斷路器、防雷接地課件

第一部分開關(guān)設(shè)備、防雷保護(hù)1.1斷路器1.1斷路器1.1.1斷路器的作用高壓斷路器在正常運(yùn)行時(shí)用它接通或切斷負(fù)荷電流；在電氣設(shè)備或線路發(fā)生短路故障或嚴(yán)重過負(fù)荷時(shí)，由繼電保護(hù)裝置控制其自動(dòng)迅速地切斷故障電流，切斷發(fā)生短路故障的設(shè)備或線路，以防止擴(kuò)大事故范圍。1.1.2斷路器的功能斷路器開斷電路時(shí)，充分利用交流電弧電流每半周過零一次自然熄弧的特點(diǎn)，加強(qiáng)去游離使電弧不再?gòu)?fù)燃。其介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)主要由斷路器滅弧裝置和介質(zhì)特性所決定。系統(tǒng)電壓恢復(fù)過程可能是周期性的或非同期性的。取決于被開斷電路的參數(shù)。

1．多油斷路器：利用絕緣油作為滅弧介質(zhì)、相間及相對(duì)地絕緣介質(zhì)。

2．少油斷路器：絕緣油只作滅弧介質(zhì)。載流部分是借空氣和陶器絕緣材料或有機(jī)絕緣材料來(lái)絕緣，滅弧方式多為橫向吹動(dòng)電弧。

3．空氣斷路器：利用壓縮空氣的吹動(dòng)來(lái)熄滅電弧的。和控制斷路器的分合闡動(dòng)作。

4．SF6斷路器：用SF6氣體作絕緣和滅弧介質(zhì)。

5．磁吹式斷路器：當(dāng)電弧電流通過吹弧線圈以產(chǎn)生磁束來(lái)吹弧及消弧。

6．真空斷路器：利用真空滅弧和絕緣，滅弧時(shí)間一般只有半個(gè)周波。1.1.4斷路器的主要性能與參數(shù)

1．額定電壓及額定電流（1）額定電壓指斷路器長(zhǎng)期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓（對(duì)三相系統(tǒng)指線電壓）。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中允許有±5％的波動(dòng)，斷路器必須適應(yīng)在電壓變化范圍內(nèi)能長(zhǎng)期工作，為此斷路器出廠時(shí)都以最高工作電壓進(jìn)行鑒定。如：對(duì)3～220kV范圍內(nèi)，其最高工作電壓較額定電壓約高15％左右；對(duì)330kV以上，規(guī)定最高工作電壓較額定電壓高10%。（2）額定電流指在額定頻率下長(zhǎng)期通過此電流時(shí)，斷路器無(wú)損傷，且各部分發(fā)熱不超過長(zhǎng)期工作時(shí)最高允許發(fā)熱溫度。我國(guó)規(guī)定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。

2．額定開斷電流和額定斷流容量（1）斷路器在開斷操作時(shí)，首先起弧的某相電流稱為開斷電流。在額定電壓下，能保證正常開斷的最大短路電流稱為額定開斷電流。它是標(biāo)志斷路器開斷能力的一個(gè)重要參數(shù)。我國(guó)規(guī)定額定開斷電流為：1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等。（2）把額定條件下的開斷能力稱為額定斷流容量。三相電路的額定斷流容量，以MVA）表示。我國(guó)根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的規(guī)定，現(xiàn)只把額定開斷電流作為表征開斷能力的唯一參數(shù)，而斷流容量?jī)H作為描述斷路器特性的一個(gè)數(shù)值。

4．耐受性能斷路器應(yīng)具有足夠的耐受短時(shí)短路電流作用的能力，簡(jiǎn)稱耐受能力。（1）短時(shí)熱電流（熱穩(wěn)定電流）在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為2s，需要大于2s時(shí)推薦4s）斷路器在合閘位置，可能經(jīng)受的短時(shí)熱電流有效值（kA），稱為短時(shí)熱電流（或短時(shí)耐受電流），斷路器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定短時(shí)熱電流通過斷路器時(shí)，各零部件的溫度不應(yīng)超過短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度，且不致出現(xiàn)觸頭熔接或軟化變形，以及其它妨礙正常運(yùn)行的異?，F(xiàn)象。允許發(fā)熱最高溫度數(shù)值隨材料而異。（2）峰值耐受電流峰值耐受電流亦稱動(dòng)穩(wěn)定電流，即在規(guī)定的使用條件和性能下，斷路器在合閘位置時(shí)所能經(jīng)受的電流峰值。它與關(guān)合電流不同的是，峰值耐受電流是斷路器處于合閘位置時(shí)通過的短路電流，而關(guān)合電流則是由于斷路器關(guān)合短路故障所產(chǎn)生的短路電流。峰值耐受電流也是以短路電流的第一個(gè)大半波峰值電流來(lái)表示，且

峰值耐受電流反映了斷路器承受由于短路電流產(chǎn)生電動(dòng)力的耐受性能，它決定斷路器的導(dǎo)電部分和絕緣支撐件的機(jī)械強(qiáng)度以及觸頭的結(jié)構(gòu)形式。

5．操作性能（1）全開斷時(shí)間是指斷路器接到分閘命令瞬間起到電弧熄滅為止的時(shí)間間隔。即

式中——全開斷時(shí)間，s；

——分閘時(shí)間，s；從斷路器接到分閘命令瞬間到所有相的觸頭都分離的時(shí)間間隔，亦稱為斷路器固有分閘時(shí)間；

——燃弧時(shí)間，s；是指某一相首先起弧瞬間到所有相電弧全部熄滅的時(shí)間間隔。

6．自動(dòng)重合閘性能

自動(dòng)重合閘的操作循環(huán)：分——合分——合分。為斷路器開斷故障電路，從電弧熄滅起到電路重新接通的時(shí)間，稱為無(wú)電流間隔時(shí)間，一般為0.3s或0.5s；為強(qiáng)送電時(shí)間，一般為180s。斷路器開斷時(shí)間與無(wú)電流間隔時(shí)間之和稱為自動(dòng)重合閘時(shí)間。金屬短接時(shí)間系指斷路器重合閘操作后，觸頭閉合到第二次觸頭分開所需用的時(shí)間。1.1.5滅弧方法

當(dāng)高壓斷路器開斷高壓有載電路時(shí)之所以產(chǎn)生電弧，原因在于觸頭本身及其周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子。當(dāng)分?jǐn)嗟挠|頭間存在足夠大的外施電壓條件下，電路電流也達(dá)到最小生弧電流時(shí)，會(huì)因強(qiáng)烈的游離而產(chǎn)生電弧。工業(yè)配電系統(tǒng)主要是交流系統(tǒng)，所以電弧也主要是交流電弧，其性質(zhì)是半個(gè)周期要經(jīng)過零值一次，而電流過零時(shí)，電弧要暫時(shí)熄滅。因此，大多數(shù)交流開關(guān)電器的滅弧方法中，都利用了交流電流過零時(shí)電弧暫時(shí)熄滅這一特性。

1．速拉滅弧當(dāng)交流電流經(jīng)過零值的瞬間，拉大觸頭間距離，當(dāng)觸頭間所加電壓不足以擊穿其間距時(shí)，電弧就不會(huì)重新點(diǎn)燃。觸頭的分離速度越快，電弧熄滅就越快，通常在高壓斷路器中裝設(shè)強(qiáng)力的跳脫彈簧來(lái)加快觸頭分開的速度。

2．吹弧滅弧法利用外力（如氣流、油流或電磁力）來(lái)吹動(dòng)電弧，使電弧加速冷卻，同時(shí)拉長(zhǎng)電弧，降低電弧中的電場(chǎng)強(qiáng)度，加速電弧的熄滅，按吹弧的方向來(lái)分，有橫吹和縱吹兩種。a）橫吹b）縱吹

5．狹縫滅弧法電弧在固體介質(zhì)所形成的窄溝內(nèi)燃燒，將電弧冷卻，同時(shí)電弧在狹縫窄溝中燃燒，壓力增大，有利于電弧的熄滅。有的熔絲在熔管內(nèi)充填石英砂，就是利用這種狹溝滅弧原理，還有一種用耐弧的絕緣材料（陶瓷類）制成滅弧柵，也是利用了這種滅弧原理。6．真空滅弧法真空具有較高的絕緣強(qiáng)度，如果將開關(guān)觸頭裝置置于真空容器，則在電流過零時(shí)，即能熄滅電弧。為防止產(chǎn)生過電壓，應(yīng)當(dāng)不使觸頭分開時(shí)，電流突變?yōu)榱?。一般?yīng)在觸頭間產(chǎn)生少量金屬蒸汽，形成電弧通道。當(dāng)交流電流自然下降過零前后，這些等離子態(tài)的金屬蒸汽便在真空中迅速飛散而熄滅電弧。

1.1.6高壓斷路器的操作要求

1．正常操作的要求（1）新裝或大修后的斷路器，投運(yùn)前必須驗(yàn)收合格才能施加運(yùn)行電壓。（2）斷法器的分、合閘指示器應(yīng)指示正確，且與當(dāng)時(shí)實(shí)際運(yùn)行相符。（3）斷路器接線板的連接處或其它必要的地方應(yīng)有監(jiān)視運(yùn)行溫度的措施，如示溫蠟片等。（4）斷路器金屬外殼接地良好且有明顯的接地標(biāo)志，接地體的截面積符合規(guī)程要求。（5）油斷路器的油色應(yīng)正常，油位應(yīng)在油位指示的上、下限油位監(jiān)視線中，絕緣油牌號(hào)和性能應(yīng)滿足當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁氐囊獊?lái)，油質(zhì)合格。（6）六氟化硫斷路器，為監(jiān)視其氣體壓力，應(yīng)裝有密度繼電器或壓力表，并附有壓力表和壓力溫度關(guān)系曲線，其有SF6氣體補(bǔ)氣接口。（7）真空斷路器應(yīng)配有限制操作過電壓的保護(hù)裝置。

2.斷路器操作機(jī)構(gòu)的要求（1）操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作電壓應(yīng)滿足：低于額定電壓的30％時(shí)不動(dòng)作；高于額定電壓的65％時(shí)可靠動(dòng)作。（2）機(jī)構(gòu)箱應(yīng)具有防塵、防潮、防小動(dòng)物進(jìn)入及通風(fēng)措施，液壓與氣動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)有加熱裝置和恒溫控制措施。（3）電磁操作機(jī)構(gòu)的合閘電源應(yīng)保持穩(wěn)定。運(yùn)行中電源電壓如有變化，其電壓不低于額定電壓的80％，最高不得高于額定電壓的110％。（4）液壓操作機(jī)構(gòu)應(yīng)具有防“失壓慢分”裝置，并用有防“失壓慢分”的機(jī)構(gòu)卡具。所謂“失壓慢分”是指液壓操作機(jī)因某種原因壓力降到零，然后重新啟動(dòng)油泵打壓時(shí)，造成斷路器緩慢分閘、采用液壓或氣動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，其工作壓力大于1MPa（表壓）時(shí)，應(yīng)有壓力釋放裝置。（5）彈簧操作機(jī)構(gòu)在斷路器合閘釋放能量后，應(yīng)能自動(dòng)再次儲(chǔ)能。1.1.7高壓斷路器的異常運(yùn)行

1.油斷路器（1）油斷路器聲音異常（2）油斷路器油位異常（3）油斷路器油質(zhì)發(fā)黑（4）斷路器過熱（5）跳合閘線圈冒煙（6）斷路器跳合閘不同期

2．真空斷路器常見異常運(yùn)行（1）電動(dòng)合不上閘（2）合閘合空（3）電動(dòng)不脫扣（4）分合閘不可靠（5）合閘線圈燒毀（6）分閘線圈燒毀（7）輔助開關(guān)燒毀

3．六氟化硫斷路器常見異常運(yùn)行（1）泄漏氣體（2）閃絡(luò)放電。（3）分合閘不可靠

2．10～35kV的少油斷路器合閘后支持絕緣子斷裂

3．10～35kV的少油斷路器拉桿絕緣子斷裂或拉桿銷子脫落

4．油斷路器嚴(yán)重缺油

5．油斷路器著火

6．?dāng)嗦菲髡`跳閘

7．?dāng)嗦菲骶芙^合閘

8．真空斷路器真空度下降

9．SF6斷路器漏氣

10．操作機(jī)構(gòu)故障1.1.9低壓斷路器低壓斷路器用作交、直流線路的過載、短路保護(hù)，被廣泛應(yīng)用于建筑照明、動(dòng)力配電線路、用電設(shè)備作為控制開關(guān)和保護(hù)設(shè)備，也可用于不頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)以及操作或轉(zhuǎn)換電路。

1．種類（1）萬(wàn)能式斷路器（2）塑料外殼式斷路器（3）電動(dòng)斥力式限流斷路器（4）剩余電流保護(hù)斷路器（5）直流快速斷路器（6）滅磁斷路器

2．低壓斷路器的選用要點(diǎn)表示低壓斷路器性能的主要指標(biāo)有分?jǐn)嗄芰捅Ｗo(hù)特性。分?jǐn)嗄芰κ侵搁_關(guān)在指定的使用和工作條件及在規(guī)定的電壓下接通和分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦担╧A）。保護(hù)特性主要分為過電流保護(hù)、過載保護(hù)和欠電壓保護(hù)三種。（2）額定電流斷路器的額定電流與過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于線路計(jì)算負(fù)荷電流。當(dāng)按線路的計(jì)算電流選擇時(shí)，應(yīng)能滿足下式：

式中——低壓斷路器的額定電流，A；

——線路的計(jì)算電流或?qū)嶋H電流，A。如果環(huán)境溫度低于+40℃，則電器產(chǎn)品溫度每低1℃，允許電流比額定電流值增加0.5%。但增加總數(shù)不得超過20％。

(3)斷路器的保護(hù)定值

1）長(zhǎng)延時(shí)脫扣器的電流整定值，動(dòng)作時(shí)間可以不小于10s；長(zhǎng)延時(shí)脫扣器只能作過載保護(hù)。

2）短延時(shí)脫扣器的電流整定值，動(dòng)作時(shí)間約為0.1～0.4s；短延時(shí)脫扣器可以作短路保護(hù)，也可以作過載保護(hù)。

3）瞬時(shí)脫扣器的電流整定值，其動(dòng)作時(shí)間約為0.02s。瞬時(shí)脫扣器一般用作短路保護(hù)。（4）瞬時(shí)過電流脫扣器的整定電流瞬時(shí)脫扣器的動(dòng)作時(shí)間為0.02s左右。瞬時(shí)或短時(shí)過電流脫扣器的整定電流應(yīng)能躲開線路的尖峰電流。

1）負(fù)載是單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，整定電流按下式計(jì)算

式中——瞬時(shí)或短時(shí)過電流脫扣器整定電流值，A；

——可靠系數(shù)，對(duì)動(dòng)作時(shí)間大于0.02s的斷路器，K

取1.35，對(duì)動(dòng)作時(shí)間小于0.02s的斷路器K取

1.7～2.0；

——電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，A。

2）當(dāng)配電線路不考慮電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流時(shí)，按下式計(jì)算整定值

式中——配電線路的尖峰電流，A；

——可靠系數(shù)，一般取1.35。

3）當(dāng)配電線路考慮電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流時(shí)，按下式計(jì)算整定值

式中——正常工作電流和可能出現(xiàn)的自起動(dòng)電機(jī)的起動(dòng)電流的總和，A。（5）短時(shí)過電流脫扣器的整定電流確定本級(jí)斷路器短延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流的整定，應(yīng)與下一級(jí)開關(guān)整定電流選擇性配合。本級(jí)動(dòng)作整定電流應(yīng)大于或等于下一級(jí)低壓斷路器短延時(shí)或瞬時(shí)動(dòng)作整定值的1.2倍。若下一級(jí)有多條分支線，則取各分支路低壓斷路器中最大整定值的1.2倍。（6）長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器整定電流長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器整定電流應(yīng)大于線路中計(jì)算電流

式中——過電流脫扣器的長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作整定電流值，A；

——可靠系數(shù)，一般取1.1；

——線路的計(jì)算電流，單臺(tái)電動(dòng)機(jī)是指電動(dòng)機(jī)的額定電流，A。校驗(yàn)一：長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器在配電線路過載時(shí)的可靠性。如對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，則電動(dòng)機(jī)在過載20％時(shí)應(yīng)使保護(hù)裝置動(dòng)作；校驗(yàn)二：在配電線路出現(xiàn)尖峰負(fù)荷時(shí)或在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器不誤動(dòng)。脫扣器在3倍整定電流值下的可返回時(shí)間，取決于線路中尖峰電流的持續(xù)時(shí)間，也就是線路中最大容量的異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的持續(xù)時(shí)間。一般情況下，電動(dòng)機(jī)的輕載起動(dòng)時(shí)間不超過2.5～4s，電動(dòng)機(jī)滿載起動(dòng)時(shí)間不超過6～8s，個(gè)別電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)時(shí)間達(dá)15s。返回時(shí)間越小，說(shuō)明線路電流大于長(zhǎng)延時(shí)脫扣器整定電流值的倍數(shù)越高，保護(hù)裝置的動(dòng)作越快。（7）分?jǐn)嗄芰?/p>

1）斷路器額定短路分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路中最大短路電流。

2）斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰?yīng)大于斷路器額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ▽?duì)于直流電流線路，兩者的數(shù)值相同）。分?jǐn)嗄芰κ侵傅蛪簲嗦菲髟谝?guī)定的試驗(yàn)（如電壓、頻率、線路其它參數(shù)等）條件下，能夠接通成切斷短路電流的數(shù)值。分?jǐn)嗄芰τ秒娏饔行е担╧A）表示。

3）斷路器額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路中最大短路電流。

4）斷路器的額定短時(shí)耐受電流（0.5s、3s）應(yīng)大于線路中短時(shí)持續(xù)短路電流。當(dāng)分?jǐn)嗄芰Σ粔?，一般的線路，可用有填料式熔斷器（RT0）來(lái)替代低壓斷路器。對(duì)于特別重要的供電線路，應(yīng)采用更大容量的低壓斷路器。（8）斷路器欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。（9）直流快速斷路器需考慮過電流脫扣器的動(dòng)作方向（極性）、短路電流上升率。（10）剩余電流保護(hù)斷路器需選擇合理的剩余電流動(dòng)作電流和剩余電流不動(dòng)作電流。注意能否斷開短路電流，如不能斷開短路電流則需要適當(dāng)?shù)娜蹟嗥髋浜鲜褂?。?1）滅磁斷路器選擇時(shí)需考慮發(fā)電機(jī)的強(qiáng)勵(lì)電壓、勵(lì)磁線圈的時(shí)間常數(shù)、放電電阻及斷開強(qiáng)勵(lì)電流的能力。1.1.10斷路器的選擇和應(yīng)用(總結(jié))

1、按線路預(yù)期短路電流的計(jì)算來(lái)選擇斷路器的分?jǐn)嗄芰?/p>

簡(jiǎn)捷計(jì)算方法：

（1）對(duì)于10/0.4KV電壓等級(jí)的變壓器，可以考慮高壓側(cè)的短路容量為無(wú)窮大（10KV側(cè)的短路容量一般為200~400MVA甚至更大，因此按無(wú)窮大來(lái)考慮，其誤差不足10%）。

（2）GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的2.1.2條規(guī)定：“當(dāng)短路點(diǎn)附近所接電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過短路電流的1%時(shí)，應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響”，若短路電流為30KA，取其1%，應(yīng)是300A，電動(dòng)機(jī)的總功率約在150KW，且是同時(shí)啟動(dòng)使用時(shí)此時(shí)計(jì)入的反饋電流應(yīng)是6.5∑In。

（3）變壓器的阻抗電壓UK表示變壓器副邊短接（路），當(dāng)副邊達(dá)到其額定電流時(shí)，原邊電壓為其額定電壓的百分值。因此當(dāng)原邊電壓為額定電壓時(shí)，副邊電流就是它的預(yù)期短路電流。（4）變壓器的副邊額定電流Ite=Ste/1.732U式中Ste為變壓器的容量（KVA），Ue為副邊額定電壓（空載電壓），在10/0.4KV時(shí)Ue=0.4KV因此簡(jiǎn)單計(jì)算變壓器的副邊額定電流應(yīng)是變壓器容量x1.44～1.50。（5）按（3）對(duì)Uk的定義，副邊的短路電流（三相短路）為I(3)對(duì)Uk的定義，副邊的短路電流（三相短路）為I(3)=Ite/Uk，此值為交流有效值。

（6）在相同的變壓器容量下，若是兩相之間短路，則I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)。（7）以上計(jì)算均是變壓器出線端短路時(shí)的電流值，這是最嚴(yán)重的短路事故。如果短路點(diǎn)離變壓器有一定的距離，則需考慮線路阻抗，因此短路電流將減小。例如SL7系列變壓器（配導(dǎo)線為三芯鋁線電纜），容量為200KVA，變壓器出線端短路時(shí)，三相短路電流I(3)為7210A。短路點(diǎn)離變壓器的距離為100m時(shí)，短路電流I(3)降為4740A；當(dāng)變壓器容量為100KVA時(shí)其出線端的短路電流為3616A。離變壓器的距離為100m處短路時(shí)，短路電流為2440A。遠(yuǎn)離100m時(shí)短路電流分別為0m的65.74%和67.47%。

計(jì)算安裝處（線路）的額定電流和該處可能出現(xiàn)的最大短路電流。并按以下原則選擇斷路器：

斷路器的額定電流In≥線路的額定電流IL

斷路器的額定短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路的預(yù)期短路電流2、斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?/p>

斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu)：按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Γ?/p>

斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs）：按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Α?/p>

萬(wàn)能式（框架式）斷路器，絕大部分（不是所有規(guī)格）都具有過載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)的三段保護(hù)功能，能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，因此大多數(shù)主干線（包括變壓器的出線端）都采用它作主（保護(hù)）開關(guān)，而塑殼式斷路器一般不具備短路短延時(shí)功能（僅有過載長(zhǎng)延時(shí)和短路瞬動(dòng)二段保護(hù)），不能作選擇性保護(hù)，它們只能使用于支路。

3、斷路器的電氣間隙與爬電距離

確定電器產(chǎn)品的電氣間隙，必須依據(jù)低壓系統(tǒng)的絕緣配合，而絕緣配合則是建立在瞬時(shí)過電壓被限制在規(guī)定的沖擊耐受電壓，而系統(tǒng)中的電器或設(shè)備產(chǎn)生的瞬時(shí)過電壓也必須低于電源系統(tǒng)規(guī)定的沖擊電壓。因此：

（1）電器的額定絕緣電壓應(yīng)≥電源系統(tǒng)的額定電壓

（2）電器的額定沖擊耐受電壓應(yīng)≥電源系統(tǒng)的額定沖擊耐受電壓

（3）電器產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓應(yīng)≤電源系統(tǒng)的額定沖擊耐受電壓。

1.2.1高壓開關(guān)設(shè)備術(shù)語(yǔ)

1.高壓開關(guān)——額定電壓1kV及以上主要用于開斷和關(guān)合導(dǎo)電回路的電器。

2.高壓開關(guān)設(shè)備——高壓開關(guān)與控制、測(cè)量、保護(hù)、調(diào)節(jié)裝置以及輔件、外殼和支持件等部件及其電氣和機(jī)械的聯(lián)結(jié)組成的總稱。

3.戶內(nèi)高壓開關(guān)設(shè)備——不具有防風(fēng)、雨、雪、冰和濃霜等性能，適于安裝在建筑場(chǎng)所內(nèi)使用的高壓開關(guān)設(shè)備。

4.戶外高壓開關(guān)設(shè)備——能承受風(fēng)、雨、雪、污穢、凝露、冰和濃霜等作用，適于安裝在露天使用的高壓開關(guān)設(shè)備。

5.金屬封閉開關(guān)設(shè)備；開關(guān)柜——除進(jìn)出線外，其余完全被接地金屬外殼封閉的開關(guān)設(shè)備。

6.鎧裝式金屬封閉開關(guān)設(shè)備——主要組成部件(例如斷路器、互感器、母線等)分別裝在接地的金屬隔板隔開的隔室中的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。1.2高壓開關(guān)

7.間隔或金屬封閉開關(guān)設(shè)備——與鎧裝式金屬封閉開關(guān)設(shè)備一樣，其某些元件也分裝于單獨(dú)的隔室內(nèi)，但具有一個(gè)或多個(gè)符合一定防護(hù)等級(jí)的非金屬隔板。

8.箱式金屬封閉開關(guān)設(shè)備——除鎧裝式、間隔式金屬封閉開關(guān)設(shè)備以外的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。

9.充氣式金屬封閉開關(guān)設(shè)備——金屬封閉開關(guān)設(shè)備的隔室內(nèi)具有下列壓力系統(tǒng)之一用來(lái)保護(hù)氣體壓力的一種金屬封閉開關(guān)設(shè)備。

a.可控壓力系統(tǒng)；b.封閉壓力系統(tǒng)；c.密封壓力系統(tǒng)。

10.絕緣封閉開關(guān)設(shè)備——除進(jìn)出線外，其余完全被絕緣外殼封閉的開關(guān)設(shè)備。

11.組合電器——將兩種或兩種以上的高壓電器，按電力系統(tǒng)主接線要求組成一個(gè)有機(jī)的整體而名電器仍保持原規(guī)定功能的裝置。12.氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備——封閉式組合電器，至少有一部分采用高于大氣壓的氣體作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。

13.斷路器——能關(guān)合、承載、開斷運(yùn)行回路正常電流、也能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)關(guān)合、承載及開斷規(guī)定的過載電流(包括短路電流)的開關(guān)設(shè)備。

14.六氟化硫斷路器——觸頭在六氟化硫氣體中關(guān)合、開斷的斷路器。

15.真空斷路器——觸頭在真空中關(guān)合、斷的斷路器。

16.隔離開關(guān)——在分位置時(shí)，觸頭間符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開標(biāo)志；在合位置時(shí)，能承載正常回路條件下的電流及規(guī)定時(shí)間內(nèi)異常條件(例如短路)下的電流開關(guān)設(shè)備。

17.接地開關(guān)——用于將回路接地的一種機(jī)械式開關(guān)裝置。在異常條件（如短路下，可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)承載規(guī)定的異常電流；在正常回路條件下，不要求承載電流。

18.負(fù)荷開關(guān)——能在正?；芈窏l件下關(guān)合、承載和開斷電流以及在規(guī)定的異常回路條件（如短路條件）下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載電流的開關(guān)裝置。

19.接觸器——手動(dòng)操作除外，只有一個(gè)休止位置，能關(guān)合、承載及開斷正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷和關(guān)合裝置。

20.熔斷器——當(dāng)電流超規(guī)定值一定時(shí)間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使熔化而開斷電路的開關(guān)裝置。

21.限流式熔斷器——在規(guī)定電流范圍內(nèi)動(dòng)作時(shí)，以它本身所具備的功能將電流限制到低于預(yù)期電流峰值的一種熔斷器。

22.噴射式熔斷器——由電弧能量產(chǎn)生氣體的噴射而熄滅電弧的熔斷器。

23.跌落式熔斷器——?jiǎng)幼骱筝d熔件自動(dòng)跌落，形成斷口的熔斷器。24.避雷器——一種限制過電壓的保護(hù)電器，它用來(lái)保護(hù)設(shè)備的絕緣，免受過電壓的危害。25.無(wú)間隙金屬氧化物避雷器——由非線性金屬氧化物電阻片串聯(lián)和(或)并聯(lián)組成且無(wú)或串聯(lián)放電間隙的避雷器。

26.復(fù)合外套無(wú)間隙金屬氧化物避雷器——由非線性金屬氧化物電阻片和相應(yīng)的零部件組成且其外套為復(fù)合絕緣材料的無(wú)間隙避雷器。

1.2.2特性參量術(shù)語(yǔ)

1.額定電壓——在規(guī)定的使用和性能的條件下能連續(xù)運(yùn)行的最高電壓，并以它確定高壓開關(guān)設(shè)備的有關(guān)試驗(yàn)條件。

2.額定電流——在規(guī)定的正常使用和性能條件下，高壓開關(guān)設(shè)備主回路能夠連續(xù)承載的電流數(shù)值。

3.額定頻率——在規(guī)定的正常使用和性能條件下能連續(xù)運(yùn)行的電網(wǎng)頻率數(shù)值，并以它和額定電壓、額定電流確定高壓開關(guān)設(shè)備的有關(guān)試驗(yàn)條件。

4.額定電流開斷電流——在規(guī)定條件下，斷路器能保證正常開斷的最大短路電流。

5.額定短路關(guān)合電流——在額定電壓以及規(guī)定使用和性能條件下，開關(guān)能保證正常開斷的電大短路峰值電流。

6.額定短時(shí)耐受電流(額定熱穩(wěn)定電流)——在規(guī)定的使用和性能條件下，在確定的短時(shí)間內(nèi)，開關(guān)在閉合位置所能承載的規(guī)定電流有效值。

7.額定峰值耐受電流(額定熱穩(wěn)定電流)——在規(guī)定的使用和性能條件下，開關(guān)在閉合位置所能耐受的額定短時(shí)耐受電流第一個(gè)大半波的峰值電流。

8.額定短路持續(xù)時(shí)間(額定動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間)——開關(guān)在合位置所能承載額定短時(shí)耐受電流的時(shí)間間隔。

9.溫升——開關(guān)設(shè)備通過電流時(shí)各部位的溫度與周圍空氣溫度的差值。

10.功率因數(shù)(回路的)——開關(guān)設(shè)備開合試驗(yàn)回路的等效回路，在工頻下的電阻與感抗之比，不包括負(fù)荷的阻抗。

11.額定短時(shí)工頻耐受電壓——按規(guī)定的條件和時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備耐受的工頻電壓標(biāo)準(zhǔn)值（有效值）。

12.額定操作（雷電）沖擊耐受電壓——在耐壓試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備絕緣能耐受的操作(雷電)沖擊電壓的標(biāo)準(zhǔn)值。1.2.3操作術(shù)語(yǔ)

1.操作——?jiǎng)佑|頭從一個(gè)位置轉(zhuǎn)換至另一個(gè)位置的動(dòng)作過程。

2.分（閘）操作——開關(guān)從臺(tái)位置轉(zhuǎn)換到分位置的操作。

3.合（閘）操作——開關(guān)從分位置轉(zhuǎn)換換到合位置的操作。4.“合分”操作——開關(guān)合后，無(wú)任何有意延時(shí)就立即進(jìn)行分的操作。5.操作循環(huán)——從一個(gè)位置轉(zhuǎn)換到另一個(gè)裝置再返回到初始位置的連續(xù)操作；如有多位置，則需通過所有的其他位置。

6.操作順序——具有規(guī)定時(shí)間間隔和順序的一連串操作。

7.自動(dòng)重合（閘）操作——開關(guān)分后經(jīng)預(yù)定時(shí)間自動(dòng)再次合的操作順序。

8.關(guān)合（接通）——用于建立回路通電狀態(tài)的合操作。

9.開斷（分?jǐn)啵谕姞顟B(tài)下，用于回路的分操作。

10.自動(dòng)重關(guān)合——在帶電狀態(tài)下的自動(dòng)重合（閘）操作。

11.開合——開斷和關(guān)合的總稱。

12.短路開斷——對(duì)短路故障電流的開斷。

13.短路關(guān)合——對(duì)短路故障電流的關(guān)合。

14.近區(qū)故障開斷——對(duì)近區(qū)故障短路電流的開斷。

15.觸頭開距——分位置時(shí)，開關(guān)的一極各觸頭之間或具連接的任何導(dǎo)電部分之間的總間隙。

16.行程觸頭的——分、合操作中，開關(guān)動(dòng)觸頭起始位置到任一位置的距離。

17.超行程——合閘操作中，開關(guān)觸頭接觸后動(dòng)觸頭繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離。

18.分閘速度——開關(guān)分（閘）過程中，動(dòng)觸頭的運(yùn)行速度。

19.觸頭剛分速度——開關(guān)合（閘）運(yùn)程中，動(dòng)觸頭與靜觸頭的分離瞬間運(yùn)動(dòng)速度。

20.合閘速度——開關(guān)合（閘）過程中，動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)速度。

21.觸頭剛合速度——開關(guān)合（閘）過程中，動(dòng)觸頭與靜觸頭的接觸瞬間運(yùn)動(dòng)速度。22.開斷速度——開關(guān)在開斷過程中，動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)的速度。

23.關(guān)合速度——開關(guān)在關(guān)合過程中，動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)的速度。

1.3.1防雷器的主要技術(shù)參數(shù)

1．標(biāo)稱電壓Un

與被保護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息技術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護(hù)器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。2．額定電壓Uc

能長(zhǎng)久施加在保護(hù)器的指定端，而不引起保護(hù)器特性變化和激活保護(hù)元件的最大電壓有效值。

3．額定放電電流Isn

給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。

4．最大放電電流Imax

給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。1.3防雷保護(hù)裝置

5．電壓保護(hù)級(jí)別Up

保護(hù)器在下列測(cè)試中的最大值：1KV/μs斜率的跳火電壓；額定放電電流的殘壓。

6．響應(yīng)時(shí)間tA

主要反應(yīng)在保護(hù)器里的特殊保護(hù)元件的動(dòng)作靈敏度、擊穿時(shí)間，在一定時(shí)間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。

7．?dāng)?shù)據(jù)傳輸速率Vs

表示在一秒內(nèi)傳輸多少比特值，單位：bps；是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護(hù)器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。

8．插入損耗Ae

在給定頻率下保護(hù)器插入前和插入后的電壓比率。

9．回波損耗Ar

表示前沿波在保護(hù)設(shè)備（反射點(diǎn)）被反射的比例，是直接衡量保護(hù)設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參

避雷針和避雷線避雷器(SPD---電涌保護(hù)器)防雷接地

1.3.2避雷針和避雷線保護(hù)范圍1.避雷針保護(hù)原理：當(dāng)雷云放電時(shí)使地面電場(chǎng)畸變，在避雷針頂端形成局部場(chǎng)強(qiáng)集中的空間以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，使雷電對(duì)避雷針放電，再經(jīng)過接地裝置將雷電流引入大地從而使被保護(hù)物體免遭雷擊保護(hù)范圍：由模擬試驗(yàn)確定，它只有相對(duì)的意義，不能認(rèn)為在保護(hù)范圍內(nèi)的物體就完全不受雷直擊，在保護(hù)范圍外的物體就完全不受保護(hù)繞擊率：雷電繞過避雷裝置而擊于被保護(hù)物體的現(xiàn)象，規(guī)程推薦的保護(hù)范圍是對(duì)應(yīng)0.1%繞擊率而言避雷針保護(hù)第一要對(duì)直擊雷屏蔽，第二要防止反擊設(shè)備遭雷擊受損通常有四種情況，一是直接遭受雷擊而損壞；二是雷電脈沖沿著與設(shè)備相連的信號(hào)線、電源線或其他金屬管線侵入使設(shè)備受損；三是設(shè)備接地體在雷擊時(shí)產(chǎn)生瞬間高電位形成地電位“反擊”而損壞；四是設(shè)備安裝的方法或安裝位置不當(dāng)，受雷電在空間分布的電場(chǎng)、磁場(chǎng)影響而損壞。在電力系統(tǒng)中實(shí)際采用的防雷保護(hù)裝置主要有：避雷針、避雷線、保護(hù)間隙與各種避雷器、防雷接地、電抗線圈、電容器組、消弧線圈、自動(dòng)重合閘等等避雷針保護(hù)范圍(1)單支避雷線它的保護(hù)范圍是一個(gè)以其本體為軸線的曲線圓錐體，如圖所示

hhxhah/21.5hhx水平面上保護(hù)范圍的截面當(dāng)hx≥h/2rx=(h-hx)Phx≤h/2rx=(1.5h-2hx)Ph—避雷器的高度P—高度修正系數(shù)當(dāng)h≤30m時(shí)P=1300m<h≤120m,(2)兩支等高避雷針這時(shí)的保護(hù)范圍不是兩支避雷針的保護(hù)范圍簡(jiǎn)單相加而是有所擴(kuò)大。R0D/7PO

hahhxrx

h0h/2O’D1.5h

h0hxbx

1.5h0O—O’截面bxbx

兩支等高避雷針的聯(lián)合保護(hù)范圍兩針之間的保護(hù)范圍可利用下式求得式中h—避雷針的高度；

h0—兩針間聯(lián)合保護(hù)范圍上部邊緣的最低點(diǎn)的高度；

2bx—在在高度hx的水平面上，保護(hù)范圍的最低寬度；一般兩針間的距離D不宜大于5h。(3)兩支不等高避雷針(4)三支或更多支避雷針2.避雷線

作用原理同避雷針，主要用于輸電線路的保護(hù)，也可用于保護(hù)發(fā)電廠和變電所保護(hù)范圍的長(zhǎng)度與線路等長(zhǎng)，而且兩端還有其保護(hù)的半個(gè)圓錐體空間在架空輸電線路上多采用保護(hù)角α來(lái)表示避雷線的保護(hù)程度保護(hù)角：避雷線的鉛垂線與避雷線和邊導(dǎo)線連線的夾角，α越小，雷擊導(dǎo)線的概率越小，對(duì)導(dǎo)線的屏蔽保護(hù)越可靠(1)單根避雷線

hhxha

h/2hhrxrxrx單根避雷線的保護(hù)范圍(當(dāng)h≤30m時(shí),θ=25o)當(dāng)hx≥h/2rx=0.47(h-hx)P當(dāng)hx<h/2rx=(h-1.53hx)P(2)兩根等高避雷線這時(shí)的保護(hù)范圍如圖所示

hhxha

h/2h0D/2

R0

12Orx

hD兩根等高避雷線的聯(lián)合保護(hù)范圍3.避雷器對(duì)避雷器的基本技術(shù)要求正常運(yùn)行時(shí)，避雷器內(nèi)部如何隔離工作電壓，過電壓作用時(shí)，避雷器先于被保護(hù)電力設(shè)備放電，這需要由兩者的伏秒特性的配合來(lái)保護(hù)（絕緣強(qiáng)度配合V-S曲線）避雷器應(yīng)具有一定的熄弧能力，以便可靠地切斷在某次過零時(shí)的工頻續(xù)流，使系統(tǒng)恢復(fù)正常（絕緣強(qiáng)度的自恢復(fù)能力）以上兩條對(duì)有間隙的避雷器（保護(hù)間隙、管型避雷器、閥型避雷器）是適宜的，對(duì)于MOA的基本要求則不同無(wú)間隙，長(zhǎng)期工作在系統(tǒng)工作電壓和間或承受各種過電壓，工頻下流過很小的泄漏電流，過電壓下殘壓應(yīng)小于被保護(hù)設(shè)備沖擊絕緣強(qiáng)度，它必須具有長(zhǎng)時(shí)間工頻穩(wěn)定性和過電壓下的熱穩(wěn)定性(1)保護(hù)間隙(10kV以下配電網(wǎng)中)(2)管式避雷器(排氣式避雷器,適用于輸電線路)

它實(shí)質(zhì)上是一只具有較強(qiáng)滅弧能力的保護(hù)間隙。保護(hù)的原理與上者類似。不過這因兩者在伏秒特性難以配合和產(chǎn)生大幅值截波方面的缺點(diǎn)，不宜大量安裝。避雷器(3)閥型避雷器1）工作原理2）基本元件火花間隙：短間隙，V-S特性平坦火花間隙的并聯(lián)電阻（均壓有利于提高熄弧電壓和工頻放電電壓工頻與沖擊電壓下間隙電壓的分布取決于什么？？？）----FZ型（電站型）無(wú)并聯(lián)電阻---FS型（線路型）閥片（非線性電阻）閥片的作用：限制工頻續(xù)流，保證火花間隙可靠熄??；當(dāng)雷電過電壓擊穿時(shí)，電壓不至于突然下降形成截?cái)嗖?

(4)磁吹避雷器為了減小閥式避雷器的切斷比和保護(hù)比之值，即為了改進(jìn)閥式避雷器的性能，又發(fā)展一種新的帶磁吹間隙的閥式避雷器，簡(jiǎn)稱磁吹避雷器。它的主要區(qū)別在于采用了滅弧能力較強(qiáng)的磁吹火花間隙和通流能力較大的高溫閥片。目前各國(guó)制造的磁吹避雷器主要有以下兩種：

FCD型----保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)電壓一般2-15KVFCZ型----保護(hù)高壓設(shè)備電壓一般35-500KV

為何磁吹避雷器不用永久磁鐵代替磁吹線圈???(5)金屬氧化物避雷器（MOA）1）MOA的主要優(yōu)點(diǎn)無(wú)間隙無(wú)續(xù)流電氣設(shè)備所受過電壓可降低通流容量大特別適用于直流保護(hù)和SF6電器保護(hù)2）MOA的電氣特性4防雷接地1)接地、接地電阻、接地裝置（1）接地與分類接地是指將地面上的金屬或電氣回路中的某一節(jié)點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地保持等電位分類：工作接地：根據(jù)系統(tǒng)正常運(yùn)行要求設(shè)置（0.5~10Ω）保護(hù)接地：為保障人身安全而將電氣設(shè)備金屬外殼等接地，它在故障條件下才發(fā)揮作用（1~10Ω）防雷接地：用來(lái)將雷電流順利瀉入大地，以減小引起的過電壓（1~30Ω）（2）接地裝置垂直接地體水平接地體接地網(wǎng)2)防雷接地及有關(guān)計(jì)算當(dāng)雷電流流過接地裝置時(shí)，接地體和土壤所呈現(xiàn)的響應(yīng)不同于工頻響應(yīng)，即沖擊接地電阻一般不等于工頻接