常用高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備簡(jiǎn)介 (2)課件

常用高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備簡(jiǎn)介

2023/2/62

內(nèi)容簡(jiǎn)介1了解常用開(kāi)關(guān)設(shè)備的作用、功能、分類(lèi)2了解常用開(kāi)關(guān)設(shè)備主要性能與參數(shù)的含義3了解常用開(kāi)關(guān)設(shè)備的工作原理2023/2/63第一節(jié)高壓斷路器1用途和結(jié)構(gòu)

斷路器在電力系統(tǒng)中起著兩方面的作用：一是控制作用，即根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行需要，將一部分電力設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行；二是保護(hù)作用，即在電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)裝置作用于斷路器，將故障部分從電力系統(tǒng)中迅速切除，保證電力系統(tǒng)無(wú)故障部分的正常運(yùn)行。高壓斷路器的類(lèi)型很多，但就其結(jié)構(gòu)來(lái)講，都是由開(kāi)斷元件、支撐絕緣件、傳動(dòng)元件、基座及操動(dòng)機(jī)構(gòu)五個(gè)基本部分組成，如圖1

所示。開(kāi)斷元件是斷路器的核心元件，控制、保護(hù)等方面的任務(wù)都需由它來(lái)完成。其他組成部分都是配合開(kāi)斷元件，為完成上述任務(wù)而設(shè)置的。

2023/2/65第一節(jié)高壓斷路器2類(lèi)型和適用場(chǎng)所（2）六氟化硫（SF6）斷路器：采用具有優(yōu)良滅弧性能和絕緣性能的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器，稱(chēng)為SF6斷路器，在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。適用于頻繁操作及要求高速開(kāi)斷的場(chǎng)合，在我國(guó)推薦在7.2—40.5選用SF6斷路器，特別是126KV以上幾乎全部選用SF6斷路器。但不適用于高海拔地區(qū)。（3）真空斷路器：利用真空的高介質(zhì)強(qiáng)度來(lái)滅弧的斷路器，稱(chēng)為真空斷路器，現(xiàn)已大量應(yīng)用在7.2—40.5KV電壓等級(jí)的供（配）電網(wǎng)絡(luò)上也主要用于頻繁操作及要求高速開(kāi)斷的場(chǎng)合，但在海邊地區(qū)使用時(shí)，應(yīng)注意防凝露，因?yàn)闀?huì)使斷路器滅弧室滅弧能力下降。目前，在電力系統(tǒng)中主要使用以上三種形式的斷路器，而一些舊式斷路器，如空氣斷路器等，已逐步被淘汰。2023/2/66第一節(jié)高壓斷路器3型號(hào)表示方法（GB標(biāo)準(zhǔn)）高壓斷路器的型號(hào)是由字母和數(shù)字組成，表示如下：2023/2/67第一節(jié)高壓斷路器4主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓。額定電壓是指斷路器能承受的正常工作線電壓。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)中斷路器采用的額定電壓等級(jí)為（10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。（2）額定電流。額定電流是指斷路器可以長(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)，其各部分的發(fā)熱溫度不超過(guò)允許值。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（3）額定開(kāi)斷電流。在額定電壓下，規(guī)定的時(shí)間內(nèi)斷路器能可靠切斷的最大電流的有效值，稱(chēng)為額定開(kāi)斷電流Ik，它表示斷路器的斷路能力。我國(guó)規(guī)定額定開(kāi)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2023/2/69第一節(jié)高壓斷路器6滅弧原理

(1)、油斷路器的滅弧

這類(lèi)斷路器用油作滅弧介質(zhì)，電弧在油中燃燒時(shí)，油受電弧的高溫作用而迅速分解、蒸發(fā)，并在電弧周?chē)纬蓺馀?。能有效地冷卻電弧，降低弧隙電導(dǎo)率，促使電弧熄滅。在油斷路器中設(shè)置了滅弧裝置（室），使油和電弧的接觸緊密，氣泡壓力得到提高。當(dāng)滅弧室噴口打開(kāi)后，氣體、油和油蒸氣本身形成一股氣流和液流，按照具體的滅弧裝置結(jié)構(gòu)，可垂直于電弧橫向吹弧，平行于電弧縱向吹弧或縱橫結(jié)合等方式吹向電弧，對(duì)電弧實(shí)行強(qiáng)力有效的吹弧，這樣，就加速去游離過(guò)程，縮短燃弧時(shí)間，從而提高了斷路器的開(kāi)斷能力，電流過(guò)零時(shí)滅弧。2023/2/610第一節(jié)高壓斷路器(2)、SF6斷路器的滅弧原理

SF6斷路器用SF6氣體作為滅弧介質(zhì)。SF6氣體是理想的滅弧介質(zhì)，它具有良好的熱化學(xué)性與強(qiáng)負(fù)電性。（a）熱化學(xué)性，即SF6氣體有良好的熱傳導(dǎo)特性由于SF6氣體有較高的導(dǎo)熱率，電弧燃燒時(shí)，弧心表面具有很高的溫度梯度，冷卻效果顯著，所以電弧直徑比較小，有利于滅弧。同時(shí)SF6在電弧中熱游離作用強(qiáng)烈，熱分解充分，弧心存在著大量單體的S、F及其離子等，電弧燃燒過(guò)程中，電網(wǎng)注入弧隙的能量比空氣和油等作滅弧介質(zhì)的斷路器低得多。因此，觸頭材料燒損較少，電弧也就比較容易熄滅。2023/2/611第一節(jié)高壓斷路器（b）SF6氣體的強(qiáng)負(fù)電性就是這種氣體分子或原子生成負(fù)離子的傾向性強(qiáng)。由電弧電離所產(chǎn)生的電子，被SF6氣體和由它分解產(chǎn)生的鹵族分子和原子強(qiáng)烈的吸附，因而帶電粒子的移動(dòng)性顯著降低，并由于負(fù)離子與正離子極易復(fù)合還原為中性分子和原子。因此，弧隙空間導(dǎo)電性的消失過(guò)程非常迅速。弧隙電導(dǎo)率很快降低，從而促使電弧熄滅。2023/2/613第一節(jié)高壓斷路器7國(guó)內(nèi)外知名斷路器簡(jiǎn)介

目前世界上斷路器的生產(chǎn)主要集中在歐洲的幾大生產(chǎn)廠家如Siemens、ABB、Alstom、Schneider和日本的幾大公司如三菱、東芝、日立。上述幾家大公司產(chǎn)品集全、幾乎都能生產(chǎn)各個(gè)電壓等級(jí)的產(chǎn)品，基本上代表了世界上最先進(jìn)技術(shù)水平。我國(guó)的斷路器生產(chǎn)廠家通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和與外國(guó)著名廠商的合作，其中的5大著名開(kāi)關(guān)生產(chǎn)廠商（西安開(kāi)關(guān)廠、沈陽(yáng)高壓開(kāi)關(guān)有限責(zé)任公司、平頂山天鷹集團(tuán)有限公司、上海華通開(kāi)關(guān)廠、北京開(kāi)關(guān)廠）已經(jīng)有生產(chǎn)126—550KV斷路器和GIS封閉式組合電器的能力。我公司用量比較大的是戶內(nèi)中壓斷路器（7.2~40.5KV）目前國(guó)內(nèi)用得比較多的是ABB公司的HD4、VD4系列，Siemens公司的3AH系列，國(guó)產(chǎn)的ZN12、ZN18、VS1等系列。2023/2/614第一節(jié)高壓斷路器7國(guó)內(nèi)外知名斷路器簡(jiǎn)介（1）ABB公司的VD4系列戶內(nèi)真空斷路器VD4系列戶內(nèi)真空斷路器為ABB廈門(mén)開(kāi)關(guān)有限公司生產(chǎn)，該系列斷路器被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各種品牌的開(kāi)關(guān)柜中，主要分為固定式和手車(chē)式兩類(lèi)。適用于以下?tīng)顩r的開(kāi)合電流：短路電流；負(fù)載或空載線路電流；電容器組，電動(dòng)機(jī)負(fù)載或空載的發(fā)電機(jī)和變壓器。

2023/2/6152023/2/617第一節(jié)高壓斷路器7國(guó)內(nèi)外知名斷路器簡(jiǎn)介（2）ABB公司的HD4系列戶內(nèi)SF6斷路器

HD4斷路器可用于三相交流40.5KV配電系統(tǒng)中控制和保護(hù)線路，變壓器、電機(jī)、電纜和電容器組等。由于采用SF6自能開(kāi)斷技術(shù)，操作過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，因此特別適合于絕緣薄弱的場(chǎng)合，同時(shí)電路器主要金屬部件都進(jìn)行了電鍍處理，可用于濕熱及鹽霧較重的地區(qū)。2023/2/618第一節(jié)高壓斷路器7國(guó)內(nèi)外知名斷路器簡(jiǎn)介（3）國(guó)產(chǎn)ZN12系列戶內(nèi)真空斷路器

ZN12戶內(nèi)真空斷路器適用于35kV以下三相交流50Hz電力系統(tǒng)中，本斷路器來(lái)弧室為瓷質(zhì)結(jié)構(gòu)，采用縱向磁場(chǎng)觸頭，具有體積小，開(kāi)斷時(shí)產(chǎn)生的擴(kuò)散電弧電流在觸頭上分布一致，不會(huì)出現(xiàn)局部熔融現(xiàn)象，還具有低電弧能量電壓（20-200V）及低截流值（4-5A），并配有高可靠性的操作機(jī)構(gòu)。

本斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開(kāi)斷能力強(qiáng)、壽合長(zhǎng)、操作功能齊全無(wú)爆炸危險(xiǎn)、維修簡(jiǎn)單，適用于發(fā)電廠、變電站等配電系統(tǒng)的控制或保護(hù)開(kāi)關(guān)，尤其適用于開(kāi)斷重要負(fù)荷及頻繁操作的場(chǎng)所。

2023/2/619第一節(jié)高壓斷路器7國(guó)內(nèi)外知名斷路器簡(jiǎn)介（4）國(guó)產(chǎn)ZN28，ZN28A系列戶內(nèi)真空斷路器

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一隔離開(kāi)關(guān)2023/2/622第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)2型號(hào)（GB標(biāo)準(zhǔn)）2023/2/623第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)3主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓。額定電壓是指隔離開(kāi)關(guān)能承受的正常工作線電壓。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)中隔離開(kāi)關(guān)采用的額定電壓等級(jí)為（10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。（2）額定電流。額定電流是指隔離開(kāi)關(guān)可以長(zhǎng)期通過(guò)的工作電流。隔離開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期通過(guò)額定電流時(shí)，其各部分的發(fā)熱溫度不超過(guò)允許值。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、20000A2023/2/625第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)4常用隔離開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)介

(1)GW4—12~252系列隔離開(kāi)關(guān)2023/2/626第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)4常用隔離開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)介

(1)GW4—12~252系列隔離開(kāi)關(guān)2023/2/627第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù)2023/2/629第二節(jié)隔離開(kāi)關(guān)GN19系列技術(shù)參數(shù)2023/2/630

第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)

內(nèi)容簡(jiǎn)介1了解負(fù)荷開(kāi)關(guān)的作用、功能、分類(lèi)了解負(fù)荷開(kāi)關(guān)的主要性能與參數(shù)的含義2023/2/631

第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)1用途和結(jié)構(gòu)

負(fù)荷開(kāi)關(guān)的用途與它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是相對(duì)應(yīng)的，從結(jié)構(gòu)上看，負(fù)荷開(kāi)關(guān)主要有兩種類(lèi)型，一種是獨(dú)立安裝在墻上、架構(gòu)上的，其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于隔離開(kāi)關(guān)；另一種是安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜中，特別是采用真空或SF6氣體的，則更接近于斷路器。負(fù)荷開(kāi)關(guān)的用途是包含了這兩種類(lèi)型的負(fù)荷開(kāi)關(guān)的綜合用途。

1）負(fù)荷開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置時(shí)，像隔離開(kāi)關(guān)一樣有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，因此可起電氣隔離作用。對(duì)于停電的設(shè)備或線路提供可靠停電的必要條件。

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第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)1用途和結(jié)構(gòu)

2）負(fù)荷開(kāi)關(guān)具有簡(jiǎn)易的滅弧裝置，因而可分、合負(fù)荷開(kāi)關(guān)本身額定電流之內(nèi)的負(fù)荷電流。它可用來(lái)分、合一定容量的變壓器、電容器組，一定容量的配電線路。有的車(chē)間變壓器距高壓配電室的斷路器較遠(yuǎn)，停電時(shí)在車(chē)間變壓器室中看不到明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，往往在變壓器室的墻上加裝一臺(tái)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)，既可以就近操作變壓器的空載電流，又可以提供明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，確保停電的安全可靠。3）配有高壓熔斷器的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，可作為斷流能力有限的斷路器使用。這時(shí)負(fù)荷開(kāi)關(guān)本身用于分、合正常情況下的負(fù)荷電流，高壓熔斷器則用來(lái)切斷短路故障電流。但這里的負(fù)荷開(kāi)關(guān)多為真空式或六氟化硫式，整個(gè)環(huán)網(wǎng)柜體積不大，最大可帶容量為1250KVA的變壓器。2023/2/633

第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)2分類(lèi)

負(fù)荷開(kāi)關(guān)種類(lèi)較多，從使用環(huán)境上分，有戶內(nèi)式、戶外式；從滅弧形式和滅弧介質(zhì)上分，有壓氣式、產(chǎn)氣式、真空式、六氟化硫式等。對(duì)于10KV高壓用戶來(lái)說(shuō)，老用戶用的多為戶內(nèi)型壓氣式或產(chǎn)氣式的；新用戶采用環(huán)網(wǎng)柜，用的多為六氟化硫式的。而10KV架空線路上用的則為戶外式的。2023/2/634

第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)3型號(hào)

負(fù)荷開(kāi)關(guān)的型號(hào)，如FN2—10RS/400，由七個(gè)部分組成。從左至右：第一位，是該設(shè)備的名稱(chēng)，F(xiàn)代表負(fù)荷開(kāi)關(guān)。第二位，表示該設(shè)備的使用環(huán)境，W代表戶外，N代表戶內(nèi)。第三位，設(shè)計(jì)序號(hào)。橫線后的第四位代表該設(shè)備的額定工作電壓，以KV為單位。第五位表示是否帶高壓熔斷器，用R表示帶有熔斷器，不帶熔斷器的就不注。第六位是進(jìn)一步表明帶熔斷器的負(fù)荷開(kāi)關(guān)其熔斷器是裝在負(fù)荷開(kāi)關(guān)的上面還是下面，S表示裝在上面，如裝在下面就不注。第七位，表示其規(guī)格，即額定電流，以A為單位。2023/2/635

第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)4主要技術(shù)參數(shù)

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第三節(jié)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)5部分常用負(fù)荷開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)

2023/2/637第四節(jié)高壓熔斷器1用途和型號(hào)

高壓熔斷器是一種保護(hù)電器，當(dāng)系統(tǒng)或電氣設(shè)備發(fā)生短路故障或過(guò)負(fù)荷時(shí)，故障電流或過(guò)負(fù)荷電流使熔體發(fā)熱熔斷、切斷電源起到保護(hù)作用。高壓熔斷器分為限流和不限流兩類(lèi)。戶內(nèi)高壓熔斷器為限流式熔斷器。

高壓熔斷器的型號(hào)由六部分組成，從左起第一位表示設(shè)備名稱(chēng)，R代表熔斷器；第二位，使用環(huán)境，N代表戶內(nèi)型；第三位，設(shè)計(jì)序號(hào)，以數(shù)字表示；第四位（橫線后面），額定電壓，用數(shù)字表示，單位KV，第五位（空格后，斜線前），熔斷器的額定電流。以數(shù)字表示，單位A；第六位（斜線后），熔體的額定電流，用數(shù)字表示，單位以A表示。例如：RN1—1020/10代表：熔斷器戶內(nèi)型；設(shè)計(jì)序號(hào)為1，額定電壓10KV，熔斷器額定電流20A，熔體額定電流10A。2023/2/638第四節(jié)高壓熔斷器2工作原理

熔斷器主要元件是一種易于熔斷的熔斷體，簡(jiǎn)稱(chēng)熔體，熔體或熔絲由熔點(diǎn)較低的金屬制成，具有較小截面或其他結(jié)構(gòu)的形式，當(dāng)通過(guò)的電流達(dá)到或超過(guò)一定值時(shí)，由于熔體本身產(chǎn)生的熱量，使其溫度升高，達(dá)到金屬的熔點(diǎn)時(shí)，熔斷切斷電源，因而完成過(guò)載電流或短路電流的保護(hù)。為了得到大的切斷能力和各種需要的保護(hù)特性，熔體的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要問(wèn)題。

熔斷器工作包括以下四個(gè)物理過(guò)程：（1）流過(guò)過(guò)載或短路電流時(shí)，熔體發(fā)熱以至熔化；（2）熔斷體氣化，電路開(kāi)斷；（3）電路開(kāi)后的間隙又被擊穿，產(chǎn)生電??；（4）電弧熄滅，熔斷器的切斷能力決定于最后一個(gè)過(guò)程。熔斷器的動(dòng)作時(shí)間為上述四個(gè)過(guò)程的時(shí)間總和。2023/2/639第四節(jié)高壓熔斷器3特性

（1）安秒特性熔體熔化時(shí)間與通過(guò)電流值的關(guān)系稱(chēng)為安秒特性。按照安秒特性進(jìn)行熔斷的選擇，就可以獲得熔斷器的動(dòng)作選擇。

(2)最小熔化電流在通過(guò)最小熔化電流值時(shí)，熔體必須熔化，但熔化時(shí)間長(zhǎng)（接近于無(wú)窮大）。當(dāng)電流大于熔化電流值時(shí)，熔化時(shí)迅速降低，熔斷系數(shù)要大于1，其值一般在2.5以下，不同種類(lèi)用途的熔斷器可以規(guī)定不同的熔斷系數(shù)。2023/2/640第四節(jié)高壓熔斷器3特性

(3)在熔斷器中，熔斷器的溫度與熔體的溫度不一樣。在最小熔斷電流時(shí)，由于發(fā)熱時(shí)間長(zhǎng)，熔斷器管的發(fā)熱最為嚴(yán)重。(4)在不同電流值時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于熔體的熔斷時(shí)間有規(guī)定，例如，當(dāng)電流為熔體額定電流130%時(shí)，熔化時(shí)間大于1小時(shí)；當(dāng)電流為額定電流的200%時(shí)，熔化時(shí)間應(yīng)小于1小時(shí)。(5)過(guò)電壓。熔斷器工作的物理過(guò)程是：間隙氣化后，線路開(kāi)斷，斷點(diǎn)間電壓升高，使間隙擊穿，產(chǎn)生電弧。因此在熔斷器切斷過(guò)程中，有過(guò)電壓?jiǎn)栴}。這種過(guò)電壓決定于線路電流被切斷的情況以及被打穿間隙的長(zhǎng)度。2023/2/641第四節(jié)高壓熔斷器4常用高壓熔斷器介紹

（1）常用的高壓戶內(nèi)管形限流熔斷器

國(guó)產(chǎn)高壓管形熔斷器有RN