第5章电气设备及其选择

①限流式熔断器（如RN1型） I∝ ≥ I" (3)
②非限流式熔断器(RW型) I∝ ≥Ich(3)
③对断流能力有下限值的熔断器(RW型) I∝•min ≤ IK(2)
式中，I∝•min为熔断器分断电流下限值；Ik(2)为线路 末端两相短路电流。
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B.保护电力变压器（高压侧）的熔断器的选择
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五、高压开关柜 1、功能
由制造厂按一定接线方式将同一回路的开关 电器、母线、测量仪表、保护电器和辅助设备 装配在封闭的金属柜中
2、平面布置
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3、类型与结构
固定式、手车式
GG-1A
JYN1-35
KYN28A
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主要高压开关柜型号及含义
型号
二、高压隔离开关
1、作用：
（1）隔离高压电源；（2）倒闸操作；（3）接通或 断开较小电流
第5章电气设备及其选择
2、图形符号： 3、类型和结构
高压隔离开关按安装地点分为户内式和户外 式两大类；按有无接地可分为不接地、单接地、 双接地三类
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4、高压隔离开关型号的表示和含义
第5章电气设备及其选择
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4、高压开关柜的选择
A. 选择开关的型号
主要根据负荷等级选择开关柜型号，一般一、 二级负荷选择移开式开关柜，如KYN2 -10、JYN210、JYN1-35型开关柜，三级负荷选固定式开关柜， 如KGN-10型开关柜。
B.选择开关柜回路方案号
每种型号的开关柜主要有电缆进出线柜、架空 线进出线柜、联络柜、避雷器及电压互感器柜、所 用变柜等，但各型号开关柜的方案号可能不同。
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二、支柱绝缘子的选择 1、按使用场所（户内、户外）选择型号 2、选择额定电压 3、校验动稳定
Fux为支柱绝缘子最大允许机械破坏负荷；按弯曲破坏 负荷计算，K=0.6，按拉伸破坏负荷计算，K=1； Fjs为短路时冲击电流作用在绝缘子上的计算力，母线 在绝缘子上平放时，按Fjs = F（3）计算，母线竖放时， 则Fjs =1.4 F（3）。
A. 保护线路的熔断器的选择
(1)熔断器的额定电压UN·FU应等于线路的额定电压UN UN·FU=UN
(2)熔体额定电流IN·FE不小于线路计算电流Ij，即 IN·FE≥Ij
(3)熔断器额定电流IN·FU不小于熔体的额定电流IN·FE。
IN·FE
IN·FU≥
(4)熔断器断流能力校验
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10kV
≥
UW·N
10kV
合格
2
IN
630A ≥
Ij
275A
合格
3
IOC
16kA
≥
Ik（3）
3.35kA
合格
4
imax
40kA
≥
ich(3)
8.54kA
合格
5
It2×t
162×2=512
KA2s
≥
I∞2×tj
3.352×(1.1+ 0.08+0.05)=1 合格 3.8KA2s
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四、熄灭电弧的条件 • 1、吹弧 • 2、采用多断口 • 3、利用有机固体介质的狭缝灭弧
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5.2 导体和电器设备选择的一般规定
正常选择；故障校验；考虑环境因素
1 ．按工作环境及正常工作条件选择电气设备 （1）根据电气装置所处的位置（户内或户外）、 使用环境和工作条件，选择电气设备型号等。 （2）按工作电压选择电气设备的额定电压
KGN-10
K-金属“铠”装；G-固定式；其它同上
XGN2-10
X-“箱”型开关柜；G-“固”定式；
HXGN□-12Z
H-“环”网柜；其它含义同上；12-表示最高工作电压 为12kV；Z-带真空负荷开关
GR-1
G-高压固定式开关柜；R-电“容”器；1-设计序号
PJ1
PJ-电能计量柜（全国统一设计）；1-（整体式）仪表 安装方式
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3.硬母线动稳定校验
式中， 为母线最大允许应力(Pa)， 为母线 短路时冲击电流ich(3)产生的最大应力。
K为系数，母线挡数为1~2时，K=8;挡数>2时， K=10
注：LMY
TMY
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4.母线热稳定校验
式中，I∞(3)为三相短路稳态电流(A)，tj为假想时间 (s)；C为导体的热稳定计算系数。
（1）熔断器型号的选择 户内RN1型,户外RW型
（2）熔体额定电流IN•FE的选择 IN•FE = (1.5~2.0)I1N•T
IN•FE - 熔断器熔体额定电流； I1N•T - 变压器一次绕组 额定电流。
C.保护电压互感器的熔断器的选择
RN2型专用熔断器作电压互感器短路保护，其熔体 额定电流为0.5A
查附录表15，选择SN10-10I/630型少油断路器，其 有关技术参数及安装地点电气条件和计算选择结果列 于下表，可见断路器的参数均大于装设地点的电气条 件，选断路器合格。
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高压断路器选择校验表
SW10-10I/630
选
装设地点电气条件
序
择
号 项目
数据 要 项目
数据
求
结论
1
UN
硬铝矩形母线（LMY）,硬铜母线（TMY）
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2.母线截面选择
(1)对一般汇流母线按计算电流选择母线截面 Ial ≥ Ij
式中，Ial为汇流母线允许的载流量(A)；Ij为汇集到母 线上的计算电流(A)
(2)对年平均负荷、传输容量较大时，宜按经济电流密 度选择母线截面
Sec = Ij / j ec 式中，j ec为经济电流密度，Sec为母线经济截面。
第5章电气设备及其选择
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5.4 母线、高压绝缘子及穿墙套管
第5章电气设备及其选择
母线槽
绝缘子
穿墙套管
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5.4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择
一、 母线选择
母线用支柱绝缘子固定在开关柜上，因而无电压 要求，其选择条件如下：
1.型号选择
母线的种类有矩形母线和管形母线，母线的材 料有铜、铝。
3、种类和结构
断路器种类繁多，但主要结构相近，主要包括： 导电回路、灭弧室、外壳、绝缘支体、操作和传 动机构
1）油断路器
绝缘油作为灭弧介质。 多油断路器和少油断路器
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2）空气断路器
压缩空气作为灭弧介质。
3）SF6 断路器
SF6作为灭弧介质。
4）真空 断路器
利用稀薄空气的高绝缘强度熄灭电弧。
RN2
RW11、RW10
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2、图形符号： 3、类型与结构
由熔管、触头座、动作指示器、绝缘子和底板构成。
（1）RN系列高压熔断器
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（2）RW系列高压跌落式熔断器
“逐级排气”结 构
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4、高压熔断器型号的表示和含义
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5、高压熔断器的选择
号 项目
数据
1
UN
10kV
2
IN
630A
3 imax
50kA
4
It2×t
31.52×2=198 4.5KA2s
选择 要求
≥ ≥ ≥
≥
安装地点电气条件
项目
计算数据
结论
UW·N Ij
ich(3)
I∞2×tj
10kV
合格
275A
合格
8.54kA
合格
3.352×(1.1+0.08 +0.05)=13.8KA2s
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5、断路器型号的表示和含义
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6、断路器的选择
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例5-1 试选择某35KV变电所主变次总高压开关柜的高 压断路器，已知变压器35/10.5kV,5000KVA, 三相最大 短路电流为3.35kA，冲击短路电流为8.54kA，三相短 路容量为60.9MVA，继电保 护动作时间为1.1s。 解：因为户内型，故选择户内少油断路器。根据变压 器二次侧额定电流选择断路器的额定电流。
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2020/11/26
第5章电气设备及其选择
第5章电气设备及其选择
5.1 电弧的基本知识 5.2 导体和电器设备选择的一般规定 5.3 高压开关电器 5.4 母线、高压绝缘子及穿墙套管 5.5 互感器 5.6 低压开关电器 5.7 导线选择与电力线路
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5.1 电弧的基本知识
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户内支柱绝缘子
产品型号
额定 电压 (kV)
机械破坏负 荷（kN） （不小于）
弯曲 拉伸
总高度 H(mm)
瓷件最 大公称 直径(mm)
胶装方式
ZNA-10MM ZN-10/8
10
3.75 3.75
120
ZA-10Y ZB-10T ZC-10F
10 3.75 3.75 190
ZL-10/16 10 16 16 185
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4、主要技术参数
（1）额定电压 Un 是保证长期工作时断路器所耐受的电压值。
（2）额定电流 In 是可以长期通过的最大电流。
（3）额定开断电流 Ink 是在额定电压下能正常开断的最大电流。
（4）额定断流容量 Snk 额定电压与额定开断电流的乘积。
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（5）额定关合电流 （6）热稳定电流 It 能够承受短路电流热效应的能力，通常以电流有 效值表示。 （7）动稳定电流 idw 能够承受短路电流电动力作用的能力，通常以短 路电流峰值表示。
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4、高压负荷开关型号的表示和含义
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5、适用场合：适用于无油化、不检修、要 求频繁操作的场所，可配用CS6-1操动机构 也可配用CJ系列电动操动机构。 6、负荷开关的选择
负荷开关不能切断短路电流！
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四、高压熔断器
1、作用：对电路及其设备进行短路保护
ZL-35/8 35
8
8
400
82
内胶装（N）MM为上 下附件为特殊螺母
外胶装（不表示） A、B、C、D表示机 90 械破坏负荷等级 Y、T、F表示园、椭 圆、方形底座
5、隔离开关的选择
只需要选择额定电压和额定电流，校验动稳定度 和热稳定度。
隔离开关不得带负荷拉合闸！
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例5-2 按例5-1所给的电气条件，选择柜内隔离开关。
解：由于10kV出线控制采用成套开关柜，选择GN 19-10/630高压隔离开关。选择计算结果列于下表。
序
GN19-10/630
型号含义
JYN２-10、 J-“间”隔式金属封闭；Y-“移”开式；N-户“内”；
35
2-设计序号；10、35-额定电压kV（下同）
GFC-7B（F）
G-“固” 定式；F-“封”闭式；C-手“车”式；7B设计序号；（F）-防误型
KYN□-10、 K-金属“铠”装；Y-“移”开式；N-户“内”（下
35
同）； □-（内填）设计序号（下同）
合格
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三、高压负荷开关
1、作用：通断负荷电流和过负荷电流。
FN12-12
GFW-12（高压隔离负荷开关）
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2、图形符号
3、类型与结构 高压负荷开关主要有产气式、压气式、真
空式和SF6等结构类型，主要用于10kV等级电网。 负荷开关有户内式和户外式两大类。
1—主轴 2—上绝缘子兼气缸 3—连杆 4—下绝缘子5—框架 6—RN1型熔断器 7—下触座 8—闸刀 9—弧动触头 10— 绝缘喷嘴（内有弧静触头） 11—主静 触头 12—上触座 13—断路弹簧 14—绝 缘拉杆 15—热脱扣器
关设备的断流容量不小于安装地点Fra Baidu bibliotek大三相短路容量。 或
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高压电气设备选择和校验项目
电气设备名称
高压断路器 高压隔离开关 高压负荷开关 高压熔断器 电流互感器 电压互感器 支柱绝缘子 套管绝缘子 母线（硬）
电缆
额定电压 /kV
√ √ √ √ √ √ √ √ － √
额定电流 /A
√ √ √ √ √ － － √ √ √
一、电弧对电器设备有很大的危害 电压： 电流： 高温区域：
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二、电弧的形成
（1）强电场发射 （2）热电发射 （3）碰撞游离 （4）热游离
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三、电弧的熄灭条件
（1）去游离 触头间自由电子和正离子不断消失的现象称为去 游离 。
（2）去游离方式 复合、扩散
（3）熄灭电弧的条件
短路电流校验
动稳定度
热稳定度
断流能力 /kA
√
√
√
√
√
－
√
√
√
－
－
√
√
√
－
－
－
－
√
－
－
√
√
－
√
－
－
－
√
－
第5章电气设备及其选择
5.3 高压开关电器
一、高压断路器
1、作用：正常工作时断开和接通负荷电流；
短路时断开短路电流。
ZN12-12
ZN68-12
ZW6-12
第5章电气设备及其选择
2、图形符号：
UN ≥Ug （3）按最大持续工作电流选择电气设备的额定电 流
IN ≥Igmax
第5章电气设备及其选择
根据发热条件修正 根据海拔修正
第5章电气设备及其选择
2．按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定
(1)热稳定校验
(2)动稳定校验 或
3．开关电器断流能力校验
对具有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力，开