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1、第4章 电气设备及载流导体教学要求：掌握高、低压开关电器的结构特点、工作原理、电气参数及其应用，重点掌握断路器的工作原理；掌握互感器的作用、结构、接线方式及准确度等级；掌握母线、电缆、绝缘子、限流电器的工作原理、结构及应用。4.1高压开关电器一、开关电器的分类1.高压开关 、低压开关 2.户内 、户外 3.断路器、隔离开关类、负荷开关类、熔断器、结合型开关二、高压断路器分类1、断路器分类油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、低压空气断路器和磁吹断路器2、对断路器的要求3、断路器的基本参数4、多油断路器DW8-35型（三相分箱）组成： 触头：插座式、动触头表面镀银 导电回路：进线触
2、头1（静、动）横担触头2（静、动）出线 传动机构：采用摇杆变直机构 绝缘部分：油（导电回路对外壳、触头间）、瓷套管（进出线对油箱） 灭弧装置：纵横吹灭缩手缩脚室 油箱：顶管、箱捅。注意：油位不能过高或过低 附件：箱捅升降装置DW12-35型QF：结构外形与DW8-35型相同增加了一个横吹孔和一个纵吹孔 开断大电流：速度快，经第一个横吹孔就能将电弧吹灭 开断中电流：速度中等，经第二个横吹孔后吹灭 开断小电流：速度慢5、少油式断路器少油与多油QF相比：用油量少、体积小、结构简单、节省钢材、防火防爆，但 检修周期短，在户外使用时，受大气条件影响大，而且配 套性差。以SN10-10I型为例：组成： 导
3、电回路上出线座静触头座辨形触头动触头导电杆 动触头下出线座灭弧系统纵横吹灭弧室（纵横油气吹+机械油吹）逆止阀：电弧形成后分解油，逆止阀钢球上推堵住回油孔，形成密闭燃弧， 使内腔压力升高油气分离器： a.避免灭弧室完全封死，压力过高 b.避免直接将炽热的带有大量电子和离子的油气混合物排 出箱外，引起自燃和设备绝缘闪络。传动机构：主轴、分相轴、操动轴框架：依靠两个支持绝缘子将各相与地绝缘6、SF6断路器的优缺点断口耐压高允许断路次数多开断性能好占地面积小加工精度高，密封性能好，对水分子与气体的检测要求严格三、隔离开关1、QS的作用隔电保安倒闸操作：等电位操作切投小电流电路：保证电弧能可靠自行熄灭2
4、、QS的特点没有专门的灭弧装置不能切断Ig及IdQS应与QF配合使用满足“隔离开关先通后断”原则即：合闸时，QS先QF后；分闸时，QF先QS后。QS分闸时，应有明显可见的断口QS合闸时，应能可靠地通过Igmax及Idmax通过时满足动热稳定3、户内型QSGN6、GN8型结构：底座绝缘子、导电系统磁锁装置的作用：散热 增加接触压力 提高动稳定4、户外型QSGW4-35D 导电回路双柱式绝缘子接地刀闸与主刀联锁（一分-合）底座四、高低压熔断器1、作用：短路保护或过载保护缺点：保护性能不稳定2、组成： 熔件（熔体）：铜、银 触头：支持熔件并与外电路连接 灭弧装置 绝缘底座3、工作过程：汽化过程发弧过
5、程灭弧过程t（全开断时间）=t1（熔化时间）+t2（发弧时间）+t3（燃弧时间）4、分类之一： 限流型速度快、高电阻、出现过电压 非限流型速度慢、不出现过电压5、额定参数6、户内型高压熔断路：RN1、RN3电力变压器或线路保护 RN2、RN6电压互感器保护7、户外型高压熔断器：RW3跌落式FU、RW10-35型限流型FU五、高压负荷开关1用途及特点它具有灭弧装置和一定的分合闸速度，能开断正常负荷电流和过负荷电流，但不能开断短路电流。在分闸状态有明显可见的断口，可起到隔离开关的作用，但性能又优于隔离开关，是介于隔离开关与断路器之间的一种开关电器。高压负荷开关常常与高压熔断器串联合用，前者作为操作
6、电器投切电路的正常负荷电流，而由后者作为保护电器开断电路的短路电流及过载电流。2.类型按装地点的不同分为户内式和户外式。按灭弧方法的不同分为固体产气式、压气式、油浸式、真空式和SF6式等。4.2互感器1、分类：电压互感器、电流互感器2、作用：（1）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，并便于屏内安装。（2）使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。3、电流互感器额定变比 ： EMBED Equation.3 ，近似等于匝数的反比。特点：1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少；
7、故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关；2）。正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。3）运行中的电流互感器二次回路不允许开路。4）为了防止绝缘损坏是高压窜入二次侧，危及人身和设备安全，电流互感器副绕组一端及铁芯必须接地。误差：电流误差 EMBED Equation.3 相位误差电流互感器的接线4、电压互感器特点：1）电压互感器的一次侧并联接入电网2电压互感器正常工作在接近变压器空载状态。3）电压互感器的二次侧负载不允许短路，故一般在其二次侧装设熔断器或自动开关作短路保护。4）电压互感器的额定变压比为 EMBED Equation.3 ，其值近似等于匝数之比
8、。 其中 EMBED Equation.3 等于电网额定电压， EMBED Equation.3 已统一为100(或100/ EMBED Equation.3 )V，所以 EMBED Equation.3 也标准化。电压互感器误差：电压误差和相位误差两项。电压互感器的接线用一台单相电压互感器测量某一相对地电压和相间电压。用两台单相电压互感器接成不完全星形(也称VV接线)用来测量各相间电压，但不能测量相对地电压，它广泛应用在20kV以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。用三台单相三绕组电压互感器或用一台三相五柱式电压互感器构成万能接线（Y0Y0 接线）它广泛用于3220kV系统，其二次绕组用
9、来测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用。4.3 母线、电缆及绝缘子一、母线1、作用汇集、分配和传送电能2、特点裸导体装置、通过的功率大、要承受很大的动热稳定3、材料硬母线：铜导电率高、机械强度高、抗腐蚀性能好 铝导电率较低、截面大、重量轻、耐腐蚀性能差 钢导电率差、趋肤效应严重、损耗较大软母线：钢芯铝绞线4、截面形状矩形母线：在同截面下，周长要长，冷却条件好耗金属要少图形与管形母线：可防止产生电晕，散热面小大电流母线5、母线的布置母线三相导体排列方式：水平排列、竖直排列、在角形排列 （各相之间的相对关系） 软母线 硬母线母线窨放置法：平放、
10、立放（母线与空间的相对关系）安装方式： 平装机械抗弯强度高，对流散热效果差 立装对流散热效果好，机械抗弯强度高差（母线与绝缘子的相互关系）综合布置方式：竖排立放平装、平排平放平装 竖排平放立装、平排立放立装6、母线的着色硬母线刷漆：直流、交流目的： 区别相序 增加辐射散热、载流量提高12%15% 防腐蚀作用二、电力电缆1、特点：铺设在地下，结构紧凑、占用空间小、走向和布置灵活、不影响环境、现场施工简便2、结构：电缆芯线：铝芯或铜芯、10mm2截面以上多股绞合、圆形或扇形截面绝缘层：各芯线绝缘相间绝缘芯线对比地绝缘材料：油浸纸绝缘、橡皮绝缘、聚氯乙烯绝缘、聚乙烯绝缘、交联聚氯绝缘密封护套：铅色、
11、铅包保护层：钢带、钢丝叠加、沥青防腐层3、分类 油浸纸绝缘电缆 聚氯乙烯绝缘电缆 交联聚氯乙烯绝缘电缆 橡皮绝缘电缆4、电缆头电缆与电缆、架空线、电机、电器等连接时要用电缆头分类 ：终端头：环氧树脂型、干包型 中间接头：电缆与电缆的连接三、绝缘子1、作用 支持支持及固定带电裸导体，并使之与地绝缘 绝缘带电导体之间的绝缘2、技术要求：绝缘性能好+机械性能好3、分类电器绝缘子固定电器的载流部分 电站绝缘子固定硬母线（支柱绝缘子-套管绝缘子） 线路绝缘子固定软母线（针式、悬式、棒式）4、结构：绝缘体+金属配件5、支柱绝缘子 内胶装电气性能好、机械强度低户内 外胶装电气性能差、机械强度高 联合胶装上部
12、内胶、下部为外胶 针式淘汰产品户外 实压棒式可以单件使用或多种叠装使用以得到更高电压级6、套管绝缘子 瓷套结构： 法兰盘 导电体4.4限流电器限流电器的作用：增加电路的短路阻抗，从而达到限制短路电流的目的。常用的设备有：限流电抗器和分裂变压器。一、限流电抗器：1、作用：限制电力设备的短路电流、能维持母线电压、将短路容量加以限制，以选择轻型断路器和小截面的电缆。2、分类：混凝土柱式电抗器(NKS或NKSL)、分裂电抗器(FK)和油浸电抗器(XKSL)。 限流电抗器的型号：NKSL-10-600-5，表示铝电缆混凝土柱式电抗器、电压10kV、电流600A、阻抗电压百分数为5。3、设置位置分段电抗器
13、、出线电抗器、在变压器负荷侧串联电抗器二、分裂变压器：1、作用分裂变压器，能在正常工作和低压侧短路时，使变压器呈现不同的电抗值，从而起到限制短路电流的作用。2、结构分裂变压器是一种多绕组变压器，它是将普通的双绕组变压器的低压绕组分裂成额定容量相等的两个完全对称的绕组。习题与思考题4-1 高压断路器的作用是什么？其常见类型有哪些？4-2 试述SF6断路器的灭弧装置的特点。4-3 隔离开关的作用是什么？4-4熔断器的基本结构是什么？简述熔断器的熔断过程。4-5 电压互感器与电流互感器各有何作用，运行时有何特点？为什么工作时，电磁型电流互感器二次侧不能开路，而电压互感器不能短路？4-6 电缆和母线作为载流导体各有何特点？各在什么应用场合下才能表现出其优点？4-7 母线着色有何规定？4-8 除了采用电抗器限制短路电流外，还有何方法能减小短路电流的大小？
