电气设备的结构和工作原理

真空断路器灭弧室
真空度：出厂——133*10-7Pa；运行中——133*10-4Pa 电弧的产生——金属蒸汽
电弧的熄灭 （１）真空作为绝缘和灭弧介质——介质击穿电压高 （２）开距小——均匀电场 （３）触头：材料、形状（磁吹）、截面（均匀电场） （４）屏蔽罩——改善电场、吸附带电质点、保护绝缘外壳
套管绝缘子
支柱绝缘子
3-2 母线
1、作用 汇集和分配电能，集中的大容量传送电能
散热 集肤效应、邻近效应 电磁场
2、母线分类
硬母线 软母线
铜母线 铝母线
敞露母线 封闭母线
矩形母线 槽形母线 管形母线
3、金属外壳的封闭母线 （1）采用金属外壳封闭母线的结构
共箱封闭母线
金属外壳
母线导体
绝缘子
优点： 开断能力强，断口开距小，开断时间短，体积小，重量轻，触头不 易氧化，运行维护简单，灭弧室免维护，结构简单，噪音低，寿命 长，无火灾、爆炸危险等。 缺点： 制造工艺、材料和密封要求高，开断电流和断口电压不能做得很高。 使用场合：3~35KV
７、操动机构
作用：使断路器分闸、合闸，并维持合闸 基本要求（１）动作可靠
绝缘油（ 充油电缆）
保护层——保护绝缘层，并有防止绝缘油外溢和防止外界水分潮 气入侵的作用。
内护层：防渗漏、防受潮、放腐蚀；
外护层：加强机械强度，放外伤。
油浸纸绝缘电缆
聚氯乙烯绝缘电力电缆结构图
l－导体；2－聚氯乙烯绝缘；3－填充物；4 －聚氯乙烯包带；5－聚氯乙烯内护套；6 －钢带铠装；7－聚氯乙烯外护套
Байду номын сангаас
思考题
1、绝缘子的作用、基本要求、分类。 2、母线的作用、分类。 3、封闭母线的优点、适用场合、结构、冷却、注意事项。 4、架空线路的构成。 5、电缆的优点、分类、基本构成。
3-3 高压开关
几种高压开关作用的比较
隔离电 通断正常工 开断过负
压
作电流
荷电流
隔离开关
×
×
开断短 路电流
×
高压接触器 ×
电缆线路的优点
（1）占用地面和空间少
（2）供电安全可靠
（3）触电可能性小
（4）有利于提高电力系统 的功率因数
（5）运行、维护工作简单 方便
（6）有利于美化城市，具 有保密性
电缆线路的缺点
（1）一次性投资费用大
（2）线路不易变更
（3）线路不易分支
（4）故障测寻困难、修复 时间长
（5）电缆接头附件的制作 工艺要求高、费用高
3、运行注意事项 （1）严格控制母线温度。 （2）金属外壳牢固接地。不全连，全连 （3）保证安装正确。 （4）防潮、防露。 （5）表面涂漆完好。 4、冷却方式
自然风冷、人工通风冷却、水冷
3-3 架空线路和电缆
1、架空线路
导线——传输电能；
避雷线——将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击；
杆塔——支持导线和避雷线，使导线与导线、导线与大地之间 保持一定的安全距离；
×
×
负荷开关 ×
×
高压断路器 ×
一、高压断路器概述（circuit breaker）
1、作用
（1）正常时接通、断开负荷电流。
（2）故障时接通、断开短路电流。
2、符号 QF，DL
3、类型
油：灭弧介质 空 SF气 6：： 真 空 ： 磁 吹 ：
4、型号
123
45
6 7 额定开断电流
额定电流 改进型：G， 手车式：C 额定电压 设计序号
绝缘子——使导线与杆塔保持绝缘；
金具——连接导线或将导线固定在绝缘子上，以及将绝缘固定 在杆塔上，也可作连接绝缘子或保护绝缘子和导线等用。
架空线路
分裂导线
2、电缆
导电线芯——传输电能； 铜，铝； 单心，两心，三心，四心，五心，多心
绝缘层——使导线芯与导电线芯、导电线芯与保护层互相隔绝； 塑料，橡胶，油浸纸，聚乙烯，聚氯乙烯，交链聚乙烯，
户内：N， 户外：W
断路器类型
5、技术参数
（1）额定电压（2）额定电流（3）额定开断电流（4）动稳定电流 （5）热稳定电流（6）关合电流（7）全开断时间（8）操作循环
6、基本结构
（1）通断元件： 主电路的接通或断开
通断元件
（2）支撑绝缘元件：带电部分与地绝缘
绝 缘
（3）操作机构： 产生分、合驱动力
分相封闭母线
（2）采用金属外壳封闭母线的优点
①减少接地故障，避免相间短路。
②减少母线周围钢结构发热。
③减少相间电动力。
④母线被封闭后，通常采用微正压方式运行，这样可以 防止绝缘子结露，提高了运行的可靠性，并且为母线强 迫通风冷却创造了条件。
⑤封闭母线由工厂成套生产，施工安装简便，简化了对 土建结构的要求，运行维护工作量较小。
第3章电气设备的结构和工作原理
1、作用
3-1 绝缘子
用来支持和固定裸载流体，并使裸导体与地绝缘，
或者用于使装置和电器中处在不同电位的载流导体之间 相互绝缘。
2、基本要求
足够的绝缘强度、机械强度、耐热性和防潮性
（1）材料：电工瓷，钢化玻璃，聚乙烯 （2）抗弯破坏荷重
3、分类
（1）支柱绝缘子 ①户内式支柱绝缘子，②户外式支柱绝缘子 （2）套管绝缘子 ①户内式套管绝缘子，②户外式套管绝缘子
（２）足够的操作功 （３）动作迅速 （４）具有自由脱扣功能 分类：（1）电磁式 （2）弹簧储能式 （3）液压式 （4）气压式
电磁式：直流电磁铁的电磁力
优点：结构简单、工作可靠、维护简便、成本低 合闸电流大，需要大容量直流电源，合闸时间长
电磁式操动机构 动作过程
弹簧式：弹簧储能
合闸电磁铁
液压式：气体储能，液体传递
（２）SF6断路器 优点：开断能力强，断口开距小，开断时间短，体积小，重量轻， 维护工作量小，噪音低，寿命长等， 缺点：但结构复杂，金属消耗量大，制造工艺、材料和密封要求 高，价格高等。
支柱式
220KV断路器结构
灭弧室 支柱
接线板 接线板
控制箱
传动箱
落地式
变开距灭弧室
定开距灭弧室
真空断路器
支
（4）中间传动机构：传递操作动力
撑
中 间 传操 动动
机
（5）基座：支持固定整体机构
基座 构
户内油断路器灭弧室
少油断路器
压缩空气断路器 外形
压缩空气断路器
压缩空气断路器灭弧室
SF6断路器
（１）SF6气体
优点：1）绝缘性能好；2）灭弧性能好；3）热、化学稳定性好； 4）无爆炸危险。 缺点：1）需要SF6气体压力监视装置；2）对SF6气体纯度和含水 量要求高；3）需要SF6气体回收装置。
分闸电磁铁
分闸一级阀
合闸一级阀
二级阀
蓄能器
排油阀
进油阀