建筑電氣第4章電氣設備選擇

4.3高壓開關設備及選擇高壓開關設備包括高壓斷路器、隔分開關、負荷開關、熔斷器及高壓開關柜等。1高壓斷路器〔1〕功能通斷正常負荷電流；接通和接受一定的短路電流；在維護安裝作用下自動跳閘，切除短路缺點。〔2〕組成高壓斷路器主要由以下部分組成：觸頭是電路通斷的重要部分，普通分為動觸頭和靜觸頭兩部分：在開關進展分閘或合閘操作時，靜觸頭不運動，動觸頭運動；滅弧室熄滅電弧的地方；絕緣介質分為滅弧用絕緣介質和支持用絕緣介質，前者在熄滅電弧中起作用，普通有礦物油〔又稱絕緣油〕、SF-6氣體、真空等；后者用于支持運動機構、觸頭、滅弧室等，普通有電工瓷、環(huán)氧樹脂等；殼體構造斷路器的各個部分安裝為一體；運動機構推進動觸頭運動的機構，多由連桿機構組成?！?〕型號和類型第一單元是產品字母代號：S—少油斷路器；D—多油斷路器；K—空氣斷路器；L—六氟化硫斷路器；Z—真空斷路器；Q—自產氣斷路器；C—磁吹斷路器；G—隔分開關。第二單元是裝設地點代號：N—戶內式；W—戶外式。第三單元是設計序號。第四單元是額定電壓，kV。第五單元是補充任務特性標志：G—改良型；F—分相操作。第六單元是額定電流，A。第七單元是額定開斷電流，kA。A油斷路器①多油斷路器：開關觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油兼有滅弧和絕緣功能，油量多，有易燃易爆危險。體積大，維護費事?？深l繁通斷負荷。趨于淘汰②少油斷路器：開關觸頭在絕緣油中閉合和斷開。油只作滅弧功能，油量少，易燃易爆危險性較小。體積小，價廉，維護方便。不能頻繁操作。6～10kv多用。B空氣斷路器利用緊縮空氣吹動電弧，并使電弧熄滅。滅弧才干強，分斷時間短，斷流容量大。構造復雜，價貴，維護要求高。多用于110kv及以上大型電站或變電所及不順應采用六氟化硫斷路器的高寒地域。C六氟化硫斷路器開關觸頭在SF6氣體中閉合和斷開。SF6氣體兼有滅弧和絕緣功能。滅弧才干強，屬高速斷路器。斷流容量大，電絕緣性能好，檢修周期長?？深l繁操作。無熄滅爆炸危險，體積小，維護要求嚴厲，價貴。在全封鎖組合電器中多采用。不適于高寒地域。本身無毒，但電弧在高溫作用下會生成氟化氫等劇烈腐蝕性的劇毒物，檢修時，應留意防毒。

SF6(六氟化硫)斷路器D真空斷路器開關觸頭在真空的容器內閉合和斷開。滅弧才干強燃弧時間短，屬高速斷路器。開斷才干強。構造簡單，分量輕，體積小。壽命長，易維修?？深l繁操作。無易燃易爆危險。由于開斷速度高,易產生截流過電壓,對變壓器等感性負載易呵斥危害,應配置過電壓吸收安裝。D高壓真空斷路器真空斷路器利用真空度約為10-4Pa〔在運轉過程中不低于10-2Pa〕的高真空作為內絕緣和滅弧介質。真空間隙的氣體稀薄，分子的自在行程較大，發(fā)生碰撞游離的幾率很小。所以，真空擊穿產生電弧，是由觸頭蒸發(fā)出來的金屬蒸氣協(xié)助構成的。

真空斷路器是由真空滅弧室、絕緣支撐、傳動機構、操動機構、機座〔框架〕等組成，如右圖所示。導電回路由導電夾、軟銜接、出線板經過滅弧室兩端組成。真空斷路器的固定方式不受安裝角度限制，既可以程度安裝，又可以垂直安裝，還可以恣意角度安裝。

按真空滅弧室的布置方式可分為落地式和懸掛式兩種根本方式，以及這兩種方式相結合的綜合式和接地箱式。〔1〕落地式是將真空滅弧室安裝在上方，用絕緣子支持，操動機構設置在底座的下方，上下兩部分由傳動機構通過絕緣桿銜接起來。落地式優(yōu)點：傳動效率高，分合閘操作時直上直下，傳動環(huán)節(jié)少，摩擦阻力?。环€(wěn)定性好，操作時振動小；便于操作人員察看和改換滅弧室；產品系列性強，而且容易實現(xiàn)戶內外產品的相互交換。落地式缺陷：總體高度較高，操動機構檢修不方便。真空斷路器的分類：〔２〕懸掛式真空斷路器，是將真空滅弧室用絕緣子懸掛在底座框架前方，而操動機構設置在后方〔即框架內部〕，前后兩部分用〔絕緣傳動〕桿銜接起來。懸掛式優(yōu)點：宜用于手車式開關柜。由于操動機構與高電壓隔離，便于檢修。懸掛式缺陷：總體深度尺寸大，用鐵多，質量重；絕緣子接受彎曲力；操作時滅弧室振動大；傳動效率不高。因此，懸掛式真空斷路器普通只適用于中等電壓以下的產品。

ZN28-10型斷路器外型圖它采用懸掛式構造，真空斷路器裝在一個手車上，主要由機架、真空滅弧室及傳動系統(tǒng)組成。真空斷路器的開展情況目前國際上，真空斷路器的設計、制造領域里逐漸構成了以德國西門子公司為代表的空氣絕緣產品和以ABB公司為代表的復合絕緣產品的兩大派別。西門子公司的產品有3AF、3AG及3AH等系列產品。ABB公司的代表產品有VD4。國內消費的真空斷路器歸納起來大致可分為三類：引進技術并國產化的產品。如ZN12-12，引進西門子3AF；ZN18-12，引進日本東芝公司VK系列產品；ZN21-12，引進比利時EIB公司的產品技術；ZN67-12，引進日本三菱電機VPR型真空斷路器等。在自創(chuàng)國外同類產品的根底上開發(fā)的產品，如：ZN63-12和ZN65-12分別效仿ABB的VD4和西門子3AH。自行設計的產品，如：ZN15-12，ZN28-12，ZN30-12等。(3)高壓斷路器銘牌所列的技術數(shù)據(jù)額定電壓Ur·QF：保證長期正常任務時斷路器所耐受的電壓值。名牌上所標的電壓系指線電壓的額定值。額定電流Ir·QF:是斷路器可以長期經過的最大電流。我國額定電流的等級有：200A、400A、600A、1000A、1500A、2000A、3000A、4000A、5000A、6000A、8000A、10000A額定開斷電流Ir·off:是指斷路器在額定的電壓下能正常開斷的最大電流。開斷電流Ir·off必須大于或等于其安裝處的短路電流，即Ir·off≥Ik(3)額定斷流容量Sr·QF:額定電壓與額定開斷電流的乘積。

額定斷流容量必需大于或等于其安裝處的短路容量，即SrQF≥Sk(3)熱穩(wěn)定電流Its:表示斷路器能接受的短路電流熱效應的才干。物理意義：當熱穩(wěn)定電流經過斷路器時，在規(guī)定時間ts內，斷路器各部分溫度不超越國家規(guī)定的短時發(fā)熱溫度、保證斷路器不被破壞。動穩(wěn)定電流irs:表示斷路器能接受的短路電流電動力作用的才干。

物理意義：當斷路器在閉合形狀時，所能接受經過的最大電流峰值，而不會由于電力的作用發(fā)生任何機械損壞。該最大電流峰值稱為動穩(wěn)定電流，也成為極限經過電流?！?〕高壓斷路器的選擇首先思索任務條件,確定斷路器的額定值〔電壓、電流、頻率、機械負載〕。結合環(huán)境條件選用斷路器的型號和規(guī)格。據(jù)短路電流進展斷流容量,動、熱穩(wěn)定校驗。盡量選用維修方便，價錢廉價，運轉費用少設備。2高壓隔分開關隔分開關又稱隔離刀閘，是一種高壓開關電器。由于它沒有專門的滅弧安裝，故不能用來切斷負荷電流和短路電流。運用時應與斷路器配合，只需在斷路器斷開時才干進展操作。隔分開關在分閘時，動靜觸頭間構成明顯可見的斷口，絕緣可靠?！?〕高壓隔分開關功能〔1〕隔離電源?！?〕倒閘操作?！?〕接通和斷開小電流電路?！?〕類型：a.戶內型〔GN〕三相刀閘同一底座。b.戶外型〔GW〕單柱式、雙柱式、三柱式。〔3〕選擇a.首先按安裝地點選擇戶內型或戶外型。b.結合任務條件確定額定值，校驗動、熱穩(wěn)定值。c.35kv及以上宜選用帶接地刀閘。d.思索開關接線端的機械負荷。3高壓負荷開關我們知道斷路器分閘時不單能分合正常的負荷電流，通常在設計合理的前提下，還能平安分合短路電流。當然，斷路器的綜合價錢也不低〔不單涉及斷路器本身的采購價錢，還涉及建安費、配套設備和檢修等費用〕，在某些場所下，采用斷路器將存在投資浪費，因此負荷開關應運而生。顯然，高壓負荷開關是用來分合負荷電流的，普通具有一定的滅弧才干，多運用產氣管滅弧，但對于短路電流，通常也能關合一定的短路電流，但不能開斷短路電流。因此，高壓負荷開關可用于控制供電線路的負荷電流，也可用來控制空載線路、空載變壓器及電容器等。高壓負荷開關在分閘時有明顯的斷口，可起到隔分開關的作用，與高壓熔斷器串聯(lián)運用，前者作為操作電器投切電路的正常負荷電流，而后者作為維護電器開斷電路的短路電流及過負荷電流?！?〕按運用地點分為戶內型和戶外型。〔2〕按滅弧方式的不同，可以分為產氣式、壓氣式、緊縮空氣式、油浸式、真空式、SF6式等，近年來，真空式開展很快，在配電網中得到了廣泛運用。〔3〕按能否帶熔斷器可分為帶熔斷器和不帶熔斷器。高壓負荷開關的類型一單元：F，表示負荷開關；Z，表示真空負荷開關。二單元：N，戶內型；W，戶外型。三單元；設計序號。四單元：額定電壓。五單元：操動機構代號，有D表示電動操動機構，無D手動。六單元：熔斷器代號，有R表示帶熔斷器，無R不帶熔斷器。七單元：S，表示熔斷器裝在開關上端，沒S時裝在下端。八單元：額定任務電流，A。九單元：額定開斷電流，kA。4高壓熔斷器熔斷器就是我們通常所說的保險，只不過高壓熔斷器和我們日常生活中所運用的保險有一些差別。〔1〕熔斷器的組成：熔件〔合金資料〕、觸頭和外殼?！?〕任務原理：熔件的熔點不高，電流流過熔件時會產生熱量使熔件溫度升高，當溫度升高到其熔點后，熔件逐漸燒斷，從而切斷電源。熔件熔斷的電流和時間之間是非線形關系，大致與繼電維護中反時限電流維護特性一樣。熔斷器的維護特性，也稱安秒特性。熔件熔斷后，只需重新改換新的熔件，熔斷器就可以繼續(xù)任務。熔斷器兼有開關和維護的功能。是一種供電末端廣泛采用的設備。熔斷器按運用地點可分為戶內〔RN)和戶外(RW)兩種類型。戶外高壓熔斷器多以跌落式出現(xiàn)，即熔斷器在安裝時帶有一個向下的角度，當熔斷器中熔件熔斷時，熔斷器的觸頭分別。高壓熔斷器按照能否有限流作用又可分為限流式和非限流式。限流式熔斷器即帶有用于滅弧的石英砂或產氣纖維管等滅弧安裝?！?〕高壓熔斷器的技術參數(shù)：a.熔斷器的額定電壓。它既是絕緣所允許的電壓等級，又是熔斷器允許的滅弧電壓等級。對于限流式熔斷器，不允許降低電壓等級運用，以免出現(xiàn)大的過電壓。b.熔斷器的額定電流。指普通環(huán)境溫度〔≤40℃〕下熔斷器殼體載流部分和接觸部分允許經過的長期最大任務電流。c.熔體的額定電流。熔體允許長期經過而不致發(fā)生熔斷的最大有效電流。該電流可以小于或等于熔斷器的額定電流，但不能超越。d.熔斷器的開斷電流。熔斷器所能正常開斷的最大電流。假設被開斷的電流大于此電流時，有能夠導致熔斷器損壞，由于電弧不能熄滅引起相間短路?！?〕特點RN1主要用作高壓線路和設備的短路維護，也起過負荷維護。RN2用作高壓互感器的短路維護。RN1、RN2滅弧才干很強，為“限流〞式熔斷器。RW3即可作6～10kv線路和變壓器的短路維護，又可在一定條件下直接用高壓絕緣棒〔俗稱令克棒〕來操作熔管分合，以斷開或接通小容量的空載變壓器和空載線路等。其滅弧才干不強，為“非限流〞式熔斷器?！?〕選擇a.其額定電壓應符合線路或設備的額定電壓。b.熔斷器額定電流Ir.FU〔指熔管的額定電流〕和熔體的額定電流Ir.FE確實定：Ir.FE≈(1.4-2.5)ICIr.FE=(0.3-1.0)IN.FUc.前后選擇性的配合要求。即后級或上級的Ir.FE，要比前級或下級的Ir.FE相差2～3個額定電流級。

d.斷流才干的校驗，即：