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1、自我介绍本人姓名: 杨广林主讲:高压电器及成套配电设备 实操:1电气运行操作 实操:2变压器绝缘测试联系电话:13686735286第三章高压电器及成套配电设备概 述高压电器是电力系统中的重要设备。在电力系统中,在各行各业生产以及民用生活中广泛使用。在电能的生产、输送和分配过程中，高压电器在电力系统中,起到控制、保护和测量的作用。高压电器性能的优劣直接影响到电力系统的稳定和安全运行。高压电器的正确使用和运行维护，对企业经济效益和社会效益上具有重大的意义。高压电器的种类很多，在3KV35KV系统中常用的高压电器有：（1）：开关电器a断路器 b隔离开关 c负荷开关 d接地开关（2）：保护电器a如熔
2、断器 b避雷器（3）：测量电器a电压互感器 b电流互感器（4）：限流电器a电抗器 b电阻器（5）：电容器第一节 高压电器相关知识一电力系统短路的基本概念电力系统正常运行时，相与相之间，相对地是绝缘的。如果电力系统中相与相之间或者相与地之间通过金属导体、电弧、或其他较小阻抗连接而形成的非正常运行状况称为短路。在这我们要清楚一个基本概念在中性点接地系统和中性点不接地系统的短路是有区别的。三相电力系统中短路的基本类型有：一中性点接地系统 1、三相短路 （对称短路） 2、两相短路 （不对称短路） 3、单相短路 （不对称短路）4、两相接地短路 （不对称短路） 二中性点不接地系统1：三相短路 （对称短路）
3、2：两相短路 （不对称短路）3：单相接地 (不构成回路不能称之为短路)在四种短路类型中尤其是“三相短路”，由于短路回路阻抗很小，短路电流很大，能达到几万甚至几十万千安培。因此，短路电流对电力系统和电器设备产生非常严重的影响。在短路类型中以单相短路最多，约占短路故障的70%0%，其他短路故障占0%30%，一般常见的事故有。带地线合闸带电挂地线小动物进入配电室导线断线短路电流对系统的危害（1）：短路电流会使温度升高，发热量与电流的平方成正比会引起导体发热甚至熔化，破坏设备的绝缘。（2）：短路电流在相间会产生很大的电动力，其值可达上千牛顿。造成导线变形扭曲，设备变形或损坏。（3）：短路时会产生电弧，
4、高温电弧会烧毁设备，造成人员伤亡，有时还会引起火灾。（4）：短路电流通过变电、输电、配电设备等阻抗元件时，将会产生很大的电压降，影响电力系统的正常运行。距短路点越近电压降越大, 距短路点越远电压降越小甚至于无压降。短路电流造成发电机端电压下降，发电机为了保证输出功率输出电流增大，造成发电机过载。二高压电器中的电弧1在开关电器中电弧的产生与熄灭电弧是一个客观存在的物理现象，它有利有弊。利：在工程上电弧焊接和电弧冶炼技术是直接利用电弧的特性来进行生产，为人类利用。弊：在开关电器中，当接通或断开电路时，触头间产生的电弧是有害的，要求电弧被尽快熄灭。因此学习电弧理论，是为了解开关设备结构,以达到使用、
5、维护好开关设备、保证开关电器能够长期地安全运行。2电弧的产生：开关电器电弧的形成是触头间开距有电压由电压造成强电场以及气体分子被游离的结果。 具体过程为：当开关电器用来开断电路时，触头在分离过程中，由于动、静触头间的接触压力在触头刚分离时，由于触头的开距很小，开距间电场强度很高，负极的触头在高温和接触面积不断下降和减少，接触电阻迅速增大，开距间的温度将急剧升高，另一方面在强电场的作用下，将发生热电子发射和强电场发射。由负极发射出的电子在电场力的作用下，逐渐加速运动，迅速流向正极。在高速运动的电子流向正极的过程中，不断与气体分子碰撞，当积累足够大的动能时，可使中性气体分子分离成自由负电子和正离子
6、，这一过程称为碰撞游离。由此连续不断的碰撞游离，具有很大的电导，在外加电场作用下，气体介质开始被击穿，而形成弧光放电。弧光放电时，其温度高达5000-13000度。电弧的形成实际上是一个连续过程：最初由负极强电场和热电子发射提供起始自由电子，由碰撞游离而导致介质击穿，产生电弧，最后是靠热游离来维持电弧放电。3交流电弧的特性交流电弧的特点是，电弧电压和电弧电流的大小及相位都是隨时间作周期性变化的，每一周期内有两次过零值。因为电流过零时，电弧自动熄灭，而后隨着电流的增大，电弧又重新点燃，所以交流电弧的伏安特性为动态特性。交流电弧每半个周期过零一次，从熄弧的角度来看，电流过零时，电弧自动熄灭，只要过
7、零后的电弧不再重燃，则交流电弧就熄灭了。因此对交流电弧，电弧能否熄灭，是电弧电流过零后，弧隙开距间的空气介质是否被再次击穿重新燃弧来决定的。在交流电路中，当电流瞬时值为零时，开断的触头间无电流通过，触头间的电弧消失（电弧暂时熄灭1/100秒），在下个周期内触头间能否再次产生电弧，则由触头间介质击穿电压与触头间恢复电压来决定，如果触头间的恢复电压大于触头间的介质击穿电压，电弧将重燃，反之触头间的恢复电压小于触头间的介质击穿电压，电弧将彻底熄灭。触头间介质击穿电压的大小与触头之间的温度、离子浓度和距离（电弧长度）等因素有关。当温度低、离子浓度低、触头之间开距长，触头之间的介质击穿电压高，反之，触头
8、之间的介质击穿电压低。电弧产生的主要因素：触头之间的电压恢复主要由电路中的电压、电感性、电容性负载与电阻性负载所占比例，以及电弧暂灭前电弧电流的变化速率等因素有关。当电感或电容性负载占比例大（即电压与电流相位差较大）时，恢复电压增加较快，不利于灭弧。如果电路为纯电阻性负荷时，恢复电压等于电源电压，则有利于灭弧。一般电路中均有电感存在，如果电弧暂时熄灭前，电流变化速率很大，将在电感元件上产生很大的感应电动势，这时电弧暂时熄灭后，触头间的恢复电压将等于电源电压再加上一个很大感应电动势，能使恢复电压增长速率加快，不利于电弧熄灭。4、加速电弧熄灭方法：（1）：气体吹动电弧是利用温度较低的气体、吹动电弧
9、，吹动电弧的气流会使电弧温度降低，并带有大量电质子点，从而提高了弧隙的介质击穿电压，使电弧加速熄灭。接照吹动电弧气体的方向不同，吹动电弧的方法可分为：纵向吹动（纵吹）和横向吹动（横吹）两种。纵吹：为气体吹动方向与电弧轴向平行的吹弧方式。横吹：为气体吹动方向与电弧轴向相互垂直的吹动方式。（2）：拉长电弧（或将长弧分成几个短弧） 采用加快触头之间的分离速度（或分成多个断口）等措施，使电弧的长度迅速拉长、电弧表面积迅速增大，从而提高触头间的介质击穿强度，加速电弧熄灭。（3）：电弧与固体介质接触：当电弧与优质固体灭弧介质（如石英砂等）接触时，固体介质能使电弧迅速冷却，使触头间的带电质子点急剧减少，迅速
10、提高介质击穿电压，从而达到加速电弧熄灭的目的。触头间的恢复电压大于触头间的介质击穿电压，电弧将重燃，反之触头间的恢复电压小于触头间的介质击穿电压，电弧将彻底熄灭。Uds-介质击穿电压 Uref- 触头间的恢复电压 例题: (A) (C) (A) (A.B.C)第二节 高压断路器高压断路器的用途、类型和主要技术参数1：用途：断路器是高压开关设备中最重要、最复杂的一种，既能切换正常负载，又可排除短路故障，同时承担着控制和保护双重任务。2：类型：高压断路器的类型很多，一般可接下列方法分类：接安装地点分可分为户内式和户外式两种，接灭弧原理和灭弧介质可分为油断器、真空断路器、六氟化硫（FS6）断路器等。
11、(1）：油断路器一一采用绝缘油作为灭弧介质的断路器，称为油断路器。它可分为多油断路器和少油断路器。A：多油断路器一一多油断路器中的绝缘油除作灭弧介质使用外，还作为触头断开后触头之间的主绝缘以及带电部分与接地外壳之间的主绝缘使用。优点：加工工艺要求不高、耐用、价格较低。缺点：用油量多、金属耗材量大、体积较大、易发生火灾或爆炸。B：少油断路器少油断路器中的绝缘油.主要作为灭弧介质使用，而带电部分与地之间的绝缘主要采用瓷瓶或其他有机绝缘材料。优点：用油量少、耗材少、价格低廉。缺点：需要定期检修、有引起火灾与爆炸的危险。(2）：真空断路器一一真空断路器是利用真空作绝缘介质和灭弧介质的一种断路器,所谓的
12、“真空”可以理解为一种压强低于10 mm汞柱密封容器，其空间内气体分子极为稀少，将开关的动、定触头安装在一个“真空”的密封容器中，（又称真空灭弧室）而制成的一种断路器。(3）：六氟化硫断路器：六氟化硫（SF）断路器是采用具有优质绝缘性能和灭弧性能的SF气体作为灭弧介质的断路器。其优点：绝缘性能好，灭弧性能强、不可燃、体积小。3：高压断路器的主要参数：（1）：额定电压：（kv）是指断路器正常工作时能承受的最高工作电压,它决定于断路器的绝缘水平。常用断路器的额定电压等级：（kv） 3、 6、 12、 24、40.5、72.5、126、（kv）（2）：额定电流：（A）是指断路器在规定的环境温度下，开
13、关长期允许通过的最大工作电流（有效值）。我国规定环境温度为40。常用断路器的额定电流等级为：200A、 400A、 630A、 1000A、 1250A、 1600A、 2000A、 3150A。（3）：额定开断电流：（kA）是指断路器在额定电压下断路器能够可靠开断的最大短路电流值，它是表明断路器灭弧能力的技术参数。（4）：关合电流：（kA）是指断路器在短路故障情况下进行操作时，都能保证断路器可靠关合,不会发生触头熔焊及电动力损害机械，开关所允许通过的最大短路电流。4：断路器的型号及含义12345/61断路器名称S：少油式 D：多油式 Q：产气式 Z：真空式 L：六氟化硫2使用环境N：户内式
14、W：户外式3设计序号：1、2、3、6、7、11、28等4额定电压：kv5其它标志G：改进型 C：手车型6额定电流：A例：ZN28一10/1250型断路器，表示为户内真空断路器，设计序号为28，额定电压10kv，额定电流为1250A。真空断路器（广泛用于3 10kv电压系统中）缺点：价格较高。优点：体积小重量轻、噪音小、无可燃物、维护工作量少。1：真空灭弧室的结构：真空断路器的关键元件是真空灭弧室。其结构由动触头、动端跑弧面、动导电杆、波纹管、动端法兰、静触头、静端跑弧面、静端法兰、屏蔽罩、瓷柱、不绣钢支撑法兰、玻璃壳（陶瓷壳）等零部件，经清洗、封接、真空焊、氩弧焊、排气等工艺程序处理后封装而成。各主要零部件均密封在玻璃壳中，玻璃外壳仅通过动静法兰盘起到密封作用，而且还起到绝缘作用。波纹管是动态密封的弹性元件，真空灭弧室在操动机构的作用下,可完成分、合闸操作,而又不会破坏其真空度。由于10kv真空断路器动、静触头之间的断开距1015mm，开关每次分、合时，波纹管都伸缩变形，是易
