第5章电气设备及其选择
第5章习题答案(孙丽华)
S k 3U avI k 3 6.3 20 218MVA
S oc S N oc
U 6 500 300MVA UN 10
查附录表 17，选择 SN10—10II/1000 型断路器，设备具体参数及计算数据见下表。
p2 400 kW， p3 300 kW，全部用电设备的 cos =0.8，试求该线路的电压损失。
解： cos 0.8， tan 0.75
p1=250 kW， q1 250 0.75 187.5 kvar p2=400 kW， q 2 400 0.75 300 kvar p3=300 kW， q3 300 0.75 225 kvar
t ima t k 2.5s
查表 4-5 得，铝母线的热稳定系数 C 87A s /mm 2 ，因此最小允许截面为
Amin
I C
t ima
21 10 3 87
2.5mm 2 381 .65mm 2
母线的实际截面积 A=60×8mm2 =480 mm2＞ Amin ，所以热稳定满足要求。 （2）动稳定校验： 由
2 电气设备满足动稳定的条件是 imax ≥ i sh 或 I max ≥ I sh ；满足热稳定的条件是 I t2 t ≥ I t ima 。
5-2
导线截面选择的基本原则是什么？
答：供配电线路导线截面的选择应满足以下基本原则：发热条件、电压损失条件、机械强度条 件和经济电流密度条件。 5-3 什么叫电压降落？什么叫电压损失？
1
安装地点的电气条件 序号 项目 1 数据 6
所选设备的技术数据 结论 项目 SN10—10II/1000 10 合格 合格 合格 合格
建筑供配电与照明》最新备课课件：第五章第2节 低压电气设备
分励脱扣器作用原理与失压 脱扣器相似，但是它是由操 作人员或继电保护发出指令 后执行开关跳闸。
分励脱扣器的电磁线圈由控 制电源供电，正常时不通电， 当需要自动开关分闸操作时， 才给分励脱扣器一个控制电 压，使其瞬间动作跳闸。
（二）类型
按结构分有框架式和塑料外壳式两种类型。 ➢ 框架式自动开关原称万能式自动开关，塑料外壳式自动开
低压控制电器主要用于电力拖动和自动控制系统，起到电 路的控制、调节作用。
➢ 主要技术要求是要有适当的转换能力，操作频率高、寿命 长。属于这一类的电器主要有各种控制继电器、接触器、 启动器、主令电器等。
本节主要介绍低压配电电器。 低压电器的型号繁多；很多厂家还有自己的产品代号，表
5-2为部分低压电器类组代号。
➢ 按性能特性分种类很多，有快速熔断器（如RSO、RS3系 列）、自复式熔断器（如RZ系列）、限流式熔断器（如 RTO系列）、非限流式熔断器（如RM系列封闭管式熔断器） 等。
（二）型号含义 型号含义如下：
（三）常用低压熔断器的性能及应用
1. 无填料熔断器：插入式、封闭管式 (1)插入式：常用的有RC1系列瓷插式
盖盖住，胶盖起绝缘防护作用，胶盖的内面则将各极分隔 开，防止开关操作时可能发生的极间飞弧短路。
优点：具有防护外壳，价格低廉，有安装熔丝的接线端子 缺点：没有灭弧装置，安全性能差，一般用于小容量的照
明电路。 使用： ➢ 虽然这种刀开关内部装设熔丝，能兼作电路的短路保护作
用，但在建筑工程中规定不许采用，而是在刀开关外另装 瓷插熔丝，原装熔丝的地方用铜丝代替。 ➢ 使用时应垂直安装于控制盘上，在接通位置时，手柄应朝 上，电源进线接静触头（夹座）一端。 ➢ 刀闸内的熔丝应根据电路实际需要，选用合适的规格。因 为没有专门灭火装置，操作时应迅速，并注意不要面对开 关，以防意外的电弧伤害。
《发电厂电气部分》课后习题答案
第一章能源和发电1—2 电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小;效率高;无气体和噪声污染.随着科学技术的发展,电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1—3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分:燃煤发电厂；燃油发电厂;燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂;超临界压力发电厂。
按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。
按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。
按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂;大中容量发电厂；大容量发电厂。
火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个生产过程分三个系统:燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转,将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答:按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。
按径流调节的程度分为:无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂;年调节水电厂；多年调节水电厂。
水电厂具有以下特点:可综合利用水能资源;发电成本低，效率高;运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制,因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建,淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。
发电厂电气部分第五章课后答案
发电厂电气部分第五章课后答案1、我国最大的火电机组容量100万KW-玉环电厂我国最大的水电机组容量70万KW三峡水电站我国最大的核电机组容量100万KW-田湾核电厂最大的火电发电厂容量454万KW-邹县电厂最大的水电发电厂容量1820万KW-三峡水电厂最大的核能发电厂容量305万KW-秦山核电厂（自主研发设计）最大的抽水蓄能发电厂240万KW-广东抽水蓄能电厂2，新能源发电类型：风力发电，海洋能发电，地热发电，太阳能发电，生物质能发电，磁流体发电，电气体发电3、火力发电厂的的生产过程：概括地说将煤中的化学能转化成电能的过程，三个阶段1，燃料的化学能在锅炉中燃烧转变成热能，加热锅炉中的水，使之变为蒸汽（燃烧系统）2，锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲击汽轮机的转子旋转，将热能转变为机械能（汽水系统）3，由汽轮机的转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能（电气系统）4、热电厂，以热定电的运行方式。
抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰，填谷，事故备用，调频，黑启动，蓄能汽轮发电机的特点：转速高，多采用隐极式，卧式，不能快速启动，只宜承担电力系统的基荷水轮发电机的特点：转速低，极数多，多采用凸极式转子，立式能快速启动易于承担峰荷5、一次设备：通常把生产，变换，输送，分配和使用电能的设备，如发电机，变压器，断路器等称为一次设备。
1，生产和转化电能的设备（发电机，变压器）2，接通和断开电路的开关电器（断路器，隔离开关，负荷开关，接触器，熔断器）3，限制故障电流和防御过电压的保护电器（电抗器和避雷器）4，载流导体5，互感器（电压互感器，电流互感器）6，无功补偿设备（并联电容器，串联电容器，并联电抗器）7，接地装置6、二次设备：对一次设备和电力系统的运行状态进行测量，控制，监控，和起保护作用的设备，称为二次设备。
（测量表计，继电保护，直流电源负荷，操作电器，信号设备及控制电缆）7、发热对电气设备的影响：1，使绝缘材料的绝缘性能下降2，使金属材料的机械强度下降3，使导体的接触部分的接触电阻增大8、温度限制：导体正常最高温度一般不允许超过70℃钢芯铝绞线及管型导线不允许超过80℃导体表面镀锡不允许超过85℃导体表面镀银不允许超过95℃9、提高导体载流量的措施：a) 减小导体的电阻（①最好采用电阻率低的材料②，减小接触电阻③，增加截面积）b) 增加导体的换热面c) 提高换热系数10、长期发热，指正常工作时电流长期通过而引起的发热，长期发热的热量，一部分分散到空气中去，另一部分使导体的的温度升高，发热功率与散热功率相互平衡。
电气安全 第5章
14:15
检测机构一般采用电流互感器或灵敏继电器；判断机构一般采用 自动开关或接触器；放大机构大多采用电子元件，也有的采用机械元 件；检查机构一般采用按钮开关和限流电阻。
14:15
家庭漏电保护器
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3.基本结构 漏电保护器的基本结构由三部分组成，即检测机构、判断机构和 执行机构。当有人触电或设备漏电时，一般会出现漏电流和漏电压。 因为电气设备在正常工作的情况下，从电网流入的电流和流回电网的 电流总是相等的，但当电气设备漏电或有人触电时，流入电气设备的 电流就有一部分直接流入大地或经过人体流入大地，这部分流入大地 并且经过大地回到变压器中性点的电流就是漏电电流。有了漏电电流 ，从电气设备流入电网的电流和从电网流入电气设备的电流就不相等 了。另外，电气设备正常工作时，壳体对地电压是为零的，在电气设 备漏电时，壳体对地电压就不为零了。而出现的对地电压就叫漏电电 压。检测机构的任务就是将漏电电流或漏电电压的信号检测出来，然 后送给判断机构。判断机构的任务就是判断检测机构送来的信号大小 ，是否达到动作电流或动作电压，如果达到动作电流或动作电压，它 就会把信号传给执行机构。执行机构的任务就是按判断机构传来的信 号迅速动作，实现断电。 在检测机构和判断机构之间，一般还加有放大机构，这是因为检 测机构检测到的信号都非常微弱，有时必须经放大机构放大后才能送 给判断机构，实现判断动作。另外，为了增加漏电保护器的可靠性， 有时还加有检查机构。即人为输入一个漏电信号，检查漏电保护器是 否动作。如果动作，说明漏电保护器工作正常；如果不动作，则应及 时检查。
电气设备的选择
θ 2、短路导体最高温升 k 的 计算
I Rθ dt = mCθ dθ
2 kt
ρmC0 θk (1+ βθ ) 1 t1 2 Ikt dt = 2 ∫t ∫θl (1+αθ ) dθ S 0 ρ0
t1 1 2 QK = ∫ I kt d Qk = AK − AL 2 t0 S ρ m C0 α − β β AK = α 2 ln (1 + αθ K ) + α θ K ρ0 ρ m C0 α − β β AL = α 2 ln (1 + αθ L ) + α θ L ρ0
ri ---母线弯曲时的惯性半径(cm); L ---母线跨距(cm); ε---材料系数，铜为1.14×104，铜为1.55×104 ，铜为 1.64×104 。
ri f1 = 112 × 2 ε L
L 2 Fmax = 1.73 × β × ish ×10−7 ( N ) a 电动力的振动频率为50Hz和100Hz。导体的固有振动 频率低于30Hz或高于160Hz时，β约等于1，既不考虑共 振影响。
(pa )
条间距离为2倍的b值时，无论每相两条矩形导 其他情况下的Wb ，可查母线截面系数计算表求取。
例题：5-1 二、电力电缆选择 电力电缆选择和校验项目： 电缆芯线材料及型号 额定电压 截面选择 允许电压降校验 热稳定校验。 1、电缆芯线材料及型号选择
导体在正常和短路时的最高允许温度及热稳定系数
第二节 电气设备选择的一般条件
电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进 行选择，并按短路状态来校验热稳定性和动稳定性。 一、按正常工作条件选择 1、额定电压选择 所选设备的额定电压UN应不低于装置地点电网额定 电压UNS。 UN ≥ UNS 2、额定电流选择 所选设备的额定电流IN应不小于该回路在各种合理 运行方式下的最大持续工作电流Imax，即 ΙN ≥ Ιmax 需要注意的情况见P154。
第五章电气设备的选择介绍
3.硬母线动稳定校验
短路时母线承受很大的电动力，必须按照母线的机械强度校 验其动稳定。即：σal ≥ σc 式中，σal为母线最大允许应力(Pa)，σc为母线短路时冲击电 流ish(3)产生的最大计算应力。 计算公式为： σc = M / W 式中，M为母线通过ish(3)时受到的弯曲力矩；W为母线截面 系数。 M = Fc(3) · l/K 式中， Fc(3)为三相短路时中间相受到的最大计算电动力(N)； l为档距 (m)；K为系数,当母线档数为1~2档时，K=8，当母 线档数为大于2档时，K=10。 W = b2· h/6 式中，b为母线截面水平宽度(m)；h为母线截面垂直高度(m)。
UW.N IC ish(3) I∞2×tim
a
GN19-12/400是否满足？
5.2.3 高压熔断器的选择
1．保护线路的熔断器的选择 (1) 熔断器的额定电压应不低于其所在系统的额定电压 UN•FU≥UN•s （2）熔体额定电流IN•FE 不小于线路计算电流 IN•FE ≥ IC （3）熔断器额定电流不小于熔体额定电流 IN•FU ≥ IN•FE （4）熔断器断流能力校验 ①对限流式熔断器(RN1型),其额定短路分断电流（有效值）ICS应 满足: ICS ≥ I" (3) 式中，I"(3)为熔断器安装地点的三相次暂态短路电流的有效值。 ②对非限流式熔断器(RW型),其断流能力应大于三相短路冲击电流 有效值： ICS.max ≥Ish(3) ③对断流能力有下限值的熔断器(RW型)还应满足: ICS•min ≤ IK(2) 式中,ICS•min为熔断器额定短路分断电流下限值；Ik(2)为线路末端 两相短路电流。
≥
I∞2×tima
合格
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5.2.2 高压隔离开关选择
建筑物电气装置-第5部分-电气设备的选择和安装-第523节-布线系统载流量
能性。
电缆的导体（ ： ） GB/T 3956-1997
idt IEC 60228 1978
建筑物电气装置 电击防护（ ： ） GB 14821.1-1993
idt IEC 60364-4-41 1992
建筑物电气装置 GB 16895.2-1977 ： ） 60364-4-42 1980
第 4 部分：安全防护
中选取的给定数值，并采用表 52-D1 至 52-D3 以及 52-E1 至 －52 E5 中的系数进行校正，就
认为满足了 523.1.3 条的要求。
注：
1 国家标准允许把本标准中的表格改编为更简单的形式，附录 A 例举了一个可采用的简化
例子。
2 适用于日常小型电气装置和适用于接回路计算电流以及过电流保护电器类型和标称电流
4）为了促进国际上的一致，IEC 各国家委员会应承担起在本国或本地区标准中尽可能在最
大地程区度标上准应中用明确IE指C出国。际标准。IEC 标准与相应的国家或地区标准间的任何差异应在其国家或
65））应IEC注不意提本供国表际明标经准其的批某准些的部识分别可程能序是，专对利宣权称内符容合。其IE标C 准不的承任担何识设别备部也分不或承全担部责这任种。专利
的注：变电化缆，束负的荷降率低小系于数10是0%基时于，束则中电所缆有束导的体降长低期系稳数态可1高00一%负些荷。率运行，由于装置运行条件
表523.4.2 52-C7
表至
5522--CB112中中E的和值F为的E敷和设F方参式考敷设方式的载流量。
安52装-C1在2托中盘自、由夹空具气之中类的上绝的缘敷导设体方或式电，缆不的论载是流单量回乘路以或表电5缆2-E束4的和载表流5量2-都E5要中用的表电5缆2束-C7降至低
1000MW发电机组电气设备培训教材第五章
第五章电厂主接线及运行发电厂电气主接线是指在电力系统中的发电厂中，为满足预定的功率传送方式和运行等要求设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。
其中的高压设备指：发电机、变压器、母线、开关电器、保护电器、输电线路等设备。
发电厂电气主接线的确定与机组容量、电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式等的拟定有着密切的关系。
主接线设计是否合理、不仅关系到电厂的安全经济运行，也关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。
电厂容量愈大，在系统中的地位愈重要，则影响也愈大。
因此，发电厂电气主接线的设计应综合考虑电厂所在电力系统的特点；电厂的性质、规模和在系统中的地位；电厂所供负荷的范围、性质和出线回路数等因素，并满足安全可靠、运行灵活、检修方便、运行经济和远景发展等要求。
大型发电厂典型的电气主接线，一般分为有母线和无母线两类，有母线类接线包括单母线、双母线及带旁路母线的接线等；无母线类主接线包括桥形、多角形和单元接线。
第一节大型发电厂主接线的基本要求电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电气系统的稳定和调度的灵活性，以及对发电厂的电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。
在选择电气主接线时，应满足下列基本要求。
1.运行的可靠性发、供电的安全可靠性，是电力生产和分配的第一要求，主接线必须首先给予满足。
因为电能的发、送、用必须在同一时刻进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体，事故停电不仅是电力部门的损失，更严重的是会造成国民经济各部门的损失。
主接线若不能保证安全可靠的工作，发电厂就很难完成生产和输送数量和质量均符合要求的电能。
而主接线的可靠性并不是绝对的。
同样形成的接线对某些发电厂来说是可靠的，但对另一些发电厂就不能满足可靠性要求。
所以在分析主接线的可靠性时，不能脱离发电厂在系统中的地位、作用以及用户的负荷性质等。
衡量主接线的可靠性可以从以下几个方面去分析：（1）断路器检修时是否影响供电；（2）设备或线路故障或检修时，停电线路数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。
建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第54章：接地配置和保护导体
GB 6 9 . 一 1 9 1 8 53 9 7
- 53 . 条选择. 12 4.
上述两种情况都应考虑5313 4.. 条要求.
注: 宜使电气装置内的设备端子能够与这些保护导体连接.
5311 截面不应小于按下列公式求出的值( 4.. 仅适用于断开时间不超过 5 s )
Tr. n J I扭 牙
L %. 咨 二 习 L - - ,
本标准由IC第 6( E 4建筑物电气装置) 技术委员会制定. 本标准的草案在 17 年多伦多和 17 年莫斯科会议上讨论过, 96 97 作为莫斯科会议的结果, 草案[ 文 件6( 4中央办公室)8于17年 1 月提交各国家委员会按" 6〕 97 1 六月法" 表决.
另外,4 1 5311 . 条,4.. 条及附录 A的措词[ 53 文件 6 ( 4 中央办公室)5 已于 17 年 1 月分发, 7」 98 2 供 按" 二月法" 表决. 以下国家委员会投票明确赞成" 六月法" 草案: 澳大利亚 奥地利 比利时 保加利亚 加拿大 埃及 法国 以色列 意大利' 日 本 荷兰 挪威 罗马尼亚 南非( 共和国) 西班牙 瑞典 瑞士 土耳其 美国
表 5A 接地导体常用的截面 4
— 用于功能目的的接地导体( 如果需要时) . 5242 用来断开接地导体的连接件必须设置在够得着的位置, 4-. 这种连接件可方便地与总接地端子或 接地母线相结合, 以便于测量接地电阻值, 该连接件应只有用工具才能将其断开, 并应具有牢固的机械 强度且能保持电气上的连续性. 525 与其他系统的接地配置的互相连接 4. 5251 电压比它高的系统 4..
注
I 结构内含有预应力钢筋混凝土时应特别慎重. 一 符合 5225 4. 条的金属水管系统. . 其他合适的地下构件( 4.. 条) 见5226 . 2 接地极的功效取决于当地的土壤条件, 宜按所要求的接地电阻值选定适合于土壤条件的一个或几个接地极. 接地极的接地电阻值可以由计算或实测获得.
电力工程基础 第5章习题答案
第五章5-1 熄灭电弧的条件是什么？开关电器中常用的灭弧方法有哪些？答：灭弧的条件是去游离率大于游离率。
开关电器中常用的灭弧方法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧分细灭弧法、狭缝灭弧法、采用多断口灭弧法和采用新型介质灭弧法等。
5—2 高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关各有哪些功能？答:高压断路器不仅能通断正常负荷电流,而且能切断一定的短路电流,并能在保护装置作用下自动跳闸,切除短路故障;高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源,保证人身和设备检修安全,同时还具有倒闸操作和通断小电流的功能；高压负荷开关可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，有隔离开关的作用,但不能断开短路电流。
5-3 倒闸操作的基本要求是什么?答：倒闸操作的基本要求是:合闸送电时,先合上隔离开关，再合上断路器；跳闸断电时，先断开断路器,再断开隔离开关。
5-4 低压断路器有哪些功能?按结构型式可分为哪两大类？答:低压断路器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。
低压断路器按结构型式分,有塑料外壳式和万能式两大类。
5—5 熔断器的主要功能是什么?什么是“限流"式熔断器？答：熔断器的主要功能是对电路及其设备进行短路或过负荷保护.“限流”式熔断器是指熔断器的灭弧能力很强,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。
5—6 避雷器有何功能?有哪些常见的结构型式？各适用于哪些场合?答：避雷器用于防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘.避雷器按结构型式分，有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和金属氧化物避雷器等.其中，保护间隙和管型避雷器一般用于户外输电线路的防雷保护,阀型避雷器和金属氧化物避雷器主要用于变配电所的进线防雷电波侵入保护。
5—7 Dyn11接线配电变压器和Yyn0接线配电变压器相比较有哪些优点？答：Dyn11接线变压器能有效地抑制3的整数倍高次谐波电流的影响;Dyn11接线变压器的零序电抗比Yyn0接线变压器小得多,更有利于低压侧单相接地短路故障的切除；Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0接线的变压器大.5—8 什么是电流互感器的误差？电流互感器的常用接线方式有哪几种？答：电流互感器的误差包括电流误差(比值差）和相位误差（角差）.电流误差是二次电流的测量值乘以额定变流比与一次电流数值差的百分数;相位差是与的相角差。
4第5章 煤矿常用防爆电气设备
第五章煤矿常用防爆电气设备矿用电气设备分为防爆型和非防爆型两类，矿用防爆型电气设备属于第Ⅰ类防爆电气设备（工厂用属于Ⅱ类）。
矿用防爆电气设备的外壳上和设备铭牌上都有“Ex”标志。
凡没有“Ex”标志的均为非防爆型，矿用一般型就是非防爆型，它的标志为“KY”当瓦斯浓度在5%～16%范围内，又遇到火源（明火、电火花、金属碰撞火花）或650℃以上的高温热源就会发生爆炸；瓦斯浓度在8.2%～8.5%时最易引爆；瓦斯浓度在9.5%时爆炸压力最大。
当煤尘粒度在1μm～1mm范围内，挥发指数超过10%，悬浮在空气中的含量30 g／m3～3000g／m3时，又遇到700℃～850℃的高温热源也会发生爆炸。
一、矿用防爆电气设备防爆原理与类型（第五章第一节）1.矿用隔爆型电气设备隔爆型电气设备的防爆标志是ExdⅠ。
Ⅱ是工厂用。
隔爆型电气设备的防爆原理如下：将电气设备置于用钢板、铸钢或铝制成的隔爆外壳内，外壳的机械强度很高；当外部的超限瓦斯进入外壳，开关操作产生的火花或电器工作时产生的高温就会点燃瓦斯，发生瓦斯爆炸；但是外壳既不破裂或变形，高温气体不会立即冲出外壳引爆外部瓦斯，外壳具有耐爆性。
外壳各部件之间的结合面要有足够大的宽度、平整光洁的表面，两个结合面结合形成的间隙要足够小。
当壳内发生爆炸时，火焰通过间隙向外传播的过程中，速度不会太快，所经过路径较长，能够受到足够冷却，使其温度降低到瓦斯点燃温度（650℃）以下，不会点燃外部瓦斯，外壳具有隔爆性。
具有隔爆能力的结合面叫作隔爆结合面，两个隔爆结合面结合形成的间隙叫作隔爆间隙。
隔爆结合面有平面、圆筒、螺纹和曲路几种。
对隔爆结合面的最大间隙或直径差W和最小有效长度L及螺栓通孔至外壳内缘的最小长度L的要求见表5-2。
1表5-2 矿用电气设备隔爆外壳隔爆结合面结构参数 mm结合面型式隔爆面宽度L隔爆面内侧与螺栓的距离1L允许最大间隙W外壳容积／L1.0≤V1.0>V平面、止口或圆筒结构①6.012.525.040.06.08.09.015.00.300.400.50－－0.400.500.60带有滚动轴承的圆筒结构②6.012.525.040.0－－－－0.400.500.60－0.400.500.600.80矿用隔爆型电气设备的常见失爆现象有：（1）紧固螺栓缺失、长度不足或过长、滑丝，弹簧垫和平垫缺失、直径过大、弹簧垫失去弹性；防爆外壳内外有锈皮脱落（锈皮厚度达0.2mm及以上）的。
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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
第5章电气设备及其选择
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
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。
第5章电气设备及其选择
B.保护电力变压器（高压侧）的熔断器的选择3 Nhomakorabea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。
第5章电气设备及其选择
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
第5章电气设备及其选择
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
第5章电气设备及其选择
5.1 电弧的基本知识
合格
第5章电气设备及其选择
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）
第5章电气设备及其选择
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
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。
第5章电气设备及其选择
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
第5章电气设备及其选择
4、高压负荷开关型号的表示和含义
第5章电气设备及其选择
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
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
第5章电气设备及其选择
第5章电气设备及其选择
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。
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
第5章电气设备及其选择
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）。
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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
第5章电气设备及其选择
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
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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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。
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
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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
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
第5章电气设备及其选择
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
第5章电气设备及其选择
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
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）
第5章电气设备及其选择
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。
硬铝矩形母线（LMY）,硬铜母线（TMY）
第5章电气设备及其选择
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