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1、全国特种作业人员安全技术培训考核统编教材,电工作业（初训） 第十四章 高压电气设备 课件编制：赵晓熙,第十四章 高压电气设备,本章学习要点： 1、了解高压隔离开关的结构、运行与安装 2、理解高压负荷开关的原理、结构与安全要点 3、掌握高压断路器及操动机构的维修 4、掌握高压开关柜的种类、结构与使用 5、掌握高压电气设备安全操作要求,第一节 高压隔离开关,高压隔离开关的作用： 高压隔离开关主要用来隔离高压电源，以保证其他电气设备的安全检修。绝对不能进行带负荷操作，但可以通断一定限度的小电流。 一、高压隔离开关的结构 高压隔离开关主要由片状静触头、双刀动触头、瓷绝缘、传动机构（转轴、拐臂）和框架（
2、底座）组成。分断时有明显可见的断开点。主要技术参数是额定电压、额定电流、极限通过峰值电流和5s热稳定电流。例如：GN19-10/600-52型高压隔离开关，字母G表示隔离开关，字母N表示户内使用，19为设计代号，10表示额定电压10KV，600表示额定电流600A，52表示极限通过峰值电流52KA。其5s热稳定电流查询说明书为20KA。 不同类型与安装方式的高压隔离开关配用不同型号的手动操作机构。,第一节 高压隔离开关,二、高压隔离开关的安装 户外型高压隔离开关露天安装时应水平安装。户内型高压隔离开关应垂直安装或倾斜安装（指带有套管绝缘子的开关）。一般情况下，电源接静触头端，负荷接动触头端。但
3、电缆进线的受电柜的第一台隔离开关，正好反过来，电源接动触头端，负荷接静触头端。开关安装应当牢固。电气连接应当紧密、接触良好；遇铜、铝导体连接须采用铜铝过渡接头。动、静触头应对准。各相触头同期误差不得超过3毫米。动触头应有足够的切入深度，但合上后离底座的距离不得小于35毫米。开关拉开后应有足够的开距。10KV隔离开关动、静触头之间的距离不应小于160毫米、动触头转开角不应小于65度（户外安装者分别不应小于180毫米和35度）。开关操作机构手柄中心至侧墙的距离不得小于0.30.4米；开关操作机构手柄至带电体的距离不得小于1.2米。,第一节 高压隔离开关,户内式高压隔离开关 户外式高压隔离开关,第一
4、节 高压隔离开关,三、高压隔离开关运行 1、操作安全 高压隔离开关不能带负荷操作，所以，分、合闸操作前应检查与之串联安装的断路器是否在分闸位置，或从低压侧停掉全部负荷。 分、合闸前应先拔出操作机构上的定位销；分、合闸动作应迅速，但行程终了时不要用力过猛。操作完毕应重新上号定位销，并观察触头位置及状态。 操作过程中，如发现错误，应冷静处理，避免发生更严重的问题。最重要原则：一旦在分、合隔离开关过程中，动、静触头间发生电弧，则必须迅速合上隔离开关。绝对不允许拉开，否则将发生弧光短路。特别是分闸过程中，留心观察触头分开瞬间的情况，如出现电弧，则很可能是带负荷拉刀闸，这时千万不能强行拉开，必须迅速合上
5、。 2、巡视和检修 巡视的主要内容是：瓷绝缘有无损坏和放电痕迹、表面是否清洁；连接点有无过热迹象（示温腊是否熔化、变色漆是否变色，有条件可用红外测温仪定期巡视）；有无异常噪音；操作机构和传动机构有无位移、松动、定位销是否完好等。 运行中的高压隔离开关连接部位过热（超过75）、瓷瓶表面严重放电或破裂时，应报告上级，紧急停电处理。如系接触不良，应修复触头，并调整触头压力；修复后的触头应涂上中性凡士林或导电膏。如分、合闸操作不灵活，可在运动部位加少量润滑油。,第二节 高压负荷开关,高压负荷开关有比较简单的灭弧装置，用来接通和断开负荷电流。 户内式高压负荷开关 户外式高压负荷开关,第二节 高压负荷开关
6、,一、高压负荷开关的原理和结构 高压负荷开关也分为户内型和户外型两种，分断时有明显可见的断开点。 户外型高压负荷开关带有产气式灭弧装置。其灭弧室用有机玻璃等胶木材料制成，在电弧的高温作用下，灭弧室分解出大量的气体吹灭电弧。 户内型高压负荷开关的外型上与高压隔离开关有些相似。与隔离开关不同的是这种高压开关除起导电作用的主触头外，还装有起灭弧作用的弧触头；还装有分闸弹簧，使分闸得以快速进行。因此，高压负荷开关具有一定的灭弧能力，可以接通和分断负荷电流。但高压负荷开关原则上只能接通和分断负荷电流，而不能用来切断短路电流，因此，负荷开关必须与有高分断能力的高压熔断器配合使用，由熔断器切断短路电流。 二
7、、高压负荷开关安全要点 高压负荷开关的安装要求与高压隔离开关相似。但其触头拉开距离的要求与隔离开关略有不同。10KV户内型负荷开关的触头拉开距离不应小于（1823）毫米，户外型的触头拉开距离不应小于175毫米。 必须注意的是， 因为高压负荷开关分断负荷电流时，有裸露的强电弧产生，因此，其前方不能有可燃物。 高压负荷开关的巡视要求与高压隔离开关基本相同。,第三节 高压断路器,高压断路器的作用： 具有强有力的灭弧装置，既能在正常情况下分断和接通负荷电流，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，而且还可以借助自动装置实现自动重合操作。是能够实现控制与保护双重作用的电器。 带负荷的电路
8、中，电压越高，分断电路时产生的电流越大，电弧越强烈。 （一）高压断路器的种类、型号及灭弧特点 高压断路器通常按照灭弧介质和灭弧方式分类，可分为少油断路器（代号S）、多油断路器（代号D）、真空断路器（代号Z）、六氟化硫断路器（代号L）、压缩空气断路器（代号K）、固体产气断路器（代号Q）和磁吹断路器（代号C）。10KV系统中，用的最多的是少油断路器和真空断路器。,第三节 高压断路器,高压断路器的型号及含义 -/- 其中：第一个框内代表类型代号，比如S就是少油断路器 第二个框代表使用条件代号，（N为户内式，W为户外型） 第三个框代表设计序号 第四个框代表额定电压 第五个框代表补充工作特性代号 第六个
9、框代表额定电流 第七个框代表开断电流或断流容量（KA或MV.A) 例如：SN10-10/1000-16型开关为户内少油断路器，额定电压10KV，额定电流1000A，额定开断电流和2S热稳定电流为16KA。 高压断路器的主要技术参数是额定电压、额定电流、额定开断电流、额定断流容量、最大关合电流、极限通过电流、热稳定电流的性能参数。,第三节 高压断路器,高压少油断路器 高压真空断路器,第三节 高压断路器,高压多油断路器 高压六氟化硫断路器,第三节 高压断路器,（二）高压断路器的结构和安装 少油断路器的外形如图（图14-4）,第三节 高压断路器,少油断路器的结构如图（图14-5）： 1：油气分离器
10、2：上出线板 3：灭弧片 4：灭弧室 5：动触杆 6：滚动触头 7：下出线板 8：分闸油缓冲器 9：底座 10：主轴 11：绝缘拉杆 12：分闸弹簧 13：静触头,第三节 高压断路器,少油断路器的上、下帽是带电的，漆成红色，并由支持绝缘子与接地构件绝缘。 少油断路器的油量很少，一般只有几千克到十几千克，油的主要作用是灭弧，同时作为动触头与静触头之间的绝缘介质。 合闸时，合闸缓冲弹簧压缩，起缓冲作用，分闸弹簧张紧，做好分闸准备。合闸终了时，连杆系统被扣住，使断路器保持合闸状态。当操作机构脱扣是，分闸弹簧和合闸缓冲弹簧释放，经连杆系统使动触杆向下运动实现分闸。分闸完毕，由分闸弹簧保持断路器在分闸位
11、置。 少油断路器采用横吹、纵吹和机械油吹灭弧方式。灭弧过程包括4个阶段，第一阶段，电弧使油气化；第二个阶段，横吹灭弧阶段；第三个阶段，纵、横吹灭弧阶段；第四个阶段，熄弧后回油阶段。 与多油断路器相比，少油断路器用油量少，体积小，重量轻，火灾和爆炸的危险性小，检修比较方便。主要用于电力设备和电力线路的控制与保护，可用于操作比较频繁的场合。 随着科学技术的发展，高压多油、少油断路器大量被高压真空断路器、高压六氟化硫断路器所取代，目前处于淘汰的边缘。,第三节 高压断路器,（三）真空断路器 ZN-10和ZN-35型真空断路器系三相交流50HZ，户内式高压开关设备。它配有专用的、带有自由脱扣的直流操动机
12、构。适用于额定电压10KV及以下的以电缆为进线的户内配电系统，尤其适用于频繁操作以及故障较多的场合，如投切电容器组、控制电炉变压器、切合高压电动机等。 1、结构与工作原理 主要由真空灭弧室、操动机构、绝缘支持件、传动件、底座等组成一体。由导电夹、软连接、出现板通过真空灭弧室两端组成高压回路。各相绝缘支架是用玻璃纤维或有机绝缘材料制成，绝缘性能好，机械强度高，能分相支持灭弧室而不需要另加相间隔板，高压各相间无框架连接，不仅能提高相间的绝缘强度，且对真空灭弧室也有一定的防护作用。 真空灭弧室是真空断路器的绝缘和灭弧元件，真空灭弧是基于利用高真空度介质的高绝缘强度和在这种稀薄气体中电弧生成物（带电粒
13、子和金属蒸气）具有很高的扩散速度，因而使电弧电流过零后触头间隙的介质强度能迅速恢复的原理实现灭弧。,第三节 高压断路器,真空灭弧室图片,第三节 高压断路器,真空灭弧室结构图,第三节 高压断路器,高压真空断路器结构图 1.绝缘筒 2.上支架 3.上出线座 4.真空灭弧室 5.软连接 6.下支架 7.下出线座 8.碟簧 9.绝缘拉杆 10.四连杆机构 11.断路器壳体 12.分闸弹簧 13.四连杆机构 14.分闸电磁铁 15.合闸凸轮,第三节 高压断路器,2、维护与检修 维护与检修事项如下： a：投入运行前进行全面外观检查，绝缘件表面擦拭干净，机械转动摩擦部位应涂润滑油。 b：投运前，应按照运行规
14、程中的操作程序进行操作，确认无异常现象后方可投入运行。 c: 灭弧室真空度靠严格的生产工艺和出厂检测来保证，在使用现场检验灭弧室真空度是否合格的最简便的方法是对灭弧室进行工频42KV的耐压试验（或者用真空度测试设备直接检测真空度）,第三节 高压断路器,二、高压断路器的操动机构 CD10型电磁操作机构 CT8型弹簧操作机构,第三节 高压断路器,（一）电磁操动机构,CD10型电磁操作机构,第三节 高压断路器,（一）电磁操动机构,第三节 高压断路器,（一）电磁操动机构 上图为CD10型电磁操作机构的传动原理图示意图。图中用箭头表示各部件的动作方向。跳闸时，跳闸铁芯上的撞头，因手动或远距控制使跳闸线圈
15、通电而往上撞击连杆系统，破坏连杆系统原来在合闸位置时的稳定平衡状态，使搭在“L”形搭钩上的连杆滚轴下落，于是主轴在断路弹簧作用下转动，使断路器跳闸，同时带动辅助开关切换。动作完成后，跳闸线圈失电，铁芯落下，连杆回复至合闸前状态。合闸时，合闸铁芯因手动或远距控制使合闸线圈通电而往上撞击连杆系统，连杆滚轴又搭在“L”形搭钩上，同时主轴反抗断路弹簧作用而转动，使断路器合闸，同时带动辅助开关切换，断路器分闸弹簧储能，整个连杆系统又处在新的稳定平衡状态。,第三节 高压断路器,（二）弹簧操动机构,CT8型弹簧操作机构,第三节 高压断路器,（二）弹簧操动机构结构原理以及操动动作示意图,第三节 高压断路器,（二）弹簧操动机构 1、结构简介 CT8型弹簧操动机构采用夹板式机构，储能驱动部分、合闸驱动部分、合闸电磁铁等布置在左右侧板之间，两根合闸弹簧分别布置在左右侧板外面。右侧板外面还布置着切换储能电机回路的行程开关、瞬时过流脱扣器、由独立电源供电的分闸电磁铁、失压脱扣器；左侧板外面布置着接线端子。储能电机和辅助开关布置在机构下部。储能指示和分、合指示以及“分”、“合”闸按钮布置在机构正面。机构输出轴在机构后部并与安装底板平行布置。 结构以及分合闸操作动作原理见上图。 2、工作原理 首先是储能电动机转动，通过机构带动挂簧拐臂，将合闸弹簧拉长储能，弹簧拉至储能完成位置同时，依靠滚轮及定位件维持
