供电工程—电器、电线电缆及其选择

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1、第四章电器、电线电缆第四章电器、电线电缆 及其选择及其选择 第一节第一节 概述概述第二节第二节开关电器的灭弧原理开关电器的灭弧原理（难点难点）第三节第三节高压电器高压电器（重点重点） 第四节第四节低压电器低压电器（重点重点）第五节第五节互感器互感器（重点重点） 第六节第六节电线电缆电线电缆（重点重点）第七节第七节 低低压保保护电器的器的选择 （重点重点/ /难点难点） 第一节第一节 概述概述一、电器的一、电器的作用作用通断通断：保护保护：变换变换：控制：控制：调节调节：按供电系统工作要求来改变电压或电流；按供电系统工作要求来改变电压或电流；按供电系统工作要求来接通或断开一次电路；按供电系统工作

2、要求来接通或断开一次电路；用来对供电系统进行过电流和过电压等的保护；用来对供电系统进行过电流和过电压等的保护；调节供电系统的电压和功率因数等参数。调节供电系统的电压和功率因数等参数。控制电路和控制系统的通断；控制电路和控制系统的通断； 电器是指能够根据外界施加的信号和要求，自动或手动电器是指能够根据外界施加的信号和要求，自动或手动地接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现地接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电量对象的变换、检测、控制、保护、调节和对电路或非电量对象的变换、检测、控制、保护、调节和传递信息用的电气器具。传递信息用的电气器具。 续上页续上页二、供电系

3、统对电器的二、供电系统对电器的共同性要求共同性要求 安全可靠的绝缘安全可靠的绝缘高可靠、高性能、小型化高可靠、高性能、小型化模块化和组合化模块化和组合化电子化和智能化电子化和智能化必要的载流能力必要的载流能力较高的通断能力较高的通断能力良好的机械性能良好的机械性能必要的电气寿命必要的电气寿命完善的保护性能完善的保护性能三、电器的发展趋势三、电器的发展趋势 表征参数有额定电压、最高工作电压、工频试表征参数有额定电压、最高工作电压、工频试验电压和冲击试验电压等。验电压和冲击试验电压等。 表征参数表征参数有额定电流、额定短时耐受电流和额有额定电流、额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流等。定峰值耐受电流

4、等。表征参数表征参数有额定开断电流和额定关合电流等。有额定开断电流和额定关合电流等。 表征参数表征参数有机械寿命等。有机械寿命等。 表征参数表征参数有电气寿命等。有电气寿命等。 满足选择性、可靠性、速动性、灵敏性满足选择性、可靠性、速动性、灵敏性等要求。等要求。 第二节开关电器的灭弧原理第二节开关电器的灭弧原理一、电弧的产生和熄灭机理一、电弧的产生和熄灭机理 根本原因根本原因: : 触头本身及周围介质中含有大量可被游离的电子。触头本身及周围介质中含有大量可被游离的电子。游离方式：游离方式：热电发射热电发射、高电场发射、碰撞游离高电场发射、碰撞游离、高温游离。、高温游离。熄灭机理：去游离率大于游

5、离率。熄灭机理：去游离率大于游离率。二、交流电弧的特性与熄灭二、交流电弧的特性与熄灭 交流电弧每一个周期要暂时熄灭两次。电弧熄灭瞬间，弧隙交流电弧每一个周期要暂时熄灭两次。电弧熄灭瞬间，弧隙温度骤降，热游离中止，去游离温度骤降，热游离中止，去游离( (主要为复合主要为复合) )大大增强。大大增强。三、三、现代开关电器中现代开关电器中的灭弧方法的灭弧方法 迅速拉长和冷却电弧迅速拉长和冷却电弧、利用外力吹弧、利用外力吹弧、将长弧分短、将长弧分短、利、利用狭缝灭弧用狭缝灭弧、采用真空灭弧或六氟化硫（、采用真空灭弧或六氟化硫（SF6）气体灭弧等。气体灭弧等。去游离方式：去游离方式：复合复合、扩散、扩散

6、功能功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的 短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。第三节高压电器第三节高压电器 弹簧操动机构弹簧操动机构 电磁操动机构电磁操动机构永磁永磁操动机构操动机构 操操动动机机构构 ( (按按合合闸闸所所需需能能量分量分) ) 类型类型( (按灭弧介质分按灭弧介质分) )油断路器油断路器SFSF6 6断路器断路器真空断路器真空断路器一、高压断路器一、高压断路器QF 符号符号结构结构：触头装置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）：触头装

7、置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）以油作为灭弧介质以油作为灭弧介质 已逐步淘汰已逐步淘汰以以SFSF6 6气体作绝缘介质和灭弧介质，可频繁操作气体作绝缘介质和灭弧介质，可频繁操作利用利用“真空真空”作绝缘和灭弧介质，可频繁操作作绝缘和灭弧介质，可频繁操作交流或直流操作电源，合闸所需能量小交流或直流操作电源，合闸所需能量小直流操作电源，合闸直流操作电源，合闸所需所需能量大能量大直流操作电源，合闸直流操作电源，合闸所需所需能量小能量小n高压断路器全型号的表示和含义高压断路器全型号的表示和含义 功能功能：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有：主要对高压线路及电气设备进行短路保护

8、，有的也具有 过负荷保护功能。过负荷保护功能。二、其他高压电器二、其他高压电器 （一）高压熔断器一）高压熔断器FU 符号符号保护特性：保护特性：也称时间也称时间-电流特性电流特性 结构结构：金属熔体、熔体支持件：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料。熔管及灭弧材料。限流特性：限流特性：在短路电流尚未达到冲击在短路电流尚未达到冲击 值之前就切断电路值之前就切断电路 熔断器时间电流特性熔断器时间电流特性具有反时限特点具有反时限特点熔体熔断过程熔体熔断过程：（1 1）从从熔熔体体中中出出现现短短路路( (或或过过载载) )电电流流起到熔体熔断；起到熔体熔断； （2 2）从熔体熔断到产生电弧；）从熔体

9、熔断到产生电弧； （3 3）从电弧产生到电弧熄灭。）从电弧产生到电弧熄灭。 功能功能：主要用来：主要用来隔离高压电源隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。以保证其他设备的安全检修。 它没有专门的灭弧装置，因此它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作不允许带负荷操作。 但它可以用来通断一定的小电流电路等。但它可以用来通断一定的小电流电路等。续上页续上页（二）高压隔离开关二）高压隔离开关QS 符号符号结构结构：触头装置、绝缘瓷瓶、底座及传动机构等。：触头装置、绝缘瓷瓶、底座及传动机构等。 高压隔离开关一般采用手力操动机构。高压隔离开关一般采用手力操动机构。 功能：功能：能通断一定的负荷电流和过负

10、荷电流，但不能断开短路能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路 电流，因此它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器电流，因此它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器 来切除短路故障。来切除短路故障。QL 符号符号（三三）高压负荷开关高压负荷开关结构：结构：主要有产气式、压气式、主要有产气式、压气式、真空式真空式和和SF6SF6式式等结构类型。等结构类型。 操动机构有手动和电动储能弹簧机构等形式。操动机构有手动和电动储能弹簧机构等形式。续上页续上页QFS 符号符号（四四）高压负荷开关限流熔断器高压负荷开关限流熔断器 组合电器组合电器 功能功能：兼有负荷开关与限流熔断器的双重功能。：兼有负荷开

11、关与限流熔断器的双重功能。转转移移电电流流当当小小于于该该值值时时，首首相相电电流流由由熔熔断断器器开开断断，而而后后两相电流就由负荷开关开断。两相电流就由负荷开关开断。 交接电流交接电流小于这一电流时，熔断器把开断电流的任务交小于这一电流时，熔断器把开断电流的任务交给带脱扣器触发的负荷开关承担。给带脱扣器触发的负荷开关承担。 组合电器组合电器对负荷开关提出了转移电流与交接电流的要求：对负荷开关提出了转移电流与交接电流的要求：封封闭闭式式组组合合电电器器（以以下下简简称称GIS）是是将将断断路路器器、隔隔离离开开关关、接接地地开开关关、电电流流和和电电压压互互感感器器、避避雷雷器器和和连连接接

12、母母线线等等封封闭闭在在金金属属壳壳体体内内，充充以以具具有有优优异异灭灭弧弧和和绝绝缘缘性性能能的的SF6气气体体，作为相间和对地的绝缘。作为相间和对地的绝缘。三、三、SFSF6 6封闭式组合电器封闭式组合电器 占地面积小；占地面积小；占用空间少；占用空间少；不受外界环境条件的影响；不受外界环境条件的影响；不产生噪声和无线电干扰；不产生噪声和无线电干扰；运行安全可靠；运行安全可靠；维护工作量少。维护工作量少。优点：优点：开开关关柜柜是是金金属属封封闭闭开开关关设设备备的的俗俗称称，是是按按一一定定的的电电路路方方案案将将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。有关电气设备组装在

13、一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。四、高压开关柜高压开关柜落地式：落地式：中置式中置式：中压断路中压断路器的器的置放置放绝缘绝缘类型类型空气绝缘金属封闭开关柜空气绝缘金属封闭开关柜 SFSF6 6气体绝缘金属封闭开关设备气体绝缘金属封闭开关设备( (充气柜充气柜) )用户变配电所采用高压开关柜组合成用户变配电所采用高压开关柜组合成高压配电系统高压配电系统。结构结构类型类型铠装式：铠装式： 间隔式：间隔式：箱箱 式：式：各室间用金属板隔离且接地，如各室间用金属板隔离且接地，如KYNKYN型和型和KGNKGN型。型。各室间是用一个或多个非金属板隔离，如各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYNJ

14、YN型。型。具有金属外壳，但间隔数目少，如具有金属外壳，但间隔数目少，如XGNXGN型。型。断路器手车本身落地，推入柜内；断路器手车本身落地，推入柜内；手车装于开关柜中部，装卸需要装载车。手车装于开关柜中部，装卸需要装载车。五、高压电器的选择与校验五、高压电器的选择与校验（一）选择校验项目及条件（一）选择校验项目及条件 必必须须满满足足供供电电系系统统正正常常工工作作条条件件下下和和短短路路故故障障条条件件下下工工作作要要求求，同同时时电电气气设设备备应应工工作作安安全全可可靠靠，运运行行维维护护方方便便，投投资资经经济合理。济合理。1.按正常工作条件选择按正常工作条件选择考虑电气设备的环境条

15、件和电气要求。考虑电气设备的环境条件和电气要求。环环境境条条件件是是指指电电气气设设备备的的使使用用场场所所、环环境境温温度度，海海拔拔高高度度以以及及有有无无防防尘尘、防防腐腐、防防火火、防防爆爆等等要要求求，据据此此选选择择电电气气设设备备结结构构类型。类型。电气要求是指电气设备在电压电流、频率等方面的要求，即电气要求是指电气设备在电压电流、频率等方面的要求，即电气设备的额定电压电气设备的额定电压线路的额定电压线路的额定电压电气设备的额定电流电气设备的额定电流线路最大持续工作电流线路最大持续工作电流续上页续上页对对一一些些开开断断电电流流的的电电器器，如如熔熔断断器器、断断路路器器和和负负

16、荷荷开开关关等等，则要求其最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。则要求其最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。1）对对断断路路器器，其其最最大大开开断断电电流流应应不不小小于于它它可可能能开开断断的的线线路路最大短路电流。即最大短路电流。即 2 2）对对负负荷荷开开关关，其其最最大大开开断断电电流流应应不不小小于于它它可可能能开开断断的的线线路最大负荷电流。即路最大负荷电流。即 3 3）对对熔熔断断器器，其其最最大大开开断断电电流流应应不不小小于于它它可可能能开开断断的的线线路路最大短路电流。即最大短路电流。即（对非限流型熔断器）（对非限流型熔断器）（对限流型熔断器）（对限流型熔断器）

17、 按按短短路路故故障障条条件件校校验验，就就是是要要按按最最大大可可能能的的短短路路故故障障时时的的力稳定性和热稳定性进行校验。力稳定性和热稳定性进行校验。 2.按短路故障条件校验按短路故障条件校验续上页续上页 主主要要是是按按环环境境条条件件选选择择结结构构类类型型，按按正正常常工工作作条条件件选选择择额额定定电电压压、额额定定电电流流并并校校验验开开断断能能力力，按按短短路路故故障障条条件件校校验验动动稳稳定性和热稳定性，并同时选择其操动机构和操作电源。定性和热稳定性，并同时选择其操动机构和操作电源。例例4-1试选择某某10kV高高压配配电所所进线侧的的高高压户内内真真空空断断路路器器的的

18、型型号号规格格。已已知知该进线的的计算算电流流为295A，配配电所所母母线的的三三相相短短路路电流流周周期期分分量量有有效效值为为3.2kA，继电保保护的的动作作时间为1.1s。解：初步选解：初步选VS1-12/630-16型进行校验，如表所示，所选正确。型进行校验，如表所示，所选正确。序序号号安装地点的电气条件安装地点的电气条件VS1VS1-12/630-16型断路器型断路器项项目目数数据据项项目目数数据据结结论论1UN10kVUN.QF12kV合格合格2Ic295AIN.QF630A合格合格33.2kAIoc16kA合格合格42.553.2kA=8.16kAimax40kA合格合格5(3.

19、2kA)2(1.1+0.1)s=12.3kA2s(16kA)24s=1024kA2s合格合格（二）高压断路器的选择与校验（二）高压断路器的选择与校验续上页续上页 主主要要是是按按环环境境条条件件选选择择结结构构类类型型，按按正正常常工工作作条条件件选选择择额额定定电压、额定电流并校验开断能力。电压、额定电流并校验开断能力。 高压熔断器的额定电流应不小于它所安装的熔体电流。高压熔断器的额定电流应不小于它所安装的熔体电流。INIn 熔体电流的选择应满足下列条件：熔体电流的选择应满足下列条件： 1 1）保护高压线路）保护高压线路 In = 1.11.3 Ic 2 2）保保护护电电力力变变压压器器的的

20、熔熔断断器器的的熔熔体体电电流流( (考考虑虑到到变变压压器器的的正正常常过过负负荷荷电电流流、励励磁磁涌涌流流及及低低压压侧侧电电动动机机自自起起动动引引起起的的尖尖峰峰电流等因素电流等因素) )In = 1.52.0 I1NT 3 3）保护电压互感器）保护电压互感器 In= =0.5A （三）高压熔断器的选择与校验（三）高压熔断器的选择与校验功能功能：它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时：它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时 自动跳闸，其功能类似于高压断路器。自动跳闸，其功能类似于高压断路器。 第四节低压电器第四节低压电器一、低压断路器一、低压断路器结构结构触头系统

21、触头系统（主触头及辅助触点（主触头及辅助触点）灭弧装置灭弧装置脱扣器脱扣器自由脱扣机构及操作机构自由脱扣机构及操作机构（手柄、电磁铁、电动机操作）（手柄、电磁铁、电动机操作）热热电磁式电磁式 电子式电子式智能式智能式用途：用途：配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用。配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用。QF 符号符号配电用断路器配电用断路器类型：塑壳式断路器和框架式断路器。类型：塑壳式断路器和框架式断路器。 原理结构和接线原理结构和接线：当电：当电路上出现短路故障时，其路上出现短路故障时，其过电流脱扣器过电流脱扣器1010动作，使动作，使断路器跳闸。如果出现过断路器跳闸。如果出现过负荷

22、时，串联在一次线路负荷时，串联在一次线路上的加热电阻上的加热电阻8 8加热，使加热，使断路器中的双金属片断路器中的双金属片9 9上上弯，也使断路器跳闸。当弯，也使断路器跳闸。当线路电压严重下降或失压线路电压严重下降或失压时，失压脱扣器时，失压脱扣器5 5动作，动作，同样使断路器跳闸。如果同样使断路器跳闸。如果按下脱扣按钮按下脱扣按钮6 6或或7 7，使分，使分励脱扣器励脱扣器4 4通电或使失压通电或使失压脱扣器脱扣器5 5失电，则可使断失电，则可使断路器远距离跳闸。路器远距离跳闸。 续上页续上页保护特性保护特性曲线：曲线： Ir1、Ir2、Ir3分别为过电流脱扣器长延时、短延时、瞬时动分别为过

23、电流脱扣器长延时、短延时、瞬时动作电流的整定值。作电流的整定值。toIIr3Ir1a)非选择型非选择型ItoIr2Ir1b)选择型两段式选择型两段式作过负荷保护作短路保护作短路保护作过负荷保护续上页续上页保护特性保护特性曲线（续）：曲线（续）： Ir4为接地保护动作电流的整定值为接地保护动作电流的整定值ItoIr2Ir1c)选择型三段式选择型三段式Ir3ItoIr2Ir1d)选择型四段式选择型四段式Ir3Ir4作过负荷保护作短路保护n 万能式断路器（又称框架式断路器）万能式断路器（又称框架式断路器） 结结构构特特征征：一一般般有有一一个个有有绝绝缘缘衬衬垫垫的的钢钢制制框框架架，所所有有部部件

24、件均安装在这个框架底座内。均安装在这个框架底座内。 续上页续上页 用用途途：主主要要安安装装在在低低压压配配电电柜柜中中作作为为进进线线开开关关、母母联联开开关关和大电流出线开关，用于控制和保护低压配电网络。和大电流出线开关，用于控制和保护低压配电网络。n 塑壳式断路器塑壳式断路器（原称装置式断路器）（原称装置式断路器） 结构构特特征征：有有一一个个采采用用聚聚酯绝缘材材料料模模压而而成成的的外外壳壳，所所有有部部件件都都装装在在这个个封封闭外外壳壳中中，仅在在壳壳盖盖中中央央露露出出操操作作手手柄。柄。 用用途途：通通常常装装设在在低低压配配电柜柜（箱箱）之之中中，作作为配配电线路或路或电动

25、机回路的控制与保机回路的控制与保护开关。开关。 n 模数化微型断路器模数化微型断路器 模数化微型断路器模数化微型断路器是组成终端组合电器的主要元件。是组成终端组合电器的主要元件。 tI0Ir熔断器时间电流特性熔断器时间电流特性二、其他低压电器二、其他低压电器（一一）低压熔断器低压熔断器结结构构类类型型刀形触头刀形触头，如，如NT、RT16、RT17系列系列螺栓连接式螺栓连接式，如，如RT12、RT15系列系列螺旋式螺旋式，如，如RL6、RL7系列系列圆筒帽式，筒帽式，如如RT14、RT30系列等系列等FU 符号符号功能功能：主要对低压线路及电气设备进行短路保护，有的也具：主要对低压线路及电气设

26、备进行短路保护，有的也具 有过负荷保护功能。有过负荷保护功能。结构结构：金属熔体、熔体支持件：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料。熔管及灭弧材料。保护特性：保护特性：具有反时限特点。具有反时限特点。 分断范围：分断范围：（1 1）g g类类全范围分断全范围分断 （2 2）a a类类部分范围分断部分范围分断 功能功能：主要用来隔离低压电源。：主要用来隔离低压电源。续上页续上页（二）低压隔离电器、隔离开关二）低压隔离电器、隔离开关结构结构：触头装置、绝缘子、底座及传动机构等。：触头装置、绝缘子、底座及传动机构等。 低压隔离开关一般采用手力操动机构。低压隔离开关一般采用手力操动机构。（三）（三）低

27、压熔断器组合电器低压熔断器组合电器熔断器组合电器熔断器组合电器包括：包括：开关熔断器组（俗称负荷开关）开关熔断器组（俗称负荷开关）隔离器熔断器组隔离器熔断器组熔断器式开关（俗称刀熔开关）熔断器式开关（俗称刀熔开关）熔断器式隔离器熔断器式隔离器功能功能：具有隔离电器（开关）与熔断器的双重功能。：具有隔离电器（开关）与熔断器的双重功能。QS符号符号QFS符号符号终终端端组组合合电电器器是是一一种种安安装装终终端端电电器器(微微型型低低压压断断路路器器、插插座座、开开关关等等)的的装装置置，对对用用电电电电器器和和设设备备进进行行配配电电、控控制制，对对线路过载、短路和漏电起保护作用。线路过载、短路

28、和漏电起保护作用。常用常用终端组合电器终端组合电器为为PZ30型。型。续上页续上页（四）终端组合电器四）终端组合电器功能功能： 用于供电系统的主电源与备用电源的自动转换或两台用于供电系统的主电源与备用电源的自动转换或两台 负载设备的自动转换。负载设备的自动转换。 类型类型断路器转换型断路器转换型ATS负荷开关转换型负荷开关转换型ATS（五）自动转换开关电器五）自动转换开关电器ATS 由由一一个个或或多多个个低低压压开开关关设设备备和和相相应应的的控控制制、测测量量、信信号号、保保护护、调调节节等等电电气气元元件件或或设设备备，以以及及所所有有内内部部的的电电气气、机机械械的的相相互互连连接接和

29、和结结构构部部件件组组装装成成的的一一种种组组合合体体，称称为为低低压压成成套套开开关关设备设备。 三、低压开关柜低压开关柜结构类型结构类型（按开关安装方（按开关安装方式分式分）固定式固定式 结构简单、价格便宜结构简单、价格便宜抽屉式抽屉式 操作安全、易于检修及维护、更换故障开关容易操作安全、易于检修及维护、更换故障开关容易插拔式插拔式 仅主要元件（断路器）采用抽出式或插入式安装仅主要元件（断路器）采用抽出式或插入式安装组合式组合式 小开关用抽屉式、大开关用插拔式小开关用抽屉式、大开关用插拔式1 1、抽出式低压开关柜抽出式低压开关柜 主要有主要有GCL(K)、GCS、MNS型等型等可用作动力中

30、心可用作动力中心(PC)和电动机控制中心和电动机控制中心(MCC)。2、固定分隔式开关柜、固定分隔式开关柜有有GLL(K)型等。型等。3、固定式开关柜固定式开关柜有有GGD、JK型等。型等。用户变配电所采用低压开关柜组合成用户变配电所采用低压开关柜组合成低压配电系统低压配电系统。四、低压电器的选择与校验四、低压电器的选择与校验1.按正常工作条件选择按正常工作条件选择 1 1）考考虑虑所所选选择择设设备备的的工工作作环环境境。如如户户内内、户户外外、环环境境温温度度，海海拔拔高高度度以以及及有有无无防防尘尘、防防腐腐、防防火火、防防爆爆等等要要求求，以以及沿海或是温热地域的特点。及沿海或是温热地

31、域的特点。 2 2）电器的额定电压应不低于所在线路的额定电压。）电器的额定电压应不低于所在线路的额定电压。 3 3）电电器器的的额额定定电电流流应应不不小小于于该该回回路路在在各各种种合合理理运运行行方方式式下的最大持续工作电流。下的最大持续工作电流。 4 4）保护电器还应按保护特性选择。）保护电器还应按保护特性选择。 2. 2. 按短路条件校验按短路条件校验 1 1）可可能能通通过过短短路路电电流流的的电电器器( (如如刀刀开开关关、熔熔断断器器式式开开关关) )，应满足在短路条件下短时和峰值耐受电流的要求。应满足在短路条件下短时和峰值耐受电流的要求。 2 2）断断开开短短路路电电流流的的保

32、保护护电电器器( (如如熔熔断断器器、低低压压断断路路器器) )，应满足在短路条件下分断能力的要求。应满足在短路条件下分断能力的要求。 第五节第五节互感器互感器结构原理结构原理：一一次次绕绕组组串串联联在在主主电电路路中中或或直直接接利利用用一一次次母母线线；二二次次绕绕组组所接仪表、继电器均串联。所接仪表、继电器均串联。用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围功能功能一、电流互感器一、电流互感器(CT)TATA 符号符号（一）基本结构原理与类型（一）基本结构原理与类型续上页

33、续上页单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）多匝式（包括线圈式、线环式、串级式） 类型类型准确度级准确度级：测量用有：测量用有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级等级; ; 保护用有保护用有5P和和10P两级。两级。I2N=5A或1A电流互感器的基本结构和接线电流互感器的基本结构和接线1- -铁心铁心 2- 2-一次绕组一次绕组3-3-二次绕组二次绕组 电流互感器全型号的表示和含义电流互感器全型号的表示和含义 续上页续上页 高压电流互感器高压电流互感器一般制成两个铁心和两一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中准确度级高的二次

34、绕组接个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二次绕组接继电器，其铁心不应饱和。次绕组接继电器，其铁心不应饱和。 高压高压CTCT图形符号图形符号( (二二) )常用常用接线方案接线方案 (1) (1)一相式接线一相式接线 低压电流互感器低压电流互感器一般只制造一个铁心和一般只制造一个铁心和一个二次绕组，一次绕组则利用一次母线或一个二次绕组，一次绕组则利用一次母线或电缆。电缆。 反应一次电路对应相的电流。通常用在反应一次电路对应相的电流。通常用在负载平衡的三相电路中测量电流，或在继电负载平衡的三相电路中测量电流，或在继电保

35、护中作为过负荷保护接线保护中作为过负荷保护接线。续上页续上页（2）两相）两相V形接线形接线 （3 3）三相星形接线）三相星形接线 广泛用于中性点不接地的三相三线制电路中，供用于广泛用于中性点不接地的三相三线制电路中，供用于三相电流、电能的测量及过电流继电保护。三相电流、电能的测量及过电流继电保护。 反应各相电流，因此广泛用于中性点直接接地的三相三线反应各相电流，因此广泛用于中性点直接接地的三相三线制特别是三相四线制电路中，用于测量或过电流继电保护等。制特别是三相四线制电路中，用于测量或过电流继电保护等。续上页续上页1.电压、电流的选择电压、电流的选择2.按准确级要求选择按准确级要求选择S2 S

36、2N（四）电流互感器的选择与校验（四）电流互感器的选择与校验（三）使用注意事项（三）使用注意事项（1）电流互感器在工作时其二次侧不得开路）电流互感器在工作时其二次侧不得开路（2）电流互感器的二次侧有一端必须接地；）电流互感器的二次侧有一端必须接地；（3）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。 否则励磁磁动势剧增几十倍，将产生严重后果：否则励磁磁动势剧增几十倍，将产生严重后果： 铁心过热，并且产生剩磁。铁心过热，并且产生剩磁。 可在二次侧感应出危险的高电压。可在二次侧感应出危险的高电压。续上页续上页 目目前前电电流流互互感感器器的的新新产产品品直直接接

37、给给出出了了短短路路动动稳稳定定电电流流峰峰值值和和1s热热稳稳定定电电流流有有效效值值，因因此此其其动动稳稳定定性性与与热热稳稳定定性性可可按按下下式式校校验。验。3. 3. 短路稳定性的校验短路稳定性的校验 对对于于保保护护用用电电流流互互感感器器来来说，其复合误差限值为说，其复合误差限值为10%。 电电流流互互感感器器满满足足保保护护的的10%误差要求的条件为误差要求的条件为|Z2al|Z2| 生生产产厂厂家家给给出出电电流流互互感感器器的的误误差差为为10%时时一一次次电电流流倍倍数数K1（即即I1/I1N）与与最最大大允允许许二二次次负荷阻抗负荷阻抗| |Z2al| |的关系曲的关系

38、曲线。 二二、电压互感器电压互感器 (PT)U2N=100伏 结构原理结构原理： 一一次次绕绕组组并并联联在在主主电电路路中中, ,二二次次绕组中中仪表，表，继电器均并器均并联连接接。TVTV 符号符号（一）基本结构原理及其（一）基本结构原理及其类型型 电压互感器的基本结构和接线电压互感器的基本结构和接线U2U1续上页续上页按相数分按相数分：有有单相式和三相式；相式和三相式；按按绕组数量分数量分：有双有双绕组（如（如JDZ-10型）型）和三和三绕组（如（如JDZJ-10型）型）类型类型（环氧氧树脂脂浇注注绝缘）准确度级准确度级：有：有0.2、0.5、1、3等级。等级。 TVTV有的电压互感器具

39、有有的电压互感器具有3个绕组（有个绕组（有2个二次绕组），其符号个二次绕组），其符号为为三相三绕组电压互感器的铁心为三相五心柱式，以便零序三相三绕组电压互感器的铁心为三相五心柱式，以便零序磁通能在铁心中流通，从而二次绕组中能感应出零序电压。磁通能在铁心中流通，从而二次绕组中能感应出零序电压。n电压互感器全型号的表示和含义续上页续上页 1) 一个一个单相相电压互互感器的接感器的接线 2) 两个两个单相相电压互感器接成互感器接成V/V形形 ( (二）常用二）常用接线方案接线方案可可测量一个量一个线电压 可可测量三相三量三相三线制制电路的各个路的各个线电压，它广泛地，它广泛地应用于用用于用户10kV

40、高高压配配电装置中。装置中。续上页续上页 可测量各个线电压、相对地电压及零序电压，可接用于绝可测量各个线电压、相对地电压及零序电压，可接用于绝缘监察的电压继电器或微机小电流接地选线装置。缘监察的电压继电器或微机小电流接地选线装置。 3）三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱三绕组三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱三绕组电压互感器接成电压互感器接成Y0/Y0/ 形形 续上页续上页1. 1. 电压的选择电压的选择 （四）选择与校验 电电压压互互感感器器的的额额定定一一次次电电压压，应应与与安安装装地地点点电电网网的的额额定定电电压相等，其额定二次电压一般为压相等，其额定二次电压一般为100

41、V。 2. 2. 按准确级要求选择按准确级要求选择 电电压压互互感感器器满满足足准准确确级级要要求求的的条条件件，也也是是其其二二次次负负荷荷S2不不得大于规定准确级所要求的额定二次容量得大于规定准确级所要求的额定二次容量S2N，即即S2 S2N（三）使用注意事项（三）使用注意事项在工作时其二次侧不得短路在工作时其二次侧不得短路二次二次侧有一端必有一端必须接地接地连接时要注意其端子的极性连接时要注意其端子的极性第六节第六节 电线电缆电线电缆 结构：导线（裸绞线）、电杆、横担、结构：导线（裸绞线）、电杆、横担、拉线、绝缘子和金具等拉线、绝缘子和金具等特点：投资省，易维护，但特点：投资省，易维护，

42、但不美观、占空间。不美观、占空间。型号：铝绞线型号：铝绞线LJ钢芯铝绞线钢芯铝绞线LGJ铜绞线铜绞线TJ（一）（一） 架空线架空线敷设：严格遵守有关规范，选择好路经及导线排列方式，注意敷设：严格遵守有关规范，选择好路经及导线排列方式，注意线路的档距、弧垂及相邻构件的距离。线路的档距、弧垂及相邻构件的距离。二、配电用电线电缆的结构和敷设二、配电用电线电缆的结构和敷设一、电线电缆的分类与主要性能一、电线电缆的分类与主要性能 续上页续上页橡胶橡胶聚氯乙稀聚氯乙稀交联聚乙烯交联聚乙烯矿物绝缘矿物绝缘（二）（二）电力电缆电力电缆特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时特点：运行可靠、美观、维

43、护工作量小，但造价高，故障时 不易排除。不易排除。几根（单根）绞绕的绝缘导线几根（单根）绞绕的绝缘导线三相统包绝缘（对地）三相统包绝缘（对地）高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。导线导线: :绝缘层绝缘层: :屏蔽层屏蔽层: :结结构构保护层保护层敷设：直接埋地敷设、利用电缆沟、利用敷设：直接埋地敷设、利用电缆沟、利用电缆桥架电缆桥架室内敷设、室内敷设、 利用管道（钢管、塑料管、混凝土管）、利用管道（钢管、塑料管、混凝土管）、 利用电缆隧道、海底水中等。利用电缆隧道、海底水中等。保护屏蔽层、绝缘层保护屏蔽层、绝缘层铠装层铠装层: :外护套外护

44、套: :内护层内护层: : 外护层外护层防止外部机械损伤（需要时）防止外部机械损伤（需要时）保护铠装层、防腐保护铠装层、防腐应遵守应遵守GB50217-94电力工程电缆设计规范。电力工程电缆设计规范。n图图4-16电缆结构示意图电缆结构示意图n1导体导体2相绝缘层相绝缘层3带绝缘层带绝缘层4护套层护套层5铠装层铠装层(可选可选)6外护套层外护套层续上页续上页 （三）（三） 硬母线硬母线 硬母线分裸母线和母线槽两种。硬母线分裸母线和母线槽两种。母线槽母线槽按绝缘方式可分为密按绝缘方式可分为密集绝缘型和空气绝缘型两种集绝缘型和空气绝缘型两种。 母线槽适用于高层建筑、标准厂房或机床设备密集的车间，母

45、线槽适用于高层建筑、标准厂房或机床设备密集的车间，对于工艺变化周期短的车间配电尤为适宜。对于工艺变化周期短的车间配电尤为适宜。 此外还可用于变压器与低压配电柜间的连接。此外还可用于变压器与低压配电柜间的连接。（四）（四）绝缘导线绝缘导线绝缘导线的敷设方式，分绝缘导线的敷设方式，分明敷明敷和和暗敷暗敷两种。两种。绝绝缘缘导导线线大大量量应应用用于于从从配配电电箱箱至至用用电电设设备备的的配配电电分分支支或或末末端端线路。线路。绝绝缘缘导导线线的的结结构构主主要要由由导导电电芯芯线线（多多采采用用铜铜导导体体）、绝绝缘缘层层（橡橡皮皮或或塑塑料料）组组成成。具具有有护护套套层层的的绝绝缘缘导导线线

46、称称为为护护套套绝绝缘缘导导线。线。三、线路电压损失的计算三、线路电压损失的计算( (一）一个集中负荷线路的电压损失一）一个集中负荷线路的电压损失 每相电压损失：每相电压损失：UUA-UB线电压损失：线电压损失： U电压损失的百分值：电压损失的百分值：续上页续上页（二）带多个集中负荷线路的电压损失（二）带多个集中负荷线路的电压损失 总的电压损失总的电压损失 若以各负载功率来计算，则若以各负载功率来计算，则若线路全长采用同一截面若线路全长采用同一截面, ,则则四、导线和电缆截面的选择与校验四、导线和电缆截面的选择与校验（一）选择校验项目及条件（一）选择校验项目及条件1.发热条件发热条件2.电压损

47、失条件电压损失条件4.机械强度条件机械强度条件 5.5.短路热稳定条件短路热稳定条件 3.3.经济电流密度条件经济电流密度条件 注：用户的注：用户的10kV及以下线路，通常不按经济电流密度条件选择。及以下线路，通常不按经济电流密度条件选择。电力电缆不必校验机械强度。电力电缆不必校验机械强度。续上页续上页（二）按发热条件选择导线和电缆截面（二）按发热条件选择导线和电缆截面 按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量流量Ial大于通过相线的计算电流大于通过相线的计算电流Ic，即即Ial Ic 所谓导线和电缆的允许载流量，就是在规定的所谓

48、导线和电缆的允许载流量，就是在规定的环境温度环境温度条件条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。流。 按发热条件选择导体截面后，再校验电压损失、机械强度、按发热条件选择导体截面后，再校验电压损失、机械强度、短路热稳定等条件。短路热稳定等条件。 影响导线和电缆的允许载流量的主要因素：影响导线和电缆的允许载流量的主要因素： 导线和电缆的导体材料与绝缘材料导线和电缆的导体材料与绝缘材料 导线和电缆的环境温度导线和电缆的环境温度 导线和电缆的敷设方式导线和电缆的敷设方式 导线和电缆的并列根数导线和电缆的并列根数例例4 42

49、 2例例42某某220/380V的的TN-C线路长线路长100m，线路末端接有一线路末端接有一个集中负荷，最大负荷为个集中负荷，最大负荷为90kW70kvar。线路采用线路采用VV22-0.6/1型四芯等截面铜芯聚氯乙稀绝缘钢带铠装聚氯乙稀护套电力电型四芯等截面铜芯聚氯乙稀绝缘钢带铠装聚氯乙稀护套电力电缆直埋敷设，环境温度为缆直埋敷设，环境温度为20，允许电压损失为，允许电压损失为5。试选择电。试选择电缆截面。缆截面。满足要求。满足要求。 解：（解：（1 1）先按发热条件选择电缆截面）先按发热条件选择电缆截面查查附附录录表表，得得70mm2截截面面的的电电缆缆在在20的的载载流流量量为为205

50、A，大于大于173.2A，因此，选择因此，选择VV220.6/1470型电缆。型电缆。（2）按电压损失条件进行校验）按电压损失条件进行校验 查查附附录录表表，得得VV22-0.6/1470型型电电缆缆的的r00.291/km，x00.069/km。（注：短路热稳定条件暂不考虑）（注：短路热稳定条件暂不考虑）续上页续上页（三）按电压损失条件选择导线和电缆截面三）按电压损失条件选择导线和电缆截面 当先按电压损失条件选择导线当先按电压损失条件选择导线(或电缆，下同或电缆，下同)截面时，由于截面时，由于截面未知，故有两个未知数，即导线的电阻和电抗。截面未知，故有两个未知数，即导线的电阻和电抗。 可先假

51、定一个单位长度的电抗值可先假定一个单位长度的电抗值x0 , ,然后再进行选择计算。然后再进行选择计算。式中式中 是导线材料电阻率的计算值，铜取是导线材料电阻率的计算值，铜取18.8，单位，单位m109。例例4-34-3解：解： （1 1）先按电压损失条件选择导线截面）先按电压损失条件选择导线截面 设设线线路路AB段段和和BC段段选选取取同同一一截截面面LJ型型铝铝绞绞线线，初初取取x00.35/km，则有则有例例4-3设有一回设有一回10kV LJ型架空线路向两个负荷点供电，线路型架空线路向两个负荷点供电，线路长度和负荷情况如图所示。已知架空线线间间距为长度和负荷情况如图所示。已知架空线线间间

52、距为1m，空气中最空气中最高温度为高温度为37，允许电压损失，允许电压损失5，试选择导线截面。，试选择导线截面。 5 续上页续上页于是可得于是可得 选选取取LJ-70导导线线，查查附附录录表表19可可得得：r00.46/km，x00.344/km。将参数代入式将参数代入式（3-7）可得可得r00.564/km满足要求。满足要求。 （2 2）按发热条件进行校验）按发热条件进行校验 查查附附录录表表9，得得LJ-70导导线线在在40条条件件下下载载流流量量为为215A，大大于导线最大负荷电流，满足发热条件。于导线最大负荷电流，满足发热条件。 （3）校验机械强度）校验机械强度10kV架架空空线线路路

53、铝铝绞绞线线的的最最小小截截面面为为35mm2，因因此此，所所选选LJ-70导线也是满足机械强度要求的。导线也是满足机械强度要求的。续上页续上页2、保护线、保护线(PE线线)截面的选择截面的选择3、保护中性线保护中性线(PEN线线)截面的选择截面的选择根据短路热稳定度的要求，根据短路热稳定度的要求，PE线的截面线的截面APE按规定：按规定：（1）当）当A 16mm2时时APEA （2）当当16mm235mm2时时APE0.5A应同时满足上述应同时满足上述PE线和线和N线的要求。线的要求。1、中性线、中性线(N线线)截面的选择截面的选择 （1）一般三相四线制线路）一般三相四线制线路，A00.5

54、A （2）三相线路分支的两相三线线路和单相线路，）三相线路分支的两相三线线路和单相线路，A0= A（3）三次谐波电流相当突出的三相四线制线路，）三次谐波电流相当突出的三相四线制线路，A0A （五）中性线、保护线、保护中性线截面的选择（五）中性线、保护线、保护中性线截面的选择（四四）按经济电流密度条件选择导线和电缆截面按经济电流密度条件选择导线和电缆截面第七节第七节 低压低压保护电器的选择保护电器的选择装设：短路保护、过负载保护和接地故障保护。装设：短路保护、过负载保护和接地故障保护。 1对短路保护电器动作特性的要求对短路保护电器动作特性的要求（1）动作应及时可靠，以保证）动作应及时可靠，以保证

55、导体的热稳定满足要求。导体的热稳定满足要求。（2）保护电器分断能力应大于安装处的预期最大短路电流。）保护电器分断能力应大于安装处的预期最大短路电流。(一一)短路保护短路保护一、低压配电线路的保护一、低压配电线路的保护（3）保护电器应有足够的灵敏度。）保护电器应有足够的灵敏度。2短路保护电器的装设短路保护电器的装设（1）装设在每回线路的电源侧、分支处和载流量减小处。）装设在每回线路的电源侧、分支处和载流量减小处。 （2 2）装设在低压配电线路的各相上。）装设在低压配电线路的各相上。续上页续上页(二二)过负载保护过负载保护 目的在于防止严重的过负载。目的在于防止严重的过负载。 （1 1）应采用反时

56、限特性的保护电器。）应采用反时限特性的保护电器。 （2 2）应具有足够的热稳定性。）应具有足够的热稳定性。 （3 3）过负载保护一般作用于切断电路，也可作用于信号。）过负载保护一般作用于切断电路，也可作用于信号。 1 1对过负载保护电器动作特性的要求对过负载保护电器动作特性的要求 2过负载保护电器的装设过负载保护电器的装设装设位置与要求与短路保护电器相同。装设位置与要求与短路保护电器相同。特性要求：特性要求： InIc I21.45Ial 约定动作电流约定动作电流QF toIIr3Ir1FU t IoIr续上页续上页 （三三）接地故障保护接地故障保护接地故障是指低压配电系统中的相线对地或与地有

57、联系的接地故障是指低压配电系统中的相线对地或与地有联系的导电体之间的短路，包括相线与大地、导电体之间的短路，包括相线与大地、PE线、线、PEN线、电气装线、电气装置的外露可导电部分、装置外可导电部分（如建筑物金属构件、置的外露可导电部分、装置外可导电部分（如建筑物金属构件、金属管道、结构钢筋等）之间的短路。金属管道、结构钢筋等）之间的短路。 接地故障的危害很大。接地故障的危害很大。 接地故障会产生故障电流；接地故障会产生故障电流； 接地故障会产生故障电压。接地故障会产生故障电压。 因此，配电线路应设置因此，配电线路应设置 接地故障保护电器；接地故障保护电器； 采取保护接地；采取保护接地； 采取

58、等电位联结等措施。采取等电位联结等措施。续上页续上页保护电器动作特性要求：保护电器动作特性要求： ZsIaU0式中，式中，Ia是保证在规定时间内自动切断故障回路的是保证在规定时间内自动切断故障回路的电流电流。表表 TN系统允许最大切断接地故障回路时间系统允许最大切断接地故障回路时间回回路路类类别别允许最大切断故障回路时间允许最大切断故障回路时间/s配电线路或给固定式电气设备供电的末端回路配电线路或给固定式电气设备供电的末端回路5插座回路或给手握式、移动式设备供电末端回路插座回路或给手握式、移动式设备供电末端回路0.4TN系接地故障保护电器的选择步骤：系接地故障保护电器的选择步骤： 1 1）宜宜

59、先先采采用用过过电电流流保保护护电电器器（如如熔熔断断器器、断断路路器器）兼兼作作接接地地故障保护；故障保护； 2）当当其不能满足要求时，其不能满足要求时，宜采用零序电流保护；宜采用零序电流保护；3）当当过过电电流流保保护护电电器器及及零零序序电电流流保保护护均均不不能能满满足足要要求求时时，应应采用剩余电流（即采用剩余电流（即漏电电流）漏电电流）保护；保护；1.TN系统中的接地故障保护系统中的接地故障保护续上页续上页保护电器动作特性要求：保护电器动作特性要求： RAIa50V 式中，式中，Ia是保证在规定时间内自动切断故障回路的是保证在规定时间内自动切断故障回路的电流电流。与与TN系系统统相

60、相比比，TT系系统统配配电电线线路路的的接接地地故故障障回回路路阻阻抗抗大大，故故障障电电流流小小，过过电电流流保保护护电电器器很很难难满满足足要要求求，因因此此，在在TT系系统统中一般采用漏电电流保护断路器作接地故障保护。中一般采用漏电电流保护断路器作接地故障保护。2.TT系统的接地故障保护系统的接地故障保护二、低压熔断器的选择二、低压熔断器的选择( (一一) )熔体额定电流的确定熔体额定电流的确定 1按正常工作电流选择按正常工作电流选择一般配电线路的熔体额定电流一般配电线路的熔体额定电流In应不小于线路的计算电流应不小于线路的计算电流Ic，即即InIc 2 2按起动尖峰电流选择按起动尖峰电

61、流选择一般配电线路的熔体电流按下式选取：一般配电线路的熔体电流按下式选取：InKrINM1Ic(n-1)式中式中,Kr是配电线路熔体电流选择计算系数，是配电线路熔体电流选择计算系数，1.11.2。 单台电动机回路的熔体电流按熔体在电动机起动时间内允单台电动机回路的熔体电流按熔体在电动机起动时间内允许通过的最大电流选择（见附录表许通过的最大电流选择（见附录表42）。续上页续上页 3保护灵敏度的检验保护灵敏度的检验为为了了保保证证熔熔断断器器在在其其保保护护范范围围内内发发生生最最轻轻微微的的短短路路故故障障时能可靠地熔断，熔断器保护的灵敏度必须满足下列条件：时能可靠地熔断，熔断器保护的灵敏度必须

62、满足下列条件：（二）熔断器（二）熔断器(支持件支持件)额定电流的确定额定电流的确定应不小于它所安装的熔体额定电流应不小于它所安装的熔体额定电流，即即 INIn（三）熔断器分断能力校验（三）熔断器分断能力校验低低压压限限流流熔熔断断器器由由于于能能在在短短路路电电流流达达到到冲冲击击值值之之前前灭灭弧弧，因此应满足下列条件：因此应满足下列条件：IocI(3)续上页续上页 （四）（四）熔断器保护与线路的配合熔断器保护与线路的配合 1.过负荷保护配合条件过负荷保护配合条件原始条件原始条件I21.45Ial等效条件等效条件InIal2.短路保护配合条件短路保护配合条件可通过校验绝缘导体的热稳定来确定是

63、否配合。可通过校验绝缘导体的热稳定来确定是否配合。短短路路持持续续时时间间t可可根根据据已已知知短短路路电电流流有有效效值值Ik的的大大小小查查熔熔断断器的时间电流特性曲线得到。器的时间电流特性曲线得到。当当短短路路持持续续时时间间小小于于0.1s时时，应应按按式式C2A2I2t校校验验，I2t值值可从熔断器的技术参数中查到。可从熔断器的技术参数中查到。 例例4-4 有一台异步电动机，其额定电压为有一台异步电动机，其额定电压为380V，额定容量额定容量为为55kW，额定电流为额定电流为103A，起动电流倍数为起动电流倍数为7，起动时间小于，起动时间小于3s。现拟采用现拟采用BV350型绝缘导线

64、穿钢管敷设，环境温度为型绝缘导线穿钢管敷设，环境温度为25，采用，采用NT1型熔断器作短路保护。已知三相短路电流最大型熔断器作短路保护。已知三相短路电流最大可达可达8kA，单相短路电流可达单相短路电流可达1.5kA。试选择熔断器及其熔体额试选择熔断器及其熔体额定电流，并校验其与导线的配合。定电流，并校验其与导线的配合。例例44 解：（解：（1）选择熔体及熔断器的额定电流）选择熔体及熔断器的额定电流 （2）校验熔断器的分断能力）校验熔断器的分断能力查查附附录录表表22得得NT1-250型型熔熔断断器器的的Ioc=120kAI(3)=8kA，故此熔断器满足断流要求。故此熔断器满足断流要求。按按满满

65、足足InIc=103A条条件件，由由起起动动电电流流7103A=721A和和起起动动时间小于时间小于3s查附录表查附录表42。得得NT1型型熔熔断断器器In160A的的熔熔体体最最大大允允许许通通过过1000A的的起起动动电电流流，满满足足条条件件。故故应应选选用用In160A的的熔熔体体，熔熔断断器器型型号号为为NT1-250，熔断器额定电流熔断器额定电流IN=250A。续上页续上页（3）校验熔断器的保护灵敏度）校验熔断器的保护灵敏度 该熔断器也满足该熔断器也满足5s内切断故障电路的保护灵敏度要求。内切断故障电路的保护灵敏度要求。（4）校验熔断器保护与导线的配合）校验熔断器保护与导线的配合根

66、根据据NT1-250型型熔熔断断器器的的时时间间电电流流曲曲线线，当当Ik=1500A，t=0.6s，聚氯乙稀绝缘热稳定系数聚氯乙稀绝缘热稳定系数C115，得得满足短路热稳定配合条件。满足短路热稳定配合条件。三、低压断路器的选择三、低压断路器的选择（一）断路器额定电流的确定（一）断路器额定电流的确定 应不小于它所安装的脱扣器额定电流应不小于它所安装的脱扣器额定电流，即即IN In（二）长延时脱扣动作电流和动作时间的整定（二）长延时脱扣动作电流和动作时间的整定 长长延延时时过过电电流流脱脱扣扣器器主主要要用用来来作作过过负负荷荷保保护护，因因此此其其动动作作电流电流Ir1，应躲过线路的最大负荷电

67、流应躲过线路的最大负荷电流Ic，即满足下列条件：即满足下列条件：Ir1 K1Ic过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流，即即InIc。长长延延时时过过电电流流脱脱扣扣器器的的动动作作时时间间，应应躲躲过过允允许许过过负负荷荷的的持持续续时时间间，一一般般动动作作时时间间可可达达12h。对对电电动动机机回回路路，应应选选用用电电动动机保护用断路器，以使其与电动机的起动特性相匹配。机保护用断路器，以使其与电动机的起动特性相匹配。续上页续上页（三）（三）短延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定短延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定动动作作时时间

68、间有有0.1s、0.2s、0.3s和和0.4s等等级级，应应按按前前后后保保护护装装置保护选择性要求来确定置保护选择性要求来确定。（四）（四）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定瞬时过电流脱扣器动作电流的整定由由于于动动作作时时间间通通常常在在0.02s以以内内，因因此此其其动动作作电电流流Ir3应应躲躲过过线路中包含有最大一台电动机全起动电流的尖峰电流，即线路中包含有最大一台电动机全起动电流的尖峰电流，即Ir3 K3I/stm1+Ic(n-1) 式式中中,I/stm1是是线路路中中最最大大一一台台电动机机全全起起动电流流，包包括括起起动电流周期分量与非周期分量（起流周期分量与非周期分量（起动后第一

69、个周期出后第一个周期出现的）的）。动作电流应躲过线路短时出现的尖峰电流动作电流应躲过线路短时出现的尖峰电流，即即 Ir2 K2Ipk续上页续上页 (五五)断路器保护灵敏度校验断路器保护灵敏度校验 (六六)断路器分断能力校验断路器分断能力校验 当当断断路路器器动动作作时时间间在在0.02s以以上上时时，其其额额定定运运行行分分断断电电流流Ics应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值，即应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值，即 当当断断路路器器动作作时间在在0.02s及及以以下下时，其其额定定运运行行分分断断电流流Ics应不小于通不小于通过它的最大三相短路冲它的最大三相短路冲击电

70、流流，即，即续上页续上页 (七七)断路器保护与线路配合断路器保护与线路配合1过负荷保护配合条件过负荷保护配合条件原始条件原始条件I21.45Ial等效条件等效条件Ir1 Ial 2短路保护配合条件短路保护配合条件配配合合条条件件是是否否满满足足也也是是通通过过校校验验绝绝缘缘导导体体的的热热稳稳定定来来确确定定。采用公式采用公式由于断路器瞬时脱扣全分断时间一般在由于断路器瞬时脱扣全分断时间一般在0.03s以下，因此，以下，因此，应按式应按式C2A2I2t校验，校验，I2t值可从断路器的特性曲线中查到。值可从断路器的特性曲线中查到。如果不满足以上配合要求，则应改选脱扣器的动作电流，如果不满足以上

71、配合要求，则应改选脱扣器的动作电流，或者适当加大绝缘导线和电缆的芯线截面。或者适当加大绝缘导线和电缆的芯线截面。例例4-5解：解：（1）选择低压断路器及其过电流脱扣器）选择低压断路器及其过电流脱扣器 根据根据 InIc=160A，故初选故初选CM1-225/3型低压断路器型低压断路器过电流脱扣器额定电流过电流脱扣器额定电流In=180A。 例例4-54-5有有一一条条380V配配电电线线路路，计计算算电电流流Ic=160A，线线路路中中接接有有一一台台22kW的的电电动动机机，额额定定电电流流IN=42A,直直接接起起动动电电流流倍倍数数kst=7；此此线线路路首首端端的的=8kA，末末端端

72、=1.5kA。当当地地环环境境温温度度为为+35。该该线线路路拟拟用用YJV0.6/1395150型型电电缆缆桥桥架架敷敷设设。试试选选择择此此线线路路上上装装设设的的低低压压断断路路器器及及其其过过电电流流脱脱扣扣器器，并校验其与电缆的配合。并校验其与电缆的配合。型型号号壳架等级壳架等级额定电流额定电流IN/A额定电流额定电流 In/A额定极限短路额定极限短路分断能力分断能力( (有有效值效值) ) Icu/kA额定运行短路分额定运行短路分断断能力能力( (有效值有效值) ) Ics/kACM1-225L225100、125、140、160、180、200、2253525CM1-225M50

73、35CM1-225H8050续上页续上页（3 3）检验低压断路器保护的灵敏度）检验低压断路器保护的灵敏度 满足接地故障保护灵敏度要求。满足接地故障保护灵敏度要求。由由附附表表可可知知，所所选选CM1-225/3型型断断路路器器的的额额定定运运行行分分断断能能力力有有L型型25kA、M型型35kA、H型型50kA。选选L型型Ics=25kA =8kA，满足分断要求。满足分断要求。（2）校验低压断路器的断流能力）校验低压断路器的断流能力长长延延时时脱脱扣扣器器动动作作电电流流Ir1=In=180AIc=160A,满满足足正正常常工工作作条件。条件。瞬时脱扣器动作电流瞬时脱扣器动作电流Ir35In或

74、或10In，根据根据Ir3 K3I/st.M1+Ic(n-1) 1.22742(16042)=847.2A故整定故整定Ir35In5180A900A847.2A，满足电机起动条件。满足电机起动条件。续上页续上页（4 4）校验断路器保护与电缆的配合）校验断路器保护与电缆的配合查查附附录录表表32可可知知，Ial=256A，再再乘乘以以修修正正系系数数0.8，实实际际载载流量流量Ial=0.8256A204.8A。而而Ir1=180AIal204.8A，满足过负荷配合条件。满足过负荷配合条件。已已知知CM1-225L/3型型塑塑壳壳式式断断路路器器未未提提供供I2t值值，故故校校验验电电缆缆热热稳

75、稳定定时时取取t0.1s。再再将将交交联联聚聚乙乙烯烯绝绝缘缘导导体体热热稳稳定定系系数数C=143，短路电流短路电流Ik=8000A，代入公式得。代入公式得。满足短路配合条件。满足短路配合条件。四、保护电器的级间选择性配合四、保护电器的级间选择性配合( (一一) ) 熔断器与熔断器的级间配合熔断器与熔断器的级间配合 续上页续上页( (二二) ) 断路器的级间配合断路器的级间配合1 1上、下级均选用非选择型断路器上、下级均选用非选择型断路器续上页续上页 2 2上级选用选择型断路器，下级选用非选择型断路器上级选用选择型断路器，下级选用非选择型断路器续上页续上页 3 3上、下上、下级均采用均采用选

76、择型断路器型断路器 续上页续上页 （三）低（三）低压断路器与熔断器之断路器与熔断器之间的的选择性配合性配合 1. 1.上级选用熔断器，下级选用断路器上级选用熔断器，下级选用断路器 续上页续上页 2.上级选用断路器，下级选用熔断器上级选用断路器，下级选用熔断器 本章小结本章小结 本章是本课程的重点，也是从事供电工程设计与运行必备的基础知识。本章是本课程的重点，也是从事供电工程设计与运行必备的基础知识。 本章首先简介了本章首先简介了电器的作用、发展趋势及电器触头间电弧产生和熄灭的电器的作用、发展趋势及电器触头间电弧产生和熄灭的基本知识基本知识 ; ;接着讲述了供配电系统中的主要电器，着重介绍其功能

77、、结构特点、接着讲述了供配电系统中的主要电器，着重介绍其功能、结构特点、主要性能及其选择主要性能及其选择 ; ;然后介绍了电线电缆的结构与敷设，重点讲述电线电缆截然后介绍了电线电缆的结构与敷设，重点讲述电线电缆截面的选择计算面的选择计算 ；最后讲述了低压配电线路的保护设置原则和保护电器的选择最后讲述了低压配电线路的保护设置原则和保护电器的选择计算计算。本章重点：本章重点：高低压电器及其选择、互感器及其选择、电线电缆及其选高低压电器及其选择、互感器及其选择、电线电缆及其选择、低压保护电器的选择。择、低压保护电器的选择。 本章难点：本章难点：开关电器灭弧原理、低压保护电器的选择。开关电器灭弧原理、

78、低压保护电器的选择。 教学基本要求：教学基本要求：了解常用电器电线电缆的作用、结构类型及发展趋势；了解常用电器电线电缆的作用、结构类型及发展趋势；理解开关电器灭弧原理及其工作原理、低压保护电器的级间配合；理解开关电器灭弧原理及其工作原理、低压保护电器的级间配合；掌握高低掌握高低压开关电器的选择与校验方法、互感器的选择与校验方法、电线电缆截面的压开关电器的选择与校验方法、互感器的选择与校验方法、电线电缆截面的选择与校验方法、低压保护电器的选择与校验方法。选择与校验方法、低压保护电器的选择与校验方法。真空断路器真空断路器 VS1-12真空断路器真空断路器绝缘套筒内有真绝缘套筒内有真空灭弧室及触头空

79、灭弧室及触头上接线端子上接线端子下接线端子下接线端子手车式框架手车式框架二次接线插头二次接线插头就地操作箱就地操作箱续上页续上页 VSm12真空断路器（配永磁操动机构）真空断路器（配永磁操动机构）高压熔断器高压熔断器接线端子接线端子 绝缘子绝缘子安装卡座安装卡座金属管帽金属管帽 瓷熔管内有瓷熔管内有 金属熔体与石英沙金属熔体与石英沙熔断器底座熔断器底座石英沙石英沙熔断撞针熔断撞针金属熔体缠绕在内瓷管上金属熔体缠绕在内瓷管上瓷熔管剖面瓷熔管剖面户内高压限流熔断器结构户内高压限流熔断器结构续上页续上页户外跌开式熔断器结构户外跌开式熔断器结构接线端子接线端子绝缘子绝缘子安装卡座安装卡座钩环钩环 瓷熔

80、管内有瓷熔管内有 金属熔体金属熔体灭弧罩灭弧罩高压隔离开关高压隔离开关GN19-10型型实物图片实物图片GN19-10C型型实物图片实物图片 隔离闸刀隔离闸刀上接线端子上接线端子 下接线端子下接线端子 操作手柄操作手柄 传动机构传动机构高压真空负荷开关高压真空负荷开关上隔离开关上隔离开关 真空负荷真空负荷 开关开关 上接线上接线 端子端子 下接线下接线 端子端子 传动机构传动机构 弹簧弹簧 脱扣机构脱扣机构 接地开关接地开关高压高压SF6负荷开关负荷开关 上接线端子上接线端子下接线端子下接线端子操作机构操作机构高压真空负荷开关熔断器组合电器高压真空负荷开关熔断器组合电器 限流限流 熔断器熔断器

81、中置式手车柜中置式手车柜10kV中置式手车柜实物图片中置式手车柜实物图片落地式手车柜落地式手车柜负荷开关柜负荷开关柜 10kV负荷开关负荷开关柜实物图片柜实物图片SFSF6 6绝缘充气柜绝缘充气柜实物图片实物图片变电所高压配电系统变电所高压配电系统万能式断路器万能式断路器智能控制器智能控制器手动储能手柄手动储能手柄 分闸按钮分闸按钮 合闸按钮合闸按钮 抽屉框架抽屉框架 二次接线端子二次接线端子 分合闸指示分合闸指示 储能指示储能指示塑壳式断路器塑壳式断路器手动操作手柄手动操作手柄上接线端子上接线端子分励脱扣按钮分励脱扣按钮下接线端子下接线端子微型断路器微型断路器微型断路器微型断路器漏电保护附件

82、漏电保护附件低压熔断器低压熔断器刀型触头熔断体刀型触头熔断体 瓷熔管内有瓷熔管内有 金属熔体与石英沙金属熔体与石英沙熔断器底座熔断器底座 接线端子接线端子安装卡座安装卡座圆筒帽式筒帽式熔断体熔断体 螺旋式熔断器螺旋式熔断器低压隔离开关低压隔离开关HD13型刀开关型刀开关HS13型刀开关型刀开关QA型隔离开关型隔离开关低压低压熔断器组合电器熔断器组合电器终端组合电器终端组合电器自动转换开关电器自动转换开关电器断路器转换型断路器转换型ATS图片图片 电动操作机构电动操作机构 低压断路器低压断路器 控制单元控制单元 续上页续上页负荷开关转换型负荷开关转换型ATS 全密封转换型负荷开关全密封转换型负荷

83、开关 电动电动控制控制单元元 手动操作手柄手动操作手柄 低压抽出式开关柜低压抽出式开关柜 出线柜出线柜MCCMCCGCS型抽出式开关柜型抽出式开关柜实物图片实物图片 进线柜进线柜 出线柜出线柜PCPC 出线柜出线柜MCCMCC低压固定式开关柜低压固定式开关柜 GGD型固定式开关柜型固定式开关柜实物图片实物图片 进线柜进线柜出线柜出线柜固定柜柜体固定柜柜体补偿柜补偿柜低压配电系统低压配电系统低压电流互感器低压电流互感器BH-0.66系列系列电流互感器电流互感器二次接线端子二次接线端子 二次绕组二次绕组 及铁心及铁心一次母线穿孔一次母线穿孔LMZJ-0.4系列系列电流互感器电流互感器高压电流互感器

84、高压电流互感器 一次接线端子一次接线端子 二二次次接接线线端端子子 铁铁心心 一次绕组一次绕组 二次绕组二次绕组LQJ-10高压电流互感器高压电流互感器高压电压互感器高压电压互感器一次接线端子一次接线端子二次接线端子二次接线端子铁铁心心一一二二次次绕绕组组JDZ(J)-10电压互感器电压互感器实物图片实物图片电力电缆的结构电力电缆的结构电缆桥架电缆桥架电缆桥架的室内敷设电缆桥架的室内敷设母线槽母线槽绝缘导线的结构绝缘导线的结构选择导线的环境温度选择导线的环境温度选择导线和电缆的环境温度选择导线和电缆的环境温度类别类别敷设场所敷设场所选取的环境温度选取的环境温度备注备注导线导线室外室外最热月的日

85、最高温度最热月的日最高温度平均值平均值即最热月平均最高气温即最热月平均最高气温室内室内该处的通风设计该处的通风设计温度温度亦可取最热月的日最高温度亦可取最热月的日最高温度平均值加平均值加5电缆电缆土中直埋土中直埋埋深处的最热月平均埋深处的最热月平均地温地温亦可近似地取当地最热月亦可近似地取当地最热月平均气温平均气温室外空气中，室外空气中，电缆沟内电缆沟内最热月的日最高温度最热月的日最高温度平均值平均值有热源设备有热源设备的厂房的厂房通风设计温度通风设计温度有机械通风时有机械通风时最热月的日最高温度最热月的日最高温度平均值加平均值加5无机械通风时无机械通风时一般性厂房，一般性厂房，室内室内通风设

86、计温度通风设计温度有机械通风时有机械通风时最热月的日最高温度最热月的日最高温度平均值平均值无机械通风时无机械通风时室内电缆沟室内电缆沟最热月的日最高温度最热月的日最高温度平均值加平均值加5约定动作电流约定动作电流配电用低压断路器过电流脱扣器的反时限动作特性表配电用低压断路器过电流脱扣器的反时限动作特性表脱扣器种类脱扣器种类电流整定电流整定值值/A约定不脱约定不脱扣电流扣电流约定脱扣约定脱扣电流电流约定时间约定时间/h周围空气温度周围空气温度/无温度补偿无温度补偿In631.05In1.35In120或或40In631.05In1.25In220或或40制造厂另有规定除外制造厂另有规定除外有温度补偿有温度补偿In631.05In1.30In1201.05In1.40In151.00In1.30In140In631.05In1.25In2201.05In1.30In251.00In1.25In240g g类熔断体的约定时间和约定电流表类熔断体的约定时间和约定电流表额定电流额定电流In/A约定时间约定时间/h约定不熔断电流约定不熔断电流约定熔断电流约定熔断电流16In63163In16021.25In1.60In160In4003In4004熔断器的时间电流曲线熔断器的时间电流曲线NTNT系系列列高高分分断断熔熔断断器器的的时时间间电电流流曲曲线线