高压电器教材

交流金属封闭开关设备（高压开关柜）
• • • • • • • • • • • • 高压开关柜的主要技术参数 1.额定电压 为开关设备和控制设备所在系统的最高电压上限。 标准规定的电压等级（kV)：3.6 7.2 12 24 40.5 72.5 126 252 363 550 800 2.额定绝缘水平 考核开关设备承受大气过电压、操作过电压和长期工作 电压的能力。 耐受工频电压（有效值） 耐受雷电冲击电压（峰值） 爬电距离 爬电比距 电气间隙 间隔距离 3.额定频率 50Hz 4.额定电流 开关设备和控制设备的额定电流是在规定的使用和性能条 件下，开关设备和控制设备应能够持续通过的电流的有效值。每一个功 能单元内，各主回路中具有最小额定电流的值，为该功能的额定电流。 标准规定的电流等级（A）：630 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 温升： 40 50 60 65 70 接触电阻 静触头与动触头或导体与导体相互接触、相互压紧，在接触 层之间存在电阻叫接触电阻。
交流金属封闭开关设备（高压开关柜）
种类：按使用性质分，有测量用，有继电保护用； 按结构形式分：有单匝式：包括芯柱型、母线型、套管型； 多匝式： 线圈型、环型、链型。 按绝缘介质分：有干式：环氧浇注，油浸式，六氟化硫SF6。 5. 电压互感器 定义：是一种将高电压变为低电压，并在相位上与原边保持一定关 系的电器，是把高电压按一定比例缩小，使低压线圈能够准确地 反映高压量值的变化，以解决高压测量困难。 主要作用：隔离高压，从而保证了测量人员和仪表及保护装置的安 全。 种类：电磁式电压互感器，电容式电压互感器。
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• 高压开关柜内一次主元件功能介绍 • 1.高压断路器 • 定义：断路器是指能关合、承载、开断运行回路正常电流，也能 在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电流（包括短路电流） 的开关设备。 • 种类：少油，真空，六氟化硫（SF6），多油，压缩空气，自产 气，磁吹。 • 结构形式：由导电回路、灭弧装置、绝缘与支撑系统、操动机构； 另外还包括传动装置和控制系统等部件。 • 2.隔离开关和负荷开关 • 定义：隔离开关是指在“分”位时，触头间有符合规定要求的绝 缘距离和明显的断开标志；在“合”位时，能承载正常回路条件 下的电流及在规定条件内异常条件（例如短路）下的电流的开关 设备。
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常见几种开关柜的五防联锁特点 1）固定柜 隔离开关的操作与断路器分合闸之间的联锁； 隔离开关的操作与接地开关之间的联锁； 接地开关的操作与前门之间的联锁； 前门与后门之间的联锁。
2）手车柜 手车进出与断路器操作之间的联锁； 手车位置与活门之间的联锁； 手车位置与接地开关之间的联锁； 接地开关的操作与后门之间的联锁。 3）中置柜 底盘车移动与断路器合分闸之间的联锁； 手车位置与活门之间的联锁； 手车位置与接地开关之间的联锁； 接地开关操作与柜下门之间的联锁。
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• 避雷器的种类和特点： • 保护间隙避雷器、管式避雷器、阀式避雷器、磁吹避雷器、氧化 锌避雷器。 • 氧化锌避雷器的特点：保护性能好；基本无续流，动作负荷轻， 耐重复能力强；通流容量大；结构简单，尺寸小，易于大批量生 产，造价低；非线性系数a值很小；适用于多种特殊需要。 • 8.开关柜的五防联锁 • 内容：1）防止带负荷分、合隔离开关（隔离触头）； • 2）防止误分、误合断路器、负荷开关； • 3）防止带接地合断路器、负荷开关； • 4）防止在带电时误合接地开关； • 5）防止误入带电间隔（带电隔室）。
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• • • • 高压开关柜常用的防护等级及含义： 1）IP1XB 防止直径等于和大于50mm的物体。用指状物（试指直径 12mm,长度80mm)。 2） IP2X 防止直径等于和大于12.5mm的物体。用指状物（试指直径 12mm,长度80mm)。 3）IP2XC 防止直径等于和大于12.5mm的物体。用工具进出（试棒直径 2.5mm,长度100mm)。 4）IP2XD 防止直径等于和大于12.5mm的物体。用金属丝进出（试丝直 径2mm,长度100mm)。 5）IP3X 防止直径等于和大于2.5mm的物体。用工具进出（试棒直径 2.5mm,长度100mm)。 6）IP3XD 防止直径等于和大于2.5mm的物体。用金属丝进出（试指直 径1mm,长度100mm)。 7）IP4X 防止直径等于和大于1.0mm的物体。用金属丝进出（试指直径 1mm,长度100mm)。 8）IP5X 不能完全防止灰尘进入，但进入量或进入处不能影响设备的满 意运行或危及安全。用金属丝进出（试丝直径1mm,长度100mm)。
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3.接地开关 定义：是指用于将回路接地的一种开关装置。 主要作用：对电器设备或线路检修时，为确保人身安全而人为接地 之用。 在异常条件下（例如短路），可在规定时间内承载规定的异常电 流；但在正常回路条件下，不要求承载电流。 接地开关可以具有关合短路电流的能力。 接地开关可以与隔离开关组装在一起。 4.电流互感器 定义：是一种将高电位、大电流转换成低电位、小电流，并在相位 上与原边保持一定关系的电器，是把大电流按一定比例缩小，使 二次侧能正确地反映大电流的变化。 作用：1）传递信息供给测量仪表、仪器或继电保护装置； 2）使测量装置和控制装置与高电压相隔离； 3）有利于测量仪表和保护、控制装置的小型化、标准化。
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特点：隔离开关的主要特点是用于有电压无负荷电流情况下，进行 分、合线路。 主要作用：分闸后，建立可靠的绝缘间隙，特别是检修时，将需要 检修的线路或电器设备与电源隔离，以保证检修人员及设备安全。 负荷开关定义：负荷开关是指能在正常的导电回路条件或规定的过 载条件下关合、承载和开断电流，也能在异常的导电回路条件 （例如短路）下按 规定的时间承载电流的开关设备。 主要作用：交流高压负荷开关适用于交流50Hz电力系统，在正常及 规定的过载条件下分合负荷电流、不大的过负荷电流、变压器空 载电流、长距离空载线路和空载电缆线路、电容器组的电容电流。 与熔断器组合使用后，可开断短路电流。 断路器、负荷开关、隔离开关三者之间的最大区别。
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高压电器
• 开关电器包括：高压断路器，熔断器，负荷开关，高压接触器， 隔离开关，接地开关等 。 • 开关电器具体产品形式： • 高压开关柜 • 高压环网柜 • 箱式变电站 美式箱变 欧式箱变 •
高压电器
• • • • 交流金属封闭开关设备（高压开关柜） 定义：是指除进出线外，完全被接地的金属外壳封闭的开关设备。 是开关及其相关的控制、测量、保护和调节设备的组合，以及该组合同 有关的电气联接、辅件、外壳和支持构件组成的总装的总称。 主要用途：金属封闭开关设备适用于额定电压3.6—40.5kV，额定频率 50Hz的交流高压电力系统中，作为接受和分配电能，并对电路实行控制、 保护和监测之用。 分类：按主开关（断路器）的安装方式为：固定式、手车式（移开式） 按开关柜隔室的构成形式分为：铠装式 、间隔式、箱式 铠装式高压开关中每一个主要组成部件都分别装于用接地的金属隔板 隔开的隔开的隔室中；间隔式与铠装式一样，主要元件也安装在不同的 隔室，但具有一个或多个非金属隔板；箱式就是除上两种型式以外的开 关柜。 按主母线系统分为：单母线、单母线带旁路母线、双母线、环网型 按绝缘介质分为：空气绝缘、复合绝缘 按使用环境分为：一般和特殊环境（如矿用、化工、船用、湿热带、 高寒带等）的户内、户外型 。
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高压电器
• 定义：高压电器是在高压（电压在1kV及以上）线路中实现关合、 开断、保护、控制、调节、量测作用的电器设备。 • 分类：按功能分 开关电器、量测电器、限流和限压电器； • 按极数分 三极式、单极式 • 按使用场合分 户内、户外 • 作用：开关电器 主要用来开断和关合正常的或故障的电路，用来 隔离高压电源； • 量测电器 用来变换高压线路中的电流或电压，供计量与继 电保护用； • 限流和限压电器 用来限制电路中故障时的过电流或过电压， 起保护电器设备的作用。
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• • • • • • • • • • 7.熔断器和避雷器 熔断器定义：当电流超过额定值一定时间后，以它本身产生的热量使熔 体熔化而开断电路的开关电器。 种类及特点： 1）限流式熔断器，在规定电流范围内动作时，以它本身所具备的功能将 电流限制到低于预期电流峰值的一种熔断器； 2）喷射式熔断器，由电弧能量产生气体的喷射而熄灭电弧的熔断器； 3）负荷开关—熔断器，将负荷开关的每极和一个或几个熔断器组合的开 关设备； 4）隔离断口式熔断器，以熔断件或载熔件构成触头间具有隔离开关绝缘 性能的熔断器； 5）跌落式熔断器，动作后载熔件自动跌落，形成断口的熔断器； 6）一般熔断器，在规定使用和性能条件下，能开断从额定最大开断电流 到熔体1h或稍长时间内熔化电流的熔断器； 7）后备熔断器，在规定使用和性能条件下，能开断从额定最大开断电流 到额定最小开断电流的熔断器。 避雷器定义：避雷器是一种过电压限制器，当过电压出现时，避雷器两 端子间的电压不超过规定值，使电气设备免受过电压损坏。
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6.操动机构 定义：使开关设备准确地合闸和分闸。 基本任务：1）准确无误地合闸； 2）使开关可靠地保持在合闸位置； 3）准确无误地分闸； 4）使开关可靠地保持在分闸位置； 5）正确执行操作程序和发出切换信号，（包括指示信号、控 制信号和连锁信号）。 操动机构种类及适用操作产品： 手动操作机构：主要用于隔离开关、负荷开关的操作； 电磁操作机构：主要用于中压断路器的操作； 弹簧操作机构：主要用于中压和高压 断路器的操作； 电动机操作机构：主要用于隔离开关的操作； 气动操作机构：主要用于中压和高压断路器的操作； 液压操作机构：主要用于高压和超高压断路器的操作；
高压电器
• • 高压电器应满足的几点基本要求： 1）应能长期经受规定的最大工作电压、短时过电压、内部过电压和大气 过电压不损坏。标志性能参数：最高工作电压、短时工频试验电压、操 作波试验电压和雷电冲击波试验电压。 2）应能经受长期正常工作电流、温升不超过规定值。在短时出现异常和 故障电流作用下也不允许电动力、触头熔焊、电磁干扰等影响继续工作 的损害。标志性能参数：额定电流、额定短时耐受电流、额定短路关合 电流、额定峰值耐受电流、电动机和电容器关合涌流等 。 3）应能承受一定自然条件的作用。 4）其他方面，如高压断路器要求关合、开断短路电流，并具有自动重合 闸，开合空载线路充电电流以及连续开断各种电流能力的电寿命等 。 5）高压电器户内户外工作环境的要求：户内，周围空气温度、湿度、海 拨高度、地震烈度，无污染气体；户外，覆冰厚度，空气污秽程度等。
高压电器
• 高压电器在电力系统中的作用： • 1）断路器、互感器和继电器联合应用，在电力系统发生短路故障 时切除故障。这种控制方式在现代大容量电力系统中广泛应用； • 2）负荷开关和熔断器的联合应用。这种控制方式只能在容量不wenku.baidu.com， 电压较低的电力系统中使用； • 3）接地开关的应用。制造人为接地； • 4）限制过电流； • 5）限制过电压； • 6）隔离故障设备和维修设备。
交流金属封闭开关设备（高压开关柜）
• 影响接触电阻的因素有：接触材料性质；接触面的压力；接触面 的状况；触头的温度；接触面的大小。 • 5.额定短时耐受电流 在规定的使用和性能条件下，在规定的短 时间内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效 值。 • 短时耐受电流等于短路电流额定值。 • 6.额定峰值耐受电流 在规定的使用和性能条件下，开关设备和 控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波 的电流峰值。 • 额定峰值耐受电流等于2.5倍额定短时耐受电流。 • 7.额定短路开断电流 在规定的使用和性能条件下，开关设备和 控制设备能正常开断所控制电路的短路电流。 • 8.高压开关柜外壳的防护等级 防护等级是指开关设备的外壳、隔 板及其它部分以及防止外部物体侵入内部设备的保护程度。