高低压一次设备简介

一、一次设备总介绍一次设备按其功能可分为以下几类：变换设备：如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。

开关设备：如断路器、隔离开关、负荷开关等。

保护设备：如熔路器、避雷器、电抗器等。

无功补偿设备：如电力电容器、静止补偿器等。

成套配电装置：如高压开关柜、低压配电屏等。

二、高压断路器1. 高压断路器的用途和基本结构◆用途：不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。

◆结构：开断元件、支撑元件、传动元件、基座及操动机构◆结构特点：具有相当完善的灭弧结构。

2. 对高压断路器的基本要求绝缘应安全可靠；有足够的动稳定性和热稳定性；有足够的开断能力；动作速度快，熄弧时间短。

3. 高压断路器的类型油断路器多油断路器：油既作为灭弧介质，又作绝缘介质少油断路器：油只作为灭弧介质少油断路器优点：用油量少、体积小、重量轻、节约油和钢材、占地面积小。

用于6～35kV配电装置中。

六氟化硫（SF6）断路器：按灭弧室结构分：双压式和单压式双压式：结构复杂，辅助设备多，性能较差单压式：结构简单，可靠性高，便于维护✓按对地绝缘方式分：落地罐式和瓷柱式优点：断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周期长、没有燃烧爆炸危险等。

缺点：要求加工精度高，密封性能好，价格较昂贵。

真空断路器：利用真空作为灭弧介质和绝缘介质的，其触头装在真空灭弧室内。

目前，国际上真空断路器的设计、制造单位主要是德国西门子公司和ABB公司两大派别。

西门子公司的代表产品有3AF、3AG及3AH等；ABB公司的代表产品有VD4。

优点：体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、安全可靠、便于维护。

缺点：价格较贵。

高压断路器的型号：4. 断路器的操作机构操作机构是指用以进行断路器合闸、保持合闸位置和跳闸的设备，每种操作机构均包括合闸机构、跳闸机构和维持机构三部分。

手动式（CS 型）能手动跳、合闸和远距离跳闸，不能远距离合闸，操作电源为交流 直流电磁式（CD 型）能手动和远距离跳合闸，便于实现自动化，结构简单，零件数量少，工作可靠，制造成本低，但需直流操作电源，且合闸功率大。

弹簧储能式（CT 型）能手动和远距离跳合闸，结构复杂，零件数量多，且要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，但可用交流操作电源，还可实现一次重合闸 5. 高压断路器的基本参数额定电压U N ：指断路器长期正常工作所能承受的电压。

额定电流I N ：指断路器允许长期通过的最大工作电流。

额定开断电流I N.oc ：指断路器在额定电压下能够正常开断的最大短路电流，它表征断路器的开断能力。

额定开断容量S N.oc ：指断路器额定电压和额定开断电流的乘积， 即说明：如果断路器的实际运行电压U 低于额定电压 U N 而额定开断电流不变，此时的开断容量应修正为：热稳定电流 I ts ：表征断路器承受短路电流热效应的能力。

动稳定电流 i max ：表征断路器承受短路电流力效应的能力。

分闸时间：指断路器从得到分闸命令起，到三相电弧完全熄灭为止的一段时间，它包括断路器的固有分闸时间和燃弧时间两部分。

固有分闸时间：指断路器从得到分闸命令起，到主触头刚分离的一段时间； 燃弧时间：指从主触头分离到三相电弧完全熄灭的一段时间。

合闸时间：指断路器从接到合闸命令起，到三相触头刚接触为止的一段时间。

三、高压隔离开关（俗称刀闸） 1. 隔离开关的用途结构特点：没有灭弧装置。

隔离电压：隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。

倒闸操作：合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。

分、合小电流：可以接通或断开电流较小的回路（如电压互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过2A 的空载变压器、电容电流不超过5A 的空载线路等）。

2. 高压隔离开关的类型按安装地点分：户内式和户外式；按绝缘支柱的数目分：单柱式、双柱式和三柱式；oc N N oc N I U S ⋅⋅=3oc N ts I I ⋅=按刀闸的运行方式分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式；按有无接地刀闸分：单接地刀闸、双接地刀闸和无接地刀闸。

图5-10为GN8-10型户内隔离开关的外形结构。

图5-10 GN8-10型隔离开关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—支持绝缘子隔离开关的型号：隔离开关的操作机构：手动式、电动式和气动式四、高压负荷开关⏹结构特点：有简单的灭弧装置。

⏹功能：可以接通或断开正常的负荷电流，但不能切断短路电流；多与高压熔断器配合使用。

有明显的断开点，具有隔离开关的作用。

⏹负荷开关的分类：⏹按安装地点分：户内式和户外式；⏹按灭弧介质不同分：压气式、产气式、真空式、SF6负荷开关；负荷开关的型号：图5-13和图5-14分别为ZFN-10型户内高压真空负荷开关和ZFN-10R型高压真空负荷开关-熔断器组合电器的外形结构。

图5-14 ZFN-10R型高压真空负荷开图5-13 ZFN-10型高压真空负荷开关五、低压开关1．低压刀开关⏹低压刀开关的分类⏹按极数分：有单极、双极和三极三种;⏹按用途分：有单投和双投两种；⏹按操作方式分：直接手柄操作和连杆操作两种；⏹按灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩两种说明：不带灭弧罩的刀开关只能在无负荷下操作，可作低压隔离开关使用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流。

低压刀开关的型号图5-15为HD13型刀开关的外形结构。

图5-15 HD13型刀开关 1—上接线端子 2—钢栅片灭弧罩 3—闸刀 4—底座 5—下接线端子 6—主轴 7—静触头 8—连杆 9—操作手柄3．低压负荷开关由低压刀开关与低压熔断器串联组合而成，具有带灭弧罩的刀开关和熔断器的双重功能，既可以带负荷操作，又能进行短路保护。

常用的低压负荷开关有HH和HK两种系列:✓HH系列：为封闭式负荷开关，外装铁壳，俗称铁壳开关；✓HK系列：为开启式负荷开关，外装胶盖，俗称胶壳开关六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）◆功能：既能带负荷通断电路，又能在线路发生短路、过负荷、低电压（或失压）等故障时自动跳闸。

1. 低压断路器的工作原理✓过流脱扣器：用于短路或过负荷保护；✓失压（欠压）脱扣器：用于失电压或欠电压保护；✓热脱扣器：用于线路或设备长时间过负荷保护；✓分励脱扣器：用于远距离跳闸。

2．低压断路器的分类按灭弧介质分：有空气断路器和真空断路器等；按操作方式分：有手动操作、电磁铁操作和电动机储能操作；按用途分：有、电动机保护用、照明用和漏电保护用等。

低压断路器的型号：塑料外壳式低压断路器（DZ系列）又称装置式自动开关，其全部机构和导电部分均装设在一个塑料外壳内，仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作之用，如图5-18所示。

操作手柄有三个位置：✓合闸位置：手柄扳向上方，跳钩被锁扣扣住，✓自由脱扣位置：手柄位于中间位置，主触头断开，跳钩被释放（脱扣）✓分闸和再扣位置：手柄扳向下方，主触头断开，跳钩又被锁扣扣住——“再扣”操作特点：采用钢灭弧栅，脱扣器的脱扣速度快，整个断路时间不超过一个周期（0.02s），且断流能力也较大。

七高低压保护电器和限流电器一、熔断器◆功能：对电路及其设备进行短路或过负荷保护.（一）高压熔断器高压熔断器的型号1．户内式熔断器户内式熔断器常用型号有RN1和RN2两种，两者的外形结构如图5-21所示。

其熔管的内部结构如图5-22所示。

◆ 特点：灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达到冲击值以前完全熄灭电弧，属于“限流”式熔断器。

2．户外式熔断器户外跌落式熔断器常用型号有RW4和RW10两种 特点：灭弧能力不强，灭弧速度不高，不能在短路电流达到冲击值以前熄灭电弧，属于“非限流”式熔断器。

◆ 图5-23 RW4型高压跌落式熔断器◆ 1—上接线端子 2—上静触头 3—上动触头 4—管帽◆ 5—操作环 6—熔管 7—铜熔丝 8—下动触头 9—下静触头 ◆ 10—下接线端子 11—绝缘瓷瓶 12—固定安装板 （二）低压熔断器低压熔断器有瓷插式（RC 型）、螺旋式（RL 型）、无填料密闭管式（RM 型）、有填料密闭管式（RT 型）等。

图5-21 RN1 、RN2型高压熔断器 1—瓷熔管 2—金属管帽 3—弹性触座4—熔断器指示 5—接线端子 6—瓷绝缘子 7—底座图5-22 RN1、RN2型熔断器熔管内部结构图 1—金属管帽 2—瓷管 3—工作熔体 4—指示熔体 5—锡球6—石英砂填料 7—熔断器指示器低压熔断器的型号1．RM10型密闭管式熔断器图5-24为RM10型熔断器的结构图。

熔体采用变截面的锌熔片以改善熔断器的保护性能。

特点：结构简单、更换熔体方便、运行安全可靠，但灭弧能力较差，不能在短路电流达到冲击值以前熄灭电弧，属于“非限流”式熔断器2．RT0型有填料管式熔断器图5-25为RT0型熔断器的结构图。

它的栅状铜熔体具有引燃栅，熔体具有变截面小孔和“锡桥”，熔管内有石英砂填料，因此灭弧能力很强，有“限流”作用。

特点：保护性能好，断流能力大，但熔体为不可拆式，熔断后整个熔断器报废，不够经济。

3．RZ1型自复式熔断器RZ1型自复式熔断器的结构如图5-26所示。

它采用金属钠作熔体。

特点：既能切断短路电流，又能自动恢复供电，缩短了停电时间。

图5-26 RZ1型自复式熔断器1—接线端子 2—云母玻璃 3—氧化瓷管4—不锈钢外壳5—钠熔体6—氩气7—接线端子二、避雷器避雷器是一种用来限制雷电过电压的保护电器，它可防止雷电过电压沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，危害电气设备绝缘。

避雷器应与被保护物并联，装在被保护物的电源侧，如图5-27所示。

1. 保护间隙（角型避雷器）由两个圆钢型电极组成，其中一个电极接线路，另一个电极接地。

主要用于室外且负荷不重要的线路上。

2. 管型避雷器（排气式避雷器）由外部间隙s1 、内部间隙s2和产气管组成，其结构原理如图5-28所示。

管型避雷器的结构原理图1—产气管 2—棒形电极 3—环形电极 4—螺母s1—外部间隙s2—内部间隙☐管型避雷器的型号3. 阀型避雷器阀型避雷器由火花间隙和阀片组成，如图5-29所示。

阀型避雷器象一个阀门：对雷电流，阀门打开使其泄入大地；对工频续流，阀门关闭，迅速切断电路。

阀片：用金刚砂（SiC）颗粒和结合剂在一定温度下烧结而成的非线性电阻元件，它的阻值随通过电流的大小而变化，当通过电流较大时，电阻值很小；当通过电流较小时，电阻值很大。

☐阀型避雷器的型号图5-29 阀型避雷器的结构原理图4. 金属氧化物避雷器（压敏避雷器）它没有火花间隙，只有压敏电阻片（以氧化锌为主要材料），具有良好的非线性特性。