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1、第六章 电气设备安全 6.1 用电设备安全 6.2 高、低压电器 6.3 变、配电设备,6.1 用电设备安全 1.用电环境类型 无较大危险的环境 有较大危险的环境 特别危险的环境,2.电气设备外壳防护等级 对于额定电压不超过72.5kV，借助外壳防护的电气设备的防护分级。 防止人体接近壳内危险部件； 防止固体异物进入壳内设备； 防止由于水进入壳内对设备造成有害影响。 外壳防护等级由IP（International Protection)代码来标示。,第一位特征数字表示外壳防止人体接近壳内危险部件及固体异物进入壳内设备的防护等级。,第二位特征数字表示外壳防止由于进水而对设备造成有害影响的防护等级
2、（不要求规定特征数字时，用“X”代替）。,6.2 高、低压电器 电器：是指可以根据控制指令，自动或手动接通和 断开电路，实现对用电设备的切换、控制、保护、 检测和调节的电气设备，如各种开关、继电器、接 触器、熔断器等。,一、电弧 （一）电弧的产生与熄灭,电弧产生的物理过程,（二）常用灭弧方法 1.采用新型介质灭弧 电弧中去游离强度在很大程度上取决于电弧 周围介质的特性，利用灭弧性能强的新型介质可 有效加强去游离作用，促进电弧的熄灭。如SF6 气体、压缩空气或真空等。,2.利用气体或油吹动电弧 利用压缩空气直接吹动电弧或用变压器油、固 体有机物在高温下分解出的气体吹动电弧，使电弧 冷却，并加速弧
3、隙内的去游离作用，迅速熄灭电 弧。,纵吹、横吹、纵横结合吹弧,3.采用多断口灭弧 在高压断路器中，为加速电弧熄灭，往往制成 每相有两个或多个断口串联，使每一断口上电压降 低，以使电弧易于熄灭。,双断口灭弧方式,4.利用短弧原理灭弧 将电弧分割成许多短弧。,电弧在灭弧栅内熄灭,5.利用固体介质的狭缝灭弧 将电弧拉入灭弧片的狭缝中，迫使电弧直接与灭弧片冷 壁接触，加强冷却作用，促使电弧熄灭。,狭缝灭弧原理图,二、低压电器 低压控制电器 1.按钮 一种用来发布指令，切换控制电路的电器。主要通过远 距离手动控制各种电器元件，也可以用作转换各种信号线路 和电气联锁线路等。,2.行程开关 又称限位开关，是
4、根据生产机械的行程而动作的小电流开 关电器，在位移性建筑机械上应用很普遍。它是将操作头传来 的机械信号，通过本身的转换动作，变换为电信号，输入到有 关的控制电路，使之接通或断开，实现对机械的控制。,行程开关外形和结构图,3.刀开关 又称闸刀开关，主要作为电源开关以及用于小 容量电动机不频繁的直接启动。,4.组合开关 又称转换开关，主要是实现电路的转换，常用 于控制和测量系统中。,5.低压断路器 又称空气开关或自动开关。它不仅能正常接通和断开电 路，而且能在过电流、短路和失电压等非正常情况下自动动 作。其用途是保护交、直流电路中的电气设备，也可用作不 频繁地启动电动机及操作或转换电路。,断路器结
5、构图,6.接触器 一种用来频繁接通和断开主电路及大容量控制电路的自 动切换电器。主要用于控制电动机、电热设备、电焊机等。,7.控制器 电力传动控制中用来改变电路状态的多触头控制电器。,低压保护电器 1）短路保护 线路或设备发生短路时，迅速 切断电源的一种保护。常用保护元件：熔断器、电 磁式过电流继电器和脱扣器。,熔断器 熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管组成。将它串联在 被保护的电路中，当电路因发生过载或短路而流过大电流 时，由低熔点合金制成的熔体迅速熔断，从而在设备和线路 被损坏前切断电路。,电磁式继电器 电磁式过电流继电器（或脱扣器）是依靠电磁 力的作用进行工作的。,2）过载保护 当线路或设
6、备的载荷超过允许范围时，能延 时切断电源的一种保护。常用元件：热继电器、热脱扣器。 热继电器是应用电流热效应原理工作的，主要作为电动机 的过载保护。,3）失压（欠压）保护 当电源电压消失或低于某一限 度时，能自动断开线路的一种保护，其作用是当电压恢复 时，设备不致突然启动，造成事故；同时，能避免设备在 过低的电压下勉强运行而损坏。,三、高压电器 1.高压熔断器 1）户内型管式熔断器 工作熔丝上焊有小锡球，过 负载时，锡球受热首先熔化并包 围铜质熔丝，铜、锡互相渗透形 成铜锡合金，使铜丝熔断。,充石英砂的熔体结构 1-瓷质熔管；2-黄铜罩；3-管盖； 4-工作熔体；5-小锡球；6-石英砂； 7-
7、指示器熔体；8-弹出的指示器。,2）户外型跌落式熔断器 只能用于没有导电性尘埃，没有腐蚀性气体、无易燃易爆 危险，无剧烈振动的环境。,跌落式熔断器 1-静触头；2-动触头；3-钢片；4-操作环；5-熔体管；6-熔体,2.高压隔离开关 简称高压刀闸或高压闸刀，是一种没有灭弧装 置的开关设备，一般只用来关合和开断有电压无负 荷的线路，需与断路器配合使用，由断路器来完成 带负荷线路的关合、开断任务。,3.高压负荷开关 主要作用是关合、开断正常条件下的电流，不 能切断短路电流，必须与高压熔断器配合使用，由 熔断器切断短路电流，是介于隔离开关和断路器之 间的一种高压开关。其分断负荷电流时，有强电弧 产生
8、，因此，前方不得有可燃物体。,高压负荷开关 1-框架；2-分闸缓冲器；3-绝缘拉杆；4-支持绝缘子；5-入线；6-弹簧；7-主闸刀；8-弧闸刀； 9-主触头；10-弧触头；11-喷口；12-出线；13-气缸；14-活塞；15-主轴；16-分闸弹簧。,4.高压断路器 高压断路器有强有力的灭弧装置，既能在正常情况下接 通和分断负荷电流，又能借助继电保护装置在故障情况下切 断过载电流和短路电流，属于兼有控制与保护双重作用的开 关电器。,SN-10型少油断路器灭弧室剖面图 1-绝缘筒；2-灭弧片；3-压环； 4-静触头；5-导电杆；6-预埋铁片； 7-耐弧触头；8-纵向油流孔道； 9-小钢球；10-电
9、弧； 11-横吹油道；12-纵吹油道,高压断路器必须与高压隔离开关串联使用，由前者接通 和分断电流，后者隔断电源。切断电路时必须先拉开断路 器，后打开隔离开关；接通时，必须先合上隔离开关，后合 上断路器。若两侧都有开关，则分断电路时，应先拉开负载 侧隔离开关，后拉开电源侧隔离开关；接通时顺序相反。,6.3 变、配电设备 一、变、配电所 1.组成：电力变压器， 高、低压开关电器， 高、低压母线，电力 电容器（降低电能损 耗，提高供电设备利 用率），仪用互感器， 测量仪表，继电保护 装置等。,变、配电所接线图,2.容量及分类（在系统中的地位） 容量：按用电设备的配备进行负荷计算，并根据补偿后的结果
10、确定变电所的容量。 分类： 1）枢纽变电所 连接电力系统中高压和中压的几个电压级，汇集多个电源，高压侧电压为330-500kV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后将引起系统瓦解。 2）中间变电所 汇集2-3个电源，电压为220-330kV，降压供给地区用电，称为中间变电所。全所停电后，将引起电网解裂。,3）地区变电所 高压侧电压为110-220kV，向地区用户供电为主，称为地区变电所。全所停电后，该地区将中断对用户的供电。 4）终端变电所 高压侧电压为110kV，处于输电线路终端，接近负荷点，经降压后向用户供电，称为终端变电所。全所停电后，有关用户将中断供电。 3.一般安全要求 1）位置；2）
11、建筑结构；3）间距、屏护和隔离； 4）通风；5）联锁装置；6）电气设备正常运行； 7）安全用具和灭火器材；8）管理制度。,二、变压器 1.三相变压器的结构（油浸电力变压器）,2.变压器的安全部件 1.储油柜（油枕） 作用：给油的热胀冷缩留有缓冲余地，保持油箱始终充满油。,1-油位计；2-接油箱法兰；3-接呼吸器法兰；4-集污盒；5-注油孔；6-油面线,2.呼吸器（吸湿器） 作用：使油箱内、外压力 保持一致，并减缓油箱内 变压器油的氧化和受潮， 延长其使用期限。,3.气体继电器（瓦斯继电器） 作用：当变压器内部发生故障时给出信号或切断电源。,3.变压器的保护 1）防雷保护 在变压器进线上安装避雷
12、器，对于高压侧和低压侧都可能产生冲击波的 变压器，应在变压器的低压侧另装一组低压避雷器。,2）继电保护,三、互感器 作为测量仪表使用的变压器，又叫做仪用互感器，主要 用来测量常规电流表和电压表无法直接测量的大电流和高电 压，通常有电流互感器和电压互感器两种。其功能是将线路 上的高电压变换成低电压，大电流变换成小电流，以便于测 量仪表和继电装置的使用。,1.电流互感器,注意： 1.在使用电流互感器时二次侧不允许开路（二次侧感应电压高， 容易击穿绝缘，损坏设备，危及人身安全）。为避免拆卸电流表 时发生开路现象，一般在电流表两端并联一个开关，拆卸之前闭 合开关，更换仪表后再断掉开关。 2.二次绕组应可靠接地（防止绝缘破损，二次侧出现高压）。,2.电压互感器,电压互感器,注意： 1.二次侧不能短路（产生大短路电流），一般在二次侧绕组上 串联熔断器进行保护。 2.铁心和二次侧绕组须可靠接地（防止绝缘损坏时二次侧出现 高压）。,
