)第1 、2 、3 橫吹孔和下部油囊的縱吹孔，造成壓力油氣流的縱橫吹。此外，在導(dǎo)電桿快速向下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，總的過(guò)程如圖4-4 （ b ）所示。圖中在開(kāi)斷小電流時(shí)，由于橫吹缺乏足夠的壓力，電弧被拉至縱吹油囊后，在油氣縱橫吹及機(jī)械壓油吹弧的聯(lián)合作用下熄滅。當(dāng)開(kāi)斷大電流時(shí)，由于電弧的能量大，油氣壓力高，一般在

19、開(kāi)啟第1 或第 2 橫吹孔時(shí)即能熄滅，燃弧時(shí)間很短，約為 816ms。（ 2 ） SW 系列戶外式少油斷路器戶外式少油斷路器采用串聯(lián)滅弧室、多斷口積木式結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)外型如圖4-3所示。斷路器每相由兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的滅弧室1 串聯(lián)，對(duì)稱地布置成V 形，固定在中間機(jī)構(gòu)箱2上，與支柱絕緣子 3 一起組成一個(gè)Y 形落地式結(jié)構(gòu)，每相有一單獨(dú)的底座4, 三相共用一套操動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三相聯(lián)動(dòng)。110KV少油斷路器采用單柱雙斷口結(jié)構(gòu)，按照積木式組裝方式，用于220KV 、 330KV的少油斷路器可分別采用雙柱四斷口和三柱六斷口的結(jié)構(gòu)，如圖4-4 所示。圖 4-5戶外式少油斷路器的結(jié)構(gòu)外型圖 4-6 斷路器的積

20、木組合這種每相導(dǎo)電回路采用多斷口的方式可以增強(qiáng)滅弧能力、縮短分合閘時(shí)間和降低滅弧室的高度。滅弧室里的結(jié)構(gòu)大體與戶內(nèi)式少油斷路器相似，也采用縱橫吹和機(jī)械油吹聯(lián)合作用的滅弧原理。油斷路器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，但油在滅弧過(guò)程中容易被碳化，所以檢修周期短，維護(hù)工作量大，再加油既會(huì)對(duì)造成對(duì)環(huán)境的污染又容易引發(fā)火災(zāi)，所以在110KV及以上的電力系統(tǒng)中已有被六氟化硫斷路器取代的趨勢(shì)，而且在10KV電力系統(tǒng)中也有被真空斷路器取代的趨勢(shì)。2.SF 6 斷路器（ 1 ） SF 6 斷路器的發(fā)展SF6 氣體出現(xiàn)于1900年，直至1940年才被用來(lái)作為電器設(shè)備的絕緣介質(zhì)，以此為起點(diǎn)，使SF6 氣體在高壓開(kāi)關(guān)，變

21、壓器、電纜和其他電氣設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。SF6 在斷路器中的應(yīng)用是在 60 年代中期，由于基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，材料和操動(dòng)機(jī)構(gòu)有了新的突破，找到了適應(yīng)SF6 特點(diǎn)的氣壓式滅弧室結(jié)構(gòu)，才使SF6 斷路器走上了電力工業(yè)實(shí)踐的舞臺(tái)，獲得了飛躍的發(fā)展。在 60 年代以前，35kV以上的電網(wǎng)主要使用油斷路器和空氣斷路器，至70 年代， SF6 斷路器逐漸排擠了這兩種斷路器，而且顯現(xiàn)出其有力的競(jìng)爭(zhēng)鋒芒?，F(xiàn)在，世界上生產(chǎn)35kV以上電壓等級(jí)SF6 斷路器的國(guó)家有美國(guó)、日本、英國(guó)、瑞士、法國(guó)、意大利等17 個(gè)國(guó)家， 這些國(guó)家可生產(chǎn)10800kV的 SF 6 斷路器，正在研究和制造1000kV的 SF6 斷路器。

22、從今日的用戶需求和制造廠家的產(chǎn)品上來(lái)看，盡管少油斷路器目前還占有相當(dāng)大的市場(chǎng)，但總的說(shuō)來(lái)，是處于被淘汰的趨勢(shì)。SF6 斷路器已逐漸雄踞高壓開(kāi)關(guān)的主導(dǎo)地位，這已成為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的發(fā)展方向。我國(guó)對(duì)SF6 斷路器的研制是從研制全封閉組合電器GIS 開(kāi)始的， 目前 220kV的 SF6 斷路器已投入運(yùn)行， 現(xiàn)已能生產(chǎn)10550kV的 SF 6 斷路器， 10kV 、35kV的 SF6 斷路器正在迅速地被推廣使用。我國(guó)生產(chǎn)的10kVSF 6 斷路器的代表型號(hào)為L(zhǎng)W 3 10 型和LW 3 10 型（如圖4-5所示）。這兩種類型的斷路器采用先進(jìn)自能旋弧式原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作能量小、機(jī)電磨損小等優(yōu)

23、點(diǎn)，基本做到在運(yùn)行期內(nèi)“無(wú)維修”。與真空和油開(kāi)關(guān)滅弧室相比，在結(jié)構(gòu)、安全性、耐過(guò)電壓、使用壽命和價(jià)格方面都優(yōu)越得多。LW 3 101型斷路器配手動(dòng)彈簧儲(chǔ)能操動(dòng)機(jī)構(gòu)具有手動(dòng)儲(chǔ)能、手動(dòng)開(kāi)斷和過(guò)電流自動(dòng)脫扣開(kāi)斷四種功能，其主要用于10kV分支線路，完全可以取代現(xiàn)有的柱上油斷路器。LW3 10 型斷路器配有交直流220V電動(dòng)儲(chǔ)能彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有電動(dòng)關(guān)合、電動(dòng)開(kāi)斷、手動(dòng)關(guān)合、手動(dòng)開(kāi)斷以及過(guò)電流自動(dòng)脫扣開(kāi)斷功能。圖 4-7LW 3 10 、型SF6 斷路器外形圖（ 2 ） SF 6 氣體的特點(diǎn)SF6 氣體是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒和不可燃的惰性氣體，是目前在高壓電器中使用的最優(yōu)良的滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。在均勻

24、電場(chǎng)下SF 6 氣體的絕緣性能大約是空氣的3 倍，在0.4MP a （約 4 個(gè)大氣壓）的壓力下，SF6 氣體的絕緣性能則與變壓器油相當(dāng)。SF6 氣體是電負(fù)性氣體，即其分子和原子具有很強(qiáng)的吸附自由電子的能力，可以大量吸附弧隙中參與導(dǎo)電的自由電子，生成負(fù)離子。由于負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)要比自由電子慢得多，因此很容易和正離子復(fù)合成中性的分子和原子，大大加快了電流過(guò)零時(shí)的弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)。（ 3 ） SF 6 斷路器的滅弧裝置現(xiàn)在世界各國(guó)生產(chǎn)的SF6 斷路器，采用三種滅弧室結(jié)構(gòu)，這三種滅弧室結(jié)構(gòu)是：其一是壓氣式；其二是旋弧式；其三是自能式。壓氣式滅弧裝置（見(jiàn)圖4-8 ）中只有一種壓力的SF6 氣體，開(kāi)斷過(guò)程

25、中，壓氣缸與動(dòng)觸頭同時(shí)運(yùn)動(dòng)，將壓氣缸內(nèi)的SF6 氣體壓縮而使壓力升高。觸頭分離后，即噴口被打開(kāi)，高壓力的氣體由噴口處向外排出，實(shí)現(xiàn)縱吹而將電弧熄滅。目前在110KV及以上的電力系統(tǒng)中廣泛使用這種滅弧裝置。圖 4-8 壓氣式滅弧裝置的工作原理旋弧式滅弧裝置（見(jiàn)圖4-9 ）多用于1035KVSF6 斷路器中。其中磁場(chǎng)由線圈2 形成，線圈的一端和靜觸頭相連，另一端和圓筒電極相連，圓筒電極內(nèi)部設(shè)置一個(gè)向靜觸頭凸出的圓環(huán)。當(dāng)導(dǎo)電桿 4 和靜觸頭1 分開(kāi)產(chǎn)生電弧后，電弧會(huì)很快轉(zhuǎn)移到動(dòng)觸頭和圓筒電極間，把線圈2 接入電路，使被斷開(kāi)的電流流經(jīng)線圈。由于電弧電流是沿半徑方向流動(dòng)的，而線圈生成的磁場(chǎng)是軸線方向的，

26、所以電弧會(huì)沿圓周旋轉(zhuǎn)而與SF 6 氣體介質(zhì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吹弧。圖 4-9 旋弧式滅弧裝置的工作原理自能式滅弧裝置（見(jiàn)圖4-10）是正在發(fā)展中的新一代的滅弧裝置，目前在110220KV 電力系統(tǒng)中使用。其滅弧室由主氣室3、輔助氣室 6 、氣孔 4 、氣缸 5 和噴口1 組成。當(dāng)動(dòng)靜觸頭分開(kāi)產(chǎn)生電弧后，被電弧加熱的氣體可通過(guò)氣孔進(jìn)入主氣室，使主氣室的壓力升高，高壓氣體對(duì)噴口吹弧使電弧熄滅。如果開(kāi)斷的電流較小，電弧產(chǎn)生的熱量小使主氣室的壓力不夠時(shí)，輔助氣室中的氣體將通過(guò)上部開(kāi)啟的閥門進(jìn)入到主氣室內(nèi)起助吹作用，從而增強(qiáng)了開(kāi)斷小電流的吹弧能力。圖 4-10自能式滅弧裝置的工作原理4.1.3隔離開(kāi)關(guān)隔

27、離開(kāi)關(guān)是高壓電氣裝置中保證工作安全的開(kāi)關(guān)電器, 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。隔離開(kāi)關(guān)在分閘狀態(tài)下, 動(dòng)靜觸頭間應(yīng)有明顯可見(jiàn)的斷口,絕緣可靠；在關(guān)合狀態(tài)下，其導(dǎo)電系統(tǒng)中可以通過(guò)正常的工作電流和故障下的短路電流。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，除了能開(kāi)斷很小的電流外，不能用來(lái)開(kāi)斷負(fù)荷電流，更不能用來(lái)開(kāi)斷短路電流，但隔離開(kāi)關(guān)必須具備一定的動(dòng)、熱穩(wěn)定。4.1.3.1隔離開(kāi)關(guān)的作用和分類1. 隔離開(kāi)關(guān)的作用隔離開(kāi)關(guān)的作用主要有以下三種：（ 1 ）隔離電源，保證安全。利用隔離開(kāi)關(guān)將高壓電氣裝置中需要檢修的部分與其他帶電部分可靠地隔離，這樣，工作人員可以安全地進(jìn)行作業(yè)，不影響其余部分的正常工作。（ 2 ）倒閘操作。隔離開(kāi)關(guān)經(jīng)常用來(lái)進(jìn)

28、行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的倒閘操作。例如，當(dāng)主接線為雙母線時(shí)，利用隔離開(kāi)關(guān)將設(shè)備或線路從一組母線切換到另一組母線。（ 3 ）接通或切斷小電流電路。可以利用隔離開(kāi)關(guān)接通或切斷下列電路：電壓互感器、避雷器、長(zhǎng)度不超過(guò)10km的 35KV空載線路或長(zhǎng)度不超過(guò)5km的 10kV空載線路、35kV100kVA及以下和 110kV3200kVA及以下的空載變壓器等。特別強(qiáng)調(diào)，隔離開(kāi)關(guān)在任何情況下，均不能接通或切斷負(fù)荷電流和短路電流，并應(yīng)設(shè)法避免可能發(fā)生的誤操作。2. 隔離開(kāi)關(guān)的分類隔離開(kāi)關(guān)可按以下不同方法進(jìn)行分類：（ 1 ）按裝設(shè)地點(diǎn)的不同，分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。（ 2 ）按絕緣支柱數(shù)目分為單柱式、雙柱

29、式和三柱式三種。（ 3 ）按動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)方式，可分為水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動(dòng)式和插入式等。（ 4 ）按有無(wú)接地閘刀，可分為無(wú)接地閘刀、一側(cè)有接地閘刀、兩側(cè)有接地閘刀三種。（ 5 ）按操動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同，分為手動(dòng)式，電動(dòng)式、氣動(dòng)式和液動(dòng)式等。（ 6 ）按極數(shù)分為單極、雙極、三極三種。4.1.3.2隔離開(kāi)關(guān)的操作原則隔離開(kāi)關(guān)都配有手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，操作時(shí)要先拔出定位銷，分、合閘動(dòng)作要果斷、迅速，終了時(shí)注意不要用力過(guò)猛，操作完畢一定要用定位銷銷住，并目測(cè)其動(dòng)觸頭位置是否符合要求。不管合閘還是分閘操作，都應(yīng)在不帶負(fù)荷或負(fù)荷在隔離開(kāi)關(guān)允許的操作范圍之內(nèi)時(shí)才進(jìn)行。為此，操作隔離開(kāi)關(guān)之前，必須先檢查與之串聯(lián)的斷路

30、器，應(yīng)確實(shí)處于斷開(kāi)位置。如果發(fā)生了帶負(fù)荷切投隔離開(kāi)關(guān)的誤操作，則應(yīng)冷靜地避免可能發(fā)生的另一種反方向的誤操作，就是：當(dāng)發(fā)現(xiàn)帶負(fù)荷誤合閘后，不得再立即拉開(kāi)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)帶負(fù)荷誤分閘后，不得再合上。除非剛拉開(kāi)一點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)有火花產(chǎn)生時(shí)，可立即合上。4.1.3.3隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)1 戶內(nèi)式隔離開(kāi)關(guān)戶內(nèi)式隔離開(kāi)關(guān)（型號(hào)為GN ）其額定電壓一般在35KV 以下，圖4-11為戶內(nèi)配電用隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。隔離開(kāi)關(guān)的三相共裝在同一個(gè)底座上，操作機(jī)構(gòu)通過(guò)連桿操動(dòng)轉(zhuǎn)軸完成分合閘操作。導(dǎo)電回路主要由閘刀（動(dòng)觸頭）、靜觸頭及接線端組成。靜觸頭固定在支柱絕緣子上；閘刀由兩片刀片做成，一端通過(guò)銷軸固定在另一組支柱絕緣子的觸頭座上。合閘

31、時(shí)兩片刀片夾緊靜觸頭。為了保證動(dòng)、靜觸頭間的接觸壓力和壓縮行程，在閘刀與靜頭接觸處裝有彈簧。對(duì)額定電流較大的還普遍采用磁鎖裝置來(lái)加強(qiáng)動(dòng)、靜觸頭間通過(guò)短路電流時(shí)的接觸壓力。圖 4-11戶內(nèi)配電用隔離開(kāi)關(guān)的原理圖磁鎖裝置的作用原理如圖4-12所示，當(dāng)短路電流沿并行的兩片閘刀流向靜觸頭時(shí)，刀閘外側(cè)的兩片鋼片受磁力作用互相吸引，增加了刀閘對(duì)靜觸頭的接觸壓力，從而保證觸頭對(duì)短路電流的穩(wěn)定性。圖 4-12磁鎖裝置的作用原理隔離開(kāi)關(guān)利用操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)連桿使三相連動(dòng)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)每相的拐臂連桿（即拉桿瓷瓶）驅(qū)動(dòng)各相閘刀作垂直旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到合分閘操動(dòng)的目的。2 戶外隔離開(kāi)關(guān)戶外隔離開(kāi)關(guān)（型號(hào)為GW ）由于

32、觸頭直接暴露于大氣中，其工作條件比較復(fù)雜，應(yīng)能抵抗冰、雪、雨、風(fēng)、暴曬、酷熱等惡劣氣候的長(zhǎng)期反復(fù)地作用，一般要求有較高的絕緣和機(jī)械強(qiáng)度。戶外隔離開(kāi)關(guān)按絕緣支柱結(jié)構(gòu)的不同，可分為單柱式、雙柱式和三柱式，有的還帶有接地閘刀。（ 1 ）單柱式隔離開(kāi)關(guān)圖 4-13 為單柱式隔離開(kāi)關(guān)，這種隔離開(kāi)關(guān)的靜觸頭被獨(dú)立地安裝在架空母線上，可動(dòng)閘刀安裝在瓷柱頂部，由操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，象剪刀一樣向上運(yùn)動(dòng)，夾住裝在母線上的靜觸頭以實(shí)現(xiàn)合閘；或向下運(yùn)動(dòng)，釋放裝在母線上的靜觸頭以實(shí)現(xiàn)分閘。使用單柱式隔離開(kāi)關(guān)可以顯著地節(jié)省變電站的占地面積，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般只在220KV及以上的電力系統(tǒng)中用。圖 4-13單柱式隔

33、離開(kāi)關(guān)的原理圖（ 2 ）雙柱式隔離開(kāi)關(guān)圖 4-14所示是GW 4-35G （ D ）型雙柱式隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。它由底座1 ，絕緣支柱2 ，導(dǎo)電回路 3 、 4 、 5 、 6 ，接地閘刀7 ，操動(dòng)機(jī)構(gòu)14 及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)9 、 10 、 11 、 12 、 13 等組成。兩個(gè)絕緣支柱 2 分別裝在底座1 的軸承座上，用交叉連桿9 連接兩絕緣支柱主軸8 和 8 的拐臂，可使兩主軸同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)90 o 導(dǎo)電桿分成3 和 5 兩段，分別固定在兩個(gè)絕緣支柱頂部，其觸頭為指形結(jié)構(gòu)。接地閘刀取垂直轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)單獨(dú)的一套操動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作三相連動(dòng)操作。圖 4-14GW 4 -35G （ D ）型隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)圖

34、GW 4 -110D型隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)上與GW 4-35G （ D ）型相同，但絕緣距離及相關(guān)尺寸增大。雙柱式隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，破冰雪能力強(qiáng)，動(dòng)穩(wěn)定性好。但閘刀在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，要求相間距離較大。為滿足特殊方式安裝的需要，也可將兩個(gè)絕緣支柱按V 型布置，稱為V型雙柱式隔離開(kāi)關(guān)，如GW 5 -35D型隔離開(kāi)關(guān)（如圖4-15所示）。圖 4-15GW 5 -35D 型隔離開(kāi)關(guān)外形圖GW 5 -35D型隔離開(kāi)關(guān)與GW 4 -35G （ D ）型基本相同，它也是雙柱式結(jié)構(gòu)，制成單極型式，借助連桿構(gòu)成三極聯(lián)動(dòng)。其主要不同之外是每極的兩個(gè)支柱瓷瓶組成V 形裝在同一個(gè)底座內(nèi)的兩個(gè)軸承座上。閘刀也做成

35、兩段式，各固定在支柱瓷瓶的頂端。操作動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)底座內(nèi)的傘形齒嚙合，帶動(dòng)兩個(gè)支柱瓷瓶同速反向旋轉(zhuǎn)90 o ，達(dá)到分合閘的目的。GW 5 -110D型隔離開(kāi)關(guān)與GW 5 -35D型的結(jié)構(gòu)相同，只是絕緣距離和相關(guān)尺寸增加。（ 3 ）三柱式隔離開(kāi)關(guān)圖 4-16為三柱式隔離開(kāi)關(guān)，這種隔離開(kāi)關(guān)與雙柱式隔離開(kāi)關(guān)相比相間距離要求小，兩邊的絕緣支柱固定在支架上，中間的絕緣支柱安裝在軸上。分閘時(shí)中間的絕緣支柱帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂刀閘60 o ，使閘刀在水平面上轉(zhuǎn)動(dòng)而分閘。三柱式隔離開(kāi)關(guān)與雙柱式的基本元件相同，動(dòng)作原理相似，只是刀閘轉(zhuǎn)動(dòng)的方向不同。圖 4-16三柱式隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)圖4.1.4高壓熔斷器熔斷器是最簡(jiǎn)單和最早使用

36、的一種保護(hù)電器，它串聯(lián)在電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，熔斷器自動(dòng)斷開(kāi)電路，使其他電氣設(shè)備得到保護(hù)。與現(xiàn)代受電保護(hù)控制的斷路器相比較，熔斷器保護(hù)顯得較為原始和簡(jiǎn)陋，如每次熔斷后須停電更換熔件才能再次使用；且其保護(hù)特性不夠穩(wěn)定，常使動(dòng)作的選擇性配梧發(fā)生困難。但它直接動(dòng)作，無(wú)需斷電保護(hù)和二次回路相配合；本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、布置緊湊、使用維護(hù)簡(jiǎn)便。4.1.4.1基本知識(shí)1. 基本構(gòu)成和工作原理熔斷器主要由金屬熔件（又稱熔體）、支持熔件的觸頭、滅弧裝置和絕緣底座等四部分構(gòu)成。其中決定其工作特性的主要是熔體和滅弧裝置。熔斷器串聯(lián)在電路中，正常工作時(shí)，熔件載流不大于其額定電流，熔斷器應(yīng)長(zhǎng)期安全地工作而不

37、發(fā)生誤熔斷現(xiàn)象。當(dāng)電路發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，熔件被加熱，在被保護(hù)設(shè)備的溫度未達(dá)到破壞其絕緣之前熔斷，使電路斷開(kāi)，設(shè)備得到保護(hù)。熔斷器的工作過(guò)程由以下四個(gè)階段組成：（ 1 ）熔斷器的熔件因過(guò)載和短路而加熱到熔化溫度；（ 2 ）熔件的熔化和氣化；（ 3 ）觸頭之間的間隙擊穿，產(chǎn)生電弧；（ 4 ）電弧熄滅，電路被斷開(kāi)。根據(jù)以上工作過(guò)程，熔件應(yīng)滿足以下幾方面的要求：（ 1 ）有良好和穩(wěn)定的導(dǎo)電性能，能長(zhǎng)期安全地通過(guò)允許電流而不發(fā)生誤熔斷。（ 2 ）有較低的熔點(diǎn)。熔點(diǎn)高不僅使正常工作溫度偏高，對(duì)觸頭、金屬材料和絕緣材料均不利，而且延長(zhǎng)了加熱熔化的時(shí)間，不利于熔斷器的快速動(dòng)作。（ 3 ）有利于滅弧。熔體截面越

38、大，熔點(diǎn)越低和電弧越強(qiáng)烈，產(chǎn)生的金屬蒸氣就越多，滅弧就越困難。2 熔件材料常用的熔件材料有鉛錫合金、鉛、鋅、銅和銀等。鉛錫合金、鉛和鋅的熔點(diǎn)較低，分別為200 oC 、327 oC 和 420 oC，但電阻率都較大，故熔件的截面較大（尤其是額定電流大時(shí)），產(chǎn)生的金屬蒸氣多，不利于滅弧。故這類材料的熔體只用于500V以下的低壓熔斷器。鋅與其他兩種相比較雖熔點(diǎn)較高，但它在空氣中不易氧化，因而保護(hù)特性較穩(wěn)定。熔件的氧化將使有效截面逐漸減小，電阻增大，以改變?nèi)垠w的保護(hù)特性。銅的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好，用它作成的熔體截面小，在電弧作用下的金屬蒸氣小，有利于提高熔斷器的切斷能力。但銅的熔點(diǎn)高達(dá)1080 oC

39、而未熔化，這對(duì)觸頭系統(tǒng)和其他部件都非常不利，可利用及“治金效應(yīng)”加以解決，即在熔體某點(diǎn)（通常在熔體中段）的表面上焊上小錫（或鉛）球，當(dāng)銅熔體溫度升高時(shí)，小球中的錫（鉛）熔化而滲入固體銅內(nèi)部，形成銅錫（鉛）合金。其內(nèi)阻增大，發(fā)熱加劇，而熔點(diǎn)降低，使錫球處在較低的溫度下熔斷，繼而產(chǎn)生電弧使銅熔體在電弧的高溫下熔化和氣化。此外，銅在空氣中特別在高溫下較易氧化，可采用鍍銀的辦法解決。經(jīng)過(guò)以上處理，銅便成為較理想的熔體材料，廣泛地應(yīng)用于高壓和低壓熔斷器。如果熔斷器中只有熔體的熔斷而無(wú)可靠的滅弧，則不僅不能切斷故障電流，而且勢(shì)必引起事故的擴(kuò)大，熔斷器的滅弧是由專門的滅弧裝置裝有熔體的熔管來(lái)完成的。但各類熔

40、斷器的滅弧方法大不相同，這是構(gòu)成不同類型熔斷器的主要因素。3 熔斷器的分類按熔斷器的安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式；按使用電壓的高低熔斷和低壓熔斷器；按滅弧方法及主要由其所決定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同分為瓷插式、封閉產(chǎn)氣式、封閉填料式和產(chǎn)氣縱吹式等；按限流特性分為限流式和非限流式。若故障電路中的熔斷器在開(kāi)斷過(guò)程中通過(guò)的最大短路電流值比無(wú)熔斷器時(shí)有明顯的減小，則為限流熔斷器。反之，如果熔斷器在開(kāi)斷過(guò)程中對(duì)通過(guò)的電流值無(wú)明顯的影響，則為非限流式。任何熔斷器在熔體熔斷以前包括加熱到液化過(guò)程都不能限流，但從熔體熔斷并發(fā)弧時(shí)起，限流熔斷器由于弧隙中強(qiáng)烈的去游離，因而抑制了短路電流中的非周期性分量，使短路電流明顯減

41、小。此外，強(qiáng)烈的去游離可使電弧電流迅速降低至很小數(shù)值，形成明顯的截波現(xiàn)象，如圖4-17所示。如果短路電流值較大，使熔斷點(diǎn)發(fā)生在電流第一次過(guò)頂值以前，則顯然對(duì)周期性分量也起限制作用。圖中從電壓曲線可見(jiàn)限流熔斷器在熔斷時(shí)刻，伴隨電流截波的同時(shí)將出現(xiàn)過(guò)電壓現(xiàn)象。圖 4-17限流熔斷器開(kāi)斷短路電流時(shí)的波形圖非限流熔斷器弧隙不呈現(xiàn)大電阻性，不影響短路電學(xué)期工作總結(jié)充中的直流分量的出現(xiàn)；其交流分量電弧要等到第一次或第幾次過(guò)零時(shí)才熄滅。幾乎不發(fā)生過(guò)電壓現(xiàn)象。4 熔斷器的技術(shù)參數(shù)（ 1 ）熔斷器的額定電壓。它既是絕緣所允許的電壓等級(jí)，又是熔斷器允許的滅弧電壓等級(jí)。對(duì)于限流式熔斷器，不允許降低電壓等級(jí)使用，以免

42、出現(xiàn)過(guò)大的過(guò)電壓。（ 2 ）熔斷器的額定電流。它指一般環(huán)境溫度（不超過(guò)40 oC）下熔斷器殼體的載流部分和接觸部分允許通過(guò)的最大持續(xù)電流有效值。（ 3 ）熔體額定電流。它允許長(zhǎng)期通過(guò)熔體不致發(fā)生熔斷的最大有效值電流。該電流可小于或等于熔斷器的額定電流，但不能超過(guò)。（ 4 ）熔斷器的開(kāi)斷電流。熔斷器允許切斷的最大有效值電流，由熔斷器的滅弧能力決定。5 熔斷器的保護(hù)特性熔斷器的熔斷時(shí)間t由 t 1 、 t 2 、 t3 三個(gè)時(shí)段組成，即t=t 1 +t 2 +t 3，如圖 4-17所示， t 1 為熔體升溫、液化直至氣化開(kāi)始的時(shí)間，稱為熔化時(shí)間，t 1 可長(zhǎng)可短，長(zhǎng)至無(wú)窮大，短至幾個(gè)ms, 主要決

43、于熔體額定電流及通過(guò)電流的大小。t 2是從熔體氣化至產(chǎn)生電弧所需的時(shí)間，t 2 很短 ,一般在 1ms以下，且與電流的大小關(guān)系不大。t 3 是燃弧時(shí)間，它與滅弧裝置及電流大小有關(guān)，對(duì)限流熔斷器為幾個(gè)ms ，對(duì)非限流熔斷器可能延續(xù)幾十個(gè)ms 。對(duì)于一定的熔斷器和熔體，t 主要決定于通過(guò)電流的大小，即t=f （ I）稱為熔斷器的安秒特性，也即熔斷器的保護(hù)特性。熔斷時(shí)間t 與通過(guò)熔斷器使熔體熔化的電流之間的關(guān)系曲線稱為熔斷器的保護(hù)特性曲線，也稱為安秒特性曲線，如圖4-18所示。圖中所示為額定電流不同的兩個(gè)熔體1 、 2的保護(hù)特性曲線，I K1 、IK2是熔體的最小熔化電流，其對(duì)應(yīng)的熔斷時(shí)間為無(wú)限長(zhǎng)，

44、若流過(guò)熔體的電流稍小于 IK1 、 I K2時(shí)，熔體不會(huì)熔斷，但熔體的溫度將接近于其熔化溫度。熔體1 的額定電流小于熔體 2 的額定電流，熔體1的截面也小于熔體2 的。同一電流通過(guò)不同額定電流的熔體時(shí)，額定電流小的熔體先熔斷。圖 4-18熔斷器的保護(hù)特性曲線熔斷器的保護(hù)特性曲線是選擇熔斷器的重要依據(jù)。例如，當(dāng)電網(wǎng)中有幾級(jí)熔斷器串聯(lián)，分別保護(hù)各電路中元件，當(dāng)某元件發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，保護(hù)該元件的熔斷器應(yīng)該熔斷，即為選擇性熔斷；如果保護(hù)該元件的熔斷器不熔斷，而上一級(jí)熔斷器熔斷，即為非選擇性熔斷。當(dāng)發(fā)生非選擇性熔斷時(shí)，將擴(kuò)大停電范圍，造成不應(yīng)有的損失熔斷器的保護(hù)特性曲線還與一些其他因素有關(guān)，諸如：熔體

45、的氧化、熔體兩端的接觸聯(lián)接狀況、散熱條件、制造偏差（熔體的材料成份和尺寸偏差）等。這些因素造成保護(hù)特的不穩(wěn)定，即對(duì)一定的短路電流，可能造成熔體的過(guò)早或過(guò)遲熔斷，從而使熔斷器保護(hù)的選擇性動(dòng)作發(fā)生困難。4.1.4.2高壓熔斷器的結(jié)構(gòu)1 戶內(nèi)高壓熔斷器目前常見(jiàn)的戶內(nèi)高壓熔斷器有RN 1 、 RN 2、 RN 3 、 RN 5 、和 RN 6 等型，用于635kV的戶內(nèi)配電裝置中 .它們均為填充石英砂的限流型熔斷器.其中RN 1 、 RN 3 和 RN 5 型用于交流電力線路及配電變壓器的過(guò)載及短路保護(hù)；RN 2 與 RN 6 型只用于電壓互感器的保護(hù)，其額定電流只有0.5A一種。RN 1 型熔斷器由熔管、接觸座、支柱絕緣子和底座組成，如圖4-19所示。其主要部件熔件管的結(jié)構(gòu)如圖4-20所示，它由熔管、端蓋、頂蓋、熔體和石英砂等組成，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性能。熔管是滅弧裝置的主要組成部分，又起支持和保護(hù)熔體的作用。端蓋由銅制成，熔體通過(guò)端蓋與接觸座接觸組成導(dǎo)電回路。頂蓋由黃銅制成，用以封閉瓷管。熔管內(nèi)部的石英砂形成大量細(xì)小的固有體介質(zhì)狹縫狹溝，對(duì)電弧起分割、冷卻和表面吸附（帶電粒子）的作用，同時(shí)縫隙內(nèi)驟增的氣體壓力也對(duì)電弧起強(qiáng)烈的去游離作用，致使電弧呈截波式地迅速熄滅（見(jiàn)圖4-17 ）。圖 4-19RN1 型熔斷器的外形圖圖 4-20熔