建筑供配電與照明技術(shù) 課件 第四章 導(dǎo)體與設(shè)備選擇

任課教師：劉義艷建筑供配電與照明技術(shù)任課教師：劉義艷第四章導(dǎo)體與設(shè)備選擇導(dǎo)體及選擇4.1電氣設(shè)備選擇的一般原則4.2高壓電氣設(shè)備與選擇4.3互感器及其選擇4.4低壓電氣設(shè)備與選擇4.54.1導(dǎo)體及選擇

4.1.1供配電與照明中常見導(dǎo)線1.母線母線是指在變電所中各級電壓配電裝置的連接，以及變壓器等電氣設(shè)備和相應(yīng)配電裝置的連接，大都采用矩形或圓形截面的裸導(dǎo)線或絞線。母線的作用是匯集、分配和傳送電能。母線按結(jié)構(gòu)分為硬母線、軟母線和封閉母線。傳輸大電流的場合可采用硬母線。裸母線母線槽矩形裸母線的型號4.1.1供配電與照明中常見導(dǎo)線2.架空線架空電力線路的導(dǎo)體可采用鋼芯鋁絞線或鋁絞線，地線可采用鍍鋅鋼絞線。戶外架空線路6kV及以上電壓等級一般采用裸導(dǎo)體，380V電壓等級一般采用絕緣導(dǎo)線。常用裸導(dǎo)體型號及適用范圍：（1）鋁絞線（LJ）：導(dǎo)電性能較好，重量輕，但對化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差。（2）鋼芯鋁絞線（LGJ）：外圍為鋁線，芯子采用銅線。（3）銅絞線（TJ）：導(dǎo)電性能好，機械強度好，對風(fēng)雨和化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較強，但價格較高。（4）防腐鋼芯鋁絞線（LGJF）：具有鋼芯鋁絞線的特點，同時防腐線性能好，一般用于沿海地區(qū)、咸水湖及化工工業(yè)地區(qū)等周圍有腐蝕性物質(zhì)的高壓和超高壓架空線路上。裸絞線的型號4.1.1供配電與照明中常見導(dǎo)線3.電纜電纜是一種特殊的導(dǎo)線，電纜的結(jié)構(gòu)主要由導(dǎo)體，絕緣層和保護層三部分組成。導(dǎo)體通常采用多股銅絞線或鋁絞線，按導(dǎo)體數(shù)目的不同可分為單芯、三芯、四芯和五芯電纜，按消防等級劃分為普通電纜、耐火電纜、阻燃電纜，按結(jié)構(gòu)分為扁平電纜、雙絞電纜、預(yù)分支電纜，按絕緣材料分為交聯(lián)聚乙烯、橡皮、聚氯乙烯、絕緣油等。電纜外形圖電力電纜的型號4.1.1供配電與照明中常見導(dǎo)線4.低壓絕緣導(dǎo)線低壓配電線路大多采用絕緣導(dǎo)線或電纜，絕緣導(dǎo)線按芯線材料分為鋁芯（L）和銅芯（不表示），按絕緣材料分為橡皮絕緣（X）和塑料絕緣（V）兩種，按使用環(huán)境分為室外架空（X）和室內(nèi)性（V），按硬度分為硬型與移動性好的軟型（R）。B型線中的X型戶內(nèi)戶外都可以使用，大多數(shù)用于低壓架空，V型均使用于室內(nèi)，帶護套的用于明敷，R型用于室內(nèi)要求移動性好的場所。低壓絕緣導(dǎo)線的型號4.1.2導(dǎo)線敷設(shè)方式表示規(guī)定電氣工程中，線纜敷設(shè)是實現(xiàn)電能安全傳輸、安全應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。所謂敷設(shè)是指確定線纜走向，并放線，護線、固線的全過程，俗稱布線。建筑電氣中的線纜敷設(shè)方式與作業(yè)現(xiàn)場條件、防大要求等密切相關(guān)。線纜敷設(shè)方式分為明敷設(shè)（E）與暗敷設(shè)（C）兩種。如：VV-3×35+1×25SC50WC意義是聚氯乙烯絕緣，聚氯乙烯內(nèi)護層，銅芯電纜。三根相線截面積為35mm2，一根中性線截面積為25mm2，穿焊接鋼管管徑為50mm，沿墻暗敷。類別名稱文字符號類別名稱文字符號線路敷設(shè)方式焊接鋼管敷設(shè)SC線路敷設(shè)部位沿或跨梁（屋架）敷設(shè)AB穿硬塑料導(dǎo)管敷設(shè)PC暗敷在梁內(nèi)BC穿半硬塑料導(dǎo)管敷設(shè)FPC沿或跨柱敷設(shè)AC穿電線管敷設(shè)MT暗敷設(shè)在柱內(nèi)CLC金屬線槽敷設(shè)MR沿墻面敷設(shè)WS塑料線槽敷設(shè)PR暗敷設(shè)在墻內(nèi)WC電纜橋架敷設(shè)CT沿天棚或頂板面輻射CE鋼索敷設(shè)M暗敷設(shè)在屋面或頂板內(nèi)CC穿塑料波紋電線管敷設(shè)KPC吊頂內(nèi)敷設(shè)SCE穿可撓金屬電線保護套管敷設(shè)CP地板或地面下敷設(shè)FC直埋敷設(shè)DB

混凝土排管敷設(shè)CE

電纜溝敷設(shè)TC

敷設(shè)安裝方式及部位標注符號4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗1.按允許載流量（發(fā)熱原則）選擇（校驗）導(dǎo)體截面（1）相線截面積的選擇導(dǎo)體通過電流時會發(fā)熱，絕緣導(dǎo)線和電纜溫度過高時，可使絕緣損壞，或者引起火災(zāi)。因此，導(dǎo)線和電纜的正常發(fā)熱溫度不得超過額定負荷時的最高允許溫度，通過相線的計算電流IC不超過其允許載流量Ial，即：導(dǎo)體的允許載流量是指規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)體能連續(xù)承受而不使其穩(wěn)定溫度超過其允許值的最大電流。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗按允許載流量選擇截面時需注意：允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)。若實際環(huán)境溫度與規(guī)定的環(huán)境溫度不一致時，允許載流量乘上溫度修正系數(shù)Kθ以求出實際的允許載流量。θal為導(dǎo)體額定負荷時的最高允許溫度；θ0為導(dǎo)線允許載流量所采用的環(huán)境溫度；θ0’為導(dǎo)體敷設(shè)地點實際的環(huán)境溫度。對于低壓配電線路的導(dǎo)體截面選擇，除滿足上式，其允許電流還需與熔斷器熔體的額定電流或斷路器長延時脫扣器的整定電流相配合，保護導(dǎo)線（或電纜）不被毀壞。

熔斷器：斷路器：4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗（2）中性線（N線）截面的選擇三相四線制系統(tǒng)中的中性線，要考慮不平衡電流和零序電流以及諧波電流的影響。1)一般三相四線制中的中性線截面Sφ為相線截面積。①當(dāng)Sφ≤16mm2（銅）或Sφ≤25mm2(鋁)時：②當(dāng)Sφ>16mm2(銅)或Sφ>25mm2(鋁)，且在正常工作時，包括諧波電流在內(nèi)的中性導(dǎo)體預(yù)期最大電流不大于中性導(dǎo)體的允許載流量，并且中性導(dǎo)體已進行了過電流保護時，中性導(dǎo)體截面可小于相導(dǎo)體截面，且應(yīng)滿足：

So>16mm2（銅）或

So>25mm2(鋁)4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗2)由三相四線制引出的兩相三線制線路和單相線路，因中性線電流和相線電流相等，故中性線截面與相線截面相同，即3)如果三相四線制線路的三次諧波電流相當(dāng)突出，該諧波電流會流過中性線，此時中性線截面應(yīng)不小于相線截面，即（3）保護線（PE線）截面的選擇保護線截面SPE要滿足短路熱穩(wěn)定的要求，按GB50054-2011低壓配電設(shè)計規(guī)范規(guī)定。1）當(dāng)Sφ≤16mm2

時，有4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗2）當(dāng)16mm2

≤Sφ≤35mm2

時，有3）當(dāng)Sφ≥35mm2

時，有

（4）保護中性線（PEN線）截面的選擇因為PEN線具有PE線和N線的雙重功能，所以選擇截面時按其中的最大值選取。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗例4-1有一條采用BV-750型銅芯塑料線明敷的AC220/380V的TN-S線路，最大持續(xù)工作電流為140A，如果采用BV-750型銅芯塑料線穿硬塑料管埋地敷設(shè)，當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁貫?25?C。試按發(fā)熱條件選擇此線路的導(dǎo)體截面。

解：查附表B-33得25?C時5根單芯線穿硬塑料管的BV-750型銅芯塑料線截面為70mm2。按發(fā)熱條件，相線截面可選70mm2，N線選為35mm2，PE線截面也選為35mm2。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗2.按電壓損失原則選擇（校驗）導(dǎo)體截面（1）線路電壓損失的計算線路種類負荷情況導(dǎo)體截面情況計算公式三相平衡負荷線路帶1個集中負荷線路全長采用同一截面帶n個集中負荷接于線電壓的單相負荷線路帶1個集中負荷接于相電壓的單相負荷線路帶1個集中負荷直流負荷線路帶1個集中負荷ΔU%—線路電壓損失百分數(shù)（%）；P、Q—分別是某一個集中負荷的有功功率（kW）、無功功率（kvar）；Pi、Qi—分別是第i個集中負荷的有功功率（kW）、無功功率（kvar）；r、x—分別是三相電力線路單位長度的電阻、電抗（Ω／km）；x’—單相電力線路單位長度的電抗（Ω／km）。工程計算時其值可近似為x；l—

某一個集中負荷至線路首端的線路長度（km）；li—

第i個集中負荷至線路首端的部分線路長度（km）；Un—

線路標稱線電壓（kV）；Unph—

線路標稱相電壓（kV）；UDC—

線路直流電壓（kV）。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗（2）選擇（校驗）導(dǎo)體截面由電壓損失計算表可知，電壓損失由兩部分構(gòu)成：即

和

之和。因為線路上單位長度電抗隨導(dǎo)體截面變化較小，而且其變化范圍約為0.35~0.4Ω/km，所以，當(dāng)線路需求的電壓損失已知（設(shè)為

）時，線路電抗引起的電壓損失

部分可按x0=0.35~0.4Ω/km中的某值求得，而另一部分電壓損失則為：帶入后得：

式中—Li第

i

個負荷每相線路的總長度（km）；最后，根據(jù)（4-14）式計算值選取接近的標準截面，并查取該截面的

r0和

x0，代入電壓損失計算式中校驗其電壓損失是否超過允許值

。如果小于或等于

，則所選截面可以滿足要求，否則應(yīng)重選，直到滿意為止。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗3.按經(jīng)濟電流密度選擇（校驗）導(dǎo)體和電纜截面35kV及以上的高壓線路及電壓在35kV以下但距離長、電流大的線路，宜按經(jīng)濟電流密度選擇，對10kV以下線路通常不按此原則選擇。從全面經(jīng)濟效益考慮，使線路的年運行費用接近于最小，又適當(dāng)考慮有色金屬節(jié)約的導(dǎo)體截面，稱為經(jīng)濟截面。與經(jīng)濟截面對應(yīng)的導(dǎo)體電流密度，稱為經(jīng)濟電流密度。經(jīng)濟電流密度選擇母線截面按下式計算式中

IC—線路計算電流；Jec—經(jīng)濟電流密度。我國現(xiàn)行的經(jīng)濟電流密度規(guī)定如下表（A/mm2）。線路類別導(dǎo)體材質(zhì)年最大負荷利用小時3000h以下3000-5000h5000h以上架空線路銅3.002.251.75鋁1.651.150.90電纜線路銅2.502.252.00鋁1.921.731.544.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗4.按機械強度校驗導(dǎo)體和電纜截面架空線路要經(jīng)受風(fēng)雪、覆冰和氣溫變化等多種因素的影響，必須要有足夠的機械強度來保證它的運行。對電纜不必校驗其機械強度。不同等級的電力線路，按機械強度要求的最小導(dǎo)體截面，需滿足以下兩表數(shù)值要求。導(dǎo)體種類35kV線路6-10kV線路kV以下線路居民區(qū)非居民區(qū)鋁及鋁合金線35352516(與鐵路交叉跨越時為35)鋼芯鋁絞線252516鋼線16161610導(dǎo)體種類及使用場所導(dǎo)體芯線最小允許截面(mm2)銅芯軟線銅線鋁線照明用燈頭線民用建筑戶內(nèi)工業(yè)建筑戶內(nèi)戶外0.40.50.50.81.02.52.52.5移動式用電設(shè)備生活用生產(chǎn)用0.21.0————敷設(shè)在絕緣支持件上的絕緣導(dǎo)體的支持間距L為室內(nèi)L≤2m——1.010室外L≤2m2m<L≤6m6m<L≤15m15m<L≤25m——1.52.54610101010穿管敷設(shè)

——1.02.5PE線和PEN線有機械保護無機械保護——1.52.52.54架空線路按機械強度要求的最小允許導(dǎo)體截面(mm2)絕緣導(dǎo)體按機械強度要求的最小截面(芯線）4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗5.按短路熱穩(wěn)定條件校驗截面架空線路因其散熱性較好，可不做短路穩(wěn)定校驗，電纜應(yīng)進行熱穩(wěn)定校驗，母線也要校驗其熱穩(wěn)定，其截面不應(yīng)小于短路熱穩(wěn)定最小截面Smin。按熱穩(wěn)定要求的導(dǎo)體最小截面為：式中

—短路電流穩(wěn)態(tài)值（A）；

—集膚效應(yīng)系數(shù)，對于矩形母線截面在100以下和電纜，

=1；

—熱穩(wěn)定計算時間；

一熱穩(wěn)定系數(shù)，可查附表B-47。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗6.按短路動穩(wěn)定條件校驗截面各種形狀的母線通常都安裝在支持絕緣子上，當(dāng)沖擊電流通過母線時，電動力將使母線產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，因此必須校驗?zāi)妇€的動穩(wěn)定性。安裝在同一平面內(nèi)的三相母線，其中間相受力最大，即式中，

—母線跨距(m)；—母線相間距(m)。

—母線形狀系數(shù)，當(dāng)母線相間距離遠大于母線截面周長時，

=1。母線通常每隔一定距離由絕緣瓷瓶自由支撐著。因此當(dāng)母線受電動力作用時，可以將母線看成一個多跨距載荷均勻分布的梁，當(dāng)跨距段在兩段以上時，其最大彎曲力矩為若只有兩段跨距時，則式中，

—

一個跨距長度母線所受的電動力（N）。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗?zāi)妇€材料在彎曲時最大相間計算應(yīng)力為式中，

—母線對垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)，又稱抗彎矩()，其值與母線截面形狀及布置方式有關(guān)。要想保證母線不致彎曲變形而遭到破壞，必須使母線的計算應(yīng)力不超過母線的允許應(yīng)力，即母線的動穩(wěn)定性校驗條件為式中，

—母線材料的允許應(yīng)力，對硬鋁母線

=69MPa；對硬銅母線

=137MPa。如果在校驗時，

，則必須采取措施減小母線的計算應(yīng)力，具體措施有：將母線由豎放改為平放；放大母線截面，但會使投資增加；限制短路電流值能使

大大減小，但須增設(shè)電抗器；增大相間距離

；減小母線跨距的尺寸

，此時可以根據(jù)母線材料最大允許應(yīng)力來確定絕緣瓷瓶之間最大允許跨距式中，

—單位長度母線上所受的電動力（N/m）4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗實際設(shè)計中，一般根據(jù)經(jīng)驗按其中一個原則選擇，再校驗其他原則。對于35kV及110kV高壓供電線路，其截面主要按照經(jīng)濟電流密度來選擇，按其他條件校驗；對10kV及以下高壓線路和低壓動力線路，通常按允許載流量選擇截面，再校驗電壓損失和機械強度；對低壓照明線路，因其對電壓要求較高，所以通常先按允許電壓損失選擇截面，再校驗其他條件。按此經(jīng)驗選擇，一般就能滿足要求。選擇導(dǎo)體截面時，要求在滿足上述6個原則的基礎(chǔ)上選擇其中最大的截面。導(dǎo)體截面選擇條件如下表所示：序號導(dǎo)體截面選擇條件導(dǎo)體類型架空裸線絕緣電線電纜硬母線1允許溫升√√√√2電壓損失√√√√3短路熱穩(wěn)定

√√√4短路動穩(wěn)定

√5機械強度√√

6經(jīng)濟電流密度√

√注：“√”表示適用，無標記則一般不用。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗例4-2如圖4-9所示，由10kV架空線路（線路間距為0.8m，水平排列且同截面）向兩個負荷點供電，要求電壓損失不得超過5%。當(dāng)?shù)刈顭崞骄罡邷囟葹?2℃。試選鋁絞線截面大小。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗例4-2如圖4-9所示，由10kV架空線路（線路間距為0.8m，水平排列且同截面）向兩個負荷點供電，要求電壓損失不得超過5%。當(dāng)?shù)刈顭崞骄罡邷囟葹?2℃。試選鋁絞線截面大小。4.1.3導(dǎo)體選擇原則與校驗例4-3已知某照明配電干線采用

型電纜，按允許溫升條件選擇的電纜截面積為

，線路末端短路電流為

，短路持續(xù)時間為0.1s，該電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)為

，試校驗該電纜是否滿足短路熱穩(wěn)定條件。例4-4

有一條用LJ型鋁絞線架設(shè)的長5km的35kV架空線路，計算負荷為4830kW，cos=0.7，Tmax=4800h，室外溫度25?C。試選擇其經(jīng)濟截面，并校驗其發(fā)熱條件和機械強度。4.2.1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備4.2電氣設(shè)備選擇的一般原則1.額定電壓高壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許最高工作電壓

不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓。一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓可達

，而實際電網(wǎng)的最高運行電壓

一般不超過

，因此在選擇電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即4.2.1按正常工作條件選擇電氣設(shè)備2.額定電流電氣設(shè)備的額定電流

是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許通過電流。

應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流

，即計算時有以下幾個應(yīng)注意的問題：（1）由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的

為發(fā)電機、調(diào)相機或變壓器的額定電流的1.5倍；（2）若變壓器有過負荷運行可能時，

應(yīng)按過負荷確定（

倍變壓器額定電流）；（3）母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的

；（4）出線回路的

除考慮正常負荷電流（包括線路損耗）外，還應(yīng)考慮事故時由其它回路轉(zhuǎn)移過來的負荷。4.2.2按短路情況校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性1.短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電氣設(shè)備時，電氣設(shè)備各部件溫度(或發(fā)熱效應(yīng))應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為：式中

—由生產(chǎn)廠給出的電氣設(shè)備在時間t秒內(nèi)的熱穩(wěn)定電流；

—短路穩(wěn)態(tài)電流值；

t—與

It

相對應(yīng)的時間；

—短路電流發(fā)熱的假想時間；

—后備保護動作時間，系統(tǒng)給出；

—開關(guān)開斷時間，產(chǎn)品數(shù)據(jù)。4.2.2按短路情況校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性2.電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機械效應(yīng)的能力，也稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為式中

、

—短路沖擊電流幅值及其有效值；

、

—電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：（1）用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不校驗熱穩(wěn)定。（2）采用限流熔斷器保護的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定。（3）裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗動、熱穩(wěn)定?；?.2.2按短路情況校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性3.開關(guān)電器開斷能力校驗斷路器和熔斷器等電氣設(shè)備，均擔(dān)負著切斷短路電流的任務(wù)，因此必須具備在通過最大短路電流時能夠?qū)⑵淇煽壳袛嗟哪芰Γ词街校?/p>

—制造廠提供的最大開斷電流和開斷容量；—短路發(fā)生后0.2s時的三相短路電流和三相短路容量。4.2.3電氣設(shè)備的選擇與校驗項目1.高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗項目由于各種高壓電氣設(shè)備具有不同的性能特點，選擇與校驗條件不盡相同，高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗項目見下表：設(shè)備名稱額定電壓額定電流開斷能力短路電流校驗環(huán)境條件其它動穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器√√√○○○操作性能負荷開關(guān)√√√○○○操作性能隔離開關(guān)√√

○○○操作性能熔斷器√√√

○上、下級間配合電流互感器√√

○○○

電壓互感器√

○二次負荷、準確等級支柱絕緣字√

○

○二次負荷、準確等級穿墻套管√√

○○○

母線

√

○○○

電纜√√

○○注：表中“√”為選擇項目，“○”為校驗項目。4.2.3電氣設(shè)備的選擇與校驗項目2.低壓電氣設(shè)備的選擇與校驗項目低壓電氣設(shè)備的選擇與高壓電氣設(shè)備的選擇一樣，必須滿足正常運行條件下和短路故障條件下的工作要求；同時，設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。選擇低壓一次設(shè)備時，應(yīng)校驗的項目如下表所列。校驗項目設(shè)備名稱電壓(kV)電流(A)斷流能力(kA)短路電流校驗動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度低壓熔斷器√√√

低壓刀開關(guān)√√√○○低壓負荷開關(guān)√√√○○低壓斷路器√√√○○注：表中“√”為選擇項目，“○”為校驗項目。4.3高壓電氣設(shè)備與選擇4.3.1高壓斷路器（QF）作用：通斷正常負荷電流，能承受一定時間的短路電流，并能在保護裝置的作用下自動跳閘，切除短路電流，起到保護作用，是開關(guān)電器中功能最全面的一種電器。因此它對電力系統(tǒng)的安全、可靠運行起著極為重要的作用。分類：根據(jù)高壓斷路器采用的滅弧介質(zhì)不同，可以分為油斷路器、六氟化硫（SF6）斷路器、真空斷路器、壓縮空氣斷路器和磁吹斷路器等。高壓斷路器型號的含義4.3.1高壓斷路器（QF）1.油斷路器分類：油斷路器根據(jù)油量的多少，分為多油斷路器（不常用）和少油斷路器。少油斷路器使用注意事項：（1）少油斷路器的裝油量不宜過多或過少，否則將引起爆炸危險，必須保持標準水平；（2）少油斷路器在分、合大電流一定次數(shù)后，油質(zhì)劣化，絕緣強度降低，必須更換新油。特別是分斷短路故障時，一般就要檢查油質(zhì)，勤于換油。因此，少油斷路器不適用于大電流頻繁操作。1-鉛帽；2-上接線端子；3-油桿；4-絕緣筒；5-下接線端子；6-基座；7-主軸；8-框架；9-斷路彈簧SN10-10型高壓少油斷路器1—鋁帽2—油氣分離器

3—上接線端子4—油桿5—插座式靜觸頭6—滅弧室

7—動觸頭（導(dǎo)電桿）8—中間滾動觸頭9—下接線端子10—轉(zhuǎn)軸11—拐臂12—基座13—下支柱絕緣子14—上支柱絕緣子15—斷路彈簧16—絕緣筒17—逆止閥

18—絕緣油

SN10-10型高壓少油斷路器的一相油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.3.1高壓斷路器（QF）2.真空斷路器真空斷路器是利用“真空”（氣壓為10-2Pa~10-6Pa）滅弧的一種斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。由于真空中不存在氣體游離的問題，所以這種斷路器的觸頭斷開時很難發(fā)生電弧。所謂“真空”不是絕對的真空，實際上能在觸頭斷開時因高電場發(fā)射和熱電發(fā)射產(chǎn)生一點電弧，這種電弧稱之為“真空電弧”，它能在電流第一次過零時熄滅，因此燃弧時間很短，而且不致產(chǎn)生很高的過電壓。優(yōu)點：體積小、重量輕、動作快、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、噪音和震動小、防火、防爆、安全可靠，檢修及維護方便等。ZW10-12系列戶外高壓真空斷路器

ZN28-12T/630-20系列戶內(nèi)高壓真空斷路器4.3.1高壓斷路器（QF）3.六氟化硫斷路器六氟化硫（SF6）斷路器是利用SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。SF6氣體是目前所知道的優(yōu)于其它滅弧介質(zhì)的最為理想的絕緣和滅弧介質(zhì)。它是一種無色、無味、無毒且不易燃的惰性氣體，在150℃以下時，化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定。但它在電弧高溫作用下會分解出氟（F2），而氟具有較強的腐蝕性和毒性，因此這種斷路器的觸頭一般都設(shè)計成具有自動凈化的作用。特點：斷流能力強，滅弧速度快，電絕緣性能好，不易燃易爆，因此主要用于需頻繁操作及有易燃易爆危險的場所，特別是用于全封閉式組合電器中。但要求加工的精度高，密封性能好，所以制造成本高，價格昂貴。

六氟化硫（SF6）斷路器4.3.1高壓斷路器（QF）高壓斷路器的選擇及校驗：高壓斷路器選擇及校驗條件除額定電壓、額定電流、熱穩(wěn)定、斷流容量、動穩(wěn)定校驗外，還應(yīng)注意斷路器種類和型式的選擇。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點、環(huán)境和使用條件等要求選擇其種類和型式。高壓斷路器操動機構(gòu)的選擇：一般電磁式操動機構(gòu)需配專用的直流合閘電源，但其結(jié)構(gòu)簡單可靠；彈簧式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)整要求較高；液壓操動機構(gòu)加工精度要求較高。操動機構(gòu)的型式，可根據(jù)安裝調(diào)試方便和運行可靠性進行選擇。4.3.1高壓斷路器（QF）例4-5某工廠有功計算負荷為5000kW，功率因數(shù)為0.8，該廠計劃在10kV配電所進線上安裝一高壓斷路器，其主保護動作時間為1.3s，斷路器斷路時間為0.2s，10kV母線上短路電流有效值為32kA，試選高壓斷路器的型號規(guī)格。4.3.2高壓負荷開關(guān)（QL）作用：能夠通斷一定的負荷電流和過負荷電流。但不能斷開短路電流，所以通常與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進行短路保護。負荷開關(guān)在構(gòu)造上除滅弧裝置外很像隔離開關(guān)，有明顯可見的斷開點，具有隔離電源、保證安全檢修的作用。特點及用途：結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸較小，價格較低，常在容量不大或不重要的饋電線路中用作電源開關(guān)設(shè)備，可以安裝在配電變壓器的高壓側(cè)，也可以用于配電線路上。選擇依據(jù)：按照環(huán)境條件、額定電壓、額定電流、熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定進行具體選型。高壓負荷開關(guān)型號的含義1-主軸；2-上絕緣子；3-連桿；4-下絕緣子；5-框架；6-高壓熔斷器；7-下觸座；8-動觸片；9-弧動觸頭；10-滅弧觸頭（內(nèi)有靜觸頭）；11-主靜觸頭；12-上觸座；13-斷路彈簧；14-絕緣拉桿；15-熱脫扣器FN3-10RT型高壓負荷開關(guān)4.3.3高壓隔離開關(guān)（QS）作用：有電壓無負荷的情況下分斷與關(guān)合電路，保證高壓裝置中檢修工作的安全。注意事項：在運行中必須嚴格遵守“倒閘操作”的規(guī)定，即：隔離開關(guān)多與斷路器配合使用。合閘送電時，應(yīng)首先合上隔離開關(guān)，然后合上斷路器，分閘斷電時，應(yīng)首先斷開斷路器，然后再拉開隔離開關(guān)。分類：按其裝置可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種；按極數(shù)可分為單極和三極兩種。選擇依據(jù)：一般先按環(huán)境條件（戶內(nèi)、戶外）選擇其類型，然后再按額定電壓、額定電流、短路電流動、熱穩(wěn)定性進行具體選型。選擇高壓隔離開關(guān)時可不考慮其斷流容量。高壓負荷開關(guān)型號的含義1-上接線端子；2-靜觸頭；3-閘刀；4-套管絕緣子；5-下接線端子；6-框架；7-轉(zhuǎn)軸；8-拐臂；9-升降絕緣子；10-支柱絕緣子GN8-10/600型高壓隔離開關(guān)4.3.3高壓隔離開關(guān)（QS）例4-6試選擇變壓器10kV側(cè)斷路器QF和隔離開關(guān)QS，已知三相短路電流為

，繼電保護動作時間

，擬采用快速開斷的高壓斷路器，其全分斷時間為

，采用彈簧操作機構(gòu)。

ZN12-10/1250-25型號的高壓斷路器、GN68-6T/600型號的隔離開關(guān)主要技術(shù)數(shù)據(jù)4.3.4高壓熔斷器（FU）作用：當(dāng)所在電路的電流超過給定值一定時間后使其熔體熔化而分斷電流，斷開電路的一種保護電器。主要作用是對電路及電路設(shè)備進行過負荷和短路保護分類：按其裝置可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種，我國目前生產(chǎn)的用于戶內(nèi)的高壓熔斷器有RN1、RN2系列：用于戶外的有RW4、RWI0(F)系列。選擇依據(jù)：一般先按使用環(huán)境選擇其類型，然后再按額定電壓、額定電流、斷流容量進行具體選擇型號，可不必進行短路電流動、熱穩(wěn)定性校驗。高壓熔斷器型號的含義RN1、RN2型高壓熔斷器1-瓷熔管；2-金屬管帽；3-彈性觸座；4-熔斷指示器；5-接線端子；6-瓷絕緣子；7-底座RN1、RN2型高壓熔斷器4.3.5高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套的配電裝置，柜內(nèi)安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、保護電器、監(jiān)測儀表和母線、絕緣子等。作用：在發(fā)電廠及變配電所中作為控制和保護發(fā)電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓交流電動機的啟動和保護之用分類：高壓開關(guān)柜有固定式和手車式兩大類。選擇依據(jù)：首先按照變、配電所一次電路圖的要求進行方案的選擇，然后進行技術(shù)經(jīng)濟比較得出最優(yōu)方案。XGN2-10型固定式金屬封閉型開關(guān)柜JYN2-10型手車式開關(guān)柜4.4互感器及其選擇互感器是一種特殊的變壓器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用來向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。互感器分為電流互感器和電壓互感器。電流互感器的文字符號為TA，簡稱CT；電壓互感器的文字符號為TV，簡稱PT?；ジ衅髯饔?/p>

將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷汉托‰娏鳎箿y量儀表和保護裝置標準化、小型化。

使二次設(shè)備與高電壓隔離，且互感器的二次側(cè)均接地，從而保證設(shè)備和人身的安全。4.4.2電壓互感器1.基本結(jié)構(gòu)原理和接線電壓互感器工作時二次繞組接近于空載狀態(tài)。二次繞組的額定電壓一般為100V。也就是用一只l00V的電壓表通過某一電壓互感器可以測量任意高的電壓。電壓互感器的一次電壓Ul與二次電壓U2之間有如下關(guān)系：式中

—電壓互感器的額定變壓比；

—電壓互感器的一次和二次繞組匝數(shù)。電壓互感器型號的含義1-一次接線端子；2-高壓絕緣套管；3-一、二次繞組、環(huán)氧樹脂澆注；4-鐵心（殼式）；5-二次接線端子JDZJ-10型電壓互感器4.4.2電壓互感器一個單相電壓互感器的接線

兩個單相的電壓互感器接成V/V形，供儀表、繼電器接于三相三線制電路的各個線電壓。它廣泛地應(yīng)用在6~10kV的高壓配電裝置中。三個單相的電壓互感器接成Y0/Y0形，供電給要求線電壓的儀表、繼電器及接相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。三個單相三繞組或一個三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y0/Y0/△（開口三角形）接線，接成Y0的二次繞組，供電給需線電壓的儀表、繼電器及作為絕緣監(jiān)視的電壓表，接成△（開口三角形）的輔助二次繞組接電壓繼電器。一次電壓正常工作時，由于三個相電壓對稱，因此開口三角形兩端的電壓接近于零。當(dāng)某一相接地時，開口三角形兩端將出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動作，發(fā)出信號。4.4.2電壓互感器一個單相電壓互感器一個單相電壓互感器三個單相接成Y0/Y0形三個單相三繞組或一個三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y0/Y0/△（開口三角形）4.4.2電壓互感器2.電壓互感器使用注意事項（1）電壓互感器在工作時其二次側(cè)不得短路。因為電壓互感器一、二次側(cè)都是在并聯(lián)狀態(tài)下工作的，如發(fā)生短路，將產(chǎn)生很大的短路電流，有可能燒毀互感器，甚至影響一次電路的安全運行。所以電壓互感器的一、二次側(cè)都必須裝設(shè)熔斷器作為短路保護。（2）電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地?；ジ衅鞫蝹?cè)一端接地是為了防止其一、二次繞組間絕緣擊穿時，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。（3）電壓互感器在連接時，必須注意其端子的極性。單相電壓互感器的一次繞組端子標以A、X，二次繞組端子標a、x，端子A與a，X與x各為對應(yīng)的“同極性端”。三相電壓互感器按照相序一次繞組端子分別標以A、X、B、Y、C、Z，二次繞組端子分別標以a、x、b、y、c、z，端子A與a、B與b、C與c、X與x、Y與y、Z與z各為對應(yīng)的同極性端。4.4.2電壓互感器3.電壓互感器的選擇（1）電壓互感器一次回路額定電壓選擇：為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電力網(wǎng)電壓應(yīng)在()范圍內(nèi)變動，即滿足下列條件：式中

，

—電壓互感器一次側(cè)額定電壓。選擇時，滿足

即可。（2）電壓互感器二次側(cè)額定電壓的選擇：電壓互感器二次側(cè)額定線間電壓為100V，要和所接用的儀表或繼電器相適應(yīng)。（3）電壓互感器種類和型式的選擇：電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點和使用條件進行選擇。4.4.2電壓互感器3.電壓互感器的選擇（4）準確級選擇：和電流互感器一樣，供功率測量、電能測量以及功率方向保護用的電壓互感器應(yīng)選擇0.5級或1級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級電壓互感器為宜。（5）按準確級和額定二次容量選擇：首先根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器接線方式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所接儀表的準確級和容量選擇互感器的準確級額定容量。電壓互感器的額定二次容量

（對應(yīng)于所要求的準確級），應(yīng)不小于電壓互感器的二次負荷

，即式中，

、

、

—各儀表的視在功率、有功功率和無功功率。

—各儀表的功率因數(shù)。4.4.3電流互感器1.基本結(jié)構(gòu)原理和接線電流互感器是由閉合的鐵芯和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中。因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器的一次電流I1與二次電流I2有以下關(guān)系：式中

—電流互感器的額定變流比；

—電流互感器的一次和二次繞組匝數(shù)。4.4.3電流互感器電流互感器型號的含義1—一次接線端子；2—一次繞組（樹脂澆注）；3—二次接線端子；4—鐵心；5—二次繞組；6—警告牌（上寫“二次側(cè)不得開路”等字樣）LQJ-10型電流互感器

1—名牌；2—一次母線穿孔；3—鐵心；4—外繞二次繞組，樹脂澆注安裝版；5—二次接線端子LMZJ1-10型電流互感器4.4.3電流互感器2.電流互感器使用注意事項（1）電流互感器在工作時其二次側(cè)不得開路。因為電流互感器在正常工作時的二次負荷很小，所以基本接近于短路狀態(tài)。當(dāng)二次側(cè)開路時，一次電流全部成為磁化電流，則勵磁磁動勢劇增，造成鐵芯過度飽和磁化，發(fā)熱嚴重乃至燒毀線圈，且磁路過度飽和磁化后，使誤差增大，降低了準確度。同時，由于電流互感器二次繞組匝數(shù)遠比一次繞組多，所以可感應(yīng)出危險的高電壓，危及人身和設(shè)備安全。（2）電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地?；ジ衅鞫蝹?cè)一端接地是為了防止其一、二次繞組間絕緣擊穿時，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。（3）電流互感器在連接時，必須注意其端子的極性。按規(guī)定，一次繞組端子標以L1，L2，二次繞組端子標以K1，K2，L1與K1為同名端，L2與K2為同名端。由于電流互感器二次繞組的電流為感應(yīng)電動勢所產(chǎn)生，所以該電流在繞組中的流向應(yīng)為從低電位到高電位。若一次電流I1從L1流向L2，則二次電流I2應(yīng)從K2流向K1。4.4.3電流互感器3.電流互感器的選擇（1）電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇：電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇應(yīng)滿足：式中

，

、

—電流互感器一次額定電壓和電流。（2）二次額定電流的選擇：電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種，一般強電系統(tǒng)用5A，弱電系統(tǒng)用1A。（3）電流互感器種類和型式的選擇：在選擇互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點(如屋內(nèi)、屋外)和安裝方式(如穿墻式、支持式、裝入式等)選擇相適應(yīng)的類別和型式。選用母線型電流互感器時，應(yīng)注意校核窗口尺寸。4.4.3電流互感器（4）電流互感器準確級的選擇：為保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。（5）二次容量或二次負載的校驗：為了保證互感器的準確級，互感器二次側(cè)所接實際負載

或所消耗的實際容量荷

應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的額定負載

或額定容量

（

及

均可從產(chǎn)品樣本查到），即或式中，

、

——電流互感器二次回路中所接儀表內(nèi)阻的總和與所接繼電器內(nèi)阻的總和，可由產(chǎn)品樣本中查得；

——電流互感器二次聯(lián)接導(dǎo)體的電阻；

——電流互感器二次連線的接觸電阻，一般取為0.1Ω。整理得：因為

，所以式中A，

—電流互感器二次回路連接導(dǎo)體截面積（mm2）及計算長度（mm）。4.4.3電流互感器（6）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗

1）電流互感器的熱穩(wěn)定校驗只對本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進行。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的一次額定電流

的倍數(shù)

來表示，故熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗式中，

、

——由生產(chǎn)廠給出的電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)及一次側(cè)額定電流；

、

——短路穩(wěn)態(tài)電流值及熱效應(yīng)等值計算時間。2）電流互感器內(nèi)部動穩(wěn)定能力，常以允許通過的一次額定電流最大值的倍數(shù)一動穩(wěn)定電流倍數(shù)

表示，故內(nèi)部動穩(wěn)定可用下式校驗式中，

、

——由生產(chǎn)廠給出的電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)及一次側(cè)額定電流；

——故障時可能通過電流互感器的最大三相短路電流沖擊值。4.5低壓電氣設(shè)備與選擇4.5.1低壓刀閘開關(guān)（QK）分類：按操作方式分為單投和雙投兩種；按極數(shù)分為單極、雙極和三極三種；按滅弧結(jié)構(gòu)分為不帶滅弧罩的和帶滅弧罩的兩種。選擇依據(jù)：按額定電壓、額定電流、斷流容量進行選擇。一般情況下，可不校驗短路電流動、熱穩(wěn)定性。低壓刀開關(guān)型號的含義HD13型刀開關(guān)1-上接線端子；2-滅弧罩；3-閘刀；4-底座；5-下接線端子；6-主軸；7-靜觸頭；8-連桿；9-操作手柄4.5.2低壓熔斷器作用：主要實現(xiàn)對低壓系統(tǒng)的短路保護，有的也能實現(xiàn)過負荷保護。分類：低壓熔斷器的類型很多，有插入式（RC）、螺旋式（RL）、無填料密閉管式（RM）、有填料密閉管式（RT）、新發(fā)展起來的RZ型自復(fù)式熔斷器，以及引進技術(shù)生產(chǎn)的有填料管式gF、aM系