箱体采用1.5-2.0MM板材经折弯满焊成形，配门板，安装板，背面可挂墙或落地使用，配IP66测试报告
工艺特点：1.箱门可单开或双开，打开角度可达130度。2.箱边Ｕ型槽设计，防水防尘，门板内边聚氨脂发泡胶条，可达IP66.3.优质不锈钢板：门板1.5-2.0MM，箱体1.2-1.5-2.0MM，安装板2.0-2.5(镀锌、烤漆)4.配孔的安装嵌条垂直焊接在门内两边，可更快、更好地将线缆管道安装，及进一步加强门板强度。5.底部凸台盖板进出线缆，并配有密封圈。顶部水平顶或配防雨盖。6.箱体背板配有安装挂壁孔，及安装挂件。内配有镀锌安装板。7.表面经过脱脂,酸洗,仿锈磷化,清洗,静电喷涂,户内/外两性能，根据客户使用环境确定。技术图纸：常用规格：订购号高度宽度深度安装板高A安装板宽B箱体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特殊要求可定做
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供配电知识
祝同学们国庆节快乐，学习进步！ 祝同学们国庆节快乐，学习进步！国 庆第2章 供配电系统的常用电气设备§2.1 概 述 §2.2 电力变压器 §2.3 互感器 §2.4 熔断器 §2.5 高压开关设备 §2.6 低压开关设备 §2.7 避雷器 §2.8 成套配电装置 小结§2.1 概 述 2.1.1 电气设备的定义 供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备， 供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备， 包括发电机、变压器、控制电器、保护设备、测量仪表、 包括发电机、变压器、控制电器、保护设备、测量仪表、线路器材和用电设 如电动机、照明用具） 备（如电动机、照明用具）等。 2.1.2 电气设备的分类 1. 按电压等级分 （1）高压设备 交流50Hz 额定电压1200V 50Hz、 1200V以上 交流50Hz、额定电压1200V以上 直流、额定电压V以上 直流、额定电压1500V以上 （2）低压设备 交流50Hz 额定电压1200V 50Hz、 1200V及以下 交流50Hz、额定电压1200V及以下 直流、额定电压V及以下 直流、额定电压1500V及以下 2．按设备所属回路分 ． （1） 一次回路及一次设备 ） 供配电系统中用于传输、 一次回路 供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路 一次设备或一次电器 设置在一次回路中的电气设备 （2） 二次回路及二次设备 ） 指用来控制、指示、 二次回路 指用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路 设置在二次回路中的电气设备。 二次设备或二次电器 设置在二次回路中的电气设备。§2.1 概 述 3．按在一次电路中的功能分 ． （1）变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设 ） 如变压器、互感器等。 备，如变压器、互感器等。 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、 （2）控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电 ） 气设备，如高低压断路器、开关等。 气设备，如高低压断路器、开关等。 （3）保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气 ） 设备，如熔断器、避雷器等。 设备，如熔断器、避雷器等。 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备， （4）补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备， ） 如并联电容器等。 如并联电容器等。 装置) （5）成套设备 装置 按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设 ）成套设备(装置 按一次电路接线方案的要求， 备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压开关柜、 备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压开关柜、低 压配电屏、动力和照明配电箱等。 压配电屏、动力和照明配电箱等。§2.3 电力变压器 2.3.1 概述 电力变压器（文字符号为T或 电力变压器（文字符号为 或TM） ） 三相变压器额定容量在5KV?A及以上，单相的在 及以上， 三相变压器额定容量在 及以上 单相的在1KV?A及以上的输变 及以上的输变 电用变压器，均称为电力变压器。 电用变压器，均称为电力变压器。它是供配电系统中最关键的一次设 主要用于公用电网和工业电网中， 备，主要用于公用电网和工业电网中，将某一给定电压值的电能转变 为所要求的另一电压值的电能，以利于电能的合理输送、分配和使用。 为所要求的另一电压值的电能，以利于电能的合理输送、分配和使用。§2.3.2 电力变压器的分类及特点 1. 按功能分 在远距离输配电系统中， （1）升压变压器 在远距离输配电系统中，用来把较低电压升高为较高的电 ） 压级。 压级。 直接供电给各类用户的终端变电所，采用降压变压器。 （2）降压变压器 直接供电给各类用户的终端变电所，采用降压变压器。 ） 2．按相数分 ． 单相变压器一般供小容量的单相设备专用； （1）单相变压器 单相变压器一般供小容量的单相设备专用； ） 三相变压器广泛用于供配电系统的变电所中； （2）三相变压器 三相变压器广泛用于供配电系统的变电所中； ） 3．按绕组导体的材质分 ． 铜绕组变压器的损耗更低， （1）铜绕组变压器 铜绕组变压器的损耗更低，所以尤其是大容量的铜绕组 ） 变压器已得到更为广泛的应用 （2）铝绕组变压器 ） 4．按绕组型式分 ． 用于变换一个电压的场所； （1）双绕组变压器 用于变换一个电压的场所； ） 用于需两个电压的场所，它有一个一次绕组， （2）三绕组变压器 用于需两个电压的场所，它有一个一次绕组，两个二次 ） 绕组； 绕组； 大多用在实验室中作调压用； （2）自耦式变压器 大多用在实验室中作调压用； ）§2.3.2 电力变压器的分类及特点 5． 按容量系列分，用 R10系列来确定变压器的容量，即按 ． 按容量系列分， 系列来确定变压器的容量， 系列来确定变压器的容量 即按R10==1.26的倍 的倍 数递增，常用的有100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、 数递增，常用的有 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、、 KV?A等。 、 、 、 、 、 等 容量在500KV?A以下的变压器； 以下的变压器； （1）小型变压器 容量在 ） 以下的变压器 容量在630～6300KV?A之间的变压器； 之间的变压器； （2）中型变压器 容量在 ） ～ 之间的变压器 容量在8000 KV?A以上的的变压器； 以上的的变压器； （3）大型变压器 容量在 ） 以上的的变压器 6．按电压调节方式分 ． 一般用于对电压水平要求不高的场所，特别是10KV （1）无载调压变压器 一般用于对电压水平要求不高的场所，特别是 ） 及以下的配电变压器； 及以下的配电变压器； （2）有载调压变压器 在10KV以上的电力系统和对电压水平要求较高的场 ） 以上的电力系统和对电压水平要求较高的场 所主要采用有载调压变压器； 所主要采用有载调压变压器； 7．按安装地点分 ． （1）户内式 ） （2）户外式 ）§2.3.2 电力变压器的分类及特点 8．按冷却方式和绕组绝缘分 ． 油浸自冷式、油浸风冷式、 （1）油浸式 油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方 ） 式 特点：绝缘和散热性能好，价格较低，便于检修； 特点：绝缘和散热性能好，价格较低，便于检修；油的可燃性使其不便用 于易燃易爆和安全要求较高的场合。 于易燃易爆和安全要求较高的场合。 1）自冷式 普通的中小容量的变压器采用； 普通的中小容量的变压器采用； ） 2）水冷式和强迫油循环冷却方式 大容量的油浸式变压器采用； 大容量的油浸式变压器采用； ） 3）风冷式 用通风机来加强变压器的散热冷却。一般用于大容量变压器 用通风机来加强变压器的散热冷却。 ） 及以上） （2000KV?A及以上）和散热条件较差的场所。 及以上 和散热条件较差的场所。 浇注式、开启式、 （2）干式 浇注式、开启式、封闭式 ） 特点：结构简单，体积小，重量轻，防火、防尘、防潮，价格贵， 特点：结构简单，体积小，重量轻，防火、防尘、防潮，价格贵，用在安 全防火要求较高的场所，如大型建筑物内的变电所、 全防火要求较高的场所，如大型建筑物内的变电所、地下变电所和矿井内 变电所。 变电所。 （3）充气式（SF6） 利用充填的气体进行绝缘和散热的变压器 ）充气式（ ） 特点：电气性能优良，用于安全防火要求较高的场所， 特点：电气性能优良，用于安全防火要求较高的场所，并常与其他充气电 器配合，组成成套装置。 器配合，组成成套装置。§2.3.2 电力变压器的分类及特点 9．按用途分 ． （1）普通变压器 ） （2）防雷变压器 ） （3）配电变压器 6～10kV／0.4kV的变压器 ） ～ ／ 的变压器 （4）主变压器 安装在总降压变电所的变压器 ） 2.3.3 电力变压器的结构 1. 变压器的基本结构 （1）电路部分： 一次绕组 与系统电路和电源连接 ）电路部分： 的绕组 二次绕组 与负载连接的绕组 （2）磁路部分： 变压器的铁心（表面涂有绝缘漆 ）磁路部分： 变压器的铁心（ 膜的硅钢片交错叠成铁心） 膜的硅钢片交错叠成铁心） ― 由铁轭和铁心柱组成§ 2.3.3 电力变压器的结构 2．常用三相油浸式电力变压器 ． 如图2-7所示 如图 所示 图2-7 三相油浸式电力变压器 的结构 1―信号温度计 2―铭牌 3―吸 信号温度计 铭牌 吸 油枕(储油柜 湿器 4―油枕 储油柜 5―油位 油枕 储油柜) 油位 指示器 6―防爆管 7―瓦斯继电器 8－ 防爆管 瓦斯继电器 － 高压套管 9―低压套管 10―分 低压套管 分 接开关 11―油箱及散热油管 12―铁心 油箱及散热油管 铁心 13―绕组及绝缘 14―放油阀 绕组及绝缘 放油阀 15―小车 16―接地端子 小车 接地端子§ 2.3.3 电力变压器的结构 箱体、箱盖、散热装置、 （1）油箱 箱体、箱盖、散热装置、放油阀 ） 1）箱体 箱体内有绕组、铁心和变压器的油： 箱体内有绕组、铁心和变压器的油： ） 既有循环冷却和散热作用，又有绝缘作用； 变压器油 既有循环冷却和散热作用，又有绝缘作用； 绕组与箱体(箱壁 箱底)有一定的距离 由油箱内的油绝缘。 箱壁、 有一定的距离， 绕组与箱体 箱壁、箱底 有一定的距离，由油箱内的油绝缘。 2）油箱的四种结构： ）油箱的四种结构： 散热管的管内两端与箱体内相通，油受热后， ①散热管油箱 散热管的管内两端与箱体内相通，油受热后，经散热管上端 口流人管体，冷却后经下端口又流回箱内，形成循环，用于1600KV?A及以 口流人管体，冷却后经下端口又流回箱内，形成循环，用于 及以 下的变压器。 下的变压器。 用于2000KV?A以上的变压器。 以上的变压器。 ②带有散热器的油箱 用于 以上的变压器 ③平顶油箱 波纹油箱（瓦楞型油箱） ④波纹油箱（瓦楞型油箱） (2) 高低压套管 套管为瓷质绝缘管，内有导体，用于变压器一、 套管为瓷质绝缘管，内有导体，用于变压器一、二次绕组接入和引出端的 固定和绝缘。 固定和绝缘。 （3）瓦斯继电器 ） 容量在800KV?A及以上的油浸式变压器、户内式的变压器容量在 及以上的油浸式变压器、 容量在 及以上的油浸式变压器 户内式的变压器容量在400KV?A 及以上安装；其作用是在变压器油箱内部发生故障时进行瓦斯保护。 及以上安装；其作用是在变压器油箱内部发生故障时进行瓦斯保护。§ 2.3.3 电力变压器的结构 (4) 储油柜（油枕） 内储有一定的油 储油柜（油枕） 1）作用：补充变压器因油箱渗油和油温变化造成的油量下降，当变压器 ）作用：补充变压器因油箱渗油和油温变化造成的油量下降， 油发生热胀冷缩时保持与周围大气压力的平衡 2）储油柜附件： ）储油柜附件： 与油枕内油面上方空间相连通， 吸湿器 与油枕内油面上方空间相连通，能够吸收进入变压器的空气中 的水分，以保证油的绝缘强度。 的水分，以保证油的绝缘强度。 （5）防爆管 ） 作用： 防止油箱发生爆炸事故。当油箱内部发生严重的短路故障时， 作用： 防止油箱发生爆炸事故。当油箱内部发生严重的短路故障时， 油的急剧分解产生大量的瓦斯气体， 油的急剧分解产生大量的瓦斯气体，导致油箱内部压力剧增从而使防爆管 的出口处玻璃会自行破裂，释放压力，并使油流向一定方向喷出。 的出口处玻璃会自行破裂，释放压力，并使油流向一定方向喷出。 （6）分接开关 ） 作用： 用于改变变压器的绕组匝数以调节变压器的输出电压。 作用： 用于改变变压器的绕组匝数以调节变压器的输出电压。§ 2.3.3 电力变压器的结构 3．环氧树脂浇注的三相干式变压器（树脂绝缘干式变压器） ．环氧树脂浇注的三相干式变压器（树脂绝缘干式变压器） 为环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构图。 图2-8为环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构图。 为环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构图图2-8 环氧树脂浇注绝缘的三 相干式电力变压器 1－高压出线套管和接线端子 － 2－吊环 3－上夹件 4－低压 － － － 出线接线端子 5－铭牌 － 6－环氧树脂浇注绝缘绕组 7 － －上下夹件拉杆 8－警示标 － 牌 9－铁心 10－下夹件 － － 11－小车 12－三相高压绕组 － － 间的连接导体 13－高压分接 － 头连接片§ 2.3.3 电力变压器的结构 （1）结构特点： ）结构特点： 1）高低压绕组各自用环氧树脂浇注，并同轴套在铁心柱上； ）高低压绕组各自用环氧树脂浇注，并同轴套在铁心柱上； 2）高低压绕组间有冷却气道，使绕组散热； ）高低压绕组间有冷却气道，使绕组散热； 3）三相绕组间的连线也由环氧树脂浇注而成，使所有带电部分都不暴露在外。 ）三相绕组间的连线也由环氧树脂浇注而成，使所有带电部分都不暴露在外。 （2）容量 30KV?A到几千 ） 到几千KV?A，最高可达上万KV?A。 ，最高可达上万 。 到几千 （3） 高压侧电压有6、10、35KV； ） 高压侧电压有 、 、 ； 低压侧电压为230/400V。 低压侧电压为 。 注：我国生产的干式变压器有SC系列和 系列等。 我国生产的干式变压器有 系列和SG系列等。 系列和 系列等2.3.4 三相电力变压器的联结组别 电力变压器的联结组别定义： 变压器一、 电力变压器的联结组别定义： 变压器一、二次绕组采用的联结方式的 类型及相应的一、二次侧对应线电压的相位关系。 类型及相应的一、二次侧对应线电压的相位关系。 常用的联结组别： 常用的联结组别： Yyn0、Dyn11、Yzn11、Yd11、YNd11 。 、 、 、 、§ 2.3.4 三相电力变压器的联结组别 1. 配电变压器的联结组别 联结组别的示意图如图2-9所示 （1）Yyn0联结组别的示意图如图 所示 ） 联结组别的示意图如图 变压器Yyn0联 图2-9 变压器 联 结组别 a) 一、二次绕组接线 b) 一、二次电压相量 c) 钟表表示 一次线电压和对应二 次线电压的相位关系 如同时钟在零点（ 如同时钟在零点（12 点）时时针与分针的 位置一样。 图中一、 位置一样。（图中一、 二次绕组上标 “?”的 的 端子为对应“同名 端”，即“同极性 端”）§ 2.3.4 三相电力变压器的联结组别 Yyn0联结组别的一次绕组采用星形联结，二次绕组为带中性线的星形联 联结组别的一次绕组采用星形联结， 联结组别的一次绕组采用星形联结 结 1）特点 ①线路中可能有的 线路中可能有的3n(n=1、2、3…)次谐波电流会注入公共的高 ） 、 、 次谐波电流会注入公共的高 压电网中 中性线的电流规定不能超过相线电流的25％ ②中性线的电流规定不能超过相线电流的 ％ 变压器一次绕组的绝缘强度要求较低（ 比较）， ③变压器一次绕组的绝缘强度要求较低（与Dyn11比较），因而造价比 比较），因而造价比 Dyn11型的稍低。 型的稍低。 型的稍低 2）使用 ①负荷严重不平衡或 次谐波比较突出的场合不宜采用这种联 负荷严重不平衡或3n次谐波比较突出的场合不宜采用这种联 ） 结 ②在TN和TT系统中由单相不平衡电流引起的中性线电流不超过二次绕 和 系统中由单相不平衡电流引起的中性线电流不超过二次绕 组额定电流的25%、且任一相的电流在满载都不超过额定电流时可选用 组额定电流的 、§ 2.3.4 三相电力变压器的联结组别 联结组别的示意图如图2-10所示，其一次线电压和对应二次线电压 所示， （2）Dyn11联结组别的示意图如图 ） 联结组别的示意图如图 所示 的相位关系如同时钟在11点时时针与分针的位置一样。 的相位关系如同时钟在 点时时针与分针的位置一样。 点时时针与分针的位置一样图2-10变压器 变压器 Dyn11联结组 联结组 别 一、二次绕组接线 b) 一、二次电 压相量 c) 钟 表表示§ 2.3.4 三相电力变压器的联结组别 其一次绕组为三角形联结， 其一次绕组为三角形联结，二次绕组为带中性线的星形联结 1）特点 ①抑制高次谐波 3n次谐波电流在其三角形的一次绕组中形 ） 次谐波电流在其三角形的一次绕组中形 成环流， 成环流，不致注入公共电网 承受单相不平衡电流的能力远远大于Yyn0联结组别的变压器 按规 ②承受单相不平衡电流的能力远远大于 联结组别的变压器 中性线电流容许达到相电流的75% 定，中性线电流容许达到相电流的 2）使用 对于现代供电系统中单相负荷急剧增加的情况，尤其在 和 对于现代供电系统中单相负荷急剧增加的情况，尤其在TN和 ） TT系统中，Dyn11联结的变压器得到大力的推广和应用。 系统中， 联结的变压器得到大力的推广和应用。 系统中 联结的变压器得到大力的推广和应用§ 2.3.4 三相电力变压器的联结组别 2．防雷变压器的联结组别 ． 防雷变压器通常采用Yzn11联结组别，如图 联结组别， 所示。 防雷变压器通常采用 联结组别 如图2-11所示。 所示变压器Yzn11联 图2-11 变压器 联 结组别 a) 一、二次绕组接线 b) 一、二次电压相量§ 2.3.4 三相电力变压器的联结组别 其一次绕组采用星形联结，二次绕组分成两个匝数相同的绕组， 其一次绕组采用星形联结，二次绕组分成两个匝数相同的绕组，采用曲折形 （Z）联结， ）联结， 特点① 在同一铁心柱上的两半个绕组的电流正好相反， 特点①有利于防雷 在同一铁心柱上的两半个绕组的电流正好相反，使磁动势 相互抵消。因此如果雷电过电压沿二次侧线路侵入时， 相互抵消。因此如果雷电过电压沿二次侧线路侵入时，此过电压不会感应到 一次侧线路上；反之，如雷电过电压沿二次侧线路侵入， 一次侧线路上；反之，如雷电过电压沿二次侧线路侵入，二次侧也不会出现 过电压。 过电压。 变压器二次绕组的用材量比Yyn0型的增加 型的增加15%以上。 以上。 ②变压器二次绕组的用材量比 型的增加 以上 2.3.5 三相电力变压器的铭牌及主要技术数据 电力变压器全型号的表示和含义如下： 电力变压器全型号的表示和含义如下：§ 2.3.4 三相电力变压器的联结组别 （1）额定电压 ） U1N（线电压）－ 一次侧的额定电压 （线电压）－ U2N（线电压）－ 二次侧的额定电压 （线电压）－ 表示， 表示。 用KV表示，低压也可用 表示。 表示 低压也可用V表示 指变压器在容许温升下一、 （2）额定电流 指变压器在容许温升下一、二次绕组长期工作所容许通 ） 过的最大电流， 过的最大电流，分别用 I1N （线电流）― 一次侧额定电流 线电流） I2N（线电流）― 二次侧额定电流 （线电流） 单位是A 单位是 变压器在规定的环境条件下（最高气温为+40℃），室 （3）额定容量 变压器在规定的环境条件下（最高气温为 ） ℃），室 外安装时，在规定的使用年限（一般以20年计 年计） 外安装时，在规定的使用年限（一般以 年计）内能连续输出的最大视 在功率，通常用KV?A作单位。 作单位。 在功率，通常用 作单位 油浸式变压器顶层油温的温升，规定不得超过周围气温的55℃ 油浸式变压器顶层油温的温升，规定不得超过周围气温的 ℃，按规定 的工作环境最高温度为+40℃计，则变压器顶层油温不得超过 则变压器顶层油温不得超过+95℃。 的工作环境最高温度为 ℃ ℃§2.3.6 电力变压器的并列运行条件 2.3.6 1. 定义 两台及以上的变压器一、二次绕组的接线端分别并联连接投入运行， 两台及以上的变压器一、二次绕组的接线端分别并联连接投入运行， 即为变压器的并列运行。 即为变压器的并列运行。 2. 条件 （1）所有并列变压器的电压比必须相同， 即U1N＝U2N，容许差值不得超过 ）所有并列变压器的电压比必须相同， ±5％。 ％。 二次电压较高的绕组将向二次电压较低的绕组供给电流， 原因 二次电压较高的绕组将向二次电压较低的绕组供给电流，这一二次绕 组内的环流引起电能损耗，导致绕组过热甚至烧毁。 组内的环流引起电能损耗，导致绕组过热甚至烧毁。 （2）并列变压器的联结组别必须相同 就是一次电压和二次电压的相序和相 ） 位应分别对应相同。 位应分别对应相同。 理由：如图2-12所示是一台 所示是一台Yyn0联结和一台 联结和一台Dyn11联结的变压器的相量图， 联结的变压器的相量图， 理由：如图 所示是一台 联结和一台 联结的变压器的相量图 它们的二次电压出现30?的相位差 这一?U将在两台变压器的二次侧产生一 的相位差， 它们的二次电压出现 的相位差，这一 将在两台变压器的二次侧产生一 个很大的环流，可能导致变压器绕组烧坏。 个很大的环流，可能导致变压器绕组烧坏。§2.3.6 电力变压器的并列运行条件 2.3.6 （3）并列变压器的短路电压（阻抗电 ）并列变压器的短路电压（ 须相等或接近相等， 压）须相等或接近相等，容许差值不得 超过± 超过±10%。 。 原因： 原因： 并列运行的变压器的实际负载 分配和它们的阻抗电压值成反比， 分配和它们的阻抗电压值成反比，如果 阻抗电压相差过大， 阻抗电压相差过大，可能导致阻抗电压 小的变压器发生过负荷现象。 小的变压器发生过负荷现象。 （4）并列变压器的容量应尽量相同或 ） 相近， 相近，其最大容量和最小容量之比不易 超过3U1。 超过3U1。 理由： 如果容量相差悬殊， 理由： 如果容量相差悬殊，造成运行 的不方便。当并列变压器的性能不同时， 的不方便。当并列变压器的性能不同时， 可能导致变压器间的环流增加， 可能导致变压器间的环流增加，还很容 易造成小容量的变压器发生过负荷情况。 易造成小容量的变压器发生过负荷情况。联结和Dyn11 图2-12 Yyn0联结和 联结和 联结的变压器并列运行时 的相量图§2.4 互感器 2.4 1．互感器―电流互感器和电压互感器的统称，又称仪用变压器或测量 ．互感器 电流互感器和电压互感器的统称 电流互感器和电压互感器的统称， 互感器。 互感器。 2．作用：根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电流）转 ．作用：根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电流） 变为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中测量仪表、 变为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中测量仪表、保 护继电器等设备的电源或信号源 3．主要功能： ．主要功能： （1）变换功能 ） 将一次回路的大电压和大电流变换成适合仪表、 将一次回路的大电压和大电流变换成适合仪表、继电器工作的小电压 和小电流。 和小电流。 （2）隔离和保护功能 ） 作为一、二次电路之间的中间元件，不仅使仪表、 作为一、二次电路之间的中间元件，不仅使仪表、继电器等二次设备 与一次主电路隔离，提高了电路工作的安全性和可靠性， 与一次主电路隔离，提高了电路工作的安全性和可靠性，而且有利于 人身安全。 人身安全。 （3）扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围 ）扩大仪表、 通过改变互感器的变比，可以反应任意大小的主回路电压和电流值， 通过改变互感器的变比，可以反应任意大小的主回路电压和电流值， 便于二次设备制造规格统一和批量生产。 便于二次设备制造规格统一和批量生产。互感器的二次侧的电流或电 压额定值统一规定为5A（ ） 压额定值统一规定为 （1A）及 100V。 。§2.4.1 电流互感器 2.4.1 简称―CT，文字符号 简称 ，文字符号―TA，是变换电流的设备。 ，是变换电流的设备。 1．基本原理 ． 电流互感器的基本结构和原理如图2-13所示， 所示， 电流互感器的基本结构和原理如图 所示§2.4.1 电流互感器 2.4.1 （1）组成：一次绕组、铁心、二次绕组 ）组成：一次绕组、铁心、 （2）结构特点： ）结构特点： 1.一次绕组匝数少，二次绕组匝数多 一次绕组匝数少， 一次绕组匝数少 2.一次绕组导体较粗，二次绕组导体细 一次绕组导体较粗， 一次绕组导体较粗 3.一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联， 一次绕组串接在一次电路中， 一次绕组串接在一次电路中 二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联， 形成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小， 形成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器的二次 回路接近短路状态。 回路接近短路状态。 （3）电流互感器的变流比用 i表示 ）电流互感器的变流比用KK i = I 1N I 2 N = N 2 N 1（4-1） ）式中， 一次侧额定电流值； 二次侧额定电流值； 式中，I1N ― 一次侧额定电流值；I2N ― 二次侧额定电流值；N1― 一 次绕组匝数； 二次绕组匝数；变流比K 一般表示成如100／ 的 次绕组匝数；N2― 二次绕组匝数；变流比 i一般表示成如 ／5A的 形式。 形式。§2.4.1 电流互感器 2.4.1 2．结线方案 电流互感器在三相电路中的常用四种结线方案如图2 所示： 电流互感器在三相电路中的常用四种结线方案如图2C14 所示： 如图2 14a所示 一相式结线 如图2-14a所示 1）说明 互感器通常接在 ） B相，电流互感器二 相 次线圈中流过的是对 应相一次电流的二次 电流值， 电流值，反应的是该 相的电流。 相的电流。 2）应用 通常用于三相负 ） 荷平衡的系统中， 荷平衡的系统中，供 测量电流或过负荷保 护装置用。 护装置用。图2-14a一相式结线 一相式结线§2.4.1 电流互感器 2.4.1 （2）两相 形结线 如图 ）两相V形结线 如图2-14b所示 所示两相V形结线 图2-14b两相 形结线 两相两相V形接线的电流互感器一 形接线的电流互感器一、 图2-15 两相 形接线的电流互感器一、二次侧的电流相量图 1）说明 这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在 、C 这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在A、 ） 相上，由相量图2-15可知，公共线上的电流为 ＝－， 反应的正是未接互 可知， 相上，由相量图 可知 公共线上的电流为+＝－， 感器的那一相的电流。 感器的那一相的电流。 2）应用 在中性点不接地的三相三线制系统中，用于测量三相电流、电能 在中性点不接地的三相三线制系统中，用于测量三相电流、 ） 及作过电流继电保护之用―称 两相两继电器式结线” 及作过电流继电保护之用 称“两相两继电器式结线”。§2.4.1 电流互感器 2.4.1 如图2-14c所示 （3）两相电流差式结线 如图 ） 所示 1）说明 又叫两相一继电器式结线， ） 又叫两相一继电器式结线， 流过电流继电器线圈的电流为－， －，由 流过电流继电器线圈的电流为－，由 相量图2-16可知其量值是相电流的倍。 可知其量值是相电流的倍。 相量图 可知其量值是相电流的倍 2）应用 适用于中性点不接地的三相 ） 三线制系统中， 三线制系统中，作过电流继电保护之 用。图 2－14 c两相电流差式结线 － 两相电流差式结线§2.4.1 电流互感器 2.4.1 如图2-14d所示 三相星形结线 如图 所示 1）说明 这种结线中的三个 ） 电流线圈正好反映了各 相电流， 相电流， 2）应用 被广泛用于三相负 ） 荷不平衡的三相四线制 系统中， 系统中，也用在负荷可 能不平衡的三相三线制 系统中作三相电流、 系统中作三相电流、电 能测量及过电流继电保 护之用。 护之用。 图2-14d三相星形结线 三相星形结线§2.4.1 电流互感器 2.4.1 3．电流互感器类型和型号 ． （1） 电流互感器的类型 ） 1）按一次电压分 ①高压 ） ②低压 2）按一次绕组匝数分 ①单匝 (包括母线式、芯柱式、套管式 包括母线式、 ） 包括母线式 芯柱式、套管式) 多匝式(包括线圈式 线环式、串级式)。 包括线圈式、 ②多匝式 包括线圈式、线环式、串级式 。 3）按用途分 ①测量用 ） ②保护用 4）按准确度级分 ①测量用电流互感器有 ，0.2，0.5，1，3，5等级， 测量用电流互感器有0.1， ， ， ， ， 等级 等级， ） 保护用电流互感器一般为5P和10P两级 两级。 ②保护用电流互感器一般为5P和10P两级。 5）按绝缘介质类型分 油浸式、环氧树脂浇注式、干式、SF6气体绝 油浸式、环氧树脂浇注式、干式、 ） 气体绝 缘等； 缘等； 6）按铁心分 同一铁心和分开（两个）铁心两种。 同一铁心和分开（两个）铁心两种。 ） 高压电流互感器通常有两个不同准确度级的铁心和二次绕组， 说明 高压电流互感器通常有两个不同准确度级的铁心和二次绕组，分 别接测量仪表和继电器。 别接测量仪表和继电器。测量用的电流互感器铁心在一次电路短路时 易于饱和，以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。 易于饱和，以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用的电流互 感器铁心在一次电路短路时不应饱和， 感器铁心在一次电路短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增 以保证保护灵敏度的要求。 长，以保证保护灵敏度的要求。§2.4.1 电流互感器 2.4.1 LQZ-10型电流互感器的外形图（图2-17）―户内线圈式环氧树脂浇注绝缘加 型电流互感器的外形图（ 型电流互感器的外形图 ） 户内线圈式环氧树脂浇注绝缘加 强型电流互感器。 强型电流互感器。 LQZ-10用于 用于10KV高压开关柜中，有两个铁心和两个二次绕组，分别为 级 高压开关柜中， 用于 高压开关柜中 有两个铁心和两个二次绕组，分别为0.5级 级用于测量， 级用于继电保护 级用于继电保护。 和3级，0.5级用于测量，3级用于继电保护。 级 级用于测量图2-17 LQZ-10型电流互感 型电流互感 器 1－一次接线端 2－一次绕 － － 组 3－二次接线端 － 4－铁心 5－二次绕组 6－ － － － 警示牌§2.4.1 电流互感器 2.4.1 LMZJl-0.5型电流互感器的外形图（图2-18）―户内母线式环氧树脂浇注绝缘 型电流互感器的外形图（ 型电流互感器的外形图 ） 户内母线式环氧树脂浇注绝缘 加大容量的电流互感器 LMZJl-0.5用于低压配电屏和其他低压电路中，本身无一次绕组，穿过其铁心 用于低压配电屏和其他低压电路中， 用于低压配电屏和其他低压电路中 本身无一次绕组， 的母线就是其一次绕组。 的母线就是其一次绕组。图2-18 LMZJ1-0.5型电流 型电流 互感器 1－铭牌 2－二次母线穿孔 － － 3－铁心 － 4－安装板 5－二次接线端 － －§2.4.1 电流互感器 2.4.1 （2） 电流互感器的型号及表示 ）注： 结构形式的字母含义 R－套管式 Z－支柱式 Q－线圈式 F－贯穿式（复匝） D－贯穿式（单匝） － － － －贯穿式（复匝） －贯穿式（单匝） M－母线式 － K－开合式 V－倒立式 A－链式 － － － 线圈外绝缘介质的字母含义 J－变压器油不表示 G－空气（干式） C－瓷（主绝缘） Q－气体 Z－浇 主绝缘） － － －空气（干式） － － 注成型固体 K－绝缘壳 －§2.4.1 电流互感器 2.4.1 4．电流互感器的使用注意事项 ． （1）电流互感器在工作时二次侧不得开路。 ）电流互感器在工作时二次侧不得开路。 安装时，二次结线必须可靠、牢固， 安装时，二次结线必须可靠、牢固，决不允许在二次回路中接入开关或熔 断器。 断器。 原因 如果开路，二次侧可能会感应出危险的高电压，危及人身和设备安全。 如果开路，二次侧可能会感应出危险的高电压，危及人身和设备安全。 互感器铁心会由于磁通剧增而过热，产生剩磁，导致互感器准确度的降低。 互感器铁心会由于磁通剧增而过热，产生剩磁，导致互感器准确度的降低。 （2）电流互感器二次侧有一端必须接地。 ）电流互感器二次侧有一端必须接地。 为了防止一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧高电压窜人二次侧， 原因 为了防止一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧高电压窜人二次侧，危 及设备和人身安全。 及设备和人身安全。 （3）电流互感器在结线时，要注意其端子的极性。 ）电流互感器在结线时，要注意其端子的极性。 电流互感器的一、二次侧绕组端子分别用P1、 和 、 表示 表示， 电流互感器的一、二次侧绕组端子分别用 、P2和S1、S2表示，对应 的P1和S1，P2和S2 为用“减极性”法规定的“同名端”，又称“同极性 和 ， 和 为用“减极性”法规定的“同名端” 又称“ 。（因其在同一瞬间 同名端同为高电平或低电平）。 因其在同一瞬间， 端”。（因其在同一瞬间，同名端同为高电平或低电平）。 如果接错端子，二次侧的仪表和继电器流过的电流不是要求的电流， 原因 如果接错端子，二次侧的仪表和继电器流过的电流不是要求的电流， 甚至会导致事故的发生。 甚至会导致事故的发生。§2.4.2 电压互感器 2.4.2 简称―PT，文字符号 简称 ，文字符号―TV。是变换电压的设备。 。是变换电压的设备。 1．基本原理和结构 ． 电压互感器的基本结构原理如图2-19所示 电压互感器的基本结构原理如图 所示图2-19 电压互感器的基本结构和接线 1－铁心 2－一次绕组 3－二次绕组 － － －§2.4.2 电压互感器 2.4.2 （1）组成 1)一次绕组 2)二次绕组 3)铁心 ） 一次绕组 二次绕组 铁心 （2）结构特点 ） 1） 一次绕组并联在主回路中，二次绕组并联二次回路中的仪表、继 ） 一次绕组并联在主回路中，二次绕组并联二次回路中的仪表、 电器等的电压线圈，由于这些二次绕组的电压线圈阻抗很大， 电器等的电压线圈，由于这些二次绕组的电压线圈阻抗很大，电压互感 器工作时二次绕组接近于开路状态。 器工作时二次绕组接近于开路状态。 2） 一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。 ） 一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。 3） 一次绕组的导线较细，二次绕组的导线较粗。 ） 一次绕组的导线较细，二次绕组的导线较粗。 二次侧额定电压一般为100V，用于接地保护的电压互感器二次侧额定电 二次侧额定电压一般为 ， 压为（ 压为（100/）V，辅助二次绕组则为（100/3）V。 ） ，辅助二次绕组则为（ ） 。 表示： （3）电压互感器的变压比用 表示： ）电压互感器的变压比用Ku表示K u = U 1N U 2 N ≈ N 1 N 2（2 - 2 ）式中， 电压互感器一次绕组额定电压; 式中，U1N ― 电压互感器一次绕组额定电压 U2N ― 电压互感器二次 绕组额定电压; 一次绕组的匝数; 二次绕组的匝数; 绕组额定电压 N1 ― 一次绕组的匝数 N2 ― 二次绕组的匝数 变压比 Ku通常表示成如 ／0.1kV的形式。 通常表示成如10／ 的形式。 通常表示成如 的形式 电压互感器有单相和三相两类，在成套装置内， 注：电压互感器有单相和三相两类，在成套装置内，采用单相电压互 感器较为常见。 感器较为常见。§2.4.2 电压互感器 2.4.2 2. 电压互感器的结线方案 电压互感器在三相电路中有如图2-20所示的四种常见的结线方案。 所示的四种常见的结线方案。 电压互感器在三相电路中有如图 所示的四种常见的结线方案 所示。 （1）一个单相电压互感器的结线，如图 ）一个单相电压互感器的结线，如图2-20a所示。 所示 1）作用 供仪表和继电器接一个线电压 ） 2）应用 适用于电压对称的三相线路，如用做备用线路的电压监视。 适用于电压对称的三相线路，如用做备用线路的电压监视。 ） 所示。 （2）两个单相电压互感器接成 ／V形，如图 ）两个单相电压互感器接成V／ 形 如图2-20b所示。 所示 1）作用 供仪表和继电器接于各个线电压 ） 2）应用 适用于三相三线制系统。 适用于三相三线制系统。 ） 所示。 （3）三个单相电压互感器接成 ／Y0形，如图 ）三个单相电压互感器接成Y0／ 形 如图2-20c所示。 所示 供电给要求线电压的仪表和继电器；在小接地电流系统中， 作用 供电给要求线电压的仪表和继电器；在小接地电流系统中，供电给 接相电压的绝缘监视电压表，在这种结线方式中电压表应按线电压选择。 接相电压的绝缘监视电压表，在这种结线方式中电压表应按线电压选择。 常用于三相三线和三相四线制线路。 应用 常用于三相三线和三相四线制线路。 (4)三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互感器 (4)三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互感器 接成 Y0／Y0/ 形，如图2-20d所示。 如图2 20d所示。 所示§2.4.2 电压互感器 2.4.2图2-20 电压互感器的结 线方案 一个单相电压互感器 b) 两个单相电压互感器 接成V/V c) 三个单 接成 相电压互感器接成 Y0/Y0形 d) 三个单相三绕组电压 互感器或一个三相五 心柱式三绕组电压互 感器接成 Y0/Y0/§2.4.2 电压互感器 2.4.2 1）作用： ）作用： 接成Y0的二次绕组 供电给需线电压的仪表、 ①接成 的二次绕组 供电给需线电压的仪表、继电器和绝缘监视用电压 接成开口三角形()的另一组二次绕组 的另一组二次绕组，。 表；接成开口三角形 的另一组二次绕组，。 开口三角形结线的二次绕组（辅助二次绕组） ②开口三角形结线的二次绕组（辅助二次绕组） 接作绝缘监视用的电压继 电器。当线路正常工作时，开口三角两端的零序电压接近于零； 电器。当线路正常工作时，开口三角两端的零序电压接近于零；而当线路 上发生单相接地故障时，开口三角两端的零序电压接近100V，使电压继电 上发生单相接地故障时，开口三角两端的零序电压接近 ， 动作， 器KV动作，发出故障信号。此辅助二次绕组又称“剩余电压绕组”。 动作 发出故障信号。此辅助二次绕组又称“剩余电压绕组” 2）应用 用于三相三线制系统。 用于三相三线制系统。 ） 3．电压互感器的类型和型号 ． （1）类型 ） 油浸式、干式（含环氧树脂浇注式） 按绝缘介质分 油浸式、干式（含环氧树脂浇注式） 户内式、 按使用场所分 户内式、户外式 三相式、 按相数分 三相式、单相式 高压（ 以上）、低压（ 及以下） 按电压分 高压（1KV以上）、低压（0.5KV及以下） 以上）、低压 及以下 三绕组、 按绕组分 三绕组、双绕组 6）按用途分 测量用的其准确度要求较高，规定为 、0.2、0.5、1、3； 测量用的其准确度要求较高，规定为0.1、 、 、 、 ； ） 保护用的准确度较低，一般有3P级和 级和6P级 保护用的准确度较低，一般有 级和 级，其中用于小接地系统电压 互感器(如三相五心柱式 的辅助二次绕组准确度级规定为6P级 如三相五心柱式)的辅助二次绕组准确度级规定为 互感器 如三相五心柱式 的辅助二次绕组准确度级规定为 级； 电容分压式、 按结构原理分 电容分压式、电磁感应式§2.4.2 电压互感器 2.4.2 8) 其他类型 气体电压互感器、电流电压组合互感器等高压类型。 气体电压互感器、电流电压组合互感器等高压类型。 （2）电压互感器型号的表示如下 ）结构形式的字母含义X－带零序（剩余） 注： 结构形式的字母含义 －带零序（剩余）电压绕组 B－三相带补偿绕 － 组 W－五芯柱三绕组 －§2.4.2 电压互感器 2.4.2 型电压互感器的外形结构如图2-21所示 （3）JDZJ-3、6、10型电压互感器的外形结构如图 ） 、 、 型电压互感器的外形结构如图 所示特点 单相双绕组环氧树脂浇注 的户内型电压互感器， 的户内型电压互感器，准确 度级有0.5、 、 级 度级有 、1、3级； 适用于10KV及以下的线 应用 适用于 及以下的线 路中供测量电压、电能、 路中供测量电压、电能、功 率和继电保护、自动装置用， 率和继电保护、自动装置用， 采用三台可接成图2-20 d的 采用三台可接成图 的 Y0/Y0/ 结线。 结线。 图2-21 JDZJ－10型 － 型 1－一次接线端子 2－高压绝缘套管 － － 3－一、二次绕组 4－铁心 5－二次 － － － 接线端§2.4.2 电压互感器 2.4.2（4）JDG6-0.5型电压互感器 ） 型电压互感器 的外形结构如图2-22所示 的外形结构如图 所示 1）特点 单相双绕组干式户 ） 内型电压互感器， 内型电压互感器， 2）应用 供测量电压、电能、 供测量电压、电能、 ） 功率及继电保护、 功率及继电保护、自动装置 可用于单相线路， 用，可用于单相线路，三相 线路（用两台可接成V/V型） 线路（用两台可接成 型 中。图2-22 JDG6－0.5型 － 型§2.4.2 电压互感器 2.4.2 4. 电压互感器使用注意事项 （1）电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路。 ）电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路。 因此电压互感器一、二次侧都必须装设熔断器进行短路保护。 因此电压互感器一、二次侧都必须装设熔断器进行短路保护。 由于电压互感器二次回路中的负载阻抗较大，其运行状态近于开路， 原因 ① 由于电压互感器二次回路中的负载阻抗较大，其运行状态近于开路， 当发生短路时，将产生很大的短路电流， 当发生短路时，将产生很大的短路电流，有可能造成电压互感器烧毁 其一次侧并联在主回路中，若发生短路会影响主电路的安全运行。 ② 其一次侧并联在主回路中，若发生短路会影响主电路的安全运行。 （2）电压互感器二次侧有一端必须接地。 ）电压互感器二次侧有一端必须接地。 通常将公共端接地。 通常将公共端接地。 为了防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧， 目的 为了防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危 及设备及人身安全。 及设备及人身安全。 （3）电压互感器在结线时，必须注意其端子的极性 ）电压互感器在结线时， 三相电压互感器一次绕组两端标成A、 、 、 ， 三相电压互感器一次绕组两端标成 、B、C、N，对应的二次绕组同名端标 为a、b、c、n；单相电压互感器的对应同名端分别标为 、N和a、n。 、 、 、 ；单相电压互感器的对应同名端分别标为A、 和 、 。 在结线时，若将其中的一相绕组接反，二次回路中的线电压将发生变化， 在结线时，若将其中的一相绕组接反，二次回路中的线电压将发生变化，会 造成测量误差和保护误动作(或误信号 甚至可能对仪表造成损害。因此， 或误信号)， 造成测量误差和保护误动作 或误信号 ，甚至可能对仪表造成损害。因此， 必须注意其一、二次极性的一致性。 必须注意其一、二次极性的一致性。§2.5 熔断器 2.5 1．种类 （1）高压熔断器 （2）低压熔断器 文字符号FU 2．熔断器 ― 文字符号FU 定义： 用于过电流保护的最为简单和常用的电器。 定义： 用于过电流保护的最为简单和常用的电器。 功能： 当通过的电流超过规定值并经过一定的时间后熔体（ 功能： 当通过的电流超过规定值并经过一定的时间后熔体（熔丝或熔 熔化而分断电流，断开电路来完成短路保护和过负荷保护功能。 片）熔化而分断电流，断开电路来完成短路保护和过负荷保护功能。 熔断器的体积很小，但却能分断很高的短路电流。 熔断器的体积很小，但却能分断很高的短路电流。 3．过电流的概念 是短路和过负荷的统称，是输配电线路中时常出现的一种故障。 是短路和过负荷的统称，是输配电线路中时常出现的一种故障。当电 路通过的实际电流超过其规定条件下的额定值，即是过电流， 路通过的实际电流超过其规定条件下的额定值，即是过电流，简称过 流。 超过额定值相对不多的一种电流。因此， （1）过负荷电流 超过额定值相对不多的一种电流。因此，过负荷只 要不是过大，持续时间不是过长，或过于频繁， 要不是过大，持续时间不是过长，或过于频繁，一般对系统的影响不 大。 可达额定电流的十多倍甚至几十、 （2）短路电流 可达额定电流的十多倍甚至几十、上百倍从而产生相 当严重的后果，须设法避免和防护。 当严重的后果，须设法避免和防护。§2.5.1 高压熔断器 2.5.1 1. 作用 在输配电系统中，对容量小且不太重要的负荷，广泛采用高压熔断 在输配电系统中，对容量小且不太重要的负荷， 器作为高压输配电线路、电力变压器、 器作为高压输配电线路、电力变压器、电压互感器和电力电容器等电气设 备的短路和过负荷保护。 备的短路和过负荷保护。 户内广泛采用RN系列的高压管式限流熔断器 户内广泛采用 系列的高压管式限流熔断器 户外则广泛使用RW4、RW10F等型号的高压跌开式熔断器，或RW10-35型 等型号的高压跌开式熔断器， 户外则广泛使用 、 等型号的高压跌开式熔断器 型 的高压限流熔断器。 的高压限流熔断器。 2．高压熔断器的全型号的表示和含义如下： ．高压熔断器的全型号的表示和含义如下：注：对于“自爆式”熔断器，在“R”前面加字母 对于“自爆式”熔断器， 前面加字母 “B”§2.5.1 高压熔断器 2.5.1 RN系列户内高压管式熔断器 主要用于 系列户内高压管式熔断器 主要用于3kV～35kV配电系统中 ～ 配电系统中 作短路保护和过负荷保护用。 作短路保护和过负荷保护用。 (1) 类型及特点 1）RN1型用于高压电力线路及其设备和电力变压器的短路保 ） 型用于高压电力线路及其设备和电力变压器的短路保 也能作过负荷保护。 护，也能作过负荷保护。RN3和RN1相似 和 相似 2）RN2、RN4、RN5则用于电压互感器的短路保护，RN4和 则用于电压互感器的短路保护， ） 、 、 则用于电压互感器的短路保护 和 RN2相似，只是技术数据有所差别 相似， 相似 3）RN6型主要用于高压电动机的短路保护。 型主要用于高压电动机的短路保护。 ） 型主要用于高压电动机的短路保护 是以RN1和RN2为基础的改进型，具有体积小、 为基础的改进型， 注：RN5和RN6是以 和 是以 和 为基础的改进型 具有体积小、 重量轻、防尘性能好、维修和更换方便等特点。 重量轻、防尘性能好、维修和更换方便等特点。 (2) RN1、RN2户内高压管式熔断器介绍 、 户内高压管式熔断器介绍 它们的外形和结构基本相同，灭弧原理也基本相同。 它们的外形和结构基本相同，灭弧原理也基本相同。图2-23和 和 所示为RN1、RN2型高压熔断器的外形和熔管内部 图2-24所示为 所示为 、 型高压熔断器的外形和熔管内部 结构图。 结构图。§2.5.1 高压熔断器 2.5.1图2-23 RN1及RN2型熔断器外形 1－瓷熔管 2－金属管帽 3－弹性 － － － 触座 4－熔断指示器 －接线端子 6－瓷 －熔断指示器5－ － 绝缘子 7－铸铁底座 －图2-24 熔管内部结构剖面图 1－金属管帽 2－瓷熔管 3－工作 － － － 熔体 4－指示熔体 5－锡球 6－ － － － 石英砂填料 7－熔断指示器 熔断 －熔断指示器(熔断 后弹出状态) 后弹出状态§2.5.1 高压熔断器 2.5.1 1）主要组成部分 ） ①熔管 一般为瓷质管 ②熔丝 RN1型―由单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状； 由单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状； 型 由单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状 RN2型―由三种不同截面的一根康铜丝绕在陶瓷芯上，均埋放在石英砂填料中， 由三种不同截面的一根康铜丝绕在陶瓷芯上， 型 由三种不同截面的一根康铜丝绕在陶瓷芯上 均埋放在石英砂填料中， 上焊有小锡球。 上焊有小锡球。 ③触座 ④动作指示器 RN1 ― 当工作熔体熔断后，指示熔体也相继熔断，其熔断指示器弹出，给出 当工作熔体熔断后，指示熔体也相继熔断，其熔断指示器弹出， 熔体熔断的指示信号。 熔体熔断的指示信号。 RN2型 ― 无熔断指示器，由电压互感器二次侧仪表的读数来判断其熔体的熔 型 无熔断指示器， 断情况。 断情况。 ⑤绝缘子 ⑥底座§2.5.1 高压熔断器 2.5.1 2）工作原理 ） 使熔断器能在过负荷电流或较小短路电流时能动作， ① 锡球的作用 使熔断器能在过负荷电流或较小短路电流时能动作，提 高熔断器保护的灵敏度。 当过负荷电流通过时， 高熔断器保护的灵敏度。 当过负荷电流通过时，铜熔丝能在较低的温度 下熔断―“冶金效应” 冶金效应” 下熔断 冶金效应 使熔断器在短路电流时动作，断开电路， ② 铜熔丝的作用 使熔断器在短路电流时动作，断开电路，实现短路保 护。 限流” ③ “限流”式熔断器 能在短路后不到半个周期即短路电流未达到冲击 电流值(ish)时就能完全熄灭电弧、切断短路电流的特性称“限流”式。 时就能完全熄灭电弧、 电流值 时就能完全熄灭电弧 切断短路电流的特性称“限流” 具有“粗弧分细、长弧切短和狭沟灭弧”等灭弧方法， ④ 灭弧能力 具有“粗弧分细、长弧切短和狭沟灭弧”等灭弧方法，因 该熔断器的灭弧能力很强，具有“限流”式特性，因此RN系列熔 此，该熔断器的灭弧能力很强，具有“限流”式特性，因此 系列熔 断器为“限流”式熔断器。 断器为“限流”式熔断器。 3） 由于电压互感器的二次侧近于开路状态，RN2型的额定电流一般为 ） 由于电压互感器的二次侧近于开路状态， 型的额定电流一般为 0.5A，而RN1型的 从2～300A不等。 型的IN从 ～ 不等。 ， 型的 不等§2.5.1 高压熔断器 2.5.1 RW系列户外高压跌开式熔断器 系列户外高压跌开式熔断器， 4．RW系列户外高压跌开式熔断器，又称跌落式熔断器 作用：被广泛用于环境正常的户外场所， （1）作用：被广泛用于环境正常的户外场所，作高压线路和设备的短路保 护用。 护用。 种类： （2）种类： RW4、RW7型等 1）一般跌开式熔断器 如RW4、RW7型等 RW10－10F型等 2）负荷型跌开式熔断器 如RW10－10F型等 RW10－35、RW11型等 3）限流型户外熔断器 如RW10－35、RW11型等 RW4）爆炸式跌开式熔断器 如RW-B系列熔断器 文字符号FD （3） 一般户外高压跌开式熔断器 ― 文字符号FD 结构图如图2-25所示。 所示。 结构图如图 所示 RW4-10(G)型跌落式熔断器 图2-25 RW4-10(G)型跌落式熔断器 1－上接线端子 2－上静触头 3－上 动触头 管帽5 4－管帽5－操作环 6－熔管 7－铜 熔丝 10－ 8－下动触头 9－下静触头 10－下接 线端子 11－ 12－ 11－绝缘瓷瓶 12－安装板RW3－10户外高压跌落式熔断器 － 户外高压跌落式熔断器§2.5.1 高压熔断器 2.5.1 1） 作用 常用于额定电压 ） 常用于额定电压10KV，额定容量 ，额定容量315KV?A及以下的 及以下的 电力变压器的过流保护，尤其以居民区，街道等场合居多。 电力变压器的过流保护，尤其以居民区，街道等场合居多。 2）特点 ） ① 隔离开关的作用 ② 短路保护功能 非限流” 不能在短路电流达到冲击电流（ ③ “非限流”式熔断器 不能在短路电流达到冲击电流（Ish） 非限流” 前熄灭电弧的灭弧特性称 “非限流”式。 ④ 不容许带负荷操作 文字符号FDL （4）负荷型跌开式熔断器 ― 文字符号 ） 1）作用： 作用： 在上静触头上加装了简单的灭弧室， ① 带负荷操作 在上静触头上加装了简单的灭弧室，其操作要 求和“负荷开关”相同。 求和“负荷开关”相同。 ② 隔离开关的作用 ③ 短路保护功能 非限流” ④ “非限流”式§2.5.1 高压熔断器 2.5.1 结构图如图2 26所示 结构图如图2-26所示图2-26 RW10-10负荷型跌开式 负荷型跌开式 熔断器 1-上接线端子 2－绝缘瓷瓶 3－ 上接线端子 － － 固定安装板 4－下接线端子 5 － －灭弧触头 6－熔丝管（闭合 －熔丝管（ 位置） －熔丝管（跌开位置） 位置） 7－熔丝管（跌开位置） 8－熔丝 9－操作环 10－灭弧 － － － 罩§2.5.1 高压熔断器 2.5.1 （6）RW－B系列的高压爆炸式跌开熔断器 结构和 ） － 系列的高压爆炸式跌开熔断器 结构和RW系列基本相 系列基本相 型和BZ型两种 似，有B型和 型两种。 型和 型两种。 1）B型为自爆跌开式， 型为自爆跌开式， ） 型为自爆跌开式 2）BZ型是爆炸重合跌开式 其熔断器每相有两根熔管，若为瞬时 ） 型是爆炸重合跌开式 其熔断器每相有两根熔管， 性故障，可投入重合熔管来保证系统的继续工作； 性故障，可投入重合熔管来保证系统的继续工作；如果是永久性故 则重合熔管会再动作一次，将故障切除，以保护系统。 障，则重合熔管会再动作一次，将故障切除，以保护系统。 5．HH-熔断器 ． 熔断器 特性：一种高压高分断能力的熔断器， 特性：一种高压高分断能力的熔断器，能在短路电流产生的瞬间就 将短路电路开断， 将短路电路开断，有效的保护电气设备和线路免受巨大的短路电流 造成的危害。 造成的危害。§2.5.2 低压熔断器 1. 功能 主要是具有低压配电系统的短路保护功能，有的也能实现过负 主要是具有低压配电系统的短路保护功能， 荷保护。 荷保护。 2. 主要缺点 熔体熔断后须更换，引起短时停电，保护特性和可靠性相 熔体熔断后须更换，引起短时停电， 对较差，在一般情况下，须与其他电器配合使用。 对较差，在一般情况下，须与其他电器配合使用。 3. 种类 插入式（RC型）、螺旋式（RL型）、无填料密闭管式（RM 插入式（ 型）、螺旋式 螺旋式（ 型）、无填料密闭管式 无填料密闭管式（ ）、有填料封闭管式 有填料封闭管式（ 型）、引进技术生产的有填料管式 引进技术生产的有填料管式gF、 型）、有填料封闭管式（RT型）、引进技术生产的有填料管式 、 aM系列、高分断能力的 型等。 系列、 型等。 系列 高分断能力的NT型等 4. 国产低压熔断器的全型号的表示和含义如下： 国产低压熔断器的全型号的表示和含义如下：注：上述型号不 适用于引进 技术生产的 熔断器， 熔断器，如 NT、gF、 、 、 aM等。 等§2.5.2 低压熔断器 5. RC1系列瓷插式熔断器 系列瓷插式熔断器 1） 结构 如图 ） 如图2-28所 所 示为RC1A型的结构 示为 型的结构 2) 特点：结构简单， 特点：结构简单， 价格低，使用方便， 价格低，使用方便， 断流容量小， 断流容量小，动作误 差大， 差大， 3) 应用：在500V以下 应用： 以下 的线路末端， 的线路末端，作不重 要负荷的电力线路、 要负荷的电力线路、 照明设备和小容量的 电动机的短路保护用。 电动机的短路保护用。 如居民区、办公楼、 如居民区、办公楼、 农用负荷等要求不高 的供配电线路末端的 负荷。 负荷。 RC1系列瓷插式熔断器 图2-28 RC1系列瓷插式熔断器§2.5.2 低压熔断器 RM10型无填料密闭管式熔断器 型无填料密闭管式熔断器 1）结构 如图 如图2-30所示， 所示， ） 所示 2）特点： ）特点： ①可根据熔片熔断的部位来判 断过电流的性质： 断过电流的性质： 当短路电流通过时， 当短路电流通过时，熔片窄部 由于截面小电阻大而首先熔断； 由于截面小电阻大而首先熔断； 在过负荷电流通过时， 在过负荷电流通过时，往往在 宽窄之间的斜部熔断。 宽窄之间的斜部熔断。 ②“非限流 非限流” ②“非限流”式熔断器 结构简单，价格低廉， ③ 结构简单，价格低廉，更 换熔体方便§2.5.2 低压熔断器 8.RTO型有填料封闭管式熔断器 型有填料封闭管式熔断器 1)外形及内部结构如图 外形及内部结构如图2-31所示 外形及内部结构如图 所示 图2-31 RT0低压 低压 熔断器 a) 熔体 b) 熔管 c) 熔断器 d)绝 绝 缘操作手柄 1－栅状铜熔体 － 2－触刀 3－瓷 － － 熔管 4－熔断指 － 示器 5－盖板 6 － －弹性触座 7－瓷质底座 8 － －接线端子 9－ － 扣眼 10－绝缘 － 拉手手柄§2.5.2 低压熔断器 2）结构及作用 ） ① 瓷熔管 熔管内装有石英砂 ② 铜熔体(栅状 熔体有变截面小孔、引燃栅、锡桥。 铜熔体 栅状) 熔体有变截面小孔、引燃栅、锡桥。 栅状 变截面小孔”使熔体在短路电流通过时熔断，将长弧分割为多段短弧； “变截面小孔”使熔体在短路电流通过时熔断，将长弧分割为多段短弧； 引燃栅”具有等电位作用，使粗弧分细，电弧电流在石英砂中燃烧， “引燃栅”具有等电位作用，使粗弧分细，电弧电流在石英砂中燃烧， 形成狭沟灭弧； 锡桥”利用“冶金效应” 形成狭沟灭弧；“锡桥”利用“冶金效应”可使熔体在较小的短路电流 和过负荷时熔断。 和过负荷时熔断。 ③ 熔断指示器 熔体熔断后，其熔断指示器(红色 弹出，以方便工作人员 熔体熔断后，其熔断指示器 红色)弹出， 红色 弹出 识别故障线路和进行处理。 识别故障线路和进行处理。 ④ 底座 3）特点：具有较强的灭弧能力，属“限流”熔断器。但熔断后的熔体不 ）特点：具有较强的灭弧能力， 限流”熔断器。 能再用，须重新更换，更换时采用绝缘操作手柄进行操作；保护性能好， 能再用，须重新更换，更换时采用绝缘操作手柄进行操作；保护性能好， 断流能力大。 断流能力大。 4）应用：被广泛应用于短路电流较大的低压网络和配电装置中，作输配 ）应用：被广泛应用于短路电流较大的低压网络和配电装置中， 电线路和电气设备的短路保护，特别适用于重要的供电线路（ 电线路和电气设备的短路保护，特别适用于重要的供电线路（或断流能 力要求高的场所， 力要求高的场所，如电力变压器的低压侧主回路及靠近变压器场所出线 端的供电线路。 端的供电线路。§2.5.2 低压熔断器 9. 引进技术生产的高分断能力熔断器介绍 1）NT系列熔断器 国内型号为 系列熔断器(国内型号为 系列) ） 系列熔断器 国内型号为RTl6系列 系列 应用： 是引进技术生产的一种高分断能力熔断器， ① 应用： 是引进技术生产的一种高分断能力熔断器，现广 泛应用于低压开关柜中，适用于660V及以下电力网络及 泛应用于低压开关柜中，适用于 及以下电力网络及 配电装置作过载和保护之用。 配电装置作过载和保护之用。 特点：体积小，重量轻、功耗小、分断能力高、 ② 特点：体积小，重量轻、功耗小、分断能力高、限流特 性好。 性好。 2）gF、aM系列圆柱形管状有填料熔断器 ） 、 系列圆柱形管状有填料熔断器 特点：体积小、密封好、分断能力高、指示灵敏、 ① 特点：体积小、密封好、分断能力高、指示灵敏、动作 可靠、安装方便。 可靠、安装方便。 应用：适用于低压配电系统，其中， 系列用于线路的短 应用：适用于低压配电系统，其中，gF系列用于线路的短 路和过负荷保护， 系列用于电动机的短路保护 系列用于电动机的短路保护。 路和过负荷保护，aM系列用于电动机的短路保护。§2.6 高压开关设备 2.6 2.6.1 高压隔离开关 高压隔离开关―文字符号 文字符号QS 高压隔离开关 文字符号 1. 主要功能 隔离高压电源，以保证对其他电器设备及线路的安全检修及人 隔离高压电源， 身安全。因此其结构特点是断开后具有明显可见的断开间隙， 身安全。因此其结构特点是断开后具有明显可见的断开间隙，且断开间隙 的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。 的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。 2. 使用特点 隔离开关没有灭弧装置，所以不容许带负荷操作。但可容许通 隔离开关没有灭弧装置，所以不容许带负荷操作。 断一定的小电流，如励磁电流不超过2A的 断一定的小电流，如励磁电流不超过 的35KV、1000KV?A及以下的空载 、 及以下的空载 变压器电路、电容电流不超过5A的 及以下、 变压器电路、电容电流不超过 的10KV及以下、长5Km的空载输电线路以 及以下 的空载输电线路以 及电压互感器和避雷器回路等。 及电压互感器和避雷器回路等。 3. 类型 1) 按安装地点分 户内式和户外式； 户内式和户外式； 2) 按有无接地开关分 不接地、单接地、双接地； 不接地、单接地、双接地； 4. 高压隔离开关的全型号的表示和含义§2.6.1 高压开关设备 2.6.15. 户内式高压隔离开关 户内式高压隔离开关型号较多，常用的有GN8、GNl9、 户内式高压隔离开关型号较多，常用的有 、 、 GN24、GN28、GN30等户内式系列， 等户内式系列， 、 、 等户内式系列 所示为GN8-10高压隔离开关的外形结构图。它的三 高压隔离开关的外形结构图。 图2-32所示为 所示为 高压隔离开关的外形结构图 相闸刀安装在同一底座上，闸刀均采用垂直回转运动方式。 相闸刀安装在同一底座上，闸刀均采用垂直回转运动方式。 GN型高压隔离开关一般采用手动操动机构进行操作。 型高压隔离开关一般采用手动操动机构进行操作。 型高压隔离开关一般采用手动操动机构进行操作§2.6.1 高压开关设备 2.6.1图2-32 GN8-10 型高压隔离开关 外形 1－上接线端子 2 － －静触头 3－闸 － 刀 4－套管绝缘 － 子5－下接线端 － 子 6－框架 7－转轴 － － 8－拐臂 9－升降 － － 绝缘子 10－支柱 － 绝缘子§2.6.1 高压开关设备 2.6.1 6. 户外高压隔离开关 户外高压隔离开关常用的有GW4、GW5、和GW1等系列。 等系列。 户外高压隔离开关常用的有 、 、 等系列 GW4-35型的户外高压隔离开关的外形如图 型的户外高压隔离开关的外形如图2-33所示。为了熄灭小电流电弧， 所示。 型的户外高压隔离开关的外形如图 所示 为了熄灭小电流电弧， 该隔离开关安装有灭弧角条。采用的是三柱式结构。 该隔离开关安装有灭弧角条。采用的是三柱式结构。 图2-33 GW2-35 型户外隔离开关 1－角钢架 2－支 － － 柱瓷瓶 3－旋转 － 瓷瓶 4－曲柄 5 － －轴套 6－传动装置 7 － －管形闸刀 8－ － 工作动触头 9、 、 10－灭弧 － 角条 11－插座 － 12、13－接线端 、 － 14－曲柄传动机 － 构§2.6.2 高压负荷开关 高压负荷开关―文字符号 高压负荷开关 文字符号QL 文字符号 1. 作用： 作用： (1) 能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但是不能用它来断开短 能通断一定的负荷电流和过负荷电流， 路电流； 路电流； (2) 高压负荷开关大多还具有隔离高压电源，保证其后的电气设备 高压负荷开关大多还具有隔离高压电源， 和线路安全检修的功能，这种负荷开关又称“功率隔离开关” 和线路安全检修的功能，这种负荷开关又称“功率隔离开关”或 负荷隔离开关” “负荷隔离开关”。 2. 特点： 特点： (1) 只具有简单的灭弧装置，必须借助熔断器来切断短路电流，故 只具有简单的灭弧装置，必须借助熔断器来切断短路电流， 负荷开关常与熔断器一起使用。 负荷开关常与熔断器一起使用。 (2) 负荷隔离开关断开后通常有明显的断开间隙，与高压隔离开关 负荷隔离开关断开后通常有明显的断开间隙， 一样。 一样。 3. 高压负荷开关的类型： 高压负荷开关的类型： (1) 根据所采用的灭弧介质不同分 固体产气式、压气式、油浸式、 固体产气式、压气式、油浸式、 真空式和六氟化硫（ 真空式和六氟化硫（SF6）等 ） (2) 按安装场所分 户内式和户外式两种 4. 高压负荷开关全型号的表示和含义如下： 高压负荷开关全型号的表示和含义如下：§2.6.2 高压负荷开关5. 户内压气式负荷开关 国内目前多采用 国内目前多采用FN2-10RT及 及 FN3-10RT型的压气式负荷开关。 型的压气式负荷开关。 型的压气式负荷开关 户内压气式负荷开关外形结构图。 图2-36为FN3-10RT户内压气式负荷开关外形结构图。 为 户内压气式负荷开关外形结构图§2.6.2 高压负荷开关图2-36 FN3-10RT户内压气 户内压气 式负荷开关外形 1－主轴 2－上绝缘子兼气 － － 缸 3－连杆 4－下绝缘子 5 － － －框架 6－RNI型熔断器 － 型熔断器 7－下触座 8－闸刀 9－弧 － － － 动触头 10－绝缘喷嘴 内有 －绝缘喷嘴(内有 弧静触头) 弧静触头 11－主静触头 12－上触座 － － 13－断路弹簧 14－绝缘拉 － － 杆 15－热脱扣器 －§2.6.2 高压负荷开关 (1) 结构组成 1) 上绝缘子兼汽缸 是一个简单的灭弧室，不仅起到支持 是一个简单的灭弧室， 绝缘子的作用， 绝缘子的作用，而且其内部 气缸，装有传动机构传动的活塞。 气缸，装有传动机构传动的活塞。 2) 传动机构 主轴、连杆、活塞等 主轴、连杆、 3) 绝缘喷嘴和弧静触头 在上绝缘子上部 4) 闸刀和弧动触头 (2) 工作原理 当负荷开关分闸时，弧动触头与弧静触头之 当负荷开关分闸时， 间产生电弧，同时分闸时主轴转动而带动活塞， 间产生电弧，同时分闸时主轴转动而带动活塞，压缩气缸 内的空气，从喷嘴向外吹弧，使电弧迅速熄灭。同时， 内的空气，从喷嘴向外吹弧，使电弧迅速熄灭。同时，其 外形与户内式隔离开关相似，也具有明显的断开间隙。 外形与户内式隔离开关相似，也具有明显的断开间隙。因 它同时具有隔离开关的作用。 此，它同时具有隔离开关的作用。§2.6.2 高压负荷开关 6. 真空负荷开关 国内有 国内有FN4型等户内用真空负荷开关，一般用于 型等户内用真空负荷开关， 型等户内用真空负荷开关 一般用于220KV 及以下电网中。 及以下电网中。 为西门子公司12KV的真空负荷开关的剖面图和外形图。 的真空负荷开关的剖面图和外形图。 图2-37为西门子公司 为西门子公司 的真空负荷开关的剖面图和外形图 (1) 工作原理 利用真空灭弧原理来工作，因而能不受限制地可靠完成开 利用真空灭弧原理来工作， 断工作；配用手动操动机构或电动操动机构。 断工作；配用手动操动机构或电动操动机构。 (2) 特点 可频繁操作，灭弧性能好，使用寿命长；但必须和 可频繁操作，灭弧性能好，使用寿命长；但必须和HH-熔断器 熔断器 相配合，才能开断短路电流；而且开断时，不形成隔离间隙， 相配合，才能开断短路电流；而且开断时，不形成隔离间隙，不能作隔 离开关用。 离开关用。 六氟化硫（SF6）负荷开关（ FW11-10型）、油浸式负荷开关 油浸式负荷开关（ 7. 六氟化硫（SF6）负荷开关（如FW11-10型）、油浸式负荷开关（如 FW2、FW4型 FW2、FW4型） 灭弧能力强，容量大， （1）特点 灭弧能力强，容量大，但都必须与熔断器串联使用才能断 开短路电流，而且断开后无可见间隙，不能作隔离开关用。 开短路电流，而且断开后无可见间隙，不能作隔离开关用。适用于 35KV及以下的户外电网 及以下的户外电网。 35KV及以下的户外电网。 35kV及以下的户外电网 及以下的户外电网。 （2）应用 35kV及以下的户外电网。§2.6.3 高压断路器 2.6.3 高压断路器―文字符号 高压断路器 文字符号QF 文字符号 是高压输配电线路中最为重要的电气设备，它的选用和性能直接关系 是高压输配电线路中最为重要的电气设备， 到线路运行的安全性和可靠性。 到线路运行的安全性和可靠性。 1．作用 ． （1）通断正常的负荷电流和过负荷电流； ）通断正常的负荷电流和过负荷电流； （2）通断一定的短路电流； ）通断一定的短路电流； （3）在保护装置作用下，自动跳闸，切断短路电流。 ）在保护装置作用下，自动跳闸，切断短路电流。 2．类型 ． （1）高压断路器按采用的灭弧介质分 ） 1）油断路器 按油量大小分为少油和多油两类。多油断路器的油量多， 按油量大小分为少油和多油两类。多油断路器的油量多， ） 兼有灭弧和绝缘的双重功能；少油断路器的油量少，只作灭弧介质用。 兼有灭弧和绝缘的双重功能；少油断路器的油量少，只作灭弧介质用。 2）六氟化硫 ）六氟化硫(SF6)断路器 断路器 3）真空断路器 ） 4）压缩空气断路器 ） 5）磁吹断路器 ）§2.6.3 高压断路器 2.6.3 （2）高压断路器按使用场合分 ） 1）户内型 ） 2）户外型 ） 有高速（＜ （＜0.01s）、中速（0.1～0.2s）、低速（＞ ）、中速 ）、低速 （3）按分断速度分 有高速（＜ ） ）、中速（ ～ ）、低速（＞ 0.2s）三种。（现采用高速断路器比较多。） 。（现采用高速断路器比较多 ）三种。（现采用高速断路器比较多。） 断路器和真空断路器目前应用较广， 注：SF6断路器和真空断路器目前应用较广，少油断路器因其成本低，结 断路器和真空断路器目前应用较广 少油断路器因其成本低， 构简单，依然被广泛应用于不需要频繁操作及要求不高的各级高压电网中， 构简单，依然被广泛应用于不需要频繁操作及要求不高的各级高压电网中， 但压缩空气断路器和多油断路器已基本淘汰。 但压缩空气断路器和多油断路器已基本淘汰。 3. 高压断路器的全型号表示和含义如下： 高压断路器的全型号表示和含义如下：§2.6.3 高压断路器 2.6.3 4. 高压少油断路器 高压少油断路器(SW、SN型) 、 型 一般6kV～35kV户内配电装置中主要采用的高压少油断 一般 ～ 户内配电装置中主要采用的高压少油断 路器是我国统一设计、推广应用的一种新型少油断路器。 路器是我国统一设计、推广应用的一种新型少油断路器。 按其断流容量（ ）分有I、 、 断流容量SN10按其断流容量（Soc）分有 、II、Ⅲ型。断流容量 10I型Soc为300MVA；SN10-10Ⅱ型Soc为500MVA； 型 为 ； Ⅱ 为 ； SN10-10Ⅲ型Soc为750MVA。 Ⅲ 为 。 和图2-39分别是 分别是SNl0-10型高压少油断路器的外形 图2-38和图 和图 分别是 型高压少油断路器的外形 结构和油箱内部结构图。 结构和油箱内部结构图。§2.6.3 高压断路器 2.6.3 图2-39 少油断路 器内部剖面结构 1―铝帽 2―油气分 铝帽 油气分 离器 3―上接线端 上接线端 子 4－油标 － 5－静触头 6－灭弧 － － 室 7－动触头 8－ － － 中间滚动触头9－ 中间滚动触头 － 下接线端子 10－转 － 轴 11－拐臂 12－ － － 基座13－ 基座 －下支柱瓷 瓶 14－上支柱瓷瓶 － 15－断路弹簧 － －断路弹簧16－ 缘筒 17－逆止阀 － 18－绝缘油 －图2-38 SN10-10型少油断路器 型少油断路器 外形结构 1－铝帽 2－上接线端子 3－油标 －绝缘筒 － － －油标4－ 5－下接线端子 6－基座 －主轴 8－框架 9 － －基座7－ － －断路弹簧
§2.6.3 高压断路器 2.6.3 (1) 组成结构 1）油箱 断路器的核心部分 ） 油箱的上部为“铝帽” ①油箱的上部为“铝帽”， 铝帽的上部为“油汽分离室” ②铝帽的上部为“油汽分离室”，其作用是将灭弧过程中产生的油汽混 合物旋转分离，气体从顶部排气孔排出，而油则沿内壁流回灭弧室。 合物旋转分离，气体从顶部排气孔排出，而油则沿内壁流回灭弧室。 铝帽的下部装有“插座式静触头” 片弧触片。 ③铝帽的下部装有“插座式静触头”，有3～4片弧触片。断路器在合闸 ～ 片弧触片 或分闸时，电弧总在弧触片和“动触头(导电杆 端部的弧触头之间产生， 导电杆)”端部的弧触头之间产生 或分闸时，电弧总在弧触片和“动触头 导电杆 端部的弧触头之间产生， 从而保护了静触头的工作触片。 油箱的中部为“灭弧室” 从而保护了静触头的工作触片。 ④油箱的中部为“灭弧室”，外面 套的是高强度的绝缘筒，灭弧室的结构如图2-40所示。 所示。 套的是高强度的绝缘筒，灭弧室的结构如图 所示图2-40 灭弧室结构 1－第一道灭弧沟 2－第二道灭弧 － － 沟 3－第三道灭弧沟 4－吸弧钢片 － －§2.6.3 高压断路器 2.6.3 2）传动机构 ） 为高强度铸铁制成的基座，基座内有操作断路器动触头（导电杆） 为高强度铸铁制成的基座，基座内有操作断路器动触头（导电杆）的 转轴和拐臂等传动机构，导电杆通过中间滚动触头与下接线柱相连。 转轴和拐臂等传动机构，导电杆通过中间滚动触头与下接线柱相连。 3）框架 用来固定断路器 ） 上接线端子→静触头 导电杆(动触头 静触头→导电杆 动触头) 中 （2）断路器的导电回路 上接线端子 静触头 导电杆 动触头 →中 ） 间滚动触头→下接线端子 下接线端子。 间滚动触头 下接线端子。 (3) 工作及灭弧原理 1）合闸时，经操动机构和传动机构将导电杆插入静触头来接通电路。 ）合闸时，经操动机构和传动机构将导电杆插入静触头来接通电路。 2）分闸或自动跳闸时，导电杆向下运动并离开静触头，产生电弧； ）分闸或自动跳闸时，导电杆向下运动并离开静触头，产生电弧； 电弧的高温使油分解形成气泡，使静触头周围的油压骤增， 电弧的高温使油分解形成气泡，使静触头周围的油压骤增，压力使逆 止阀上升堵住中心孔，致使电孤在封闭的空间内燃烧， 止阀上升堵住中心孔，致使电孤在封闭的空间内燃烧，灭弧室内的压 力迅速增大。同时，导电杆迅速向下运动， 力迅速增大。同时，导电杆迅速向下运动，产生的油气混合物在灭弧 室内的一、 三道灭弧沟和下面的纵吹油囊中对电弧进行强烈地横、 室内的一、二、三道灭弧沟和下面的纵吹油囊中对电弧进行强烈地横、 纵吹；下部的绝缘油与被电弧燃烧的油迅速对流， 纵吹；下部的绝缘油与被电弧燃烧的油迅速对流，对电弧起到油吹弧 和冷却的作用。由于上述灭弧方法的综合作用，使电弧迅速熄灭。 和冷却的作用。由于上述灭弧方法的综合作用，使电弧迅速熄灭。§2.6.3 高压断路器 2.6.3 是灭弧室的灭弧过程示意图。 图2-41是灭弧室的灭弧过程示意图。 是灭弧室的灭弧过程示意图 （4）特点 ） 1）少油断路器的油量少，绝缘油只起灭 ）少油断路器的油量少， 弧作用而无绝缘功能，结构简单， 弧作用而无绝缘功能，结构简单，体积 重量轻。 小，重量轻。用于不需频繁操作和不要 求高速开断的电网中。 求高速开断的电网中。 在通电状态下，油箱外壳带电， 注：在通电状态下，油箱外壳带电，必 须与大地绝缘，人体不能触及。 须与大地绝缘，人体不能触及。但燃烧 爆炸的危险性小。在运行时， 爆炸的危险性小。在运行时，要注意观 察油标，以确定绝缘油的油量， 察油标，以确定绝缘油的油量，防止因 油量的不足使电弧无法正常熄灭而导致 的油箱爆炸事故的产生。 的油箱爆炸事故的产生。 2）SNl0―10型断路器可配用 型断路器可配用CS2型手动 ） 型断路器可配用 型手动 操动机构、 型电磁操动机构或 型电磁操动机构或CT型弹 操动机构、CD型电磁操动机构或 型弹 簧操动机构。 簧操动机构。 图2-41 灭弧室灭弧过程示意图 1－静触头 2－吸弧钢片 3－横吹灭弧 － － － 沟 4－纵吹灭弧囊 5－电弧 6－动触头 － － －§2.6.3 高压断路器 2.6.3 5. 高压真空断路器（ZN、ZW型） 高压真空断路器（ 、 型 高压真空断路器是利用“真空” （1）特点 高压真空断路器是利用“真空”作为绝 ） 缘和灭弧介质，灭弧能力强、无爆炸、低噪音、体 缘和灭弧介质，灭弧能力强、无爆炸、低噪音、 积小、重量轻、寿命长、电磨损少、结构简单、无 积小、重量轻、寿命长、电磨损少、结构简单、 污染、可靠性高、维修方便，属高速断路器，是实 污染、可靠性高、维修方便，属高速断路器， 现无油化改造的理想设备。因此，虽然价格较贵， 现无油化改造的理想设备。因此，虽然价格较贵， 在要求频繁操作和高速开断的场合，尤其是安全要 在要求频繁操作和高速开断的场合， 求较高的工矿企业、住宅区、商业区等被广泛采用。 求较高的工矿企业、住宅区、商业区等被广泛采用。 （2）类型 ） 根据其结构分有落地式、悬挂式、手车式三种形式； 根据其结构分有落地式、悬挂式、手车式三种形式； 按使用场合分有户内式和户外式。 按使用场合分有户内式和户外式。 型真空断路器的外形结构如图2-42所示 （3）ZN3-10型真空断路器的外形结构如图 ） 型真空断路器的外形结构如图 所示§2.6.3 高压断路器 2.6.3ZN3-10型真空断路器外形 图2-42 ZN3-10型真空断路器外形 上接线端子（后出线） 1－上接线端子（后出线） 2－真空 灭弧室 下接线端子（后出线） 3－下接线端子（后出线） 4－操动 机构箱 5－合闸电磁铁 6－分闸电磁铁 7－断路弹簧 8－底座图2-43 真空断路器灭弧室结构 1一静触头 2一动触头 3一屏蔽 一静触头 一动触头 一屏蔽 罩 4一波纹管 5一与外壳封接的 一波纹管 一与外壳封接的 金属法兰盘 6一波纹管屏蔽罩 7一绝缘外壳 一波纹管屏蔽罩 一绝缘外壳§2.6.3 高压断路器 2.6.3 1）组成 ） 真空灭弧室由圆盘状的动静触头、屏蔽罩、 ① 真空灭弧室 真空灭弧室由圆盘状的动静触头、屏蔽罩、波纹管 屏蔽罩、绝缘外壳(陶瓷或玻璃制成外壳 等组成。 陶瓷或玻璃制成外壳)等组成 屏蔽罩、绝缘外壳 陶瓷或玻璃制成外壳 等组成。 可配用CD系列电磁操动机构或 系列弹簧操动机构。 系列电磁操动机构或CT系列弹簧操动机构 ② 操动机构 可配用 系列电磁操动机构或 系列弹簧操动机构。 ③ 绝缘体传动件 ④ 底座 2）工作原理 在触头刚分离时，触头间只产生真空电弧。电弧的温 在触头刚分离时，触头间只产生真空电弧。 ） 度很高，使金属触头表面产生金属蒸气， 度很高，使金属触头表面产生金属蒸气，由于触头的圆盘状设计使 真空电弧在主触头表面快速移动，其金属离子在屏蔽罩内壁上凝聚， 真空电弧在主触头表面快速移动，其金属离子在屏蔽罩内壁上凝聚， 以致电弧在自然过零后极短的时间内， 以致电弧在自然过零后极短的时间内，触头间隙又恢复了原有的高 真空度。因此，电弧暂时熄灭，触头间的介质强度迅速恢复； 真空度。因此，电弧暂时熄灭，触头间的介质强度迅速恢复；电流 过零后，外加电压虽然很快恢复，但触头间隙不会再被击穿， 过零后，外加电压虽然很快恢复，但触头间隙不会再被击穿，真空 电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。 电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。 6. 六氟化硫（SF6）断路器（LN、LW型） 六氟化硫（ ）断路器（ 、 型 种五色、 （1）SF6气体的特性 是―种五色、无味、无毒且不易燃的惰性气体， ） 气体的特性 种五色 无味、无毒且不易燃的惰性气体， 兼有灭弧和绝缘功能 在150℃以下时，其化学性能相当稳定。 ℃以下时，其化学性能相当稳定。 1）由于 中不含碳(C)元素 ）由于SF6中不含碳 元素，对于灭弧和绝缘介质来说，具有 中不含碳 元素，对于灭弧和绝缘介质来说， 极为优越的特性，不需要象油断路器那样要经常检修； 极为优越的特性，不需要象油断路器那样要经常检修；§2.6.3 高压断路器 2.6.3 2）SF6不含氧 元素，因此不存在触头氧化问题，所以其触头磨损少， 不含氧(O)元素 ） 不含氧 元素，因此不存在触头氧化问题，所以其触头磨损少， 使用寿命长。 使用寿命长。 3）SF6具有优良的电绝缘性能，在电流过零时，电弧暂时熄灭后，SF6 具有优良的电绝缘性能， ） 具有优良的电绝缘性能 在电流过零时，电弧暂时熄灭后， 能迅速恢复绝缘强度，从而使电弧很快熄灭。 能迅速恢复绝缘强度，从而使电弧很快熄灭。 4）在电弧的高温作用下，SF6会分解出氟 会分解出氟(F2)，具有较强的腐蚀性和毒 ）在电弧的高温作用下， 会分解出氟 ， 且能与触头的金属蒸汽化合为―种具有绝缘性能的白色粉末状的氟 性，且能与触头的金属蒸汽化合为 种具有绝缘性能的白色粉末状的氟 化物，因此， 断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用。 化物，因此，SF6断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用。这 断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用 些氟化物在电弧熄灭后的极短时间内能自动还原。 些氟化物在电弧熄灭后的极短时间内能自动还原。对残余杂质可用特殊 的吸附剂清除，基本上对人体和设备没有什么危害。 的吸附剂清除，基本上对人体和设备没有什么危害。 利用SF6气体作灭弧和绝缘介质， 气体作灭弧和绝缘介质， （2）六氟化硫（SF6）断路器特点 利用 ）六氟化硫（ ） 气体作灭弧和绝缘介质 触头磨损少，使用寿命长，无须经常检修，电绝缘性能好，结构简单， 触头磨损少，使用寿命长，无须经常检修，电绝缘性能好，结构简单， 灭弧能力强，无燃烧爆炸危险，属高速断路器。但是， 灭弧能力强，无燃烧爆炸危险，属高速断路器。但是，SF6断路器的要 断路器的要 求加工精度高，密封性能要求严，价格相对昂贵。 求加工精度高，密封性能要求严，价格相对昂贵。适用于需频繁操作及 有易燃易爆炸危险的场所。 有易燃易爆炸危险的场所。 断路器灭弧室的结构形式分， （3）类型 按SF6断路器灭弧室的结构形式分，有压气式、自能灭弧式 ） 断路器灭弧室的结构形式分 有压气式、 (旋弧式、热膨胀式 和混合灭弧式 一般采用以上几种灭弧方式的组合， 旋弧式、 和混合灭弧式(一般采用以上几种灭弧方式的组合 旋弧式 热膨胀式)和混合灭弧式 一般采用以上几种灭弧方式的组合， 如压气+旋弧式等 旋弧式等)。 如压气 旋弧式等 。 型为压气式， 我国生产的L 注：我国生产的 Nl、LN2型为压气式，LW3型户外式采用旋弧式灭弧结 构。§2.6.3 高压断路器 2.6.3 型高压SF6断路器的外形结构如图 断路器的外形结构如图2-44所示， 所示， （4） LN2-10型高压 ） 型高压 断路器的外形结构如图 所示 其绝缘筒内灭弧室的剖面图和工作原理如图2-45所示。 所示。 其绝缘筒内灭弧室的剖面图和工作原理如图 所示 1）组成 ） 绝缘筒和灭弧室 主要采用弹簧、 操动机构箱 主要采用弹簧、液压操动机构 固定用小车 2）工作原理 断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是 ） 相对固定的。当跳闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的 相对固定的。当跳闸时， 汽缸由断路器的操动机构通过连杆带动离开静触头， 汽缸由断路器的操动机构通过连杆带动离开静触头， 电弧在动、静触头间产生，汽缸和活塞的相对运动 电弧在动、静触头间产生， 压缩SF6气体并使之通过绝缘喷嘴吹出，用吹弧法来 气体并使之通过绝缘喷嘴吹出， 压缩 气体并使之通过绝缘喷嘴吹出 迅速熄灭电弧。 迅速熄灭电弧。§2.6.3 高压断路器 2.6.3图2-45 SF6高压断 高压断 路器灭弧室 1－静触头 2－绝 － － 缘喷嘴 3－动触头 － 4－汽缸 5－压气 － － 活塞 6－电弧 －高压SF6断路器 图2-44 LN2-10高压 高压 断路器 1－上接线端子 2－绝缘筒 3－ － － － 下接线端子 4－操动机构箱 5－小车 6－断 － － － 路弹簧§2.6.3 高压断路器 2.6.3 7．高压开关设备的常用操动机构介绍 ． 操动机构又称操作机构，是供高压断路器、 操动机构又称操作机构，是供高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开 关进行分、合闸及自动跳闸的设备。一般常用的有手动操动机构、 关进行分、合闸及自动跳闸的设备。一般常用的有手动操动机构、电磁 操动机构和弹簧储能操动机构。 操动机构和弹簧储能操动机构。 操动机构的型号表示和含义如下： 操动机构的型号表示和含义如下：（1）CS系列手动操动机构 ） 系列手动操动机构§2.6.3 高压断路器 2.6.3 1）特点 ） 手动和远距离跳闸，只能手动合闸；采用交流操作电源； 手动和远距离跳闸，只能手动}