电气工程概论5
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绝缘性能和灭弧性能优良
单柱双断口的结构 检修周期长，无火灾的危险 在110kV及以上系统取代油断路器
35
（四） 真空断路器
36
1、真空电弧的形成
1)扩散型真空电弧
阳极
阴极
单阴极斑点的真空电弧
扩散真空电弧外形示意图
37
2)集聚型真空电弧
大量电子撞击阳极
阳极斑点 电弧电流磁场 磁压力 集聚型电弧 阳极表面温度
47
2.隔离开关的典型结构
操作绝缘子 转 轴
静触头 支柱绝缘子 GN19-12(C)系列高压隔离开关
48
49
户外型剪刀型
50
51
52
户外型双柱式
GW4-220型隔离开关
53
54
户外型三柱式
GW7-500型隔离开 关（开断状态）
GW7A—220型三柱式 隔离开关（关合状态）
石 英 砂
限流式熔断器外形
熔 丝
限流式熔断器剖面图
61
五、高压负荷开关
1.负荷开关的类型
油浸式负荷开关 固体式负荷开关 压气式负荷开关 SF6负荷开关 真空负荷开关
62
2.负荷开关举例
高 压 真 30 空 12 负户 荷外 开交 关流
-
FZW
FKRN12-12D压气式负荷开关
63
FN5-10系列户内高压真空负荷开 关及熔断器组合电器
1）外能式灭弧装置
单压式灭弧装置
动触 头
静触头
30
2）自能式灭弧装置
气吹灭弧装置
静触头
喷口
气孔 止逆阀 气缸
动触 头 主气 室
辅助 气室 止逆阀
31
旋弧式灭弧装置工作原理
32
LW6B-252断路器
33
盆式支持绝 缘子
金属罐
LW12-500型落地罐式断路器
34
2、SF6断路器小结
15
断路器的积木组合方式
断路器的积木组合方 式示意图
SW2-110型少油断路器 每相单柱双断口 16
SW2-220型少油断路器每相双柱四断口
17
1）多断口断路器的均压问题及措施
断路器加装并联电容
18
采用均压电容
C
C
19
并联电容
并联均压电容
20
户内式SN10-10断路器
户内式少油断路器的 结构外型 21
（二）油断路器的灭弧原理
自能式
灭弧室
纵吹
吹弧方式 横吹
外能式 纵横吹
22
1.油断路器灭弧室的工作原理
自能纵吹
23
自能横吹
纵横吹动画
24
25
外能吹弧
静触头
电弧
绝缘筒
活塞 唧筒
动触头
26
熄弧性能比较
自能式
开断大电流能力强 开断微小电流能力弱 临界开断电流现象 外能式 开断小电流能力强，易出现 截流现象
27
2.油断路器小结
优点: 结构简单，价格便宜 缺点：检修周期短
维护工作量大 潜在火灾危险 被SF6断路器取代的趋势（110kV及以上系统） 被真空断路器取代的趋势（10kV电力系统）
28
（三）SF6断路器
1.SF6断路器灭弧装置 双压式 外能
按能量分
自能
单压式 气吹式 旋弧式
29
高电压与绝缘技术
高电压与绝缘技术学科主要涉及 高电压与绝缘的理论、测试、绝缘结 构、过电压及其防护，以及它们在电 力工业及新兴科学技术中的应用。
1
高压开关电器
分类
高压断路器 隔离开关 负荷开关 熔断器 接地开关
3
一、开关电弧的产生和熄灭
气体、等离子体、金属的状态简图
4
（一）开关电弧的形成
油断路器 多油断路器 分 类 压缩空气断路器 SF6断路器 真空断路器 固体产气断路器
高压断路器的型号说明
设计序号
SN10-10 /3000 – 43.3
产品名 称代号 安装场 所代号 额定电压 （kV) 额定开断 电流（kA）
其他标志 代号
额定电流 (A)
10
开断部分
组
操动和传动部分
成
绝缘部分
纵向磁场 约束电荷运 动方向 碰撞↓
电弧电阻↓
电弧压降↓ 电弧能量↓
形成集聚型电 弧的电流值↑
200kA
43
4.真空断路器小结
绝缘性能好 ，触头的开距可以做得很小
只需配置操作功小的操动机构
灭弧能力强 ，适用于频繁操作的场合
结构简单，维修工作量小 ，无火灾危险
和无环境污染 在10kV电力系统中逐步取代少油断路器
电场游离（碰撞游离）示意图
5
A++e→A 直接复合
复合
（主要形式） 间接复合
A+e→AA-+A+→2A
扩散
高浓度→低浓度
6
（二）开关电弧的熄灭
介质强度和恢复电压
7
熄弧措施
采用绝缘性能高的介质
使电弧迅速拉长 采用灭弧装置来加强电弧的冷却
8
二、高压断路器
（一）高压断路器的组成和分类
少油断路器
44
断路器与互感器继电器联合应用
45
三、 隔离开关
1.隔离开关的分类
户内
隔离开关
户外
V型 剪刀型 双柱型 三柱型
46
隔离开关的型号说明
设计序号 高原型
GN2-10G /3150 – []G
产品名 称代号 安装场 所代号 额定电压 （kV) 极限通过 峰值电流 （kA）
其他标志 代号
额定电流 (A)
11 DW8-35型多油断路器
1. 高压断路器的结构
（1）油断路器的结构
接地金属箱型 绝缘子支持型
绝缘套管
金属箱
断口
操动机构
DW8-35型多油断路器
接地金属箱型结构示意图 12
DW19 - 40.5型
13
多 油 断 路 器 视 频
14
开断元件
支持瓷瓶
操动 机构
绝缘子支持型结构示意图
SW2-63型少油断路器
64
等离子体的直径
38
2.真空断路器结构
绝缘子
真空 灭弧 室
操动 机构
ZN12-12系列真空断路器
传动 机构
绝缘拉杆
真空断路器结构外型图 39
3.真空灭弧室
密封外壳
触 头
屏 蔽 罩
真空灭弧室
波纹管
40
动触杆
4.真空断路器的触头
横 向 磁 场 触 头
螺旋 槽触 头
41
纵 向 磁 场 触 头
42
1)纵向磁场的作用
55
户外型V形
GW5A-35、66、110系列隔离 压熔断器
1.熔断器的特性
时 间 电 流 特 性
I0
58
1)时间－电流特性配合
t1 t2
59
2.高压熔断器的典型结构
熔断器管
灭弧装置
下触头 RW11-10跌落式熔断器
PRW10-12F200A(W) 型跌落式 熔断器（带切负荷灭弧装置） 60
单柱双断口的结构 检修周期长，无火灾的危险 在110kV及以上系统取代油断路器
35
（四） 真空断路器
36
1、真空电弧的形成
1)扩散型真空电弧
阳极
阴极
单阴极斑点的真空电弧
扩散真空电弧外形示意图
37
2)集聚型真空电弧
大量电子撞击阳极
阳极斑点 电弧电流磁场 磁压力 集聚型电弧 阳极表面温度
47
2.隔离开关的典型结构
操作绝缘子 转 轴
静触头 支柱绝缘子 GN19-12(C)系列高压隔离开关
48
49
户外型剪刀型
50
51
52
户外型双柱式
GW4-220型隔离开关
53
54
户外型三柱式
GW7-500型隔离开 关（开断状态）
GW7A—220型三柱式 隔离开关（关合状态）
石 英 砂
限流式熔断器外形
熔 丝
限流式熔断器剖面图
61
五、高压负荷开关
1.负荷开关的类型
油浸式负荷开关 固体式负荷开关 压气式负荷开关 SF6负荷开关 真空负荷开关
62
2.负荷开关举例
高 压 真 30 空 12 负户 荷外 开交 关流
-
FZW
FKRN12-12D压气式负荷开关
63
FN5-10系列户内高压真空负荷开 关及熔断器组合电器
1）外能式灭弧装置
单压式灭弧装置
动触 头
静触头
30
2）自能式灭弧装置
气吹灭弧装置
静触头
喷口
气孔 止逆阀 气缸
动触 头 主气 室
辅助 气室 止逆阀
31
旋弧式灭弧装置工作原理
32
LW6B-252断路器
33
盆式支持绝 缘子
金属罐
LW12-500型落地罐式断路器
34
2、SF6断路器小结
15
断路器的积木组合方式
断路器的积木组合方 式示意图
SW2-110型少油断路器 每相单柱双断口 16
SW2-220型少油断路器每相双柱四断口
17
1）多断口断路器的均压问题及措施
断路器加装并联电容
18
采用均压电容
C
C
19
并联电容
并联均压电容
20
户内式SN10-10断路器
户内式少油断路器的 结构外型 21
（二）油断路器的灭弧原理
自能式
灭弧室
纵吹
吹弧方式 横吹
外能式 纵横吹
22
1.油断路器灭弧室的工作原理
自能纵吹
23
自能横吹
纵横吹动画
24
25
外能吹弧
静触头
电弧
绝缘筒
活塞 唧筒
动触头
26
熄弧性能比较
自能式
开断大电流能力强 开断微小电流能力弱 临界开断电流现象 外能式 开断小电流能力强，易出现 截流现象
27
2.油断路器小结
优点: 结构简单，价格便宜 缺点：检修周期短
维护工作量大 潜在火灾危险 被SF6断路器取代的趋势（110kV及以上系统） 被真空断路器取代的趋势（10kV电力系统）
28
（三）SF6断路器
1.SF6断路器灭弧装置 双压式 外能
按能量分
自能
单压式 气吹式 旋弧式
29
高电压与绝缘技术
高电压与绝缘技术学科主要涉及 高电压与绝缘的理论、测试、绝缘结 构、过电压及其防护，以及它们在电 力工业及新兴科学技术中的应用。
1
高压开关电器
分类
高压断路器 隔离开关 负荷开关 熔断器 接地开关
3
一、开关电弧的产生和熄灭
气体、等离子体、金属的状态简图
4
（一）开关电弧的形成
油断路器 多油断路器 分 类 压缩空气断路器 SF6断路器 真空断路器 固体产气断路器
高压断路器的型号说明
设计序号
SN10-10 /3000 – 43.3
产品名 称代号 安装场 所代号 额定电压 （kV) 额定开断 电流（kA）
其他标志 代号
额定电流 (A)
10
开断部分
组
操动和传动部分
成
绝缘部分
纵向磁场 约束电荷运 动方向 碰撞↓
电弧电阻↓
电弧压降↓ 电弧能量↓
形成集聚型电 弧的电流值↑
200kA
43
4.真空断路器小结
绝缘性能好 ，触头的开距可以做得很小
只需配置操作功小的操动机构
灭弧能力强 ，适用于频繁操作的场合
结构简单，维修工作量小 ，无火灾危险
和无环境污染 在10kV电力系统中逐步取代少油断路器
电场游离（碰撞游离）示意图
5
A++e→A 直接复合
复合
（主要形式） 间接复合
A+e→AA-+A+→2A
扩散
高浓度→低浓度
6
（二）开关电弧的熄灭
介质强度和恢复电压
7
熄弧措施
采用绝缘性能高的介质
使电弧迅速拉长 采用灭弧装置来加强电弧的冷却
8
二、高压断路器
（一）高压断路器的组成和分类
少油断路器
44
断路器与互感器继电器联合应用
45
三、 隔离开关
1.隔离开关的分类
户内
隔离开关
户外
V型 剪刀型 双柱型 三柱型
46
隔离开关的型号说明
设计序号 高原型
GN2-10G /3150 – []G
产品名 称代号 安装场 所代号 额定电压 （kV) 极限通过 峰值电流 （kA）
其他标志 代号
额定电流 (A)
11 DW8-35型多油断路器
1. 高压断路器的结构
（1）油断路器的结构
接地金属箱型 绝缘子支持型
绝缘套管
金属箱
断口
操动机构
DW8-35型多油断路器
接地金属箱型结构示意图 12
DW19 - 40.5型
13
多 油 断 路 器 视 频
14
开断元件
支持瓷瓶
操动 机构
绝缘子支持型结构示意图
SW2-63型少油断路器
64
等离子体的直径
38
2.真空断路器结构
绝缘子
真空 灭弧 室
操动 机构
ZN12-12系列真空断路器
传动 机构
绝缘拉杆
真空断路器结构外型图 39
3.真空灭弧室
密封外壳
触 头
屏 蔽 罩
真空灭弧室
波纹管
40
动触杆
4.真空断路器的触头
横 向 磁 场 触 头
螺旋 槽触 头
41
纵 向 磁 场 触 头
42
1)纵向磁场的作用
55
户外型V形
GW5A-35、66、110系列隔离 压熔断器
1.熔断器的特性
时 间 电 流 特 性
I0
58
1)时间－电流特性配合
t1 t2
59
2.高压熔断器的典型结构
熔断器管
灭弧装置
下触头 RW11-10跌落式熔断器
PRW10-12F200A(W) 型跌落式 熔断器（带切负荷灭弧装置） 60