電力工程5-第5章--開關(guān)類設(shè)備課件

1、電力工程河海大學(xué)第1篇 電力設(shè)備Part I Electric Apparatus輸電設(shè)備電力負(fù)荷 同步發(fā)電機(jī)組 開關(guān)類設(shè)備高壓絕緣與保護(hù)控制第5章 開關(guān)類設(shè)備目的：了解除輸電線、發(fā)電機(jī)、變壓器以 外的電力設(shè)備（一次設(shè)備，二次設(shè)備）電力工程河海大學(xué) 一、一次設(shè)備用于直接生產(chǎn)、輸送、變換電能的設(shè)備，包括：生產(chǎn)變換電能的設(shè)備：發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī) 通斷電路的開關(guān)設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、接觸 器、負(fù)荷開關(guān)等限制短路電流或過(guò)電壓：限流電抗器、熔斷器 、避雷器等載流導(dǎo)體及絕緣設(shè)備：軟、硬母線，電纜，穿墻套管等互感器類設(shè)備：電流互感器、電壓互感器接地裝置 電力工程河海大學(xué)某熱電廠的電氣主接線示意圖電力工

2、程河海大學(xué)電氣主接線設(shè)計(jì)圖標(biāo)明各個(gè)元件的型號(hào)電力工程河海大學(xué)某熱電廠的電氣主接線設(shè)計(jì)圖電力工程河海大學(xué)二、二次設(shè)備對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行測(cè)量、控制、保護(hù)和監(jiān)察、調(diào)節(jié)的設(shè)備。包括： 1）測(cè)量表計(jì)：電壓表、電流表、功率表、電度表等 2）繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置：繼電裝置、自動(dòng)裝置等 3）操作電器：控制開關(guān)、按鈕等 4）直流電源設(shè)備：蓄電池、硅整流裝置等相關(guān)知識(shí)在繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置等課程中學(xué)習(xí)。電力工程河海大學(xué)互感器二次繞組接線端電力工程河海大學(xué) 某發(fā)電廠中控室1、2、3屏機(jī)組LCU屏；4屏同期屏；5屏公用屏；6屏直流屏電力工程河海大學(xué)電力工程河海大學(xué)110KV變電站二次設(shè)備典型配置電力工

3、程河海大學(xué)本課程主要介紹一次設(shè)備用于直接生產(chǎn)、輸送、變換電能的設(shè)備，包括：生產(chǎn)變換電能的設(shè)備：發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī) 通斷電路的開關(guān)設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、接觸 器、負(fù)荷開關(guān)等限制短路電流或過(guò)電壓：限流電抗器、熔斷器 、避雷器等載流導(dǎo)體及絕緣設(shè)備：軟、硬母線，電纜，穿墻套管等互感器類設(shè)備：電流互感器、電壓互感器接地裝置 電力工程河海大學(xué) 高壓斷路器 隔離開關(guān) 高壓熔斷器 高壓負(fù)荷開關(guān) 接地開關(guān)高壓開關(guān)電器：通斷電路的開關(guān)設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在發(fā)電廠和變電所中，每1萬(wàn)Kw發(fā)電設(shè)備需要100120臺(tái)高壓斷路器，400500臺(tái)隔離開關(guān)。電力工程河海大學(xué)開關(guān)電弧的產(chǎn)生和熄滅 電弧如何產(chǎn)生？觸點(diǎn)電壓大于20V

4、，電流大于100mA,開斷時(shí)有電弧產(chǎn)生。51 電弧與滅弧電力工程河海大學(xué) 強(qiáng)電埸發(fā)射 、熱發(fā)射下發(fā)射出自由電子，自由電子在強(qiáng)電埸作用下加速向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，并不斷地碰撞游離，產(chǎn)生更多的帶電質(zhì)點(diǎn)，大量的帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)力作用下定向運(yùn)動(dòng)就形成了電弧。熱游離是維持電弧穩(wěn)定燃燒的主要因素。3.( 開關(guān)電弧的形成 電弧的實(shí)質(zhì)是一種氣體游離放電現(xiàn)象。電力工程河海大學(xué)電弧的危害 （1）電弧的存在延長(zhǎng)了開關(guān)電器開斷故障電路的時(shí)間，加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害。 （2）電弧產(chǎn)生的高溫，將使觸頭表面熔化和蒸化，燒壞絕緣材料。對(duì)充油電氣設(shè)備還可能引起著火、爆炸等危險(xiǎn)。 （3）由于電弧在電動(dòng)力、熱力作用下能移動(dòng)，很容易造成飛

5、弧短路和傷人，或引起事故的擴(kuò)大。電力工程河海大學(xué)嚴(yán)格按照安規(guī)操作，安全第一！電力工程河海大學(xué)如何熄滅電??？去游離游離 去游離：弧隙中帶電粒子減少的過(guò)程。電弧的去游離過(guò)程包括復(fù)合和擴(kuò)散兩種形式。1. 復(fù)合 復(fù)合是正、負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)相互結(jié)合變成不帶電質(zhì)點(diǎn)的現(xiàn)象。由于弧柱中電子的運(yùn)動(dòng)速度很快，約為正離子的1000倍，所以電子直接與正離子復(fù)合的幾率很小。一般情況下，先是電子碰撞中性質(zhì)點(diǎn)時(shí)，被中性質(zhì)點(diǎn)捕獲變成負(fù)離子，然后再與質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度相當(dāng)?shù)恼x子互相吸引而接近，交換電荷后成為中性質(zhì)點(diǎn)。還有一種情況就是電子先被固體介質(zhì)表面吸附后，再被正離子捕獲成為中性質(zhì)點(diǎn)。電力工程河海大學(xué)2. 擴(kuò)散 擴(kuò)散是弧柱中的帶電質(zhì)

6、點(diǎn)逸出弧柱以外，進(jìn)入周圍介質(zhì)的現(xiàn)象。擴(kuò)散有三種形式： （1）溫度擴(kuò)散，由于電弧和周圍介質(zhì)間存在很大溫差，使得電弧中的高溫帶電質(zhì)點(diǎn)向溫度低的周圍介質(zhì)中擴(kuò)散，減少了電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)； （2）濃度擴(kuò)散，這是因?yàn)殡娀『椭車橘|(zhì)存在濃度差，帶電質(zhì)點(diǎn)就從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散，使電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)減少； （3）利用吹弧擴(kuò)散，在斷路器中采用高速氣體吹弧，帶走電弧中的大量帶電質(zhì)點(diǎn)，以加強(qiáng)擴(kuò)散作用。如何熄滅電弧？去游離游離電力工程河海大學(xué) 1. 電弧溫度 電弧是由熱游離維持的，降低電弧溫度就可以減弱熱游離，減少新的帶電質(zhì)點(diǎn)的的產(chǎn)生。同時(shí)，也減小了帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，加強(qiáng)了復(fù)合作用。通過(guò)快速拉長(zhǎng)電弧，用氣體

7、或油吹動(dòng)電弧，或使電弧與固體介質(zhì)表面接觸等，都可以降低電弧的溫度。 2.介質(zhì)的特性 電弧燃燒時(shí)所在介質(zhì)的特性在很大程度上決定了電弧中去游離的強(qiáng)度，這些特性包括：導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量、熱游離溫度、介電強(qiáng)度等。若這些參數(shù)值大，則去游離過(guò)程就越強(qiáng)，電弧就越容易熄滅。 影響去游離的因素電力工程河海大學(xué) 影響去游離的因素 3. 氣體介質(zhì)的壓力 氣體介質(zhì)的壓力對(duì)電弧去游離的影響很大。因?yàn)椋瑲怏w的壓力越大，電弧中質(zhì)點(diǎn)的濃度就越大，質(zhì)點(diǎn)間的距離就越小，復(fù)合作用越強(qiáng)，電弧就越容易熄滅。在高度的真空中，由于發(fā)生碰撞的幾率減小，抑制了碰撞游離，而擴(kuò)散作用卻很強(qiáng)。因此，真空是很好的滅弧介質(zhì)。 4. 觸頭材料 觸頭材料也影

8、響去游離的過(guò)程。當(dāng)觸頭采用熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱能力強(qiáng)和熱容量大的耐高溫金屬時(shí)，減少了熱電子發(fā)射和電弧中的金屬蒸汽，有利于電弧熄滅。 除了上述因素以外，去游離還與電場(chǎng)電壓、交流直流等因素的影響。電力工程河海大學(xué) 常用熄弧措施加強(qiáng)去游離過(guò)程降低溫度，降低熱油離！電力工程河海大學(xué) 常用熄弧措施加強(qiáng)去游離過(guò)程在觸頭行程、分閘速度相同的情況下，電弧被拉長(zhǎng)的速度成倍增加,拉長(zhǎng)電弧，增強(qiáng)復(fù)合和擴(kuò)散！電力工程河海大學(xué) 采用多斷口 每一相有兩個(gè)或多個(gè)斷口相串聯(lián)。在熄弧時(shí)，多斷口把電弧分割成多個(gè)相串聯(lián)的小電弧段。多斷口使電弧的總長(zhǎng)度加長(zhǎng)，導(dǎo)致弧隙的電阻增加；在觸頭行程、分閘速度相同的情況下，電弧被拉長(zhǎng)的速度成倍增加，使弧

9、隙電阻加速增大，提高了介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)速度，縮短了滅弧時(shí)間。 采用多斷口時(shí)，加在每一斷口上的電壓成倍減少，降低了弧隙的恢復(fù)電壓，亦有利于熄滅電弧。在要求將電弧拉到同樣的長(zhǎng)度時(shí)，采用多斷口結(jié)構(gòu)成倍減小了觸頭行程，也就減小了開關(guān)電器的尺寸。電力工程河海大學(xué)（2）斷路器的積木組合方式斷路器的積木組合方式示意圖SW2-110型少油斷路器 每相單柱雙斷口電力工程河海大學(xué) 采用均壓電容電力工程河海大學(xué)并聯(lián)均壓電容并聯(lián)電容電力工程河海大學(xué)采用多斷口拉長(zhǎng)電弧吹弧降低弧隙溫度提高觸頭的分閘速度迅速拉長(zhǎng)電?。?6m/s）短弧原理滅弧利用固體介質(zhì)的狹縫狹溝滅弧采用耐高溫金屬材料制作觸頭采用絕緣性高介質(zhì) 常用熄弧措施加

10、強(qiáng)去游離過(guò)程電力工程河海大學(xué)電弧的利用15千瓦 氙氣燈 電弧爐煉鋼利用電弧的光和熱！電力工程河海大學(xué)某熱電廠的電氣主接線示意圖斷路器符號(hào)QF52 高壓斷路器電力工程河海大學(xué) 高壓開關(guān)電器高壓斷路器的用途 高壓斷路器是高壓電器中最重要的設(shè)備，是一次電力系統(tǒng)中控制和保護(hù)電路的關(guān)鍵設(shè)備。它在電網(wǎng)中的作用有兩方面： 第一是控制作用，即根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求，接通或斷開工作電路； 第二是保護(hù)作用，當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，在繼電保護(hù)裝置的作用下，斷路器自動(dòng)斷開故障部分，以保證系統(tǒng)中無(wú)故障部分的正常運(yùn)行。電力工程河海大學(xué) 高壓斷路器的基本要求 斷路器在電力系統(tǒng)中承擔(dān)著非常重要的任務(wù)，不僅能接通或斷開負(fù)荷電流，而

11、且還能斷開短路電流。因此，斷路器必須滿足以下基本要求。 （1）工作可靠； （2）具有足夠的開斷短路電流能力滅弧能力； （3）具有盡可能短的切斷時(shí)間提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性； （4）具有自動(dòng)重合閘性能； （5）具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性能 （6）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉電力工程河海大學(xué)補(bǔ)充：自動(dòng)重合閘在電力系統(tǒng)中的作用 架空線路故障大都是“瞬時(shí)性”的故障 ，在線路被繼電保護(hù)迅速動(dòng)作控制斷路器斷開后 ，故障點(diǎn)的絕緣水平可自行恢復(fù)，故障隨即消失。此時(shí)，如果把斷開的線路斷路器重新合上，就能夠恢復(fù)正常的供電。 此外，也有“永久性故障”， “永久性故障”在線路被斷開之后，它們?nèi)匀皇谴嬖诘?，即使合上電源，也不能恢?fù)

12、正常供電。 因此，在電力系統(tǒng)中采用了自動(dòng)重合閘裝置，即是當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其它非人工操作而跳閘后，能夠自動(dòng)控制斷路器重新合上的一種裝置。電力工程河海大學(xué)二、重合閘在電力系統(tǒng)中的作用 大大提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)。在高壓輸電線路上采用重合閘，可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。 對(duì)斷路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，也能起糾正的作用。 在電力系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)重合閘裝置有什么好處？電力工程河海大學(xué)1.三種運(yùn)行情況下的功率特性正常運(yùn)行時(shí)故障時(shí)故障切除后電力工程河海大學(xué)三種運(yùn)行情況下的功率特性一般:XIXIIIXII電力工程河海大學(xué) （1）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊

13、； （2）由于斷路器在很短的時(shí)間內(nèi)，連續(xù)切斷兩次短路電流，而使其工作條件變得更加惡劣。 但是，當(dāng)重合于永久性故障上時(shí)，自動(dòng)重合閘將帶來(lái)哪些不利的影響？二、重合閘在電力系統(tǒng)中的作用 電力工程河海大學(xué)二、對(duì)自動(dòng)重合閘裝置的基本要求 正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其它原因而跳閘后，自動(dòng)重合閘裝置均應(yīng)動(dòng)作 。 由運(yùn)行人員手動(dòng)操作或通過(guò)遙控裝置將斷路器斷開時(shí)，自動(dòng)重合閘不應(yīng)起動(dòng)。 繼電保護(hù)動(dòng)作切除故障后，自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)盡快發(fā)出重合閘脈沖。 自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，12次。 自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作 ，以便加速故障的切除 。 在雙側(cè)電源的線路

14、上實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，重合閘應(yīng)滿足同期合閘條件。 當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)而不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)將自動(dòng)重合閘裝置閉鎖。電力工程河海大學(xué)高壓斷路器分類壓縮空氣斷路器 SF6斷路器 真空斷路器油斷路器少油斷路器多油斷路器分類 1.按安裝地點(diǎn)分類 高壓斷路器按安裝地點(diǎn)可分為屋內(nèi)式和屋外式兩種 。2.按滅弧介質(zhì)分類電力工程河海大學(xué) 在此期間，西歐國(guó)家為了節(jié)約用油和材料，研制了少油斷路器。在多油式過(guò)渡到少油式的過(guò)程中，壓縮空氣式斷路器也得到發(fā)展。隨著科技進(jìn)步的發(fā)展，斷路器出現(xiàn)了兩大類型：真空斷路器和SF6斷路器。電力工程河海大學(xué)高壓斷路器的特點(diǎn) （1）多油斷路器。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，便于在套管上加裝電流互感

15、器，配套性強(qiáng)；耗鋼、耗油量大、體積大、重量重。 （2）少油斷路器。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，可配用各種操動(dòng)機(jī)構(gòu)；比多油斷路器油量少、重量輕；采用積木式結(jié)構(gòu)，便于制成各種電壓等級(jí)產(chǎn)品。 （3）壓縮空氣斷路器。 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工藝和材料要求高；有色金屬消耗量大、價(jià)格高；需要裝設(shè)專用的空氣壓縮系統(tǒng)；操動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器合為一體；開斷時(shí)噪聲很大，體積和重量比較輕。 電力工程河海大學(xué) 高壓斷路器應(yīng)用趨勢(shì)： 中壓方面運(yùn)行斷路器的格局正在從以少油、多油斷路器為主向真空和SF6斷路器轉(zhuǎn)化 ， 高壓、超高壓方面正由空氣、少油斷路器為主轉(zhuǎn)向SF6斷路器。電力工程河海大學(xué)某熱電廠的電氣主接線設(shè)計(jì)圖高壓斷路器的型號(hào)含義？電力

16、工程河海大學(xué)SN10-10 /3000 43.3 高壓斷路器的型號(hào)說(shuō)明電力工程河海大學(xué) 高壓斷路器的型號(hào)說(shuō)明SN10-10 /3000 43.3產(chǎn)品名稱代號(hào)安裝場(chǎng)所代號(hào)設(shè)計(jì)序號(hào)額定電壓（kV)其他標(biāo)志代號(hào)額定電流(A)額定開斷電流（kA）電力工程河海大學(xué)斷路器技術(shù)參數(shù)電力工程河海大學(xué)SF6 斷路器技術(shù)參數(shù) 額定電壓（UN） 額定電壓是指斷路器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)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。 電力工程河海大學(xué) 額定電流（N） 額定電流是指銘牌上標(biāo)明的斷路器可長(zhǎng)期通過(guò)的工作電流。斷路器長(zhǎng)期通過(guò)額定電流時(shí)，各部分的發(fā)熱溫度不會(huì)超過(guò)允許值。額定電

17、流也決定斷路器觸頭及導(dǎo)電部分的截面。 額定開斷電流（N br） 額定開斷電流是指斷路器在額定電壓下能正常開斷的最大短路電流的有效值。它表征斷路器的開斷能力，是標(biāo)志斷路器滅弧能力的主要參數(shù)，以短路電流周期分量有效值表示。開斷電流與電壓有關(guān)。電力工程河海大學(xué)電流流過(guò)單相導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？發(fā)熱！電力工程河海大學(xué)電流同時(shí)流過(guò)三相導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？發(fā)熱，同時(shí)產(chǎn)生相互力的作用！電力工程河海大學(xué) 動(dòng)穩(wěn)定電流（ies）也稱極限通過(guò)電流（不被電動(dòng)力破壞） 動(dòng)穩(wěn)定電流是指斷路器在合閘位置時(shí)，允許通過(guò)的短路電流最大峰值。它是斷路器的極限通過(guò)電流，其大小由導(dǎo)電和絕緣等部分的機(jī)械強(qiáng)度所決定，也受觸頭的結(jié)構(gòu)形式的影響

18、。 熱穩(wěn)定電流（it）（不至于融化） 熱穩(wěn)定電流是指在規(guī)定的某一段時(shí)間內(nèi)，允許通過(guò)斷路器的最大短路電流。熱穩(wěn)定電流表明了斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。 電力工程河海大學(xué)固有分閘時(shí)間 固有分閘時(shí)間是指斷路器接到分閘命令瞬間到各相觸頭剛剛分離的時(shí)間；熄弧時(shí)間是指斷路器觸頭分離瞬間到各相電弧完全熄滅的時(shí)間。合閘時(shí)間 合閘時(shí)間是指從操動(dòng)機(jī)構(gòu)接到合閘命令瞬間起到斷路器接通為止所需的時(shí)間。合閘時(shí)間決定于斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)及中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般合閘時(shí)間大于分閘時(shí)間。電力工程河海大學(xué)開 斷 部 分操動(dòng)和傳動(dòng)部分 絕 緣 部 分 組 成高壓斷路器的組成接地金屬箱型結(jié)構(gòu)示意圖斷口絕緣套管操動(dòng)機(jī)構(gòu)電力工程河海大學(xué)壓縮

19、空氣斷路器 SF6斷路器 真空斷路器油斷路器少油斷路器多油斷路器分類按滅弧介質(zhì)分類電力工程河海大學(xué)電力工程河海大學(xué) SF6氣體的介電特性 SF6氣體是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒和不可燃的惰性氣體，化學(xué)性能穩(wěn)定，具有優(yōu)良的滅弧和絕緣性能，同等條件下滅弧能力為空氣的100倍。SF6氣體滅弧性能特別強(qiáng)的原因主要是：（1）SF6氣體的分子在分解時(shí)吸收的能量多，對(duì)弧柱的冷卻作用強(qiáng)。 （2）SF6氣體在高溫時(shí)分解出的硫、氟原子和正負(fù)離子，與其他滅弧介質(zhì)相比，在同樣的弧溫時(shí)有較大的游離度。在維持相同游離度時(shí)，弧柱溫度較低。因此，SF6氣體中電弧電壓較低，燃弧時(shí)的電弧能量小，對(duì)滅弧有利。 電力工程河海大學(xué) SF6氣

20、體的介電特性 （3）SF6氣體分子的負(fù)電性強(qiáng)。所謂負(fù)電性，是指SF6氣體吸附自由電子形成負(fù)離子的特性。SF6氣體負(fù)電性強(qiáng)，加強(qiáng)了去游離，降低導(dǎo)電率。在電弧電流過(guò)零后，弧柱溫度將急劇下降，分解物急速?gòu)?fù)合。因此，SF6氣體弧隙的介質(zhì)性能恢復(fù)速度很高，能耐受很高恢復(fù)電壓，電弧在電流過(guò)零后難重燃。 在SF6斷路器中，在水分參與下將產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕性的分解產(chǎn)物HF。這種物質(zhì)對(duì)絕緣材料、金屬材料、玻璃、電瓷等含硅材料有很強(qiáng)的腐蝕性。因此，必須嚴(yán)格控制SF6氣體中的水分。常采用的措施有：加強(qiáng)斷路器的密封；組裝斷路器時(shí)，先要對(duì)零部件進(jìn)行徹底烘干；嚴(yán)格控制SF6氣體中含水量；嚴(yán)格控制斷路器充氣前的含水量；在SF6斷路

21、器內(nèi)部加裝吸附劑。電力工程河海大學(xué) SF6斷路器的結(jié)構(gòu)類型 SF6斷路器結(jié)構(gòu)按照對(duì)地絕緣方式不同分兩種類型：（1）落地罐式它把觸頭和滅弧室裝在充有SF6氣體并接地的金屬罐中，觸頭與罐壁間絕緣采用環(huán)氧支持絕緣子，引出線靠絕緣瓷套管出。該結(jié)構(gòu)便于安裝電流互感器，抗震性能好。 電力工程河海大學(xué)金屬罐支持絕緣子電力工程河海大學(xué)（2）瓷柱式 靠支柱絕緣瓷套對(duì)地絕緣。電力工程河海大學(xué)電壓比較高時(shí)，瓷柱式斷路器滅弧室可布置成“T”形或“Y”形。(多斷口)電力工程河海大學(xué)(1)SF6斷路器滅弧裝置雙壓式單壓式熱膨脹式旋弧式 SF6斷路器 電力工程河海大學(xué) 它有高壓和低壓兩個(gè)氣壓系統(tǒng)。雙壓式SF6斷路器內(nèi)部有高

22、壓區(qū)和低壓區(qū)。低壓區(qū)0.30.6MPa的SF6氣體作為斷路器的主絕緣。滅弧時(shí)，高壓室控制閥打開，高壓SF6氣體經(jīng)過(guò)噴嘴吹向低壓系統(tǒng)，吹向電弧使其熄滅。 分閘完畢，高壓區(qū)噴向低壓區(qū)的氣體，再經(jīng)氣體循環(huán)系統(tǒng)和壓縮氣體打回高壓區(qū)。 雙壓式滅弧室 電力工程河海大學(xué) 單壓式滅弧室又稱壓氣式滅弧室。只有一個(gè)氣壓系統(tǒng)，即常態(tài)時(shí)只有單一的SF6氣體。滅弧室的可動(dòng)部分帶有壓氣裝置，分閘過(guò)程中，在斷路器開斷過(guò)程中，由動(dòng)觸頭帶動(dòng)壓氣活塞或壓氣罩，將壓氣室內(nèi)的氣體壓縮，利用壓縮氣流吹熄電弧。分閘完畢，壓氣作用停止。單壓式滅弧室又分為變開距和定開距兩種。電力工程河海大學(xué)其他滅弧裝置工作原理 近20多年來(lái)SF6斷路器滅弧

23、方式式得到了快速發(fā)展和應(yīng)用，其中包括包括旋弧式、熱膨脹式和混合式。 旋弧式利用電弧電流通過(guò)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下電弧高速旋轉(zhuǎn)，拉長(zhǎng)電弧，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不斷接觸新鮮SF6氣體，使電弧冷卻而熄滅。 熱膨脹式則用電弧本身能量，加熱SF6氣體，產(chǎn)生高壓力，形成壓差，通過(guò)高壓力的SF6氣體在噴口形成高速氣流來(lái)熄滅電弧這樣不需要操動(dòng)機(jī)構(gòu)提供很大的壓縮功，大大減小機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。電力工程河海大學(xué)絕緣性能和滅弧性能優(yōu)良開斷容量大。SF6斷路器的開斷電流目前已達(dá)4063千安，最大電流達(dá)到80千安。檢修周期長(zhǎng)（1020年左右），無(wú)爆炸的危險(xiǎn) 斷路器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、占地面積小，噪音小。 在110kV及以上系統(tǒng)取代

24、油斷路器六氟化硫斷路器的主要優(yōu)點(diǎn)：電力工程河海大學(xué) 高壓真空斷路器概述 真空斷路器利用真空度約為10-4Pa（在運(yùn)行過(guò)程中不低于10-2Pa）的高真空作為內(nèi)絕緣和滅弧介質(zhì)。真空間隙的氣體稀薄，絕緣強(qiáng)度高，電弧容易熄滅。同時(shí)，分子的自由行程較大，發(fā)生碰撞游離的幾率很小。所以，真空擊穿產(chǎn)生電弧，是由觸頭蒸發(fā)出來(lái)的金屬蒸氣形成的。因此電弧的特性主要取決于觸頭材料以及表面狀況。 隨著冶金等技術(shù)的不斷進(jìn)步，真空斷路器的制造水平不斷提高，在60年代制成能開斷20kA的真空斷路器，70年代制造出開斷能力達(dá)6080kA，電壓等級(jí)為1035kV的真空斷路器，使真空斷路器35kV及以下電壓等級(jí)中處于優(yōu)勢(shì)地位。電力

25、工程河海大學(xué)真空滅弧室操動(dòng)機(jī)構(gòu) 真空斷路器結(jié)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)絕緣子電力工程河海大學(xué)電力工程河海大學(xué) 外殼是真空滅弧室的密封容器，它不僅要容納和支持滅弧室內(nèi)的各種部件，而且當(dāng)動(dòng)、靜觸頭在斷開位置時(shí)起絕緣作用。對(duì)外殼的要求首先是氣密封要好；其次是要有一定的機(jī)械強(qiáng)度；再是有良好的絕緣性能。有玻璃和陶瓷2種。 真空滅弧室外殼電力工程河海大學(xué) 波紋管既要保證滅弧室完全密封，又要在滅弧室外部操動(dòng)時(shí)使觸頭作分合運(yùn)動(dòng)。常用的波紋管有液壓成形和膜片焊接兩種形式。所用材料以不銹鋼為最好。波紋管的側(cè)壁可在軸向上伸縮，其允許伸縮量決定了滅弧室所能獲得的觸頭最大開距。一般情況下，波紋管的疲勞壽命也決定了滅弧室的機(jī)械壽命。

26、真空滅弧室波紋管電力工程河海大學(xué) 觸頭周圍的屏蔽罩主要是用來(lái)吸附燃弧時(shí)觸頭上蒸發(fā)的金屬蒸氣，防止絕緣外殼因金屬蒸氣的污染而引起絕緣強(qiáng)度降低和絕緣破壞，同時(shí)，也有利于熄弧后弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的迅速恢復(fù)。屏蔽罩還能起到使滅弧室內(nèi)部電壓均勻分布的作用。屏蔽罩的導(dǎo)熱性能越好，其表面冷卻電弧的能力也就越好。因此，制造屏蔽罩常用材料為無(wú)氧銅、不銹鋼和玻璃，銅是最常用的。 真空滅弧室屏蔽罩 電力工程河海大學(xué) 高壓真空斷路器觸頭 真空間隙的氣體稀薄，所以，真空擊穿產(chǎn)生電弧，是由觸頭蒸發(fā)出來(lái)的金屬蒸氣形成的。因此電弧的特性主要取決于觸頭材料以及表面狀況。電力工程河海大學(xué)真空斷路器操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)高壓斷路器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行合閘

27、和分閘的機(jī)構(gòu)。電力工程河海大學(xué)安裝形式電力工程河海大學(xué)具體應(yīng)用電力工程河海大學(xué)真空斷路器優(yōu)點(diǎn)： 絕緣性能好 ，觸頭的開距可以做得很小（10mm）,只需配置操作功小的操動(dòng)機(jī)構(gòu)燃弧時(shí)間短（半周波），滅弧能力強(qiáng) ，適用于頻繁操作的場(chǎng)合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修工作量小 ，無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)和無(wú)環(huán)境污染，噪音小觸頭部分為完全密封結(jié)構(gòu),不容易因潮氣、灰塵、有害氣體等影響而降低它的性能,工作可靠性提高,開斷與并合性能穩(wěn)定且觸頭磨耗小,使用期較長(zhǎng)，20年左右不需要檢修在35kV以下電力系統(tǒng)中逐步取代少油斷路器 電力工程河海大學(xué)某熱電廠的電氣主接線示意圖隔離開關(guān)符號(hào)QS該條已經(jīng)配備有斷路器，為何在其兩端還要加裝隔離開關(guān)？53 隔

28、離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器電力工程河海大學(xué)斷路器沒(méi)有明顯可見的斷口！不安全！電力工程河海大學(xué) 高壓隔離開關(guān)的作用 隔離開關(guān)又稱隔離刀閘，是一種高壓開關(guān)電器。因?yàn)樗鼪](méi)有專門的滅弧裝置，故不能用來(lái)切斷負(fù)荷電流和短路電流。 高壓隔離開關(guān)具有以下作用 隔離電源。 倒閘操作。 接通和斷開小電流電路。5.3.1 高壓隔離開關(guān)電力工程河海大學(xué) 高壓隔離開關(guān)的要求 （1）隔離開關(guān)應(yīng)具有明顯可見的斷開點(diǎn)。 （2）隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有可靠的絕緣。 （3）隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 （4）隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。電力工程河海大學(xué)某熱電廠的電氣主接線設(shè)計(jì)圖隔離開關(guān)的型號(hào)含義？電力工程河

29、海大學(xué) GN2-10G /3150 G產(chǎn)品名稱代號(hào)安裝場(chǎng)所代號(hào)設(shè)計(jì)序號(hào)額定電壓（kV)其他標(biāo)志代號(hào)額定電流(A)極限通過(guò)峰值電流（kA）高原型電力工程河海大學(xué)電力工程河海大學(xué) 高壓隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù) （1）額定電壓 指隔離開關(guān)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓。 （2）最高工作電壓 指隔離開關(guān)能承受的超過(guò)額定電壓的最高電壓。 （3）額定電流 指隔離開關(guān)可以長(zhǎng)期通過(guò)的工作電流。 （4）熱穩(wěn)定電流 指隔離開關(guān)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)的最大電流。 （5）極限通過(guò)電流峰值 指隔離開關(guān)所能承受的最大瞬時(shí)沖擊短路電流。電力工程河海大學(xué) 高壓隔離開關(guān)的分類 （1）按裝設(shè)地點(diǎn)的不同，可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。 （2）

30、按絕緣支柱數(shù)目，分為柱式、雙柱式和三柱式三種。 （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，可分為手動(dòng)式、電動(dòng)式、氣動(dòng)式和液壓式等。 （6）按極數(shù)，可分為單極、雙極、三極三種，以及按安裝方式分為平裝式和套管式等 電力工程河海大學(xué)安裝位置戶內(nèi)戶外剪刀型雙柱型三柱型 V型電力工程河海大學(xué)GN19-12(C)系列高壓隔離開關(guān)戶內(nèi)隔離開關(guān)的典型結(jié)構(gòu)支柱絕緣子靜觸頭操作絕緣子轉(zhuǎn)軸戶內(nèi)式隔離開關(guān)采用閘刀形式，有單極和三極兩種。閘刀的運(yùn)動(dòng)方式為垂直旋轉(zhuǎn)式。電力工程河海大學(xué)10k

31、V室內(nèi)隔離開關(guān)視頻演示電力工程河海大學(xué)戶外型剪刀型電力工程河海大學(xué)電力工程河海大學(xué)電力工程河海大學(xué)戶外型雙柱式GW4-220型隔離開關(guān)電力工程河海大學(xué)35kV二柱式隔離開關(guān)視頻電力工程河海大學(xué)戶外型三柱式GW7-500型隔離開關(guān)（開斷狀態(tài)）GW7A220型三柱式隔離開關(guān)（關(guān)合狀態(tài)）電力工程河海大學(xué)GW5A-35、66、110系列隔離開關(guān)戶外型V形電力工程河海大學(xué)35千伏V型隔離開關(guān)視頻電力工程河海大學(xué)隔離開關(guān)與斷路器的配合 因?yàn)楦綦x開關(guān)沒(méi)有專門的滅弧裝置，所以不能切斷負(fù)荷電流和短路電流，因此操作斷路器與隔離開關(guān)應(yīng)按照下列順序： 送電時(shí)，先合隔離開關(guān)，后合斷路器，從電源側(cè)開始送電； 停電時(shí)，先拉

32、斷路器，后拉隔離開關(guān)，從負(fù)荷側(cè)向電源側(cè)進(jìn)行 因此，隔離開關(guān)要裝有和斷路器之間的連鎖機(jī)構(gòu)，以保證正確的操作順序，杜絕隔離開關(guān)帶負(fù)荷操作的事故發(fā)生。隔離開關(guān)“先合后斷”的原則電力工程河海大學(xué)按照“安規(guī)”的規(guī)定，電氣設(shè)備檢修時(shí)，必須進(jìn)行接地，一般情況是掛“接地線”。停電線路作業(yè)時(shí)為什么必須要掛地線? 停電線路掛地線，是指三相短路并接地而言，其目的是為了保證作業(yè)人員始終在接地線保護(hù)范圍之內(nèi)，以防線路意外來(lái)電或感應(yīng)電壓造成人身傷害。 意外來(lái)電的可能一般有： (1)人員誤操作； (2)交叉跨越帶電線路對(duì)停電線路放電； (3)各種情況下的可能的誤送電； (4)平行線路的感應(yīng)電； (5)雷電。帶有接地刀閘的隔

33、離開關(guān)作用電力工程河海大學(xué)隔離開關(guān)的接地刀閘作用按照“安規(guī)”的規(guī)定，電氣設(shè)備檢修時(shí)，必須進(jìn)行接地，一般情況是掛“接地線”。 有些地方掛接地線不方便，有些地方經(jīng)常掛接地線也不方便，且掛接的地線無(wú)法和電氣設(shè)備進(jìn)行連鎖，常會(huì)誤操作，出現(xiàn)“帶地線送電”的惡性事故，于是就將臨時(shí)掛接的地線改為固定安裝的接地刀閘。帶有接地閘刀的隔離開關(guān)必須有連鎖機(jī)構(gòu)，以保證先斷開隔離開關(guān)后，再合上接地閘刀，先斷開接地閘刀后，再合上隔離開關(guān)的操作順序。 電力工程河海大學(xué)電氣”五防”為:1、防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)。2、防止誤分、誤合斷路器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器。3、防止帶接地線（開關(guān)）合斷路器（隔離開關(guān)）。4、防止帶電掛（合）接

34、地線（開關(guān)）。5、防止誤入帶電間隔電力工程河海大學(xué)變電站造價(jià) （500600元/KVA）電力工程河海大學(xué)5.3.2 高 壓 負(fù) 荷 開 關(guān) 高壓負(fù)荷開關(guān)的用途和類型 高壓負(fù)荷開關(guān)的用途 高壓負(fù)荷開關(guān)的分類和型號(hào)電力工程河海大學(xué) 高壓負(fù)荷開關(guān)的用途 高壓負(fù)荷開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有一定開斷和關(guān)合能力的開關(guān)電器。它具有滅弧裝置和一定的分合閘速度，能開斷正常的負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流，也能關(guān)合一定的短路電流，但不能開斷短路電流。因此，高壓負(fù)荷開關(guān)可用于控制供電線路的負(fù)荷電流，已經(jīng)在配電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，目前在國(guó)外的使用數(shù)量是斷路器的5倍，主要用于終端供電的市區(qū)配電電站和工業(yè)用電設(shè)備中。 電力工程河海大學(xué) 高

35、壓負(fù)荷開關(guān)的類型 一單元：F，表示負(fù)荷開關(guān)；Z，表示真空負(fù)荷開關(guān)。 二單元：N，戶內(nèi)型；W，戶外型。 三單元；設(shè)計(jì)序號(hào)。 四單元：額定電壓。 五單元：操動(dòng)機(jī)構(gòu)代號(hào)，有D表示電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，無(wú)D手動(dòng)。 六單元：熔斷器代號(hào)，有R表示帶熔斷器，無(wú)R不帶熔斷器。 七單元：S，表示熔斷器裝在開關(guān)上端，沒(méi)S時(shí)裝在下端。 八單元：額定工作電流，A。 九單元：額定開斷電流，kA。電力工程河海大學(xué) 5 部分常用負(fù)荷開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù) 電力工程河海大學(xué) 高壓負(fù)荷開關(guān)的分類 （1）按使用地點(diǎn)分為戶內(nèi)型和戶外型。 （2）按滅弧方式的不同，可以分為產(chǎn)氣式、壓氣式、壓縮空氣式、油浸式、真空式、SF6式等，近年來(lái)，真空式發(fā)展很快，

36、在配電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。 （3）按是否帶熔斷器可分為帶熔斷器和不帶熔斷器。 電力工程河海大學(xué)負(fù)荷開關(guān)舉例FKRN12-12D壓氣式負(fù)荷開關(guān)FZW30-12戶外交流高壓真空負(fù)荷開關(guān)電力工程河海大學(xué)具體應(yīng)用城市配電網(wǎng)接線圖 為提高供電可靠性，使用戶可以從兩個(gè)方向獲得電源，通常將供電網(wǎng)連接成環(huán)形。這種供電方式簡(jiǎn)稱為環(huán)網(wǎng)供電。在工礦企業(yè)、住宅小區(qū)、港口和高層建筑等交流10KV配電系統(tǒng)中，因負(fù)載容不大，其高壓回路通常采用負(fù)荷開關(guān)或真空接觸器控制，并配有高壓熔斷器保護(hù)。該系統(tǒng)通常采用環(huán)形網(wǎng)供電，所使用高壓開關(guān)柜一般習(xí)慣上稱為環(huán)網(wǎng)柜。電力工程河海大學(xué) 環(huán)網(wǎng)柜電力工程河海大學(xué)FN5-10系列戶內(nèi)高壓真空負(fù)荷

37、開關(guān)及熔斷器組合電器環(huán)網(wǎng)柜中的高壓開關(guān)一般是負(fù)荷開關(guān)。環(huán)網(wǎng)柜用負(fù)荷開關(guān)操作正常電流，而用熔斷器切除短路電流，這兩者結(jié)合起來(lái)取代了斷路器。當(dāng)然這只能局限在一定容量?jī)?nèi)。電力工程河海大學(xué)這樣的開關(guān)柜也完全可以用到非環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的配電系統(tǒng)中，于是隨著這種開關(guān)柜的廣泛應(yīng)用，“環(huán)網(wǎng)柜”就跳出了環(huán)網(wǎng)配電的范疇而泛指以負(fù)荷開關(guān)為主開關(guān)的高壓開關(guān)柜了。 環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠且安全，維修量很小，運(yùn)行費(fèi)用低，比起裝有斷路器的開關(guān)柜，優(yōu)勢(shì)很突出。電力工程河海大學(xué) 高壓斷路器：切斷短路電流和工作電流 隔離開關(guān)：無(wú)滅弧裝置 高壓熔斷器：切斷過(guò)負(fù)荷電流，必須更換部件才能再次使用 高壓負(fù)荷開關(guān)：能切斷正常工作電流高壓開關(guān)電器：通斷電路的開關(guān)設(shè)備。小結(jié)電力工程河海大學(xué)5.3.3 高 壓 熔 斷 器熔斷器的作用和特點(diǎn)高壓熔斷器的分類和技術(shù)參數(shù) 高壓熔斷器分類和用途 高壓熔斷器技術(shù)參數(shù)戶內(nèi)式高壓熔斷器戶外式高壓熔斷器電力工程河海大學(xué) 高壓熔斷器的作用和特點(diǎn) 熔斷器是一種保護(hù)電器。它串聯(lián)在電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或過(guò)負(fù)荷時(shí)，熔體熔斷，切斷故障電路使電氣設(shè)備免遭損壞，并維持電力系統(tǒng)其余部分的正常工作。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)