建筑电气之电气设备选择培训课件模板ppt
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4.3 高压开关设备及选择
高压开关设备包括高压断路器、隔离开关、负荷开 关、熔断器及高压开关柜等。 1 高压断路器 （1）功能 • 通断正常负荷电流； • 接通和承受一定的短路电流； • 在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。
（2）组成
高压断路器主要由以下部分组成：
触头 是电路通断的重要部分，一般分为动触头和静 触头两部分：在开关进行分闸或合闸操作时，静触头 不运动，动触头运动；
（3）型号和类型
第一单元是产品字母代号：S—少油断路器；D—多油断路器；
K—空气断路器；L—六氟化硫断路器；Z—真空断路器；
Q—自产气断路器；C—磁吹断路器；G —隔离开关。
第二单元 是装设地点代号：N—户内式；W—户外式。
第三单元 是设计序号。
第四单元 是额定电压，kV。
第五单元 是补充工作特性标志：G—改进型；F—分相操作。
Biblioteka Baidu
B 空气断路器
利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄灭。灭弧能力 强，分断时间短，断流容量大。结构复杂，价贵，维 护要求高。多用于110kv及以上大型电站或变电所及 不适应采用六氟化硫断路器的高寒地区。
C 六氟化硫断路器
开关触头在SF6气体中闭合和断开。SF6气体兼有灭 弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路器。断流容量 大，电绝缘性能好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧 爆炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。在全封闭组 合电器中多采用。不适于高寒地区。本身无毒，但电弧 在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物，检 修时，应注意防毒。
悬挂式优点：宜用于手车式开关柜。由于操动机构与高电 压隔离，便于检修。
悬挂式缺点：总体深度尺寸大，用铁多，质量重；绝缘子 承受弯曲力；操作时灭弧室振动大；传动效率不高。因此，悬 挂式真空断路器一般只适用于中等电压以下的产品。
ZN28-10型断路器外型图 它采用悬挂式结构，真空断路器装在一个手车上， 主要由机架、真空灭弧室及传动系统组成。
灭弧室 熄灭电弧的地方；
绝缘介质 分为灭弧用绝缘介质和支持用绝缘介质 ，前者在熄灭电弧中起作用，一般有矿物油（又称绝 缘油）、SF6气体、真空等；后者用于支持运动机构、 触头、灭弧室等，一般有电工瓷、环氧树脂等；
壳体结构 断路器的各个部分安装为一体；
运动机构 推动动触头运动的机构，多由连杆机构 组成。
开断的最大电流。开断电流Ir·off必 须大于或等于其安装处的短路电 流，即
Ir·off ≥Ik(3)
• 额定断流容量Sr·QF: 额定电压与额定开断电流的乘积。
Sr•QF 3•U r•QF •Ir•QF
真空断路器的发展状况
目前国际上，真空断路器的设计、制造领域 里逐步形成了以德国西门子公司为代表的空气 绝缘产品和以ABB公司为代表的复合绝缘产品 的两大派别。西门子公司的产品有3AF、3AG 及3AH等系列产品。ABB公司的代表产品有 VD4。
国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为 三类：
• 引进技术并国产化的产品。如ZN12-12，引进西门子 3AF；ZN18-12，引进日本东芝公司VK系列产品； ZN21-12，引进比利时EIB公司的产品技术；ZN6712，引进日本三菱电机VPR型真空断路器等。
真空断路器利用真空度约为10-4Pa（在运行过程 中不低于10-2Pa）的高真空作为内绝缘和灭弧介质 。真空间隙的气体稀薄，分子的自由行程较大，发 生碰撞游离的几率很小。所以，真空击穿产生电弧 ，是由触头蒸发出来的金属蒸气帮助形成的。
真空断路器是由真空灭弧 室、绝缘支撑、传动机构、操 动机构、机座（框架）等组成 ，如右图所示。导电回路由导 电夹、软连接、出线板通过灭 弧室两端组成。
落地式优点：传动效率高，分合闸操作时直上直下，传 动环节少，摩擦阻力小；稳定性好，操作时振动小；便于操 作人员观察和更换灭弧室；产品系列性强，而且容易实现户 内外产品的相互交换。
落地式缺点：总体高度较高，操动机构检修不方便。
（２）悬挂式 真空断路器，是将真空灭弧室用绝缘子悬 挂在底座框架前方，而操动机构设置在后方（即框架内部）， 前后两部分用（绝缘传动）杆连接起来。
真空断路器的固定方式不 受安装角度限制，既可以水平 安装，又可以垂直安装，还可 以任意角度安装。
真空断路器的分类：
按真空灭弧室的布置方式可分为落地式和悬挂式两种基 本形式，以及这两种方式相结合的综合式和接地箱式。
（1）落地式 是将真空灭弧室安装在上方，用绝缘子支 持， 操动机构设置在底座的下方，上下两部分由传动机构通 过绝缘杆连接起来。
SF6 (六氟化硫)断路器
D 真空断路器
开关触头在真空的容器内闭合和断开。灭弧能力 强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。结构简 单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。可频繁操作。 无易燃易爆危险。
由于开断速度高, 易产生截流过电压,对变压器等感性 负载易造成危害,应配置过电压吸收装置。
D 高压真空断路器
第六单元 是额定电流，A。 第七单元 是额定开断电流，kA。
A 油断路器 ①多油断路器：
开关触头在绝缘油中闭合和断开。油兼有灭弧和绝缘 功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。 可频繁通断负荷。趋于淘汰 ②少油断路器： 开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能， 油量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护 方便。不能频繁操作。 6～10kv多用。
• 在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品，如： ZN63-12和ZN65-12分别效仿ABB的VD4和西门子 3AH。
• 自行设计的产品，如：ZN15-12，ZN28-12，
ZN30-12等。
(3) 高压断路器铭牌所列的技术数据 • 额定电压Ur·QF：保证长期正常工作时断路器所耐受的
电压值。名牌上所标的电压系指线电 压的额定值。 • 额定电流Ir·QF: 是断路器可以长期通过的最大电流。 我国额定电流的等级有： 200A、 400A、600A、1000A、1500A、 2000A、3000A、 4000A、5000A、6000A、8000A、 10000A • 额定开断电流Ir·off: 是指断路器在额定的电压下能正常
高压开关设备包括高压断路器、隔离开关、负荷开 关、熔断器及高压开关柜等。 1 高压断路器 （1）功能 • 通断正常负荷电流； • 接通和承受一定的短路电流； • 在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。
（2）组成
高压断路器主要由以下部分组成：
触头 是电路通断的重要部分，一般分为动触头和静 触头两部分：在开关进行分闸或合闸操作时，静触头 不运动，动触头运动；
（3）型号和类型
第一单元是产品字母代号：S—少油断路器；D—多油断路器；
K—空气断路器；L—六氟化硫断路器；Z—真空断路器；
Q—自产气断路器；C—磁吹断路器；G —隔离开关。
第二单元 是装设地点代号：N—户内式；W—户外式。
第三单元 是设计序号。
第四单元 是额定电压，kV。
第五单元 是补充工作特性标志：G—改进型；F—分相操作。
Biblioteka Baidu
B 空气断路器
利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄灭。灭弧能力 强，分断时间短，断流容量大。结构复杂，价贵，维 护要求高。多用于110kv及以上大型电站或变电所及 不适应采用六氟化硫断路器的高寒地区。
C 六氟化硫断路器
开关触头在SF6气体中闭合和断开。SF6气体兼有灭 弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路器。断流容量 大，电绝缘性能好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧 爆炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。在全封闭组 合电器中多采用。不适于高寒地区。本身无毒，但电弧 在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物，检 修时，应注意防毒。
悬挂式优点：宜用于手车式开关柜。由于操动机构与高电 压隔离，便于检修。
悬挂式缺点：总体深度尺寸大，用铁多，质量重；绝缘子 承受弯曲力；操作时灭弧室振动大；传动效率不高。因此，悬 挂式真空断路器一般只适用于中等电压以下的产品。
ZN28-10型断路器外型图 它采用悬挂式结构，真空断路器装在一个手车上， 主要由机架、真空灭弧室及传动系统组成。
灭弧室 熄灭电弧的地方；
绝缘介质 分为灭弧用绝缘介质和支持用绝缘介质 ，前者在熄灭电弧中起作用，一般有矿物油（又称绝 缘油）、SF6气体、真空等；后者用于支持运动机构、 触头、灭弧室等，一般有电工瓷、环氧树脂等；
壳体结构 断路器的各个部分安装为一体；
运动机构 推动动触头运动的机构，多由连杆机构 组成。
开断的最大电流。开断电流Ir·off必 须大于或等于其安装处的短路电 流，即
Ir·off ≥Ik(3)
• 额定断流容量Sr·QF: 额定电压与额定开断电流的乘积。
Sr•QF 3•U r•QF •Ir•QF
真空断路器的发展状况
目前国际上，真空断路器的设计、制造领域 里逐步形成了以德国西门子公司为代表的空气 绝缘产品和以ABB公司为代表的复合绝缘产品 的两大派别。西门子公司的产品有3AF、3AG 及3AH等系列产品。ABB公司的代表产品有 VD4。
国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为 三类：
• 引进技术并国产化的产品。如ZN12-12，引进西门子 3AF；ZN18-12，引进日本东芝公司VK系列产品； ZN21-12，引进比利时EIB公司的产品技术；ZN6712，引进日本三菱电机VPR型真空断路器等。
真空断路器利用真空度约为10-4Pa（在运行过程 中不低于10-2Pa）的高真空作为内绝缘和灭弧介质 。真空间隙的气体稀薄，分子的自由行程较大，发 生碰撞游离的几率很小。所以，真空击穿产生电弧 ，是由触头蒸发出来的金属蒸气帮助形成的。
真空断路器是由真空灭弧 室、绝缘支撑、传动机构、操 动机构、机座（框架）等组成 ，如右图所示。导电回路由导 电夹、软连接、出线板通过灭 弧室两端组成。
落地式优点：传动效率高，分合闸操作时直上直下，传 动环节少，摩擦阻力小；稳定性好，操作时振动小；便于操 作人员观察和更换灭弧室；产品系列性强，而且容易实现户 内外产品的相互交换。
落地式缺点：总体高度较高，操动机构检修不方便。
（２）悬挂式 真空断路器，是将真空灭弧室用绝缘子悬 挂在底座框架前方，而操动机构设置在后方（即框架内部）， 前后两部分用（绝缘传动）杆连接起来。
真空断路器的固定方式不 受安装角度限制，既可以水平 安装，又可以垂直安装，还可 以任意角度安装。
真空断路器的分类：
按真空灭弧室的布置方式可分为落地式和悬挂式两种基 本形式，以及这两种方式相结合的综合式和接地箱式。
（1）落地式 是将真空灭弧室安装在上方，用绝缘子支 持， 操动机构设置在底座的下方，上下两部分由传动机构通 过绝缘杆连接起来。
SF6 (六氟化硫)断路器
D 真空断路器
开关触头在真空的容器内闭合和断开。灭弧能力 强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。结构简 单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。可频繁操作。 无易燃易爆危险。
由于开断速度高, 易产生截流过电压,对变压器等感性 负载易造成危害,应配置过电压吸收装置。
D 高压真空断路器
第六单元 是额定电流，A。 第七单元 是额定开断电流，kA。
A 油断路器 ①多油断路器：
开关触头在绝缘油中闭合和断开。油兼有灭弧和绝缘 功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。 可频繁通断负荷。趋于淘汰 ②少油断路器： 开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能， 油量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护 方便。不能频繁操作。 6～10kv多用。
• 在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品，如： ZN63-12和ZN65-12分别效仿ABB的VD4和西门子 3AH。
• 自行设计的产品，如：ZN15-12，ZN28-12，
ZN30-12等。
(3) 高压断路器铭牌所列的技术数据 • 额定电压Ur·QF：保证长期正常工作时断路器所耐受的
电压值。名牌上所标的电压系指线电 压的额定值。 • 额定电流Ir·QF: 是断路器可以长期通过的最大电流。 我国额定电流的等级有： 200A、 400A、600A、1000A、1500A、 2000A、3000A、 4000A、5000A、6000A、8000A、 10000A • 额定开断电流Ir·off: 是指断路器在额定的电压下能正常