发电厂及变电站电气设备 4电气设备与载流导体资料讲解

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1、 发电厂及变电站电气设备4电气设备与载流导体Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望 4.1 4.1 熔断器熔断器熔断器熔断器 14.2 4.2 高压开关电器高压开关电器高压开关电器高压开关电器 24.3 4.3 低压开关电器低压开关电器低压开关电器低压开关电器 34.4 4.4 互感器互感器互感器互感器 44.5 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子 54 电气设备与载流导体电气设备与载流导体目目 录录 4.6

2、4.6 电抗器电抗器电抗器电抗器 62 【知识目标】【知识目标】1掌握高、低压熔断器的作用与工作原理、理解其技术特性和参数；了解型号及各类型熔断器结构原理；2掌握高压断路器的作用、分类；理解对高压断路器的基本要求与参数；了解型号含义及各种高压断路器的结构原理；3掌握隔离开关、高压负荷开关、及低压开关的作用、分类；了解型号含义，理解各器件的结构原理与差别；4掌握电流、电压互感器的作用、工作原理及应用的注意事项，理解其分类、型号含义及常用接线方式，了解掌握其误差特性、准确度等级；4 电气设备与载流导体电气设备与载流导体3 5掌握母线、电缆、绝缘子和限流电抗器的作用，了解其分类及型号含义等，理解其结

3、构特点。【能力目标】【能力目标】1能够实现多级熔断器的正确配合与选择；2能够根据高压开关电器的特点合理选择并应用；3能够读懂常见低压开关电器设计控制电路；4能够对互感器进行正确的接线与运行；5能够对限流电抗器进行基本参数计算。4 电气设备与载流导体电气设备与载流导体4 4.1 熔断器熔断器4.1 熔断器熔断器5 4.1.1.1 熔断器的用途熔断器的用途熔断器俗称保险，是一种开断电器，也是最早使用、结构最为简单的保护电器，主要用于线路、电力变压器、电压互感器、电容器组和电动机等设备的短路及过载保护。当被保护元件由于过载或短路引起电流超过某一数值、熔断器能在规定的时间内迅速动作，切断电源从而达到保

4、护设备、保证电路正常部分免遭短路破坏的目的。4.1.1 熔断器概述熔断器概述4.1 熔断器熔断器6 熔断器具有结构简单、体积小、质量轻、价格低廉、维护方便、使用灵活等特点，因而广泛应用于60kV及以下电压等级的小功率辐射形电网和小容量变电站等电路的保护。由于熔断器不能开断与关合正常负荷电流，因此需要与负荷开关、重合器等其他开关电器配合使用，为了使用更安全、方便，常将熔断器和刀开关电器封装在一个壳体内，再通过优化结构，减小零部件，可以衍生出刀熔开关等新型设备，从而进一步减小体积及降低成本。4.1 熔断器熔断器7 4.1.1.2 熔断器的工作原理熔断器的工作原理 熔断器工作时需与被保护元件串联在电

5、路中，其内部金属熔体是一个易于熔断的导体，也是电路中最薄弱的导电环节。在正常工作状态下，通过熔体的电流较小，熔体的温度虽然上升，但不致达到熔点，熔体不会熔化，电路能可靠接通。一旦电路发生过负荷或短路故障时，电流显著增大，并使熔体迅速升温超过熔点，在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔化，将电路切断，从而使线路中的电气设备得到了保护。4.1 熔断器熔断器8 熔断器的工作过程大致可分为以下四个阶段：（1）熔断器的熔体因过载或短路而加热到熔化温度。（2）熔体的熔化和气化。（3）触点之间的间隙击穿和产生电弧。（4）电弧熄灭、电路被断开。4.1 熔断器熔断器9 显然，熔断器的动作时间为上述四个过程所经

6、过时间的总和。熔断器的开断能力决定于熄灭电弧能力的大小。熔体熔化时间的长短，取决于通过电流的大小和熔体熔点的高低。当电路中通过很大的短路电流时，熔体将爆炸性地熔化并气化，迅速熔断；当通过不是很大的过电流时，熔体的温度上升得较慢，熔体熔化的时间也就较长。熔体材料的熔点高，则熔体熔化慢、熔断时间长；反之，熔断时间短。4.1 熔断器熔断器10 4.1.1.3 熔断器的保护特性熔断器的保护特性如前所述，熔体的熔断时间与熔体的材料和流过电流的大小有关，由于熔断时间与电流的平方成反比，故具有反时限的特点。如图4.1所示，该曲线反映了熔断时间与电流大小的关系，称为熔断器的安秒特性，也称为熔断器的保护特性。熔

7、断器的保护特性与熔断器的结构型式有关，各类熔断器的保护特性曲线均不相同。由图4.1所示曲线可见，当熔断电流为I时，熔体的熔断时间在理论上是无限大的，即熔体不会熔断。I称为最小熔化电流或称临界电流。4.1 熔断器熔断器11 熔体的额定电流Ie应小于I，I与Ie的比值通常为1.52，称作熔化系数。该系数反映熔断器在过载时的不同保护特性。 例如：要使熔断器能保护小过载电流，熔化系数就应低些；为了避免电动机起动时的短时过电流使熔体熔化，熔化系数就应高些。熔断器的保护特性曲线是选择熔断器的重要依据。例如，电网中有几级熔断器串联，若某元件发生短路或过载时，保护该元件的熔断器熔断，即为选择性熔断；如果保护该

8、元件的熔断器不熔断，而上一级熔断器熔断，即为非选择性熔断。当发生非选择性熔断时，将扩大停电范围，造成不应有的损失。4.1 熔断器熔断器12 图图4.1 熔断器的保护特性曲线熔断器的保护特性曲线4.1 熔断器熔断器13 熔断器的保护特性曲线还与一些其他因素有关，如熔体的氧化，熔体两端的接触连接状况，散热条件，制造偏差（熔体的材料成分和尺寸偏差）等。这些因素造成保护特性的不稳定，即对一定的短路电流，可能造成熔体的过早或过迟熔断，从而使熔断器保护的选择性动作发生困难。4.1 熔断器熔断器14 4.1.1.4 熔断器的结构熔断器的结构熔断器主要由金属熔断体、载熔件和底座组成。另外，有的熔断器还具有熔管

9、、充填物、熔断指示器等结构部件。（1）熔断体：是熔断器的主要部分，包括熔体。熔体是熔断器的核心部件，它是一个最薄弱的导电环节，正常情况下用于导通电路，故障情况下熔体熔化并切断电路以保护设备或线路。熔体按使用材料的不同可分为高熔点熔体和低熔点熔体。铅、锌、锡及其合金的熔点低、电阻率大，所制成的熔体截面也较大，在熔化时将产生大量的金属蒸气，使电弧不易熄灭，所以这类熔4.1 熔断器熔断器15 体一般用在500V及以下的低压熔断器中；铜、银等材料熔点高、电阻率较低，所制成的熔体截面可较小，有利于电弧的熄灭。对于高熔点材料，在小而持续时间长的过负荷时，熔体不易熔断，结果使熔断器损坏。为此，在铜或银熔体的

10、表面焊上小锡球或小铅球，当熔体发热到锡或铅的熔点时，锡或铅的小球先熔化，而渗入铜或银的内部，形成合金，电阻增大，发热加剧，同时熔点降低，首先在焊有小锡球或小铅球处熔断，形成电弧，从而使熔体沿全长熔化。这种方法称为“冶金效应”法，亦称金属熔剂法。4.1 熔断器熔断器16 （2）熔断器载熔件：是熔断器的可动部件，用于安装和拆卸熔体。通过其接触部分将熔体固定在底座上，并将熔体与外部电路连接。载熔件通常采用触点的形式。（3）熔断器底座：是熔断器的固定部件，装有供电路连接的端子，包括绝缘件和其他必需的所有部件。绝缘件用于实现各导电部分的绝缘和固定。（4）熔管：是熔断器的外壳，用于放置熔体，可以限制熔体电

11、弧的燃烧范围，并具有一定的灭弧作用。4.1 熔断器熔断器17 （5）充填物：一般采用固体石英砂，它是一种导热率很高的绝缘材料，用于冷却和熄灭电弧。石英砂填料之所以有助于灭弧，是因为石英砂具有很大的热惯性与较高绝缘性能，并且因它为颗粒状，同电弧的接触面较大，能大量吸收电弧的能量，使电弧很快冷却，从而加快电弧熄灭过程。（6）熔断指示器：用于反映熔体的状态（即完好或已熔断）。 4.1 熔断器熔断器18 4.1.1.5 熔断器的主要技术参数熔断器的主要技术参数表征熔断器技术特性的主要参数如下：（1）额定电压。熔断器长期能够承受的正常工作电压，即安装处电网的额定电压。（2）额定电流。熔断器壳体部分和载流

12、部分允许通过的长期最大工作电流，即为其额定电流。长期通过此电流时，熔断器不会损坏。（3）熔体的额定电流。熔体允许长期通过而不会熔断的最大电流，即为其额定电流。4.1 熔断器熔断器19 （4）极限断路电流。熔断器所能断开的最大短路电流，即熔断器极限断路电流。若被断开的电流大于此电流时，有可能使熔断器损坏，或由于电弧不能熄灭引起相间或接地短路。熔断器的技术参数还包括：额定开断能力、电流种类、额定频率、分断范围、使用类别和外壳防护等级等。4.1 熔断器熔断器20 熔断器的技术参数应区分为熔断器（底座）的技术参数和熔体的技术参数。原因是同一规格的熔断器底座可以装设不同规格的熔体，相应的保护特性不同，所

13、以两者不能混淆。熔体的额定电流可以和熔断器的额定电流不同，但要求熔体的额定电流不得大于熔断器的额定电流，因此其额定电流的表示形式为：熔断器底座的额定电流熔体的额定电流。4.1 熔断器熔断器21 4.1.2.1 高压熔断器的种类及型号高压熔断器的种类及型号高压熔断器按照使用环境，分为户内式和户外式；按结构特点不同分为支柱式和跌落式；按工作特性不同分为限流型和非限流型。当电路发生短路故障时，其短路电流增长到最大值是要有一定时限的，如熔断器的熔断时间（包括熄弧时间）小于短路电流达到最大值的时间，即可认为熔断器限制了短路电流的发展，此种熔断器称为限流熔断器；否则，为不限流熔断器。用限流熔断器保护的电气

14、设备，遭受短路时所受的损害可大为减轻。4.1.2 高压熔断器高压熔断器4.1 熔断器熔断器22 高压熔断器的型号含义如下：-/第一位表示产品字母代号：R熔断器；第二位表示使用环境：N-户内，W-户外；第三位表示设计序号：用数字1，2，3表示；第四位表示额定电压（KV）；第五位表示结构特点：H-带有限流电阻，Z-带重合闸，T-带热脱扣器；第六位表示额定电流（A）例如：RW4-1050型，即指额定电流50A、额定电压10kV、户外4型高压熔断器。4.1 熔断器熔断器23 4.1.2.2 户内式高压熔断器户内式高压熔断器户内高压熔断器全部是限流型熔断器，其熔体装在充满石英砂的密封瓷管内。当短路电流通

15、过熔件使其熔断时，电弧产生在石英砂的填料中，受到石英砂颗粒间狭沟的限制，弧柱直径很小，同时电弧还受到很多的气体压力作用和石英砂对它的强烈冷却，所以限流型熔断器灭弧能力强，在短路电流未达到最大值时就将电弧很快熄灭，因而可限制短路电流的发展，大大减轻了电气设备所受危害的程度，降低了对被保护设备动、热稳定性的要求。同时，因其在开断电路时无游离气体排出，所以在户内配电装置中广泛采用。4.1 熔断器熔断器24 高压限流型熔断器包括熔管和熔体，熔管内配置有瓷柱，瓷柱上等间距绕有熔体，熔管的两端配置有压帽，其间填充有石英砂。熔体由高电阻和低电阻两种不同金属丝组成的熔体与经化学处理过作为灭弧介质的高纯度石英砂

16、一起密封于熔管内，熔管采用耐高温的高强度氧化铝瓷制成。在线路发生故障时，熔体熔化，产生电弧，石英砂立即将电弧熄灭，切断电路，起到保护电路的作用。以RN1型为典型代表的设计序号为奇数系列的熔断器，用于335kV的输电线路和电气设备的过载和短路保护；以RN2型为代表的设计序号为偶数系列的熔断器，专门用于335kV的电压互感器的过载及短路保护。4.1 熔断器熔断器25 如图4.2（a）所示是RN1或RN2型熔断器的外形结构，熔断器由两个支柱绝缘子、触头座、熔管及底座4个部分组成。熔断体1卡在静触头座2内，静触头座2和接线座5固定在支柱绝缘子3上，绝缘子固定在底座4上。 如图4.2（b）所示是额定电流

17、大于7.5A的熔管内部结构，由两种不同直径的铜丝做成螺旋形，连接处焊有小锡球，在熔断体内还有细钢丝13作为指示器熔体，它与熔体10并联，一端电流流过时，熔体在小锡球处熔断，产生电弧，电弧使熔体10沿全长熔断，随后指示器熔体13熔断，熔断指示器14被弹簧弹出。如图4.2（c）所示是额定电流小于7.5A的熔管内部结构，熔管6两端有黄铜端盖7，熔管内有绕在陶瓷芯9上的熔体10，熔体10是几根并联的镀银铜丝组成，中间焊有小锡球11。4.1 熔断器熔断器26 图图4.2 RN1和和RN2型熔断器型熔断器4.1 熔断器熔断器27 （a）RN1和RN2型熔断器的外形图；（b）、（c）RN型熔断器熔管的内部结

18、构1-熔断体；2-静触头座；3-支柱绝缘子；4-底座；5-接线座；6-瓷质熔管；7-黄铜端盖；8-顶盖；9-陶瓷芯；10-熔体；11-小锡球；12-石英砂；13-细钢丝；14-熔断指示器4.1 熔断器熔断器28 4.1.2.3 户外式高压熔断器户外式高压熔断器户外式高压熔断器主要用于输电线路和电力变压器的过负荷与短路保护。户外式高压熔断器型号较多，按其结构和工作原理可分跌落式熔断器和支柱式熔断器。（1）户外跌落式高压熔断器跌落式熔断器主要由瓷绝缘子、接触导电系统和熔管三部分构成。在熔管内装有用桑皮纸或钢纸等制成的消弧管。熔管两端的上动触头和下动触头依靠熔断体系紧，将上动触头推人鸭嘴凸出部分后，

19、磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而将熔管牢固地卡在鸭嘴里。4.1 熔断器熔断器29 当短路电流通过电路使熔体熔断时，将产生电弧，管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量气体，在电流过零时将电弧熄灭。由于熔体熔断，在熔管的上下动触头弹簧片的作用下，熔管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。RW4-0型户外跌落式高压熔断器基本结构 如图4.3所示。图示为正常工作状态，它通过固定安装板倾斜安装在线路中（与垂直方向约成2030），上下接线端（1、10）与上下静触头（2、9）固定于绝缘子11上，下动触头8套在下静触头9中，可转动。4.1 熔断器熔断器30 熔管6的动触头借助熔体张力拉紧后，推

20、入上静触头2内锁紧，成闭合状态，熔断器处于合闸位置。当线路发生故障时，大电流使熔体熔断，熔管下端触头失去张力而转动下翻，使锁紧机构释放熔管，在触头弹力及熔管自重力作用下。回转跌落，造成明显的可见断口。这种熔断器是靠熔管产气吹弧和迅速拉长电弧而熄灭，它还采用了“逐级排气”的新结构。 图4.3中熔管上端有管帽4，在正常运行时是封闭的，可防雨水滴入。4.1 熔断器熔断器31 分断小故障电流时，由于上端封闭形成单端排气（纵吹），使管内保持较大压力，有利于熄灭小故障电流产生的电弧；而在分断大故障电流时，由于电弧使消弧管产生大量气体，气压增加快，上端管帽被冲开，而形成两端排气，以免造成熔断器机械破坏，有效

21、地解决了自产气电器分断大、小电流的矛盾。4.1 熔断器熔断器32 图图4.3 RW4-10型户外跌落式型户外跌落式高压熔断器结构高压熔断器结构1-上接线端；2-上静触头；3-上动触头；4-管帽；5-操作环；6-熔管；7-熔体；8-下动触头；9-下静触头；10-下接线端；11-绝缘子；12-固定安装板4.1 熔断器熔断器33 户外跌落式熔断器具有经济实惠、操作方便、适应户外环境性强等特点，广泛应用于10kV架空配电线路的支线及用户进线处、35kVA以下容量的配电变压器一次侧以及电力电容器等设备作为过载或短路保护和进行系统、设备投切操作之用。它安装在10kV配电线路分支线上，可缩小停电范围，因其熔

22、断时有一个明显的断开点，为检修线路和设备创造了一个安全作业环境。4.1 熔断器熔断器34 （2）户外支柱式高压熔断器RXW-35型限流式熔断器主要用于保护电压互感器，结构如图4.4所示。熔断器由瓷套、熔管及棒形支柱绝缘子和接线端帽等组成。熔管装于瓷套中，熔件放在充满石英砂填粒的熔管内。熔断器的灭弧原理与RN系列限流式有填料高压熔断器的灭弧原理基本相同，均有限流作用。为了保证在暂时性故障后迅速恢复供电，有些高压熔断器具有单次重合功能。例如RW3-10Z型单次重合熔断器，它具有两根熔件管，平时只有一根接通工作，当这根熔件管断开后，相隔一定时间（约0.3s以内），另一根熔件管借助重合机构而自动重合，

23、恢复供电。4.1 熔断器熔断器35 图图4.4 RXW-35 型限流式高压熔断器结构型限流式高压熔断器结构1-熔管；2-瓷套；3-紧固件；4-支柱绝缘子；5-接线端帽4.1 熔断器熔断器36 4.1.2.4 高压熔断器的使用要点高压熔断器的使用要点（1）高压熔断器的安装）高压熔断器的安装在安装前首先应检查熔断器外观是否完整良好、清洁，如果熔断器遭受过摔落或剧烈震动后则应检查其电阻值。户外熔断器应安装在离地面垂直距离不小于4m的横担或构架上。若安装在配电变压器上方，应与配电变压器的最外轮廓边界保持0.5m以上的水平距离，以防万一熔管掉落引发其他事故。10kV跌落式熔断器若安装在户外，要求相间距离

24、大于70cm。4.1 熔断器熔断器37 安装时应将熔断体拉紧（使熔体大约受到24.5N左右的拉力），否则容易引起触点发热。安装时注意熔断器上所标明的撞击器方向，以便使其安装在正确位置上，然后锁紧底座上的弹簧卡圈及螺栓，以防过松接触不良。熔管应有向下252的倾角，以利熔断体熔断时熔管能依靠自身重力迅速跌落。4.1 熔断器熔断器38 （2）高压熔断器的运行与维护）高压熔断器的运行与维护为使熔断器能更可靠、安全的运行，除按规程要求严格地选择正规厂家生产的合格产品及配件（包括熔件等）外，对运行中的高压熔断器应经常检查接触是否良好，应加强接触点的温升检查。检查有无绝缘子破损及熔体熔断现象，若发现熔体熔断

25、时，则要查明原因，不可随意加大熔体容量。熔体熔断后应更换新的同规格熔体，不可将熔断后的熔体连接起来再装入熔管继续使用。熔管内必须使用标准熔体，禁止用铜丝、铝丝代替熔体，更不准用铜丝、铝丝及铁丝将触点绑扎住使用。限流型熔断器不能降低电压等级使用。4.1 熔断器熔断器39 更换熔断器的熔管（体），一般应在不带电情况下进行，若需带电更换，则应使用绝缘工具，并按照有关防护要求进行。熔断器的每次操作须仔细认真，不可粗心大意，拉、合熔断器时不要用力过猛，特别是合闸操作。必须使动、静触头接触良好。在拉闸操作时，一般规定为先拉断中相，再拉背风的边相，最后拉断迎风的边相。合闸的时候先合迎风边相，再合背风边相，最

26、后合上中相。应定期对熔断器进行巡视，每月不少于一次夜间巡视，查看有无放电火花和接触不良现象。4.1 熔断器熔断器40 4.1.3.1 低压熔断器的种类及型号低压熔断器的种类及型号低压熔断器的种类很多，按结构形式不同可分为螺旋式、插入式、管式以及开敞式、半封闭式和封闭式等；按有无填料可分为有填充料式和无填充料式；按工作特性不同可分为有限流作用型和无限流作用型；按熔体的更换情况不同可分为易拆换式和不易拆换式等。4.1.3 低压熔断器低压熔断器4.1 熔断器熔断器41 低压熔断器的型号含义如下：-第一位表示产品字母代号：R熔断器；第二位表示工作特性：C瓷插式，L螺旋式，M熔体密封，T熔管内有填料，S

27、快速熔断，X报警信号；第三位表示设计序号，用数字1，2，3，表示；第四位表示熔断器额定电流（A）。例如，RM10-600型表示额定电流为600A、设计序号为10的无填料密闭管式熔断器。4.1 熔断器熔断器42 4.1.3.2 低压熔断器的结构类型低压熔断器的结构类型（1）螺旋式熔断器）螺旋式熔断器螺旋式熔断器由瓷帽、熔管、瓷套以及瓷座等组成。熔管是一个瓷管，内装熔体和石英砂，熔体的两端焊在熔管两端的导电金属盖上，其上端盖中间有一熔断指示器，当熔体熔断时指示器弹出，通过瓷帽上的玻璃窗口可以看见。RL1系列螺旋式熔断器的外形与结构如图4.5所示。4.1 熔断器熔断器43 图图4.5 RL1系列螺旋

28、式熔断器外形与结构系列螺旋式熔断器外形与结构1瓷帽；瓷帽；2熔管；熔管；3瓷套；瓷套；4上接线座；上接线座；5下接线座；下接线座；6瓷座瓷座 4.1 熔断器熔断器44 螺旋式熔断器的特点是，其熔管内充满了石英砂填料，以此增强熔断器的灭弧能力。其优点是体积小、灭弧能力强、有熔断指示和防振等，在配电及机电设备中大量使用。此外，有填料的封闭管式熔断器具有分断能力高、有醒目的熔断指示和使用安全等优点，被广泛用于短路电流很大的电力网络或配电装置中。4.1 熔断器熔断器45 （2）无填料封闭管式熔断器）无填料封闭管式熔断器无填料封闭管式熔断器的熔管由绝缘耐温纸等材料压制而成，熔体多数采用铅锡、铅、锌和铅合

29、金金属材料，熔断器规格有15600A六个等级，各级熔管均可以配入多种容量规格的熔体（但不能大于熔管的额定值）。图4.6所示为RM10型无填料封闭管式熔断器的结构图。4.1 熔断器熔断器46 图图4.6 RM10型无填料封闭管式熔断器型无填料封闭管式熔断器1黄铜圈；黄铜圈；2纤维熔管；纤维熔管；3黄铜帽；黄铜帽；4触刀；触刀；5变截面变截面V形锌熔体；形锌熔体；6特种垫圈；特种垫圈；7刀座刀座 4.1 熔断器熔断器47 （3）有填料封闭管式熔断器）有填料封闭管式熔断器有填料封闭管式熔断器由熔断体及底座组成，并配有熔断器操作手柄。熔断体由熔管、熔体、填料、指示器等组成。由纯铜片制成的变截面熔体封装

30、于高强度熔管内，熔管内充满高纯度石英砂作为灭弧介质。熔体两端采用点焊与连接板牢固连接。熔断体带有熔断指示器，能在熔体熔断时立即弹出红色醒目的指示件显示熔断。底座由插座及底板组成，呈敞开式结构，具有散热条件好、机械强度高、接触可靠、操作方便等特点。操作手柄采用热固性塑料，绝缘性能好、结构简单、操作方便。4.1 熔断器熔断器48 常用有填料封闭管式熔断器为RT0型，其熔管由绝缘瓷制成，内填石英砂，以加速灭弧。熔体采用紫铜片，冲压成网状多根并联型式，上面熔焊锡桥，并有熔断信号装置，便于检查。熔断器规格有1001000A五个等级，各级熔管均可配入多种容量规格的熔体（不能大于熔管的额定值），属于快速型熔

31、断器。图4.7所示为RT0型有填料封闭管式熔断器结构图。 4.1 熔断器熔断器49 图图4.7 RT0型有填料封闭管式熔断器型有填料封闭管式熔断器(a)熔管结构示意图；熔管结构示意图；(b)熔体熔体1熔管管体；熔管管体；2盖板；盖板；3螺钉；螺钉；4指示器；指示器；5康铜丝；康铜丝；6熔件；熔件；7刀型触头；刀型触头；8石英砂；石英砂；9栅网状熔件；栅网状熔件；10锡桥锡桥 4.1 熔断器熔断器50 4.1.3.3 低压熔断器的使用要点低压熔断器的使用要点（1）低压熔断器的安装）低压熔断器的安装采用熔断器保护时，在线路分支处应加装熔断器。熔断器应装在各相线上，单相线路的中性线也应装熔断器。但在

32、三相四线回路中的中性线上不允许装熔断器；采用接零保护的零线上严禁装熔断器。熔断器应垂直安装，以保证插刀和刀夹座紧密接触，避免增大接触电阻，造成温度升高而发生误动作。有时因接触不良还会产生火花，干扰弱电装置。4.1 熔断器熔断器51 安装熔体时应注意不让熔体受机械损伤，因为这样相当于使熔体截面变小，可能出现电气设备正常运行时熔体却熔断的情况，影响设备正常运行；也不宜用多根熔丝绞合在一起代替较粗的熔体，以防熔体在非预定的电流值内熔断。螺旋式熔断器的进线应接在底座的中心点接线柱上，出线应接在螺纹壳上。4.1 熔断器熔断器52 更换熔体时，一定要先切断电源，不允许带负荷拔出熔体，特殊情况时也应当设法先

33、切断回路中的负荷，并做好必要的安全措施；要用与原来同样规格及材料的熔体，如果负荷增加，应据此选用适当熔体，以保证动作的可靠性。一般在过负荷时变截面熔体在小截面处熔断，熔断部位的长度也较短，而变截面熔体的大截面部位不熔化。若熔体爆熔或熔断部位很长，则多因短路引起，应及时查明原因并排除电路故障。4.1 熔断器熔断器53 （2）低压熔断器的运行与维护）低压熔断器的运行与维护低压熔断器在运行中应做如下检查：负荷大小是否与熔体的额定值相配合。熔管外观有无破损、变形，瓷绝缘部分有无破损或闪络放电痕迹。熔体有无氧化腐蚀或损伤现象，如有碳化现象应擦净或更换。熔管与插夹座的连接处有无过热现象，接触是否紧密。4.

34、1 熔断器熔断器54 有熔断信号指示器的熔断器，其指示是否在正常状态。熔断器环境温度应与被保护对象的环境温度基本一致，若相差过大可能使熔断器误动作。检查底座有无松动现象，并应及时清理进入熔断器内的灰尘。4.1 熔断器熔断器55 4.2 高压开高压开关电器关电器4.2 高压开关电器高压开关电器56 4.2.1.1 高压断路器的定义高压断路器的定义额定电压为3kV及以上，能够关合、承载和开断运行状态的正常电流，并能在规定时间内关合、承载和开断规定的异常电流（如短路电流、过负荷电流）的开关电器称为高压断路器。4.2.1 高压断路器的一般知识高压断路器的一般知识4.2 高压开关电器高压开关电器57 4

35、.2.1.2 高压断路器的作用和功能高压断路器的作用和功能高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备。它具有两方面的作用：一是控制作用，即根据电网运行要求，将一部分电气设备及线路投入或退出运行状态、转为备用或检修状态； 二是保护作用，即在电气设备或线路发生故障时，通过继电保护装置及自动装置使断路器动作，将故障部分从电网中迅速切除，防止事故扩大，保证电网的无故障部分正常运行。4.2 高压开关电器高压开关电器58 高压断路器的工作特点是：瞬时地从导电状态变为绝缘状态，或者瞬时地从绝缘状态变为导电状态。因此，要求断路器具有以下功能：（1）导电。）导电。在正常的闭合状态时应为良好的导体，不仅对正常的

36、电流，而且对规定的短路电流也应能承受其发热和电动力的作用，保持可靠的接通状态。（2）绝缘。）绝缘。相与相之间、相对地之间及断口之间应具有良好的绝缘性能，能长期耐受最高工作电压，短时耐受大气过电压及操作过电压。4.2 高压开关电器高压开关电器59 （3）开断。）开断。在闭合状态的任何时刻，应能在不发生危险过电压的条件下，在尽可能短的时间内安全地开断规定的短路电流。（4）关合。）关合。在开断状态的任何时刻，应能在断路器触头不发生熔焊的条件下，在短时间内安全地闭合规定的短路电流。4.2 高压开关电器高压开关电器60 4.2.1.3 高压断路器的基本结构高压断路器的基本结构为实现上述功能，高压断路器应

37、具有的基本结构如图4.8所示。（1）通断元件： 执行接通或断开电路的任务。其核心部分是触头，而是否具有灭弧装置或灭弧能力的大小则决定了开关的开断能力大小。（2）操动机构： 向通断元件提供分、合闸操作的能量，实现各种规定的顺序操作，并维持断路器的合闸状态。4.2 高压开关电器高压开关电器61 图图4.8 高高压压断断路路器器基基本本结结构构 4.2 高压开关电器高压开关电器62 （3）传动机构： 把操动机构提供的操作能量及发出的操作命令传递给通断元件。（4）绝缘支撑元件： 支撑固定通断元件，实现与各结构部分之间的绝缘。（5）底座： 用于支撑、固定和安装开关电器的各结构部分，使之成为一个整体。4.

38、2 高压开关电器高压开关电器63 4.2.1.4 高压断路器的基本类型高压断路器的基本类型高压断路器有许多种类，其结构和动作原理各不相同。按灭弧介质和灭弧原理的不同进行分类，高压断路器主要有以下几种：（1）油断路器：采用绝缘油作为灭弧介质的断路器。（2）压缩空气断路器：采用压缩空气作为灭弧介质及操动机构能源的断路器。（3）真空断路器：在真空中开断电流，利用真空的高绝缘强度来实现灭弧的断路器。（4）六氟化硫（SF6）断路器：采用具有优良灭弧性能的SF6气体作为灭弧介质的断路器。4.2 高压开关电器高压开关电器64 4.2.1.5 高压断路器的技术参数高压断路器的技术参数（1）额定电压（kV）：是

39、保证断路器长时间正常运行能承受的工作电压（线电压）。考虑到线路始端与末端运行电压的不同及电力系统的调压要求，断路器可能在高于额定电压下长期工作，因此，又规定了断路器的最高工作电压：220kV及以下设备，最高工作电压为额定电压的1.15倍；330kV及以上的设备，为额定电压的1.1倍。我国采用的额定电压等级有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV等。额定电压不仅决定了断路器的绝缘水平，而且在相当程度上决定了断路器的总体尺寸和灭弧条件。4.2 高压开关电器高压开关电器65 （2）额定电流（A）：是断路器在规定的基准环境

40、温度下允许长期通过的最大工作电流有效值。断路器长期通过额定电流时，其载流部分和绝缘部分的温度不会超过其长期最高允许温度。我国采用的额定电流有200A、400A、630A、1000A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A、4000A、5000A、6300A、8000A、10000A、12500A、16000A、20000A等。额定电流决定了断路器导体、触头等载流部分的尺寸和结构。4.2 高压开关电器高压开关电器66 （3）额定短路开断电流（kA）：是指在额定电压下，断路器能可靠开断的最大短路电流有效值。它表明断路器开断电路的能力。当电压不等于额定电压时，断路器能可靠开断的最

41、大电流，称为该电压下的开断电流。在电压低于额定电压时，开断电流可以比额定开断电流大，称其最大值为极限开断电流。（4）额定关合电流（kA）：是指在额定电压下，断路器能可靠闭合的最大短路电流峰值。它反映断路器关合短路故障的能力，主要取决于断路器灭弧装置的性能、触头构造及操动机构的型式。4.2 高压开关电器高压开关电器67 （5）额定热稳定电流（kA）：即额定短时耐受电流，是指断路器在规定时间（通常为4s）内允许通过的最大短路电流有效值。它表明断路器承受短路电流热效应的能力，其值等于额定短路开断电流。（6）额定动稳定电流（kA）：即额定峰值耐受电流，又称极限通过电流，是指断路器在闭合状态下允许通过的

42、最大短路电流峰值。它表明断路器在冲击短路电流的作用下，承受电动力效应的能力，它取决于导体和绝缘等部件的机械强度。其值等于额定关合电流，并且等于额定短时耐受电流的2.55倍。4.2 高压开关电器高压开关电器68 （7）合闸时间（s）：断路器从接到合闸命令（合闸回路通电）起到断路器触头刚接触时所经过的时间间隔称为合闸时间。（8）全分闸时间tt（s）：是指断路器从接到分闸命令（分闸回路通电）起到断路器触头开断至三相电弧完全熄灭时所经过的时间间隔。它包括：固有分闸时间（t1），是指断路器接到分闸命令起到灭弧触头刚分离时所经过的时间。灭弧时间（t2）是指触头分离到各相电弧完全熄灭所经过的时间。一般断路器

43、的分闸时间为0.060.12s。分闸时间小于0.06s的断路器，称为快速断路器。4.2 高压开关电器高压开关电器69 （9）额定操作顺序：是根据实际运行需要制定的对断路器的断流能力进行考核的一组标准的规定操作。其操作顺序分为两类： 无自动重合闸断路器的额定操作顺序。它又分为两种：一种是发生永久性故障断路器跳闸后两次强送电的情况，即“分180s合分180s合分”；另一种是断路器合闸在永久故障线路上跳闸后强送电一次的情况，即“合分15s合分”。 能进行自动重合闸断路器的额定操作顺序。该操作顺序为“分0.3s合分180s合分”。4.2 高压开关电器高压开关电器70 4.2.1.6 高压断路器的型号含

44、义高压断路器的型号含义国产高压断路器的型号如下： -/-第一位表示产品名称：S少油断路器，D多油断路器，L六氟化硫（SF6）断路器，Z真空断路器，K压缩空气断路器，Q自产气断路器，C磁吹断路器；第二位表示安装地点：N户内型，W户外型；第三位表示设计序号，用数字1，2，3，表示；4.2 高压开关电器高压开关电器71 第四位表示额定电压（或最高工作电压）（kV）；第五位表示补充特性：C手车式，G改进型，w防污型，Q防震型；第六位表示额定电流（A）；第七位表示额定开断电流（kA）。例如，ZN28-121250-25型表示户内式真空断路器，其设计序号为28，最高工作电压为12kV，额定电流为1250A

45、，额定开断电流为25kA。4.2 高压开关电器高压开关电器72 4.2.2.1 油断路器种类及灭弧原理油断路器种类及灭弧原理油断路器是最早出现的断路器，使用历史最悠久。按照绝缘结构的不同，它可分为多油断路器和少油断路器两种。油断路器在开断电流时，动、静触头分离瞬间将在触头之间产生电弧。绝缘油在电弧的高温作用下，被迅速蒸发成油蒸气，并被分解成其他气体。产生的气体由于受到周围油的惯性的限制，在电弧周围形成混合气泡。4.2.2 油断路器油断路器4.2 高压开关电器高压开关电器73 混合气泡中油蒸气约占40，其他分解气体约占60，分解气体中，有7080是具有强烈冷却作用和扩散作用的氢气。一方面，形成的

46、气体被密封在灭弧室内，使灭弧室内压力不断增高，从而使电弧中游离质点的浓度增加，复合及去游离作用增强。另一方面，气泡中弧柱的温度较高，气泡外层的温度较低，因此气泡内由于温度和压力差而产生剧烈的扰动，由此加强了对弧柱的冷却作用。同时，电弧处在高压力并有强烈冷却作用的封闭气泡之中，随着触头间距的增大，电弧被拉长，在电弧电流过零时，断口间的介质强度很快恢复，使电弧熄灭。4.2 高压开关电器高压开关电器74 为提高介质强度的恢复速度、缩短燃弧时间，可采用各种类型的灭弧装置，如油气混合物的吹喷方向与电弧燃烧方向垂直的横吹灭弧室、吹喷方向与电弧燃烧方向一致的纵吹灭弧室以及两者结合的纵横吹灭弧室等。4.2 高

47、压开关电器高压开关电器75 4.2.2.2 少油断路器的结构类型少油断路器的结构类型少油断路器的触头和灭弧系统放置在装有少量绝缘油的绝缘筒中，其绝缘油主要作为灭弧介质，只承受触头断开时断口之间的绝缘，不作为主要的绝缘介质。少油断路器中不同相的导电部分之间及导体与地之间是利用空气、陶瓷和有机绝缘材料来实现绝缘的。由于使用油作为灭弧介质，因此油断路器存在易燃易爆和引起火灾的危险，且电气寿命短。4.2 高压开关电器高压开关电器76 （1）SN10-10系列户内少油断路器。SN10-10系列、型少油断路器基本结构相类似，均由框架、传动系统和箱体三部分组成。SN10-10型少油断路器结构如图4.9所示。

48、SN10-10 型少油断路器框架上装有分闸弹簧31、支柱绝缘子30、分闸限位器28和合闸缓冲器25。其传动系统包括主轴27和绝缘拉杆29。其箱体中部装有灭弧室15，采用纵横吹和机械油吹联合作用的灭弧装置，通常为三级横吹，一级纵吹。箱体的下部是球墨铸铁制成的底座22，底座内装有转轴、拐臂和连板组成的变直机构，变直机构连接导电杆。4.2 高压开关电器高压开关电器77 底座下部装有分闸油缓冲器23和放油螺栓24，分闸油缓冲器在分闸时起缓冲作用，吸收分闸终了时的剩余能量。电流由上接线座5引入，经过静触头7、导电杆20和滚动触头19，从下接线座18引出。当断路器分、合闸时，操动机构通过主轴27、绝缘拉杆

49、29和底座22内的变直机构，使导电杆20上、下运动，实现断路器的分、合闸。4.2 高压开关电器高压开关电器78 图图4.9 SN10-10 型少型少油断路器结构油断路器结构1排气孔盖；2注油螺栓；3回油阀；4上帽装配；5上接线座；6油位指示计；7静触头；8逆止阀；9弹簧片；10绝缘套筒；11上压环；12绝缘环；13触指；14弧触指；15灭弧室；16下压环；17绝缘筒装配；18下接线座；19滚动触头；20导电杆；21特殊螺栓；22底座；23油缓冲器；24放油螺栓；25合闸缓冲器；26轴承座；27主轴；28分闸限位器；29绝缘拉杆；30支柱绝缘子；31分闸弹簧；32框架装配 4.2 高压开关电器高

50、压开关电器79 （2）SW6-110、SW6-220型户外少油断路器。户外少油断路器主要由底座、支柱绝缘子、传动系统、触头系统、灭弧系统、缓冲器及油位指示器等部分组成。SW6系列断路器结构如图4.10所示。各断口单元均为标准结构，每柱由两个断口组成，呈“Y”形布置。SW6-110型每相为一柱两个断口，SW6-220型每相由两柱四个断口串联组成。为了均衡电压分布，在各断口上并联有均压电容器。每相断路器配用一台液压操动机构，由电气实现三相机械联动。4.2 高压开关电器高压开关电器80 图图4.10 SW6-220型少油断路器结构型少油断路器结构4.2 高压开关电器高压开关电器81 1底座；2支柱绝

51、缘子；3三角形机构箱；4灭弧装置；5传动拉杆；6操动机构；7均压电容器；8支架；9卡固法兰；10直线机构；11中间机构箱；12导电杆；13放油阀；14玻璃钢筒；15下衬筒；16调节垫；17灭弧片；18衬环；19调节垫；20上衬筒；21静触头；22压油活塞；23密封垫；24铝压阀；25逆止阀；26铁压圈；27上法兰；28拉线板；29上盖板；30安全阀片；31帽盖；32铝帽；33铜压阀；34通气管；35瓷套；36中间触头；37毛毡垫；38下铝法兰；39导电板；40M10螺丝；41M12螺母；42导向件；43M14螺丝；44压油活塞弹簧；45M12螺丝；46胶垫；47压油活塞装配 4.2 高压开关电

52、器高压开关电器82 断路器每柱由底座、支柱绝缘子、中间传动机构和两个灭弧室组成。 灭弧室的主体是一个高强度环氧玻璃钢筒，它起压紧保护灭弧室瓷套的作用，也作为开断时高压力的承受件，筒内放有隔弧板，组成多油囊的纵吹灭弧室。触头座内装有压油活塞，以提高开断小电流的性能。导电部分装有铜钨合金触头、触指、保护环，以提高开断能力，延长使用周期。4.2 高压开关电器高压开关电器83 4.2.2.3 油断路器的使用油断路器的使用（1）检查和维护）检查和维护工程交接验收时应检查：断路器固定牢靠，外表清洁完整；电气连接可靠且接触良好；无渗油现象，油位、油色正常；断路器及其操动机构的联动正常，无卡阻现象；分、合闸机

53、构指示正确；调试操作时，辅助开关动作准确可靠，触点无电弧烧损；瓷套完好无损，表面清洁；油漆完整，相色标志正确，接地良好。4.2 高压开关电器高压开关电器84 油断路器正常运行时应检查：油色、油位正常，本体各充油部位不应有渗漏；瓷套管清洁，无破损裂纹及放电痕迹；各连接头接触良好，无发热松动；绝缘拉杆及拉杆绝缘子完好无缺；分、合闸机构指示正确；操动机构箱盖关闭严密；分、合闸线圈无焦臭味，二次线部分无受潮、锈蚀现象。4.2 高压开关电器高压开关电器85 （2）检修）检修油断路器大修。一般每34年进行一次断路器大修。新安装的断路器在投运一年后应进行一次大修。大修项目包括：断路器的外部检查及修前试验，放

54、油；导电系统和灭弧单元的分解检修；绝缘支撑系统（支柱绝缘子等）的分解检修；变直机构和传动机构的分解检修；基座的检修；更换密封圈、垫；操动机构的检修；复装及调整试验（包括机械特性试验和电气、绝缘试验）；除锈刷漆，绝缘油处理（注油或换油）；清理现场，验收。4.2 高压开关电器高压开关电器86 油断路器小修。其小修项目包括：断路器外部的检查和清洁，渗漏油处理；消除运行中发现的缺陷；检查外部传动机构和弹簧等；检查所有螺栓、螺帽、开口销；清扫检查操动机构，加润滑油；预防性试验。临时性检修。当发现断路器有危及安全运行的缺陷时，或正常操作次数达到规定值时，应进行临时性检修。4.2 高压开关电器高压开关电器8

55、7 4.2.3.1 真空断路器工作原理与特点真空断路器工作原理与特点真空断路器是指以真空作为灭弧和绝缘介质，在真空容器中进行电流开断与关合的断路器。 （1）真空断路器的工作原理）真空断路器的工作原理真空电弧的产生。 真空电弧的熄灭。 4.2.3 真空断路器真空断路器4.2 高压开关电器高压开关电器88 （2）真空断路器的特点）真空断路器的特点真空介质的绝缘强度高，灭弧室内触头间隙小（10kV的触头间隙一般在10mm左右），因而灭弧室的体积小。由于分合时触头行程很短，故分、合闸动作快，且对操动机构功率要求较小，机构的结构可以比较简单，使整机体积小、质量轻，并适合于频繁操作。开断能力强，开断电流大

56、，熄弧时间短，电弧电压低，电弧能量小，触头损耗小，开断次数多，维护成本低，使用寿命长（一般可达20年）。4.2 高压开关电器高压开关电器89 工作可靠、使用安全。开断感性负载或容性负载时，由于截流、振荡、重燃等原因，容易引起过电压，所以应采取限制过电压的措施，如并联电容器、RC阻容吸收装置及金属氧化物避雷器（MOA）等可以抑制过电压。对密封工艺、制造工艺要求很高，价格较高。4.2 高压开关电器高压开关电器90 4.2.3.2 真空断路器的基本结构真空断路器的基本结构真空断路器主要由真空灭弧室、支架和操动机构三部分组成。真空灭弧室是真空断路器的核心元件，具有开断、导电和绝缘的功能，主要由绝缘外壳

57、，动、静触头，屏蔽罩和波纹管组成，其结构如图4.11所示。真空灭弧室的性能主要取决于触头的材料和结构，还与屏蔽罩的结构、灭弧室的材质以及制造工艺有关。4.2 高压开关电器高压开关电器91 图图4.11 真空灭真空灭弧室的结构弧室的结构1静导电杆；2绝缘外壳；3触头；4波纹管；5屏蔽罩；6动导电杆；7动端盖板；8静端盖板 4.2 高压开关电器高压开关电器92 （1）绝缘外壳。）绝缘外壳。真空灭弧室的绝缘外壳既是真空容器，又是动、静触头间的绝缘体。其作用是支持动、静触头和屏蔽罩等金属部件，与这些部件气密地焊接在一起，以确保灭弧室内的高真空度。 （2）触头。）触头。真空断路器的触头，既是关合时的通流

58、元件，又是开断时的灭弧元件。触头的材料和结构直接影响到灭弧室的开断容量、电气寿命、耐压强度、关合能力、截流过电压及长期导通电流能力等。4.2 高压开关电器高压开关电器93 国际上常采用的触头材料主要有两大体系，即铜铋合金和铜铬合金。铜铬合金是目前使用最为广泛且综合性能优异的触头材料。真空断路器的开断能力，在很大程度上取决于触头的结构。真空断路器触头一般采用对接式，使用较多的是横向磁场触头和纵向磁场触头。其共同的特点是利用磁场力使真空电弧很快地运动，防止在触头上产生需要长时间冷却的受热区域。4.2 高压开关电器高压开关电器94 利用电流流过触头本身时所产生的横向磁场驱使电弧在触头表面运动的触头称

59、为横向磁场触头，主要类型有杯状触头和螺旋触头，如图4.12（a）、（b）所示。利用在磁场间隙中呈现的纵向磁场来提高开断能力的触头称为纵向磁场触头。纵向磁场能约束带电质点，降低电弧电压，使电弧能量均匀地输入触头的整个端面，不会造成触头表面局部的熔化，适合开断大电流的需要，其开断电流可以达到70kA。纵向磁场触头有线圈型触头和杯状触头，触头结构如图4.12（c）、（d）所示。4.2 高压开关电器高压开关电器95 图图4.12 各种触头结构形状各种触头结构形状（a）横向磁场杯状触头；（）横向磁场杯状触头；（b）螺旋触头；）螺旋触头；（c）线圈型触头；（）线圈型触头；（d）纵向磁场杯状触头）纵向磁场杯

60、状触头 4.2 高压开关电器高压开关电器96 （3）屏蔽罩。）屏蔽罩。真空灭弧室内常用的屏蔽罩有主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩和均压屏蔽罩。屏蔽罩可采用铜或钢制成，要求具有较高的热导率和优良的凝结能力。主屏蔽罩装设在触头的周围，一般固定在绝缘外壳内的中部。其主要作用：一是防止燃弧过程中触头间产生的大量金属蒸气和金属颗粒喷溅到绝缘外壳的内壁，导致外壳的绝缘强度降低或闪络；4.2 高压开关电器高压开关电器97 二是改善灭弧室内部电场的均匀分布，降低局部电场强度，提高绝缘性能，有利于促进真空灭弧室小型化；三是吸收部分电弧能量，冷却和凝结电弧生成物，有利于提高电弧熄灭后间隙介质强度的恢复速度，这对于增大灭弧室

61、的开断能力起到了很大作用。4.2 高压开关电器高压开关电器98 （4）波纹管。）波纹管。波纹管能保证动触头在一定行程范围内运动时，不破坏灭弧室的密封状态。波纹管通常采用不锈钢制成，有液压成形和膜片焊接两种。 4.2 高压开关电器高压开关电器99 4.2.3.3 真空断路器的结构类型真空断路器的结构类型（1）户内型真空断路器）户内型真空断路器真空断路器的总体结构可分为落地式和悬臂式两种基本形式。图4.13（a）、（b）所示ZN28-12系列与ZN28A-12系列的总体结构即分别为落地式与悬臂式。4.2 高压开关电器高压开关电器100 图图4.13 真空断路器结构真空断路器结构(a)落地式；（b）

62、悬臂式1开距调整垫片；2触头压力弹簧；3弹簧座；4接触行程调整螺栓；5拐臂；6导向板；7导电夹紧固螺栓；8动支架；9螺钉；10真空灭弧室；11固定螺栓；12绝缘子；13绝缘子固定螺栓；14静支架；15主轴；16分闸弹簧；17输出杆；18机构；19面板 4.2 高压开关电器高压开关电器101 ZN28-12系列真空断路器采用中间封接式纵磁场真空灭弧室，其断路器本体与操动机构一起安装在箱形固定柜和手车柜中，称为整体式。而ZN28A-12系列断路器本体与操动机构分离安装在固定柜中，称为分体式。分体式特别适合于旧柜无油化改造工程。ZN28-12系列真空断路器的每个真空灭弧室由一只落地绝缘子和一只悬挂绝

63、缘子固定，真空灭弧室旁有一根棒形绝缘子支撑。真空灭弧室上下铝合金支架既是输出接线的底座又兼起散热作用。4.2 高压开关电器高压开关电器102 在灭弧室上支架的上端面，安装有黄铜制作的导向板，使导电杆在分闸过程中对中良好。触头弹簧装设在绝缘拉杆的尾部。操动机构、传动主轴和绝缘转轴等部位均设置滚珠轴承，用以提高效率。ZN28A-12系列断路器的主导电回路、真空灭弧室与断路器机架前后布置。真空灭弧室用两只水平布置的悬臂绝缘子固定在机架的前面，主轴、分闸弹簧、缓冲器等部件安装在机架内。主轴通过绝缘拉杆、拐臂与真空灭弧室动导电杆连接，并从机架侧面伸出，与传动系统相连。4.2 高压开关电器高压开关电器10

64、3 （2）户外型真空断路器）户外型真空断路器户外型真空断路器一般采用落地式结构，可分为箱式和支柱式两种。户外箱式真空断路器是仿多油断路器结构，户外支柱式真空断路器是仿少油断路器结构。ZW32-12型户外支柱式真空断路器如图4.14所示，主要由真空灭弧室、上下绝缘罩、箱体、操动机构、隔离开关、电流互感器及驱动部件等组成。断路器为直立安装，三相分别对应线路三相，以便安装和线路接线。断路器支柱采用聚氨脂密封材料，内部采用新型的发泡灌封材料，增加了爬电距离并减少了体积。4.2 高压开关电器高压开关电器104 图图4.14 ZW32-12型户外支柱式型户外支柱式真空断路器外形及安装尺寸真空断路器外形及安

65、装尺寸1上绝缘筒；2上出线；3电流互感器；4下出线；5下绝缘筒；6吊环；7箱体 4.2 高压开关电器高压开关电器105 4.2.3.4 真空断路器的使用真空断路器的使用（1）检查和维护）检查和维护真空断路器通常采用整体安装，在安装前一般不需要进行拆卸和调整。在验收时应检查：断路器安装应固定牢靠，外表清洁完整；电气连接应可靠且接触良好；真空断路器与其操动机构的联动应正常，无卡阻现象；分、合闸机构指示正确，辅助开关动作应准确可靠，触点无电弧烧损；灭弧室的真空度应符合产品的技术规定；绝缘部件、瓷件应完好无损；并联电阻、电容值应符合产品的技术规定；油漆应完整、相色标志正确，接地良好。4.2 高压开关电

66、器高压开关电器106 真空断路器投入运行后要进行维护检查和调整：应定期检查真空断路器的绝缘子、绝缘杆及灭弧室外壳，应保持清洁；操动机构和其他传动部分应保持有干净的润滑油，动作要灵活；对变形、磨损严重的零部件应及时更换；定期检查紧固件，防止松动、断裂和脱落；定期检查真空灭弧室的真空度，有异常现象应立即更换；检查触头的开距及超行程，小于规定值时，必须按要求进行调整；检查真空灭弧室动导电杆在合、分过程中有无阻滞现象，断路器在储能状态时限位是否可靠；检查辅助开关、中间继电器及微动开关的触头接触是否正常，其烧灼部分应整修或调换，辅助开关的触头超行程应在规定范围内。4.2 高压开关电器高压开关电器107

67、（2）检修）检修真空断路器本体不需要检修，真空灭弧室损坏或寿命终止时只能更换。更换灭弧室应该注意：灭弧室的安装质量，以保证动导电杆与灭弧室轴线同轴；波纹管在做开断与关合操作时，不受扭力，不应与任何部位相摩擦；动导电杆的运动轨迹平直，任何时候都不会在波纹管周围产生电火花；在安装和调整时须特别注意对波纹管的保护，波纹管的压缩拉伸量不得超过触头允许的极限开距；灭弧室端面上的压环在各个方向上的受力要均匀。4.2 高压开关电器高压开关电器108 检修的主要任务是进行以下有关调整：行程开距调整。接触行程调整。三相同步性调整。分合闸速度调整。4.2 高压开关电器高压开关电器109 4.2.4.1 六氟化硫气

68、体及其断路器的特点六氟化硫气体及其断路器的特点（1）SF6气体的特性气体的特性SF6气体的物理化学特性。在标准条件下，SF6为无色、无味的气体。 SF6气体在常温（低于500）下是一种化学性能非常稳定的惰性气体。 4.2.4 六氟化硫断路器六氟化硫断路器4.2 高压开关电器高压开关电器110 在断路器操作中和出现内部故障时，SF6气体在电弧、电晕、火花、局部放电及高温催化下会分解，产生不同量的、高毒性的分解物，如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2，这些分解物遇水后会变成腐蚀性强的电解质，会对设备内部某些材料造成损害及引发运行故障。 4.2 高压开关电器高压开关电器111 SF

69、6气体的电气特性。SF6气体具有优良的绝缘性能。SF6气体具有优良的灭弧性能。在SF6气体的电弧中：弧芯部分电导率高、热导率低；弧柱外围部分热导率高、电导率低（几乎为零）。同时，在低温区的SF6气体及其分解物具有电负性，有利于正负粒子的复合，电流过零后，弧隙间介质强度能很快恢复。由于电弧在SF6气体内冷却至相当低的温度时仍能导电，电流过零前的截流小，由此避免了较高的过电压。4.2 高压开关电器高压开关电器112 （2）SF6断路器的特点断路器的特点SF6断路器的优良性能得益于SF6气体优良的灭弧性能和绝缘性能，其优点表现在以下几方面：载流量大，寿命长。 开断短路电流大。 操作过电压低。 此外，

70、SF6断路器还具有运行可靠性高、安全性高、体积和占地面积小、安装调试方便、检修维护量小、检修周期长等其他优点。4.2 高压开关电器高压开关电器113 SF6断路器也存在一些缺点：制造工艺要求高、价格贵。 气体管理技术要求高。 4.2 高压开关电器高压开关电器114 4.2.4.2 SF6断路器的原理与结构断路器的原理与结构六氟化硫断路器的发展，经历了双压式、单压式、自能式及二次技术智能化等几个阶段。 （1）压气式）压气式SF6断路器断路器压气式SF6断路器的结构压气式SF6断路器在结构上，有支柱式和罐式之分；在灭弧室结构上，有变开距和定开距之分；在灭弧原理上，主要以压气为主，也有的采用以热膨胀

71、为辅混合灭弧。其结构如图4.15所示。4.2 高压开关电器高压开关电器115 图图4.15 落地罐式落地罐式SF6断路器结构断路器结构1套管；2支柱绝缘子；3电流互感器；4静触头；5动触头；6喷口工作缸；7检修窗；8绝缘操作杆；9油缓冲器；10合闸弹簧；11操作杆体 4.2 高压开关电器高压开关电器116 压气式SF6断路器的工作原理如图4.16所示，压气式SF6断路器的基本动作原理是：与动弧触头连成一体的压气室，在外部驱动装置的推动下机械地压缩压气室内的SF6气体。受压缩的高压SF6气体通过绝缘喷嘴对动、静弧触头之间的电孤进行有效的吹弧，并开断电流。其灭弧室的基本结构有单向纵吹、双向纵吹两种

72、。单向纵吹适用于中小容量断路器，而高压大容量断路器采用双向纵吹居多。4.2 高压开关电器高压开关电器117 图图4.16 压气式压气式灭弧室的灭弧室的动作原理动作原理（a）合闸状态；（b）分闸过程中；（c）分闸状态1静触头；2切压环；3喷嘴；4压气缸；5静弧触头；6动弧触头；7动触头；8逆止阀片；9压汽活塞；10电弧；11被压缩的SF6气体；12SF6气流 4.2 高压开关电器高压开关电器118 （2）自能式）自能式SF6断路器断路器自能式SF6断路器的结构压气式SF6断路器要利用操动机构带动气缸与活塞相对运动来压气熄弧，因而操动机构负担很重，要求操动机构的操作功率大。 利用电弧自身的能量来熄

73、灭电弧的自能式SF6断路器可以减轻操动机构的负担，减少对操动机构操作功率的要求，从而可以提高断路器的可靠性。 4.2 高压开关电器高压开关电器119 图4.17所示是LW25-126型自能式SF6断路器单级结构图。断路器在合闸位置时，电流通过上接线端子10、触头架11、静触头13、动触头3、压气缸4、中间触指6、下法兰17再经下接线端子7与系统形成回路。4.2 高压开关电器高压开关电器120 图图4.17LW25-126型型自能式自能式SF6断路器断路器（a）合闸状态；（b）分闸状态1吸附剂；2灭弧室瓷套；3动触头；4压气缸；5活塞；6中间触指；7下接线端子；8支柱瓷套；9绝缘杆；10上接线端

74、子；11触头架；12静弧触头；l3静触头；14喷嘴；15动弧触头；16活塞杆；17下法兰；18操作杆；19直动密封装置 4.2 高压开关电器高压开关电器121 自能式SF6断路器的工作原理自能式SF6断路器按灭弧原理不同可分为旋弧式和热膨胀式两种。旋弧式SF6断路器是利用电弧电流流过线圈产生磁场，电弧在磁场的驱动下高速旋转，在旋转过程中不断地接触新鲜的SF6气体并受到冷却，以至熄灭。而热膨胀式SF6断路器利用电弧本身的能量加热灭弧室内的SF6气体，由此建立高压力，形成压差，从而达到吹灭电弧的目的。这里所讨论的热膨胀式SF6断路器，是指它开断较大的短路电流靠热膨胀原理，开断小电流时因电弧能量小而

75、吹弧不足，故一般带有助吹装置，如用机械压气的方法开断小电流。4.2 高压开关电器高压开关电器122 如图4.17所示，断路器分闸时，在操动机构的作用下，操作杆18将绝缘杆9、活塞杆16、压气缸4、动弧触头l5和喷嘴14一起向下拉。从合闸位置运动一段距离后，当动触头和静触头分离时，电流沿着仍然接触的弧触头流动，当动弧触头和静弧触头分离时，动、静弧触头间产生电弧，动触头系统运动到一定位置喷嘴打开，这时气缸内被压缩的SF6气体通过喷嘴吹向燃弧区域，从而熄灭电弧，其原理如图4.18所示。 4.2 高压开关电器高压开关电器123 图图4.18 热膨胀热膨胀式式SF6断路器断路器灭弧室的灭弧室的灭弧原理图

76、灭弧原理图1静主触头；2静弧触头；3喷嘴；4动弧触头；5动主触头；6压气缸；7活塞；8中间触指；9电弧 4.2 高压开关电器高压开关电器124 如图4.17所示，断路器合闸时，在操动机构的作用下，操作杆18将绝缘杆9、活塞杆16、动触头3、压气缸4、动弧触头15和喷嘴14一起向上推并运动到合闸状态，同时SF6气体进入到压气缸中做好分闸准备。常见的混合吹弧式有多种方式，如旋弧加热膨胀、压气加热膨胀、压气加旋弧、旋弧加热膨胀加助吹等。4.2 高压开关电器高压开关电器125 4.2.4.3 SF6断路器的使用断路器的使用（1）检查和维护）检查和维护SF6气体密度的监测常用的监测方法有以下几种：a.压

77、力表监测：在运行中可直观地监测气体的压力变化，平均压力是否异常可由密度继电器发出信号。b.密度继电器监视：当气体泄漏时，先发出补气信号；如不及时补气，继续泄漏，则进一步对断路器进行分闸闭锁，并发出闭锁信号。4.2 高压开关电器高压开关电器126 SF6断路器的检漏方法SF6断路器易漏部位主要有各检测口、焊缝、充气嘴、法兰连接面、压力表连接管、密封底座等。检漏方法分为定性和定量两种。a.定性检漏：只判断泄漏率的相对程度，而不测量其具体泄漏率。其检漏方法有：抽真空检漏、 发泡液检漏、检漏仪检漏、局部蓄积法、分割定位法、压力下降法 。b.定量检漏：用来测定SF6气体的泄漏率。其测定方法有：挂瓶法 、

78、扣罩法 、局部包扎法 。定量测量应在充气24h后进行，判断标准为年漏气率不大于1。4.2 高压开关电器高压开关电器127 SF6断路器的含水量监测。 含水量的测量方法有质量法、电解法、露点法、电容法、压电石英振荡法、吸附量热法和气相色谱法。其中，质量法是国际电工委员会（IEC）推荐的仲裁方法，而电解法和露点法为其推荐的日常测量方法。湿度测量应在气室的湿度稳定后进行，一般在充气24h后进行，可使用SF6微水测量仪测试。 4.2 高压开关电器高压开关电器128 SF6断路器在运行中的检查。运行中除了按断路器的一般检查项目进行检查外，还应特别注意检查气体压力是否保持在额定范围内。若发现压力下降即表明

79、有漏气现象，应及时查出泄漏部位并进行消除。应严格防止潮气进入断路器内部。由于SF6气体比空气重，因而会在地势低凹处沉积。 4.2 高压开关电器高压开关电器129 （2）检修）检修SF6断路器投入运行后，应根据有关的标准、规程、制造厂家的规定和运行条件以及SF6断路器的运行状况，决定其临时性检修、小修及大修的项目和内容。因为其制造厂、型号、结构、电压等级、运行条件等都不尽相同，所以目前没有统一的检修周期、检修项目和检修工艺标准。SF6断路器的检修，除包括断路器检修的一般内容外，还包括SF6气体回收处理和吸附剂更换等。SF6气体中的杂质及处理。 SF6断路器的补气。 4.2 高压开关电器高压开关电

80、器130 SF6气体的回收净化处理。 SF6断路器的检修应注意以下事项：a. SF6断路器在检修前，应先将断路器分闸，切断操作电源，释放操作机构的能量，用SF6气体回收装置将断路器内的气体回收，残存气体必须用真空泵抽出，并使断路器内真空度低于133.33Pa。b. 断路器内充入合适压力的高纯度氮气（纯度在99.99以上），然后放空，反复两次，以尽量减少内部残留的SF6气体及其生成物。4.2 高压开关电器高压开关电器131 c. 解体检修时，环境的空气相对湿度不得大于80，工作场所应干燥、清洁，并应加强通风。进入气室工作时，应事先对气室进行充分换气，在气室含氧量达到18以上时方可入室工作。检修人

81、员应穿戴尼龙工作衣帽，戴防毒口罩、风镜，使用乳胶薄膜手套；工作场所严禁吸烟，工作间隙应清洗手和面部，重视个人卫生。d. 断路器解体中发现容器内有白色粉末状的分解物时，应用吸尘器或柔软卫生纸拭净，并收集在密封的容器中深埋，以防扩散。切不可用压缩空气吹或用其他使粉末飞扬的方法清除。4.2 高压开关电器高压开关电器132 e. 断路器的金属部件可用清洗剂或汽油清洗。绝缘件应用无水酒精或丙酮清洗。密封件不能用汽油或氯仿清洗。必要时，应全部换用新的部件。f. SF6断路器复装时，密封槽面应清洁、无划伤痕迹，应选用由氯丁橡胶等优质材料特殊配方生产的密封圈；已用过的密封（垫）圈，不得再使用；涂密封脂时，不得

82、使其流入密封（垫）圈内侧与SF6气体接触。4.2 高压开关电器高压开关电器133 g. 断路器容器内的吸附剂应在解体检修时更换，换下的吸附剂应妥善处理，防止污染扩散。新换上的吸附剂应先在200300的烘箱中烘燥处理12h以上，待自然冷却后立即装入断路器，要尽量减少在空气中的暴露时间。吸附剂的装入量为充入断路器的SF6气体质量的110。h. 断路器解体后如不及时装复，应将绝缘件放置在烘箱或烘间内以保持干燥。i. SF6断路器在运输过程中，应充以低气压且符合标准的SF6气体或氮气气体，以免潮气侵入。4.2 高压开关电器高压开关电器134 4.2.5.1 操动系统及操动机构操动系统及操动机构高压断路

83、器的操动系统包括操动机构、传动机构、提升机构、缓冲装置和二次控制回路等几个部分。其中操动机构是指独立于断路器本体以外的对断路器进行操作的机械操动装置。操动机构的主要任务是将其他形式的能量转换成机械能，使断路器准确地进行分、合闸操作。4.2.5 高压断路器的操动机构高压断路器的操动机构4.2 高压开关电器高压开关电器135 （1）操动机构的功能）操动机构的功能合闸操作 保持合闸 分闸操作 防跳跃和自由脱扣 复位闭锁 4.2 高压开关电器高压开关电器136 （2）操动机构的型号）操动机构的型号操动机构产品全型号组成形式为：-第一位表示操动机构，用汉语拼音首位字母C表示；第二位表示操动方式的汉语拼音

84、首位字母：S手动、D磁、J电动机、T弹簧、Q气动、Y液压、Z重锤；第三位表示设计序号，用数字1，2，3，表示；第四位表示其他标志：G-改进型，X-操动机构带箱子；4.2 高压开关电器高压开关电器137 第五位表示特征数字，一般电磁、液压、弹簧、手动等操动机构，以其能保证的最大合闸力矩为特征数字，气动操动机构以其活塞直径（mm）为特征数字。例如，CD2型为电磁式操动机构，设计序号为2；CY3型为液压操动机构，设计序号为3。4.2 高压开关电器高压开关电器138 4.2.5.2 电磁操动机构电磁操动机构电磁操动机构是靠直流螺管电磁铁产生的电磁力进行合闸，以储能弹簧分闸的机构。电磁操动机构结构较简单

85、，运行安全可靠，制造成本较低，可实现遥控和自动重合闸；但合闸时间较长，合闸速度受电源电压变动的影响大，消耗功率大，需配备大功率直流电源。 电磁操动机构主要由做功元件（电磁系统）、连板系统、合闸维持、脱扣装置和缓冲系统等几部分组成。 4.2 高压开关电器高压开关电器139 下面以CD17型电磁操动机构为例介绍电磁操动机构的结构及其动作原理。（1）结构和特点）结构和特点CD17型电磁操动机构是专为ZN28-12型真空断路器设计的操动机构，为平面五连杆机构，半轴脱扣，具备自由脱扣功能，脱扣功率小。 如图4.19所示，其机构左侧装有辅助开关8，右侧装有分闸电磁铁5，机构下部为合闸电磁铁3、4。为了防止

86、铁芯吸合时黏附，合闸铁芯加一黄铜垫和压缩弹簧，以保证铁芯合闸终了时迅速落下。线圈和铁芯间装有铜套，防止铁芯运动时磨损线圈。4.2 高压开关电器高压开关电器140 合闸电磁铁下部由铸铁座10和调整缓冲垫组成，座上装有合闸手柄1供检修时手动合闸用，橡胶调整缓冲垫不仅可起缓冲作用，还可用于调整铁芯顶杆与轮之间的间隙，以调整合闸速度。4.2 高压开关电器高压开关电器141 图4.19 CD17型操动机构外观与结构图1合闸手柄；2合闸铁芯 3磁轭 4合闸线圈 5分闸电磁铁；6调整螺钉；7分闸按钮；8辅助开关；9合分指示牌；10铸铁座；11接线端子 4.2 高压开关电器高压开关电器142 （2）动作原理）

87、动作原理CD17型电磁操动机构动作状态如图4.20所示。合闸操作。 分闸操作。 自由脱扣动作。 4.2 高压开关电器高压开关电器143 图图4.20 CD17型型操动机构操动机构动作状态图动作状态图（a）分闸状态；（b）合闸过程；（c）合闸到顶点位置；（d）合闸状态；（e）分闸过程；（f）自由脱扣状态1顶杆；2滚轮；3环；4掣子（支架）；5连杆；6输出轴；7半轴；8扣板；9连板 4.2 高压开关电器高压开关电器144 4.2.5.3 弹簧操动机构弹簧操动机构弹簧操动机构是以储能弹簧为动力对断路器进行分、合闸操作的机构。 （1）结构和特点）结构和特点弹簧操动机构主要由合闸储能部分、传动部分和控制

88、部分三部分组成。合闸储能部分包括电动机、减速装置、合闸弹簧、储能装置及保持释放装置。弹簧机构的合闸储能弹簧主要有压簧（也称螺旋弹簧）、拉簧（也称螺旋卷簧）和扭簧（也称蝶形弹簧）三种形式。4.2 高压开关电器高压开关电器145 按合闸弹簧储能所用的能源不同，弹簧机构可分为电动机储能弹簧机构和手动储能弹簧机构两种。合闸和分闸控制部分主要有脱扣器即脱扣机构。 CT10A型弹簧操动机构的外观如图4.21所示。4.2 高压开关电器高压开关电器146 图图4.21 CT10A型弹型弹簧操动机构外观图簧操动机构外观图1储能电机；2储能弹簧；3合闸按钮；4合闸线圈；5分合指示；6辅助开关；7端子板 4.2 高

89、压开关电器高压开关电器147 与电磁操动机构相比，弹簧操动机构具有以下特点：弹簧操动机构成套性强，不需要配置其他附属设备，不受环境温度的影响，性能稳定，运行可靠。弹簧操动机构采用事先储存在弹簧内的势能作为断路器合闸的能量，不需要大功率的储能源，紧急情况下也可用手动储能。根据需要可构成不同合闸功率的操动机构，其独立性和适应性强，可在各种场合使用，可以配用于10220kV各电压等级的断路器中。4.2 高压开关电器高压开关电器148 动作比电磁操动机构快，可以缩短断路器的合闸时间。其缺点是结构比较复杂，机械加工工艺要求比较高；合闸操作时的冲击力较大，要求有较好的缓冲装置。4.2 高压开关电器高压开关

90、电器149 （2）动作原理）动作原理弹簧操动机构利用电动机对合闸弹簧储能，并由合闸掣子保持。在断路器合闸操作时，利用合闸弹簧释放的能量操动断路器合闸，与此同时，对分闸弹簧储能，并由分闸掣子保持；断路器分闸操作时，利用分闸弹簧释放的能量操动断路器分闸。其动作一般包括三个过程，如图4.22所示。储能。 合闸。 分闸。 4.2 高压开关电器高压开关电器150 图图4.22 弹簧操动机构工作原理图弹簧操动机构工作原理图（a）合闸位置（合闸弹簧储能状态）；（b）分闸位置（分闸弹簧储能状态）；（c）合闸位置（合闸弹簧释放状态）1凸轮；2分闸弹簧；3棘轮；4棘轮轴；5合闸弹簧；6储能保持掣子；7合闸掣子；8

91、合闸电磁铁；9掣子；10分闸电磁铁；11铁芯；12分闸掣子；13合闸保持掣子；14拐臂；15拐臂轴；16棘爪；17棘爪轴；18拐臂 4.2 高压开关电器高压开关电器151 4.2.5.4 液压操动机构液压操动机构液压操动机构是以气体储能，以高压油推动活塞进行分、合闸操作的机构。液压操动机构功率大、动作快、冲击力小、动作平稳、能快速自动重合闸，可采用交流或直流电动机供电，暂时失去电动机电源仍可操作，直至低压闭锁；但其结构复杂，密封及加工工艺要求高，价格较贵。液压操动机构适用于110kV及以上电压等级的断路器，特别是超高压断路器。4.2 高压开关电器高压开关电器152 （1）液压操动机构的工作原理

92、）液压操动机构的工作原理液压操动机构采用差动原理，利用同一工作压力的高压油作用在活塞两侧的不同截面上产生作用力差，从而使活塞运动来驱动断路器进行分、合闸操作。液压操动机构的工作原理如图4.23所示。 4.2 高压开关电器高压开关电器153 图图4.23 液压操动机构的工作原理液压操动机构的工作原理 4.2 高压开关电器高压开关电器154 储压筒储存能量的方式主要有两种：利用氮气来储存能量，即在储压器活塞的上部充入规定预充压力的氮气。氮气受压缩时就储存了能量。弹簧储能方式，即在结构上使储压器活塞与专用蝶形弹簧相连。油泵打压时，被压的液压油推动储压器活塞压缩蝶形弹簧储能。4.2 高压开关电器高压开

93、关电器155 液压操动机构的主要优点是：输出功率大，时延小，动作快，负载特性配合好，噪声小，速度易调整，可靠性高，维修方便等。其主要缺点是：加工工艺要求高，如果制造或装配不良容易渗漏油，速度特性易受环境温度的影响。4.2 高压开关电器高压开关电器156 （2）CY3型液压操动机构的结构型液压操动机构的结构CY3型液压操动机构主要由机构箱、贮压器、阀系统、工作缸、油泵、控制板等构成，其液压系统如图4.24所示。机构箱是整个液压机构的支承基架和保护外壳，箱的两侧和上方开有活动门，供检修维护用。箱底部设有加热器，当温度低于0时投入，在12时切断。4.2 高压开关电器高压开关电器157 图图4.24

94、CY3型液压操动机构的液压系统图型液压操动机构的液压系统图1贮压筒；2合闸线圈；3分闸线圈；4合闸阀；5分闸阀；6放油阀；7电接点压力表；8工作缸；9滤油器；10油泵；11，17，18，22，23，25，28通道；12电动机； 13微动开关；14合闸一级阀；15工作缸辅助开关；16合闸顶杆；19钢球；20活塞；21合闸二级阀；24分闸球阀；26自保持钢球；27分闸阀顶杆 4.2 高压开关电器高压开关电器158 贮压器1利用压缩氮气贮能，作为液压机构的能源。其结构为充气活塞式，由贮压筒、活塞、活塞杆、充气单向阀等组成。贮压器上部预先充有12MPa的氮气。当油泵工作时，将液压油不断打入贮压筒活塞下

95、方，油压逐渐升高，当油压高于12MPa时，推动活塞上升，进一步压缩氮气，从而贮备能量。当油压升到19.2MPa时，贮能完成。贮压筒下面装有微动开关S1S5，用于监视油压下降信号电路和控制油泵启动、停止的电路。贮压器活塞上面有一层液压油，用来防止氮气泄漏。4.2 高压开关电器高压开关电器159 阀系统由滤油器、放油阀和操作阀三部分组成。操作阀包括合闸阀和分闸阀，以及合、分闸电磁铁。工作缸由活塞和油缸组成。它的作用是将贮压筒氮气贮存的能量转变成机械能，使断路器合、分闸。油泵供给液压机构所需要的高压油，由电动机拖动。油泵为双柱塞式结构。控制板上装有辅助开关、起动器、中间继电器和压力表等。4.2 高压

96、开关电器高压开关电器160 （3）液压机构的动作原理）液压机构的动作原理合闸过程。 保持断路器合闸状态。 分闸过程。 4.2 高压开关电器高压开关电器161 （4）弹簧储能液压操动机构）弹簧储能液压操动机构弹簧储能液压操动机构的特点：弹簧储能液压操动机构综合了弹簧储能和液压操动机构的优点，避免了由于氮气储能和管路连接带来的种种缺点。AHMA型弹簧储能液压操动机构工作原理：AHMA型弹簧储能液压操动机构将全部液压元件汇集在高压区，各部件环绕中央高压区主轴排列，结构十分紧凑，取消了外部连接管路，其结构如图4.25所示。 4.2 高压开关电器高压开关电器162 图图4.25 AHMA型型弹簧储能液压

97、弹簧储能液压操动机械结构操动机械结构1盘形弹簧柱；2固定皮革；3高压部件；4控制阀；5油泵；6电动机；7压力释放螺栓；8耦合器；9连接法兰；10外罩；11油量表；12断路器位置指示器；13连接插座 4.2 高压开关电器高压开关电器163 AHMA型弹簧储能液压操动机构工作过程 如图4.26所示。a.充压 b.合闸 c.分闸 d.其他 4.2 高压开关电器高压开关电器164 图图4.26 AHMA型弹簧储能操动机构工作过程型弹簧储能操动机构工作过程1蝶形弹簧组装圆柱；2拉紧螺栓；3工作活塞；4高压部件；5储能活塞；6主阀；7导向阀；8液压泵；9电动机；10控制连杆；11辅助开关；12安全阀；13

98、低压储油箱；14高压蓄压缸；15防失压慢分闭锁；16放油阀；17压力释放阀；18连接轴；19连接法兰；20罩壳 4.2 高压开关电器高压开关电器165 4.2.5.5 其他操动机构其他操动机构（1）压缩空气（气动）操动机构）压缩空气（气动）操动机构压缩空气（气动）操动机构是以压缩空气推动活塞进行分、合闸操作的机构，或者仅以压缩空气进行单一的分、合闸操作，而以储能弹簧进行对应的合、分闸操作的机构。气动操动机构功率大、动作快，可快速自动重合闸，其空气压缩机一般采用交流电动机，暂时失去电动机电源仍可操作，直至气压闭锁。 4.2 高压开关电器高压开关电器166 结构和特点压缩空气操动机构由制动阀、合闸

99、线圈、分闸线圈和合闸弹簧、缓冲器、分闸保持掣子、脱扣器、压缩空气罐、凸轮以及其他零部件组成。其主要特点是：a.结构简单，动作可靠，易损件少，机械寿命长。b.不存在慢分和慢合的问题。c.机构缓冲性能好。d.断路器分、合闸机械特性稳定。e.减少了设备投资和检修工作量。4.2 高压开关电器高压开关电器167 动作原理气动合闸、弹簧分闸的气动操动机构原理 如图4.27所示。合闸时，电磁铁1通电，铁芯推动启动阀2的顶杆把阀口打开，使压缩空气通过保持阀3及复归阀8而将中间阀4打开。压缩空气通过调节螺钉5上端的孔口进入工作阀7活塞的下面，推动活塞向上运动而使断路器合闸。在合闸过程中，若合闸信号提前撤除，则保

100、持阀球向上封住阀口而保证合闸过程继续进行到底。4.2 高压开关电器高压开关电器168 合闸完毕时，工作阀7的活塞打开通向复归阀的孔口，使复归阀的活塞向右运动，中间阀活塞上部的压缩空气通过复归阀排向大气，中间阀复位，工作阀活塞下的压缩空气通过阀下部的排气口排出，活塞下落复位。4.2 高压开关电器高压开关电器169 图图4.27 气动操动机构原理气动操动机构原理1电磁铁；2启动阀；3保持阀；4中间阀；5调节螺钉；6缓冲垫；7工作阀；8复归阀 4.2 高压开关电器高压开关电器170 （2）永磁操动机构）永磁操动机构永磁操动机构不同于电磁操动机构和弹簧操动机构，它是一种崭新的用于真空断路器的操动机构。

101、它利用电磁铁操动，永久磁铁锁扣，电容器储能，电子器件控制。在进行分、合闸操作时，储能电容器向分闸线圈或合闸线圈放电，使其受电励磁，从而产生电磁吸力驱动铁芯运动。 图4.28为双稳态、双线圈永磁操动机构示意图。 4.2 高压开关电器高压开关电器171 图图4.28 双稳态、双稳态、双线圈永磁双线圈永磁机构示意图机构示意图1驱动杆；2分闸线圈；3合闸线图；4动铁芯；5永磁体（钕铁硼）；6导磁块；7静铁芯 4.2 高压开关电器高压开关电器172 永磁操动机构的控制采用现代化的电力电子技术构成电子控制单元。一般采用接近开关来检测开关的分、合闸状态。这种操动机构的主要特点是：断路器的合、分闸靠永久磁铁的

102、吸力来完成，机构的零件仅为过去的11013，结构简化，使得产品的可靠性提高，基本无需维修。断路器的分、合闸位置靠永久磁铁的吸力保持，无需电源长期供电，在合、分闸时仅给操作线圈通上规定的较小反向电流，用电很省，机构及控制单元依靠高可靠性的电池和可充电电池共同供电即可。4.2 高压开关电器高压开关电器173 利用接近传感器和电力电子等技术形成二次无触点电气回路，避免了有触点的不可靠因素。使用一些新的耐磨、耐环境影响的特殊材料和元件，使得机构可靠性进一步提高。永磁操动机构在力和动作行程上可达到较完善的结合，避免了使用弹簧操动机构时与真空断路器的不配合的情况，从而提高了真空断路器的可靠性。永磁操动机构

103、的动作速度较快，典型的分闸时间为30ms，合闸时间为60ms，合分闸间隔可降低至80ms，关合速度可达1.0ms，增强了断路器的关合能力。4.2 高压开关电器高压开关电器174 可动部件少，机构的机械寿命可达到10万次。永磁操动机构也有其不足，它将弹簧机构的机械问题变成了电气电子问题，如电容器的寿命问题、永磁铁的保持力问题、提高刚分速度和减少分闸末速度之间的矛盾问题、永久磁铁的稳定性问题及防电磁干扰等问题。4.2 高压开关电器高压开关电器175 4.2.6.1 隔离开关的用途与类别隔离开关的用途与类别隔离开关的主要用途，是保证高压电气装置检修工作的安全。隔离开关也可以用来断开或接通小电流电路，

104、因为这时隔离开关触头上不会发生强大的电弧。 4.2.6 隔离开关隔离开关4.2 高压开关电器高压开关电器176 隔离开关按装置地点可分为户内用和户外用的；按极数可分为单极的和三极的；按支柱绝缘子数目可分为单柱式、双柱式和三柱式；按隔离开关的动作方式可分为闸刀式、旋转式和插入式；按有无接地闸刀可分为带接地闸刀和不带接地闸刀的；按用途可分为一般用、快速分闸用和变压器中性点接地用等。4.2 高压开关电器高压开关电器177 4.2.6.2 隔离开关的技术参数与型号隔离开关的技术参数与型号（1）隔离开关的主要技术参数）隔离开关的主要技术参数额定电压（kV）：是指隔离开关长期运行时承受的工作电压。最高工作

105、电压（kV）：是指由于电网电压的波动，隔离开关所能承受的超过额定电压的电压。它不仅决定了隔离开关的绝缘要求，而且在相当程度上决定了隔离开关的外部尺寸。额定电流（A）：是指隔离开关可以长期通过的工作电流，即长期通过该电流，隔离开关各部分的发热不超过允许值。4.2 高压开关电器高压开关电器178 热稳定电流（kA）：是指隔离开关在某一规定的时间内，允许通过的最大电流。它表明了隔离开关承受短路电流热稳定的能力。极限通过电流峰值（kA）：是指隔离开关所能承受的瞬时冲击短路电流。这个值与隔离开关各部分的机械强度有关。4.2 高压开关电器高压开关电器179 （2）高压隔离开关的型号）高压隔离开关的型号高压

106、隔离开关的型号主要由以下六个部分组成：-/第一位表示产品名称：G隔离开关；第二位表示安装地点：N户内型；W户外型；第三位表示设计序号，用数字1，2，3，表示；第四位表示额定电压（kV）；第五位表示补充特性：C瓷套管出线；D带接地开关；K快分型；G改进型；T统一设计；第六位表示额定电流（A）。4.2 高压开关电器高压开关电器180 4.2.6.3 隔离开关的结构类型隔离开关的结构类型（1）GN19-10系列插入式户内高压隔离开关 GN19-10系列插入式户内高压隔离开关，其结构如图4.29所示，采用三相共底座结构，主要由静触头、底座、支柱绝缘子、拉杆绝缘子、动触头组成。隔离开关的导电部分由动触头

107、和静触头组成，每相导电部分通过两个支柱绝缘子固定在底座上，三相平行安装；每相动触头中间均连有拉杆绝缘子，拉杆绝缘子与安装在底座上的转轴相连，转动转轴，拉杆绝缘子操动动触头完成分、合闸。 4.2 高压开关电器高压开关电器181 图图4.29 GN19-10型插入式户内型插入式户内高压隔离开关结构及安装尺寸1静触头；2底座；3支柱绝缘子；4拉杆绝缘子；5动触头 4.2 高压开关电器高压开关电器182 隔离开关动静触头的接触压力是靠两端接触弹簧维持的，每相动触头为两片槽型铜片，它不仅增大了动触头的散热面积，对降低温度有利，而且提高了动触头的机械强度，使隔离开关的动稳定性提高。如该系列中GN19-10

108、1000型及GN19-101250型在动、静触头接触处装有两件磁锁压板，当有很大的短路电流通过时，磁锁压板相互间产生的吸引电磁力增加了动、静触头的接触压力，从而增大了触头的动稳定性。4.2 高压开关电器高压开关电器183 隔离开关在分闸时由操作拐臂带动转轴旋转，使操作绝缘子向上顶着闸刀，使闸刀和静触头分开，闸刀绕底座旋转，静触头也在闸刀的带动下向上移动至分闸位置。合闸时由操作拐臂带动转轴旋转，使操作绝缘子拉着闸刀向下转动，在和静触头相遇后带动静触头旋转，一起转至合闸位置。4.2 高压开关电器高压开关电器184 （2）GW6-220GD型户外单柱式隔离开关GW6-220GD型户外单柱式隔离开关每

109、极具有两个绝缘子，即支柱绝缘子6和操作绝缘子7。由于只有一个支柱绝缘子，故为单柱式。静触头1固定在架空硬母线或悬挂在架空软母线上。动触头2固定在导电折架3上。通过操动机构操作绝缘子转动，带动传动装置操作导电折架上下运动，从而使动触头垂直上下运动，夹住或释放静触头，即可实现合、分闸，形成电气绝缘断口。其结构如图4.30所示，图中虚线部分是合闸位置时可动部分的位置。4.2 高压开关电器高压开关电器185 图图4.30 GW6-220GD型户外单柱式型户外单柱式隔离开关结构隔离开关结构1静触头；2动触头；3导电折架；4传动装置；5接线板；6支柱绝缘子；7操作绝缘子；8接地开关；9底座 4.2 高压开

110、关电器高压开关电器186 （3）GW4-110型户外双柱式隔离开关GW4-110型户外双柱式隔离开关可配用手动、电动和气动操动机构，三相联动操作，根据需要还可配装接地开关。该型隔离开关结构简单紧凑、尺寸小、质量轻，广泛用于10k110kV配电装置中，GW4-110型双柱式隔离开关的单极结构 如图4.31所示。该型隔离开关为双柱单断口水平旋转式结构，由底座、支柱绝缘子、导电部分和操动机构组成。 4.2 高压开关电器高压开关电器187 图图4.31 GW4-110型型户外双柱式隔户外双柱式隔离开关单极结构离开关单极结构1，2支柱绝缘子；3连杆；4操动机构的牵引杆；5支柱绝缘子的轴；6，7闸刀；8触

111、头；9，10接线端子；11，12挠性连接的导体；13底座；6，7断开位置的闸刀 4.2 高压开关电器高压开关电器188 （4）GW5-110D型户外V形隔离开关GW5-110D型户外V形隔离开关由双柱隔离开关改进而成。其特点是将闸刀分成两半，以减少闸刀导电杆长度，操作时闸刀水平等速运动，使冰层受到很大剪力而易于破冰；合闸时支柱绝缘子受弯折力，因而要求绝缘子具有较高强度；因闸刀水平转动，相间距离要求较大。该型隔离开关由底座、棒式支柱绝缘子、闸刀、左右触头和传动部分等组成。GW5-110D型隔离开关单极外形如图4.32所示。 4.2 高压开关电器高压开关电器189 图图4.32 GW5-110D型

112、户外型户外V形隔离开关单极外形形隔离开关单极外形1底座；2，3闸刀；4接线端子；5挠性连接导体；6棒式支柱绝缘子；7支承座；8接地刀闸 4.2 高压开关电器高压开关电器190 V形隔离开关可配用手动、电动或气动操动机构，也可根据需要配装接地开关。其结构简单、尺寸小、质量轻，广泛用于35110kV电压等级配电装置中。4.2 高压开关电器高压开关电器191 （5）GW4-690型户外三柱式隔离开关GW4-690型的户外三柱式隔离开关采用三柱双断口水平旋转开启式结构，由底座、支柱绝缘子、导电闸刀、静触头、传动装置和操动机构等组成。静触头分别在两边的棒形支柱绝缘子上端，中间棒形支柱绝缘子用以支持闸刀，

113、并可带动闸刀作水平转动。图4.33是GW4-690D（w）630、1000、1250型户外三柱式隔离开关单极外形图。隔离开关与接地开关之间设有机械联锁，以保证隔离开关在合闸位置时接地开关不能合闸，接地开关在合闸位置时隔离开关不能合闸。机械联锁是利用设在主极中间轴承座上的一对月牙板来实现的。4.2 高压开关电器高压开关电器192 图图4.33 GW4-690D（w）/630、1000、1250型型户外三柱式隔离户外三柱式隔离开关单极外形图开关单极外形图1底座；2支柱绝缘子；3静触头；4主闸刀；5接地开关；6拉杆；7M1675六角螺栓；8M1665六角螺栓；9M16六角螺母；10M16弹簧垫；11

114、垫片 4.2 高压开关电器高压开关电器193 4.2.6.4 隔离开关的操动机构隔离开关的操动机构（1）手动操动机构）手动操动机构手动操动机构有杠杆式和蜗轮式两种 。手动操动机构结构简单、价格低廉、维护工作量少，而且在合闸操作后能及时检查触头的接触情况，因此被广泛应用。CS6型杠杆式手动操动机构CS6型杠杆式手动操动机构主要用于户内式高压隔离开关，其结构示意图如图4.34所示。 4.2 高压开关电器高压开关电器194 图图4.34 CS6型杠杆式手动操动机构结构图型杠杆式手动操动机构结构图 表示合闸位置； -虚线表示分闸位置；表示手柄的转动方向1手柄；2接头；3牵引杆；4拐臂；6扇形杆；7底座

115、；5，8，9，10连杆；11，12小轴径杆；F辅助触点盒 4.2 高压开关电器高压开关电器195 CS9型蜗轮式手动操动机构CS9型蜗轮式手动操动机构结构图如图4.35所示。 4.2 高压开关电器高压开关电器196 图图4.35 CS9型蜗轮式手动操动机构结构图型蜗轮式手动操动机构结构图1摇把；2轴；3蜗杆；4蜗轮；5牵引杆；6连杆；7窄板 4.2 高压开关电器高压开关电器197 （2）动力式操动机构）动力式操动机构当需要对隔离开关进行远距离操作时，可采用动力式操动机构。动力式操动机构包括电动操动机构（CJ系列）、压缩空气操作机构（CQ系列）和电动液压操动机构（CY系列）。CJ2-XG型电动操

116、动机构属于户外用动力式机构，用于GW4、GW7型等高压隔离开关或接地开关的分、合闸操作，可进行远方控制，也可就地电动控制或利用手柄进行手动操作。4.2 高压开关电器高压开关电器198 CJ2-XG型电动操动机构结构如图4.36所示，机构箱为三面开门结构，用专门钥匙打开前门，并从箱内两侧拧开蝶形螺母，则可打开两侧门，以便安装维修。机构箱内装有电控操作的分、合闸按钮及辅助开关，辅助开关可用于指示隔离开关的合闸或分闸位置。CJ2-XG型电动操动机构的工作原理如图4.37所示。4.2 高压开关电器高压开关电器199 图图4.36CJ2-XG型电型电动操动机动操动机构结构构结构 1接触器及热继电器；2机

117、械箱；3减速装置机构；4接触器；5分合位置指示器；6操动按钮；7限位开关；8辅助开关；9，10接线板；11出线盒 4.2 高压开关电器高压开关电器200 图图4.37 CJ2-XG型电动操动机型电动操动机构工作原理构工作原理 1主轴；2键；3大齿轮；4挡钉；5小齿轮；6按钮；7限位开关；8弹簧压片；9限位板；10弹簧；11辅助开关；12接线板；13接触器；14热继电器；15连杆；16电动机；17手柄；18蜗轮；19蜗杆；20限位块 4.2 高压开关电器高压开关电器201 电动分闸时，按下分闸按钮，分闸接触器的控制线圈接通，接触器触点闭合，使电动机线路接通，电动机驱动齿轮与蜗轮减速装置，带动与主

118、轴相连的隔离开关或接地开关实现分闸。当主轴接近分闸终点位置时，装在蜗轮上的弹性压片使终点限位开关分开，切断分闸接触器的控制线圈的电流，接触器触点打开，电动机电源被切断，机械限位装置使机构限制在分闸准确位置。在分闸过程中，需要中途停止时，可按下停止按钮切断控制电源。4.2 高压开关电器高压开关电器202 4.2.6.5 隔离开关的使用知识隔离开关的使用知识（1）检查和维护）检查和维护隔离开关在交接验收时应检查：操动机构、传动装置、辅助切换开关及闭锁装置应安装牢固、动作灵活可靠、位置指示正确；三相不同期值应符合产品的技术规定；相间距离及分闸时触点打开角度和距离应符合产品的技术规定；触点应接触紧密良

119、好；油漆应完整，相色标志正确，接地良好。4.2 高压开关电器高压开关电器203 隔离开关在运行中应检查：绝缘子完整，无裂纹、无放电现象；操作连杆及机械各部分无损伤、无锈蚀，各机件紧固，位置正确，无歪斜、松动、脱落等不正常现象；闭锁装置良好，隔离开关的电磁闭锁或机械闭锁的销子、辅助触点的位置应正确；刀片和刀嘴的消弧角应无烧伤、过热、变形、锈蚀、倾斜，触头接触应良好，接头和触点不应有过热现象，其温度不应超过70；刀片和刀嘴应无脏污、无烧伤痕迹，弹簧片、弹簧及铜辫子应无断股、折断现象；接地开关应接地良好，特别是易损坏的可挠部分应无异常。4.2 高压开关电器高压开关电器204 （2）操作注意事项）操作

120、注意事项操作隔离开关前应注意检查断路器的分、合位置，严防带负荷操作隔离开关。在手动合上隔离开关时应迅速果断，但在合闸行程终了时，不能用力过猛，以防损坏支柱绝缘子或合闸过头。使用隔离开关切断小容量变压器的空载电流、切断一定长度的架空线路和电缆线路的充电电流、解环操作等，均会产生一定长度的电弧，此时应迅速拉开隔离开关，以便尽快灭弧。4.2 高压开关电器高压开关电器205 操作中若发生带负荷误合隔离开关时，即使合错，甚至在合闸时发生电弧，也不准将隔离开关再拉开，因为带负荷拉隔离开关可能造成三相弧光短路事故。若发现错拉隔离开关，在刀片刚离开固定触点时应立即合上，这样可以消灭电弧，避免事故。但如果隔离开

121、关刀片已离开固定触点，则不得将误拉的隔离开关再合上。合闸操作后，应检查接触是否紧密；拉闸操作后，应检查每相是否均已在断开位置。操作完毕后，应将隔离开关的操作把手锁住。4.2 高压开关电器高压开关电器206 （3）检修）检修隔离开关的小修一般每年进行一次，污垢严重的地区应适当缩短周期。小修的项目包括：清除隔离开关绝缘表面的灰尘、污垢，检查有无机械损伤，并更换损伤严重的部件。清除传动和操动机构裸露部分的灰尘和污垢，对主要活动环节加润滑油。检查接线端、接地端的连接情况，拧紧松动的螺栓，检查触头有无烧伤。4.2 高压开关电器高压开关电器207 进行35次分、合闸试验，观察其动作是否灵活、准确；机械联锁

122、、电气联锁、辅助开关的触点应无卡滞或传动不到位的现象。清除个别部件的缺陷，清理触点的接触面，并涂凡士林油等。隔离开关每35年或操作达1000次以上时应进行一次大修。 4.2 高压开关电器高压开关电器208 大修项目包括：导电系统的检修。 传动机构与操动机构。 检查并旋紧支持底座或构架的固定螺丝；接地端应紧固，接地线应完整无损。根据厂家说明书或有关工艺标准的要求，调整闸刀的张开角度或开距；调整合闸的同期性、接触压力、备用行程等。机械联锁与电磁联锁装置应正确可靠，有缺陷时应处理调试好。4.2 高压开关电器高压开关电器209 清除辅助开关上的灰尘与油泥，检查并调整其小拐臂、传动杆、小弹簧及触片的压力

123、，打磨接触点，活动关节处点润滑油，以使其正确动作，接触良好。按规定进行绝缘子（或绝缘拉杆）的绝缘试验；对工作电流接近额定电流的刀闸或因过热而更换的新触点、导电系统拆动较大的刀闸，还应进行接触电阻试验；对电动或气动刀闸操作部分的二次回路各元件以及电磁锁、辅助开关的绝缘，用500V或1000V兆欧表测量其绝缘电阻，其值应不小于1M；进行1000V的交流电耐压试验。4.2 高压开关电器高压开关电器210 对隔离开关的支持底座（构架）、传动机构、操动机构的金属外露部分除锈刷漆；对导电系统的法兰盘、屏蔽罩等部分根据需要涂相色漆等。检修后的隔离开关应达到绝缘良好、操作灵活、分闸顺利、合闸接触可靠四点基本要

124、求；同时在操作中，各部件不能发生变形、失调、振动等异常情况。 4.2 高压开关电器高压开关电器211 为此应对隔离开关进行以下调整：调整触头间的相对位置、备用行程、闸刀的张开角度和开距等使其符合技术要求。调整闸刀的分、合闸限位止钉，使其满足防止分、合闸操作时越位的要求。调整隔离开关三相分、合闸同期性、接触压力等使其符合技术要求。进行35次分、合闸试验，观察其动作是否灵活、准确，机械联锁、电气联锁、辅助开关的触点应无卡滞或传动不到位的现象。隔离开关的机械调整先在手动状态下进行，再以电动或气动操作进行校核。 4.2 高压开关电器高压开关电器212 4.2.7.1 负荷开关的作用与特点负荷开关的作用

125、与特点负荷开关带有简单的灭弧装置，因此有一定的灭弧能力，能开断和关合额定负荷电流的开关，也可用来分合小于一定倍数（通常为34倍）的过载电流及分合比隔离开关允许容量更大的空载变压器或更长的空载线路，有时也用来开断和关合大容量的电容器组。4.2.7 负荷开关负荷开关4.2 高压开关电器高压开关电器213 负荷开关与限流熔断器串联组合成一个整体的负荷开关，称为负荷开关熔断器组合电器，可以在一定场合代替断路器使用。这种组合电器的价格比断路器低得多，可以有效地减少设备的投资费用，而且具有显著的限流作用，可以在发生短路事故时大大降低电网的动稳定性和热稳定性。但由于限流熔断器为一次性动作使用的电器，因此这种

126、代替只能用于电压不高、容量不大和不太重要的场所。 它用于保护变压器比用断路器更为有效，其切除故障时间更短，不易发生变压器爆炸事故。4.2 高压开关电器高压开关电器214 基于负荷开关的工作特点，它在结构上应满足的要求如下：（1）要有明显可见的间隙。负荷开关在分闸位置时要有明显可见的间隙。 （2）经受开断次数要多。 （3）要能关合短路电流。 4.2 高压开关电器高压开关电器215 现代负荷开关有两个明显的特点：一是具有三工位，即合闸-分闸-接地；二是灭弧与载流分开，灭弧系统不承受动热稳定电流，而载流系统不参与灭弧。4.2 高压开关电器高压开关电器216 4.2.7.2 负荷开关的结构类型负荷开关

127、的结构类型负荷开关多种多样，按其灭弧方式可分为油负荷开关、磁吹负荷开关、压气式负荷开关、产气式负荷开关、真空负荷开关和六氟化硫负荷开关，其中油负荷开关、磁吹负荷开关已被淘汰，真空负荷开关和六氟化硫负荷开关则与同类高压断路器有诸多相通之处，故在此仅介绍产气式与压气式负荷开关。4.2 高压开关电器高压开关电器217 （1）产气式负荷开关）产气式负荷开关利用固体产气材料在电弧作用下产生气体来进行灭弧的负荷开关称为产气式负荷开关，它属于自能灭弧方式。 管式灭弧室。其结构及开断过程如图4.38所示，在这种灭弧室中，灭弧室本身不动，只有隔离闸刀和弧触刀运动。 当开断大电流时，可以采用气吹方法及通过对流原理

128、，耗散电弧能量；开断小电流时，可以利用大面积的塑料壁冷却效应，将电弧能量变成塑料最外层的分解热或吸收热。4.2 高压开关电器高压开关电器218 图图4.38 管式灭弧室结构及开断过程管式灭弧室结构及开断过程（a）弧室结构；（b）、（c）开断过程1开关主轴；2绝缘拉杆；3隔离闸刀；4保持触头；5随动弧刀；6随动销；7弹簧；8灭弧室 4.2 高压开关电器高压开关电器219 板式灭弧室。其特点是只有弧触刀和主触刀运动，灭弧板则固定不动。 关合时，主触刀和弧触刀并列，主触刀先打开，随后弧触刀与弧触头迅速分离，在电弧的作用下，板式灭弧壁产气而使电弧熄弧。为了增强开断小电流的灭弧效应，有的灭弧室在灭弧板上

129、加磁板，形成磁吹拉弧效应，以利于小电流的开断。FN5-10RD（L）型板式产气式负荷开关（电动操动机构）的结构如图4.39所示，它是由负荷开关和熔断器组成， 4.2 高压开关电器高压开关电器220 图图4.39 FN5-10RD（L）型板式产气）型板式产气式负荷开关（电动操动机构）结构式负荷开关（电动操动机构）结构（a）侧视图；（b）前视图1底座；2支柱绝缘子；3熔断器；4脱扣装置；5动触头；6灭弧管；7导向片；8静触头；9分合闸机构；10CJ型电动操动机构 4.2 高压开关电器高压开关电器221 其基本结构如下：a.导电回路，包括动触头、静触头、灭弧管和熔断器等。动触头由两片平行的刀片组成，

130、其连接是由支撑件与弹簧拉紧，在动触头中间装有开断负荷电流的灭弧管，每相动触头中部处装有一拉杆，拉杆的另一端与底座上的转轴相连。静触头设有导向片，且固定在支柱绝缘子上。b. 支柱绝缘子，底座上装有9个支柱绝缘子，它们分别支撑着各相导电回路和熔断器。c. 操动机构，在底座旁边装有分合闸机构，分闸弹簧装在底座中部，另外还设有脱扣装置和自动联锁装置。4.2 高压开关电器高压开关电器222 为了安全，在负荷开关与接地开关之间应采用可靠的机械联锁。当负荷开关处于合闸位置时，接地开关拒绝合闸；反之，当接地开关处于合闸状态时，负荷开关拒绝合闸。采用电动操动机构时，若接地隔离开关处于合闸位置，其控制系统将自动与

131、电源分离而断电，这时负荷开关拒绝合闸；当接地开关处在分闸位置时，其控制系统自动接通电源，这时才可操作负荷开关合闸。4.2 高压开关电器高压开关电器223 （2）压气式负荷开关）压气式负荷开关利用活塞和气缸在开断过程中的相对运动将空气压缩，再利用被压缩的空气而熄弧的负荷开关，称为压气式负荷开关。通过增大活塞和气缸容积，加大压气量，可提高开断能力。但其结构复杂，操作功率大。压气式负荷开关可分为转动式结构和直动式结构两种。4.2 高压开关电器高压开关电器224 转动式结构的负荷开关。转动式结构的负荷开关通过闸刀摆动完成关合和隔离。关合时，弧刀摆动插入压气室内；开断时，靠压气而熄弧。由于它的气缸出口为

132、一条狭缝，且动触刀为一宽度仅为20mm左右的刀片，触头分开后，电弧在一狭缝中燃烧，气压较集中，对熄弧有利，因而开断能力也较强。FN3-10RT型转动式结构的压气式高压负荷开关结构如图4.40所示，主要由隔离开关和熔断器两部分组成。4.2 高压开关电器高压开关电器225 图图4.40FN310RT型压气高压负荷开关结构型压气高压负荷开关结构1框架；2上绝缘子；3下绝缘子；4闸刀；5下触座；6动弧触头；7工作静触头8绝缘拉杆；9拐臂；10接地螺栓；11小拐臂；12绝缘拉杆；13熔断器 4.2 高压开关电器高压开关电器226 直动式结构的负荷开关这种负荷开关将载流和灭弧分开，压缩空气要由操动机构提供

133、压缩功，通过导电杆上下直动而压气熄弧。FN11-10型直动式结构的压气式负荷开关结构如图4.41所示，其基本结构包括导电部分、绝缘部分和操动机构部分。其下半部分是熔断器，而上半部分是负荷开关本身。对压气式负荷开关来说，为了提高灭弧效果有的采用混合灭弧原理，如压气加产气。4.2 高压开关电器高压开关电器227 图图4.41 FN11-10型压气式负荷开关结构型压气式负荷开关结构（a）FN1110（D）630型；（b）FN1110（D，R）100型1框架；2支柱绝缘子；3导电装置；4熔断器；5自动脱扣机构；6接地开关；7拐臂；8合闸弹簧；9操动机构；10分闸弹簧 4.2 高压开关电器高压开关电器2

134、28 4.2.7.3 负荷开关的使用负荷开关的使用负荷开关调整时应注意以下几点：（1）负荷开关合闸时，应使辅助刀闸先闭合，主刀闸后闭合；分闸时，应使主刀闸先断开，辅助刀闸后断开。（2）在负荷开关合闸时，主固定触头应可靠地与主刀片接触；分闸时，三相灭弧刀片应同时跳离固定灭弧触头。（3）灭弧筒内产生气体的有机绝缘物应完整无裂纹，灭弧触头与灭弧筒的间隙应符合要求。4.2 高压开关电器高压开关电器229 （4）负荷开关三相触头接触的同期性和分闸状态时触头间的净距及拉开角度应符合产品的技术规定。刀闸打开的角度，可通过改变操作杆的长度及操作杆在扇形板上的位置来达到。（5）合闸时，在主刀闸上的小塞子应正好插

135、入灭弧装置的喷嘴内，不应与喷嘴发生剧烈碰撞。4.2 高压开关电器高压开关电器230 4.3 低压开低压开关电器关电器4.3 低压开关电器低压开关电器231 低压开关电器是指用于交流50Hz、额定电压在1200V及以下或直流额定电压在1500V及以下的电路正常投切和故障切除的电气设备。常见的低压开关电器有刀开关、接触器、自动空气开关以及专用于发电机励磁回路的灭磁开关等。4.3.1 低压开关电器概述低压开关电器概述4.3 低压开关电器低压开关电器232 4.3.2.1 刀开关概述刀开关概述刀开关用于不频繁接通和分断低压供电线路，还可用作隔离电源以保证检修人员的安全。另外，还可用于小容量鼠笼式异步电

136、动机的直接启动。刀开关的种类很多，按极数不同可分为单极、双极和三极；按动触刀的转换方向不同可分为单掷和双掷；按操作方式不同可分为直接手柄操作式和远距离连杆操作式；按灭弧情况不同可分为有灭弧罩和无灭弧罩等。4.3.2 刀开关刀开关4.3 低压开关电器低压开关电器233 4.3.2.2 刀开关的结构类型刀开关的结构类型（1）HD系列、HS系列单投和双投刀开关HD系列、HS系列单投和双投刀开关适用于交流50Hz、额定电压至380V、直流至220V，额定电流至1500A的成套配电装置中，作为不频繁地手动接通和分断交、直流电路或作隔离开关用。其典型结构如图4.42所示，主要由操作手柄、静触头、动触刀、绝

137、缘底板、接线端子等部件构成。4.3 低压开关电器低压开关电器234 图图4.42 HD11（左）与（左）与HD13（右）系列刀开关结构（右）系列刀开关结构1操作手柄；2静触头；3动触刀；4灭弧罩；5绝缘底板；6接线端子 4.3 低压开关电器低压开关电器235 （2）HK系列开启式负荷开关开启式负荷开关又名瓷底胶盖闸刀开关。HK系列闸刀开关结构如图4.43所示，由刀开关和熔断器组合而成，瓷底座上装进线座、静触头、熔体、出线座及带瓷质手柄的刀片式动触刀，上面装有起保护作用的胶盖，防止操作时触及带电部分和分断时产生的电弧飞出。4.3 低压开关电器低压开关电器236 图图4.43 HK系列闸刀开关结构

138、系列闸刀开关结构1瓷底座；2熔体；3进线座；4出线座；5静触头；6瓷质手柄；7上胶盖；8下胶盖 4.3 低压开关电器低压开关电器237 （3）HH系列封闭式负荷开关封闭式负荷开关又名铁壳开关。HH系列铁壳开关的结构如图4.44所示，它由刀开关、熔断器、灭弧装置、操动机构和钢板（或铸铁）做成的外壳构成。其三把闸刀固定在一根绝缘方转轴上，由手柄操纵。4.3 低压开关电器低压开关电器238 铁壳开关的操动机构具有以下两个特点：一是设有联锁装置，保证开关在合闸状态下开关盖不能开启，而开启时不能合闸，以保证操作安全；二是采用储能分、合闸方式，其操动机构中，在手柄转轴与底座之间装有速动弹簧，能使开关快速接

139、通与断开，且与手柄操作速度无关，这样有利于迅速灭弧。 4.3 低压开关电器低压开关电器239 图图4.44 HH系系列铁壳列铁壳开关结构开关结构1底座；2熔断器；3闸刀；4速动弹簧；5转轴；6手柄 4.3 低压开关电器低压开关电器240 （4）熔断器式刀开关熔断器式刀开关又称刀熔开关，有多种结构型式，一般多采用有填料熔断器作为开关的动触头，其结构如图4.45所示。它广泛应用于开关柜或与终端电器配套的电气装置中，作为线路或用电设备的电源隔离开关及严重过载和短路保护之用。在回路正常供电的情况下，接通和切断电源由隔离刀开关来承担；当线路或用电设备过载或短路时，熔断器的熔体熔断，并及时切断故障电流。4

140、.3 低压开关电器低压开关电器241 图图4.45 熔断器式刀开关结构熔断器式刀开关结构1RT型熔断器；2触头；3连杆；4操作手柄；5低压配电屏板面 4.3 低压开关电器低压开关电器242 4.3.2.3 刀开关的使用要点刀开关的使用要点刀开关在安装和使用时应注意下列事项：（1）刀开关应该垂直安装，只有在不切断电流的情况下，才允许水平安装。（2）电源进线应接在静触头一边的进线端（进线座应在上方），用电设备应接在动触头一边的出线端，这样当开关断开时，闸刀和熔体均不带电，以保证更换熔丝时的安全。（3）安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装或平装，以防止闸刀松动落下时误合闸。4.3 低压开

141、关电器低压开关电器243 （4）刀片与静触头的接触应良好，大电流的触头或刀片可适量加润滑油（脂）。（5）有灭弧触头的刀开关，各相分闸动作应迅速一致。（6）双投刀开关在分闸位置时，刀片应能可靠固定，不得使刀片有自行合闸的可能。（7）铁壳开关外壳应可靠接地，防止意外漏电造成触电事故。操作时人要在铁壳开关的手柄侧，不要面对开关，以免意外故障导致开关爆炸，使铁壳飞出伤人。4.3 低压开关电器低压开关电器244 （8）刀开关应按照产品使用说明书中规定的分断负载能力使用，分断严重过载将会引起持续燃弧，甚至造成相间短路，损坏开关。（9）无灭弧罩的刀开关不应分断带电流的负载，只能作隔离电源用，其合闸顺序是要先

142、合上刀开关，再合上控制负载的开关电器；分闸顺序则相反，要先使控制负载的开关电器分闸，然后再拉开刀开关。4.3 低压开关电器低压开关电器245 4.3.3.1 接触器概述接触器概述接触器是一种自动控制电器，可以实现远距离接通和断开主电路，允许频繁操作。它工作可靠，还具有零压保护、欠压释放保护等作用。接触器是电力拖动自动控制系统中应用最广泛的电器之一。接触器按其线圈通过电流种类不同，分为交流接触器和直流接触器两种。4.3.3 接触器接触器4.3 低压开关电器低压开关电器246 4.3.3.2 接触器的结构类型接触器的结构类型（1）CJ10系列交流接触器交流接触器广泛用于交流电路的开断和控制。其结构

143、主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置等组成，如图4.46所示。电磁系统。电磁系统由线圈、动铁芯、静铁芯组成。 触点系统。触点系统是接触器的执行元件，必须工作可靠、接触良好，因此交流接触器的触点多由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。4.3 低压开关电器低压开关电器247 主触点用以接通或分断所控制的电路，一般只有常开触点；辅助触点用于控制电路，常有两对具有常开和常闭功能的触点，起电气联锁作用，故又称联锁（自保或互锁）触点。灭弧装置。交流接触器在分断大电流电路时，往往会在动、静触点之间产生很强的电弧。电弧的熄灭方法一般采用双断口结构的电动力灭弧和半封闭式绝缘栅片陶土灭弧罩。前者适用于容量

144、较小（10A以下）的接触器，而后者适用于容量较大（20A以上）的接触器。常用的CJT1系列、CJ12系列和CJ20系列交流接触器。其外观如图4.47所示4.3 低压开关电器低压开关电器248 图图4.46 交流接触器的结构交流接触器的结构1触点压力簧片；2灭弧罩；3触点弹簧；4垫毡；5动触点；6静触点；7衔铁；8缓冲弹簧；9电磁线圈；10铁芯 4.3 低压开关电器低压开关电器249 图图4.47 交流接触器典型外观图交流接触器典型外观图（a）CJT1系列；（b）CJ12系列；（c）CJ20系列 4.3 低压开关电器低压开关电器250 （2）直流接触器直流接触器主要在直流输电线路中，用于远距离接

145、通或分断电路、控制直流电动机的启动、停止或反向。常用的直流接触器是CZ0系列，如图4.48所示，主要用于远距离接通与断开额定电压至440V、额定电流至600 A的直流输电线路，并适宜于直流电动机的频繁启动、停止、换向及反接制动。其额定电流分为40A、100A、150A、250A、400A、600A六种；其极数分单极和双极两种，线圈控制电压有24V、48V、110V、220V四种。4.3 低压开关电器低压开关电器251 额定电流150A及以下的直流接触器为立体布置结构，接触器的磁系统为拍合式，由绕棱角转动的衔铁和带骨架的线圈组成，主触点系统为直动式、双断点串联吹灭弧装置，如图4.48（a）所示。

146、额定电流250A及以上的接触器为平面布置结构，改型设计的直流接触器衔铁棱角转动改为轴承结构，辅助开关由衔铁摆动机构改为平行滑动，吸引线圈为双线组线圈，主触点系统为绕转轴转动的指示单断点串联磁吹灭弧装置， 如图4.48（b）所示。4.3 低压开关电器低压开关电器252 图图4.48 CZ0系列直流接触器系列直流接触器（a）立体布置结构；（b）平面布置结构 4.3 低压开关电器低压开关电器253 4.3.3.3 接触器的使用要点接触器的使用要点接触器使用寿命的长短及工作的可靠性，不仅取决于产品本身的技术性能，而且与产品的使用维护是否得当有关。接触器在使用中应注意以下问题：（1）接触器的额定电压应大

147、于或等于负载回路的额定电压。主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。在频繁启动，制动和正、反转的场合，主触点的额定电流要选大一些。4.3 低压开关电器低压开关电器254 （2）从人身及设备安全角度考虑，线圈电压可选择低一些；但从简化控制线路、节省变压器考虑，也可选用380V的。线圈电压应与控制电路电压一致，接触器的触点数量和种类应满足控制电路的要求。（3）根据所控制对象电流类型来选用交流或直流接触器。如控制系统中主要是交流对象，而直流对象容量较小，也可全用交流接触器，但触点的额定电流要选大些。20A以上的接触器加有灭弧罩，可利用断开电路时产生的电磁力快速拉断电弧，以保护触点。4.3 低压开

148、关电器低压开关电器255 （4）接触器安装前应检查产品的铭牌及线圈上的数据（如额定电压、电流、操作频率和负载因数等）是否符合实际使用要求。安装时应注意检查用于分合接触器的活动部分，要求产品动作灵活无卡住现象。当接触器铁芯极面涂有防锈油时，使用前应将铁芯极面上的防锈油擦净，以免油垢黏滞而造成接触器断电不释放。检查和调整触点的工作参数（开距、超程、初压力和终压力等），并使各极触点同时接触。4.3 低压开关电器低压开关电器256 （5）接触器安装接线时，应注意勿使螺钉、垫圈、接线头等零件遗漏，以免落入接触器内造成卡住或短路现象。安装时，应将螺钉拧紧，以防振动松脱。安装后应检查接线正确无误后，在主触点

149、不带电的情况下，先使吸引线圈通电分合数次，检查产品动作是否可靠，然后才能投入使用。用于可逆转换的接触器，为保证联锁可靠，除装有电气联锁外，还应加装机械联锁机构。4.3 低压开关电器低压开关电器257 （6）接触器在使用时应定期检查产品各部件，要求可动部分无卡住、紧固件无松脱现象，各部件如有损坏应及时更换。触点表面应经常保护清洁，不允许涂油；当触点表面因电弧作用而形成金属小珠时，应及时清除。当触点严重磨损后，应及时调换触点。但应注意，银及银基合金触点表面在分断电弧时生成的黑色氧化膜接触电阻很低，不会造成接触不良现象，因此不必锉修，否则将会大大缩短触点寿命。带有灭弧室的接触器绝不能不带灭弧室使用，

150、以免发生短路事故；陶土灭弧罩易碎，应避免碰撞，如有碎裂，应及时调换。4.3 低压开关电器低压开关电器258 4.3.4.1 低压断路器概述低压断路器概述低压断路器是指能接通、承载及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（过载或短路）下接通、承载一定时间和分断电流的开关电器，也称自动空气开关。它是一种具有失电压、过载和短路等多种保护功能的开关电器，可用来控制线路及不频繁启动的电动机。低压断路器的结构如图4.49所示，它由触头系统、脱扣器、操动机构、灭弧装置等组成。4.3.4 低压断路器低压断路器4.3 低压开关电器低压开关电器259 图图4.49 低压断路器的结构低压断路器的结构1

151、主触头；2自由脱扣机构的锁扣；3过电流脱扣器；4分励脱扣器；5热脱扣器；6欠电压脱扣器；7按钮 4.3 低压开关电器低压开关电器260 （1）触头系统：包括主触头和辅助触头。主触头用于分、合主电路，有单断口指式触头、双断口桥式触头、插入式触头等几种形式，通常是由两对并联触头（即工作触头和灭弧触头）所组成。其工作触头主要用来通过工作电流，灭弧触头的作用是在接通和断开电路时保护工作触头不被电弧烧伤。辅助触头用于控制电路，用来反映断路器的位置或构成电路的联锁。4.3 低压开关电器低压开关电器261 （2）脱扣器：脱扣器可以实现断路器的各种保护功能。过流脱扣器利用短路时电流增大的特点实现短路保护；热脱

152、扣器则利用过载电流热效应实现过负荷保护。它一般为双金属片结构，当电流超过额定值时热元件发热使双金属片变形而导致断路器分闸。4.3 低压开关电器低压开关电器262 （3）操动机构：包括传动机构和自由脱扣机构。其作用是用手动或电动来操作触头的合、分，在出现过载、短路时可以自由脱扣。当断路器合闸时，传动机构把合闸命令传递到自由脱扣机构，使触头闭合。（4）灭弧装置：其作用是吸引开断大电流时产生的电弧，使长弧被分割成短弧，通过灭弧栅片的冷却，使弧柱温度降低，最终熄灭电弧。其结构因断路器的种类而异：框架式低压断路器常用金属栅片式灭弧室，由石棉水泥夹板、灭弧栅片及灭焰栅片所组成；塑壳式低压断路器所用的灭弧装

153、置由红钢纸板嵌上栅片组成；快速低压断路器的灭弧装置还装有磁吹线圈。4.3 低压开关电器低压开关电器263 4.3.4.2 低压断路器的结构类型低压断路器的结构类型低压断路器主要分类方法是以结构形式分类，分为开启式和塑壳式两种。开启式又称为框架式或万能式，塑壳式又称为装置式。（1）塑壳式断路器塑壳式断路器有绝缘塑料外壳、内装触点系统、灭弧室及脱扣器等，可手动或电动（对大容量断路器而言）合闸，并有较高的分断能力和动稳定性，有较完善的选择性保护功能，广泛用于配电线路。4.3 低压开关电器低压开关电器264 目前常用的塑壳式断路器有DZ15、DZ20、DZX10（限流型）和C65N等系列产品。DZ15

154、系列 产品外观如图4.50（a）所示。C65N系列 为模数化小型高分断路器，具有体积小，分断能力高、限流性能好、操作轻便，型号规格齐全、导轨式安装等优点，广泛使用在60A及以下的民用照明支干线及支路中（多用于住宅用户的进线开关及商场照明支路开关）。其产品外观如图4.50（b）所示。4.3 低压开关电器低压开关电器265 图图4.50 塑壳式断路器外观塑壳式断路器外观(a)DZ15系列；(b)C65N模数化系列 4.3 低压开关电器低压开关电器266 （2）框架式断路器框架式断路器一般容量较大，具有较高的短路分断能力和较高的动稳定性，适用于交流50Hz、额定电流380V的配电网络中作为配电干线的

155、主保护。框架式断路器主要由触点系统、操作机构、过电流脱扣器、分励脱扣器、欠压脱扣器、附件及框架等部分组成，全部组件进行绝缘后装于框架结构底座中。图4.51为DW15、DW15C万能式断路器。 4.3 低压开关电器低压开关电器267 图图4.51 万能式断路器万能式断路器(a)DW15型；(b)DW15C型 4.3 低压开关电器低压开关电器268 （3）智能化断路器目前国内生产的智能化断路器有框架式和塑料外壳式两种。框架式智能化断路器主要用于智能化自动配电系统中的主断路器，塑料外壳式智能化断路器主要用在配电网络中分配电能和作为线路及电源设备的控制与保护之用，亦可用作三相笼型异步电动机的控制。国内

156、DW45、DW40、DW914（AH）、DW18（AES）、DW48、DW19（3WE）、DW17（ME）等型号智能化框架断路器和智能化塑壳断路器都配有ST系列智能控制器及配套附件，如图4.52所示。4.3 低压开关电器低压开关电器269 图图4.52 DW17（ME）型智能化断路器及配套智能控制器）型智能化断路器及配套智能控制器(a)DW17（ME）型智能化断路器；(b)ST-3系列智能控制器 4.3 低压开关电器低压开关电器270 4.3.4.3 低压断路器的使用要点低压断路器的使用要点（1）低压断路器的安装）低压断路器的安装安装前首先应进行自检。检查断路器的规格是否符合要求，机构的运作是

157、否灵活、可靠；同时应测量断路器的绝缘电阻，其阻值不得小于10M，否则应进行干燥处理。4.3 低压开关电器低压开关电器271 低压断路器安装时应注意：必须按照规定的方向安装，否则会影响脱扣器动作的准确性及通断能力。安装要平稳，否则塑壳式断路器会影响脱扣动作。安装时应按规定在灭弧罩上部留有一定的飞弧空间，以免产生飞弧。对于塑壳式断路器，进线端应包200mm长的绝缘物，有时还应在进线端的各相间加装隔弧板。4.3 低压开关电器低压开关电器272 电源进线应接在灭弧室一侧的接线端（上母线）上，接至负载的出线应接在脱扣器一侧的接线端，并选择合适的连接导线截面，以免影响过流脱扣器的保护特性。塑壳式断路器的操

158、动机构在出厂时已调试好，拆开时操动机构不得随意调整。带插入式端子的塑壳式断路器应装在金属箱内（只有操作手柄外露），以免操作人员触及接线端子而发生事故。凡设有接地螺钉的断路器，均应可靠接地。4.3 低压开关电器低压开关电器273 （2）低压断路器的维护）低压断路器的维护在使用前应将电磁铁工作面的锈油抹净。机构的摩擦部分应定期涂以润滑油。断路器在分断短路电流后，应检查触头（必须将电源断开），并将断路器上的烟痕抹净。在检查触头时应注意：如果在触头接触面上有小的金属粒时，应用锉刀将其清除并保持触头原有形状不变；如果触头的厚度小于1mm（银钨合金的厚度），必须更换和进行调整，并保持压力符合要求。4.3

159、低压开关电器低压开关电器274 清理灭弧室两壁烟痕，如灭弧片烧毁严重，应予更换，必要时更换整个灭弧室。在触头检查及调整完毕后，还应对断路器的其他部分进行检查，检查内容包括：传动机构动作的灵活性；各种脱扣器装置，如过流脱扣器、欠压脱扣器、分励脱扣器等。4.3 低压开关电器低压开关电器275 4.4 互感器互感器4.4 互感器互感器276 互感器是联络电力系统一次和二次部分的重要元件，在电力系统中广泛使用。从用途上互感器可分为电压互感器（TV）和电流互感器（TA），分别用于变换电压和电流，为测量仪表、保护装置和控制装置提供电压或电流信号，以反映电气设备的正常运行和故障情况。4.4.1 互感器的作用

160、互感器的作用4.4 互感器互感器277 互感器的作用主要体现在以下几个方面：（1）进行电量变换。 （2）实现电气隔离。 （3）获取特征分量。 此外，采用互感器之后，将二次回路从一次回路中独立出来，增强了二次设备安装、试验、调整及维护的安全性、方便性与灵活性，并有利于集中管理。4.4 互感器互感器278 4.4.2.1 电磁式电流互感器的工作原理电磁式电流互感器的工作原理与普通变压器类似，电磁式电流互感器的结构主要由铁芯、绕组构成，并按电磁感应原理工作。其原理接线如图4.53所示，电流互感器的一次绕组匝数很少，截面积较大，应串联于被测量电路内；电流互感器的二次绕组匝数多，截面积小，应与二次侧的测

161、量仪表或继电器的电流线圈串联。4.4.2 电磁式电流互感器电磁式电流互感器4.4 互感器互感器279 图图4.53 电流互感器原理接线电流互感器原理接线 4.4 互感器互感器280 当一次侧流过电流 时，在铁心中产生交变磁通，此磁通穿过二次绕组，产生电动势，在二次回路中产生电流 ，则电流互感器的磁动势平衡方程式为：如果忽略很小的励磁安匝，即 ，则：若只考虑以额定值表示的电流数值关系，则可得出：（4.1） （4.3） （4.2） 4.4 互感器互感器281 电流互感器一、二次侧额定电流之比，称为电流互感器的额定电流比，用 表示，则：式中 一、二次绕组额定电流； 一、二次绕组工作电流；N1、N2一

162、、二次绕组匝数。从式（4.3）可见，电流互感器二次电流 近似与一次电流 成正比，测出二次电流，按照变比放大，即可得到一次电流的大小。只要适当配置互感器一、二次绕组的额定匝数比就可以将不同的一次额定电流变换成标准的二次电流。（4.4） 4.4 互感器互感器282 电流互感器转换电流时将出现电流误差和相位误差。电流互感器的简化相量图，如图4.54所示，因一次电流 是 与 之和，所以一次电流 与 相位相差 角，即励磁电流 导致一、二次电流在大小和相位上都出现了差别，通常用电流误差和相位差表示。电流误差 为:式（4.5）表明：测出值大于实际值时，互感器幅值误差为正，反之为负。（4.5） 4.4 互感器

163、互感器283 图图4.54 电流互感器的简化相量图电流互感器的简化相量图4.4 互感器互感器284 相位差为二次侧电流相量与一次电流相量的相角之差，以（分）为单位，并规定二次侧相量超前于一次侧相量时角误差为正，反之为负。相角差 为:式中 电流互感器的激磁电流，即 ； 由负载阻抗和互感器二次绕组决定的 总阻抗角； 铁芯损耗角；（rad） （4.6） 4.4 互感器互感器285 误差产生的因素有三个方面：产品质量，它是影响误差的制造因素；二次回路负载的性质与大小，它是影响误差的选择设计因素；运行状态，它既与运行有关，也与选择设计有关。4.4 互感器互感器286 4.4.2.2 电流互感器的特点与使

164、用注意事项电流互感器的特点与使用注意事项（1）由于电流互感器的一次绕组匝数很少，只有一匝或几匝，因此阻抗很小，对所串联的被测电路的电流几乎没有影响。可以认为，一次绕组的电流完全取决于被测电路的负载电流，即流过一次绕组的电流就是被测电路的负载电流，而不受互感器二次侧负荷及电流大小的影响，这点与普通变压器不同。（2）电流互感器二次绕组中所接负荷（如测量仪表和保护装置的电流线圈）阻抗很小，所以在正常运行中，电流互感器是在接近于短路的状态下工作，这也是它与变压器工作状态的主要区别。4.4 互感器互感器287 （3）电流互感器正常运行时由于二次绕组负载阻抗和负载电流均很小，二次绕组内感应的电动势一般不超

165、过几十伏，所需的励磁安匝I0N1与铁芯中的合成磁通均很小。为了减小电流互感器的尺寸、质量和造价，其铁芯截面是按正常运行时通过不大的磁通设计的。运行中的电流互感器一旦二次侧开路，即I2=0，则I0N1=I1N1，一次安匝I1N1将全部用于励磁，如图4.55所示，励磁电流由接近于零增大为if，磁通由0变为，铁芯将处于高度饱和状态。4.4 互感器互感器288 图图4.55 电电流流互互感感器器二二次次侧侧开开路路时时的的各各物物理理量量波波形形 4.4 互感器互感器289 铁芯饱和时：一方面导致铁芯损耗加剧、过热而损坏互感器绝缘；另一方面导致磁通波形畸变为平顶波。由于二次绕组感应的电动势e2与磁通的

166、大小和变化率成正比，因此在磁通过零时，将产生幅值很高的尖顶波电动势e2，其峰值可达几千伏甚至上万伏，这将危及工作人员、二次回路及设备的安全。此外，铁芯中的剩磁还会影响互感器的准确度。因此电流互感器在工作中二次侧不得开路。4.4 互感器互感器290 为防止电流互感器二次侧在运行和试验中开路，规定电流互感器二次侧不允许装设熔断器，所用导线或电缆芯线必须是截面不小于2.5mm2的铜线，以保证必要的机械强度和可靠性。如果需要接入仪表测试电流或功率，或更换表计及继电器等，应先将电流回路进线一侧短路或就地造成并联支路，确保作业过程中无瞬间开路；如果需要拆除二次设备时，必须先用导线或短路压板将二次回路短接。

167、4.4 互感器互感器291 4.4.2.3 电流互感器的技术参数电流互感器的技术参数（1）额定电压（kV）：电流互感器的额定电压是指一次绕组对二次绕组和地的绝缘额定电压。电流互感器的额定电压应该不小于安装地点的电网额定电压（即所接线路的额定电压）。（2）额定电流（A）：即在制造厂规定的运行状态下，通过一、二次绕组的电流。常用电流互感器的一次绕组额定电流有5A、10A、15A、20A、30A、40A、50A、75A、100A、1000A、10000A、25000A，二次绕组额定电流有5A、1A。4.4 互感器互感器292 （3）额定电流比：电流互感器一、二次侧额定电流之比值称为电流互感器的额定电

168、流比，也称额定电流互感比，用 表示，即：式中I1N额定一次电流（A）； I2N额定二次电流（A）。（4.7） 4.4 互感器互感器293 （4）额定二次负载：电流互感器的额定二次负载是指在二次电流为额定值，二次负载为额定阻抗时，二次侧输出的视在功率。通常额定二次负载功率为2.5100VA，共有12个额定值。若把以伏安值表示的负载值换算成欧姆值表示时，则：式中I2N额定二次电流（A）； S2以伏安值表示的二次负载，VA; Z2一以欧姆值表示的二次负载（）。（4.8） 4.4 互感器互感器294 如电流互感器的额定二次电流为5A，二次负载为50VA，若以欧姆值表示时，则为 同一台电流互感器在不同的

169、准确度等级工作时，有不同的额定容量和额 定负载阻抗。4.4 互感器互感器295 （5）准确度等级。电流互感器的准确度等级是根据测量时电流误差的大小来划分的，而电流误差与一次电流及二次负载阻抗有关。准确度等级是指在规定的二次负载范围内，一次电流为额定值时的误差限值。我国测量用电流互感器的准确度等级有0.1、0.2、0.5、1、3、5六级。准确度等级和误差限值如表4.1所示，负载的功率因数为0.8（滞后）。保护用电流互感器按用途分为稳态保护（P）用和暂态保护（TP）用两类。稳态保护用电流互感器规定有5P和10P两种准确度等级，其误差限值见表4.2。4.4 互感器互感器296 准确度等准确度等级一次

170、一次电流流为额定一定一次次电流的百分数流的百分数（）（）误差限差限值二次二次负载变化范化范围电流流误差（差（4）相位相位误差差（）0.251SN20.2100.520200.35151001200.2100.510160200.75451001200.5301102120201.5901002016035501205012035未未规定定0.51SN2表表4.1 电流互感器准确度等级和误差限值电流互感器准确度等级和误差限值4.4 互感器互感器297 准确度等准确度等级额定一次定一次电流下的流下的电流流误差（差（）额定一次定一次电流下的流下的相位相位误差差（）（）在在额定准确限定准确限值一次一次

171、电流下的复合流下的复合误差（）差（）5P10P1360无无规定定510表表4.2 稳态保护电流互感器的准确度等级稳态保护电流互感器的准确度等级4.4 互感器互感器298 用于保护的电流互感器，要求一次绕组流过超过额定电流许多倍的短路电流时，互感器应有一定的准确度，即复合误差不超过限值。保证复合误差不超过限值的最大一次电流就叫做额定准确限值一次电流，即一次短路电流为额定一次电流的倍数，也称为额定准确限值系数。习惯上往往把保护用电流互感器的准确度等级与准确限值系数连在一起标注。 4.4 互感器互感器299 为了便于继电保护整定，需要制造厂提供P级电流互感器10误差曲线，表示在保证电流误差不超过10

172、条件下，一次电流的倍数n（n=I1I1N）与允许最大二次负载阻抗ZL的关系曲线，如图4.56所示。图图4.56 电流互感器电流互感器10%误差曲线误差曲线 4.4 互感器互感器300 保证暂态误差的电流互感器有四种类型：TPX、TPY、TPZ和TPS。它们的适用场合和性能要求各不相同。TPX级是不限制剩磁大小的互感器，铁芯没有气隙，误差限值较小；TPY级是剩磁不超过饱和磁通10的互感器，铁芯有一定的气隙，误差限值稍大一些；TPZ级是实际上没有剩磁的互感器，误差限值比TPY级大一些，气隙也相对地大一些。 4.4 互感器互感器301 TPS级是一种低漏磁型电流互感器，其特性由二次励磁特性和匝数比误

173、差确定，而且对剩磁无限制。我国已能生产110500kV级的保证暂态误差的电流互感器，也生产出了用于发电机保护的大电流母线型保证暂态误差的电流互感器。4.4 互感器互感器302 4.4.2.4 电流互感器的接线电流互感器的接线（1）电流互感器的极性和标志）电流互感器的极性和标志电流互感器在接线时要注意其端子的极性。在安装电流互感器时，一定要注意端子的极性，否则可能引起保护的误动作、测量不准确或烧坏仪表。电流互感器的一次绕组端子标以L1、L2，二次绕组端子标以K1、K2，L1和K1为同名端，L2和K2也为同名端。规定的正方向是：当一次电流为从L1流向L2时，二次电流则为从K2流向K1， 如图4.5

174、7所示。4.4 互感器互感器303 图图4.57 互感器极性与电流正方向互感器极性与电流正方向 4.4 互感器互感器304 （2）电流互感器的接线方式）电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式指互感器二次侧与继电器的连接方式，有如下四种：单相接线，如图4.58（a）所示，这种接线主要用来测量单相负载电流或三相系统中平衡负载的某一相电流。完全星形接线，如图4.58（b）所示，这种接线可以用来测量负载平衡或不平衡的三相电力系统中的三相电流。 不完全星形接线，如图4.58（c）所示，这种接线方式用于35kV及以下小电流接地系统的三相测量回路，以及没有差动保护的保护回路。4.4 互感器互感器305 图

175、图4.58 电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式（a）单相接线）单相接线 4.4 互感器互感器306 图图4.58 电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式（b）完全星形接线）完全星形接线 4.4 互感器互感器307 图图4.58 电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式（c）不完全星形接线）不完全星形接线 4.4 互感器互感器308 通常是将两只电流互感器装于图4.58（c）中A、C两相，其二次侧公共回线上的电流正好等于B相电流，即 ，故两只电流互感器同样可反映出中性点不接地系统（满足 ） 的三相电流。这种接线方式组成的继电保护电路，能对各种相间短路故障进行保护。由于不完全星形接线方式比

176、三相星形接线方式少了13的设备，节省了投资费用，并能减小同一母线多条输电线路发生单相接地故障时停电的概率，从而提高系统的工作可靠性。4.4 互感器互感器309 两相电流差接线，如图4.58（d）所示，这种接线方式通常应用于继电保护线路中，如用于线路或电动机的短路保护及并联电容器的横联差动保护等。它能反映各种相间短路，但灵敏度各不相同。这种接线方式在正常工作时，通过仪表或继电器的电流是A相电流和C相电流的相量差，其数值为电流互感器二次电流的 倍。4.4 互感器互感器310 图图4.58 电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式（d）两相电流差接线）两相电流差接线 4.4 互感器互感器311 三角

177、形接线，如图4.58（e）所示为三角形接线，也即是三相电流差接线。此时流至负载的三相电流为电流互感器二次电流的 倍，相位则相应超前30。也可改变三角形串联顺序使负载二次电流滞后于互感器电流30。该接线常用于主变压器高压侧的差动保护回路，以补偿该侧的电流相位。4.4 互感器互感器312 图图4.58 电电流流互互感感器器的的接接线线方方式式（ e ）三三角角形形接接线线 4.4 互感器互感器313 4.4.2.5 电流互感器的型号和种类电流互感器的型号和种类（1）电流互感器的型号）电流互感器的型号电流互感器的型号以汉语拼音字母表示，由两部分组成，斜线以上部分包括产品型号符号和设计序号。电流互感器

178、的型号如下： -/第一位表示产品名称：L电流互感器。第二位表示一次绕组形式：M母线式，F贯穿复匝式，D贯穿单匝式和安装形式：A穿墙式，B支持式，Z支柱式，R装入式。4.4 互感器互感器314 第三位表示绝缘形式：Z浇注绝缘，C瓷绝缘，J树脂浇注，K塑料外壳；第三位也可表示结构形式：W户外式，M母线式，G改进式，Q加强式，L铝线式，J加大容量。第四位表示用途：B保护用，D差动保护用，J接地保护用，X小体积柜用，S手车柜用。第五位表示设计序号：表示同类产品在技术性能和结构尺寸变化的改型设计，为了与原设计相区别，在型号的字母之后加注阿拉伯数1、2、3，表示第几次改型设计。4.4 互感器互感器315

179、第六位表示额定电压（kV）。第七位表示准确度等级。第八位表示额定电流（A）。4.4 互感器互感器316 （2）电流互感器的种类）电流互感器的种类按用途可分为测量用和保护用两种。按照安装地点可以分为户内式和户外式两种。35kV电压等级以下一般为户内式，35kV及以上电压等级一般制成户外式。按照安装方式可以分为穿墙式、支持式和装入式三种。按照绝缘方式可以分为干式、浇注式、油浸式、瓷绝缘、气体绝缘以及电容式等几种。 按照一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式两种。单匝式又分为贯穿型和母线型两种。4.4 互感器互感器317 干式使用绝缘胶浸渍，多用于户内低压电流互感器；浇注式以环氧树脂作绝缘，一般用于35k

180、V及以下的户内电流互感器；油浸式多用在户外；瓷绝缘，即主绝缘由瓷件构成，这种绝缘结构已被浇注绝缘所取代；气体绝缘的产品内部充有特殊气体，如以六氟化硫气体作为绝缘的互感器，多用于高压产品；电容式多用于110kV及以上的户外电流互感器。4.4 互感器互感器318 4.4.2.6 电流互感器的结构类型电流互感器的结构类型电流互感器结构与双绕组变压器相似，由铁芯和一、二次绕组两个主要部分构成，按一次绕组的匝数分为单匝式和多匝式两种，如图4.59所示。0.5kV电流互感器的一、二次绕组都套在同一铁芯上，结构最简单。为了使用方便和节约材料，10kV及上的电流互感器常采用多个没有磁联系的独立铁芯和二次绕组组

181、成一台有多个二次绕组的电流互感器，这样，一台互感器可同时供测量和保护用。通常情况下，1035kV有两个二次绕组、63110kV有35个二次绕组、220kV及以上有47个二次绕组。4.4 互感器互感器319 图图4.59 电流互感器结构示意图电流互感器结构示意图（a）单匝式；（b）多匝式1一次绕组；2主绝缘；3铁芯；4二次绕组 4.4 互感器互感器320 （1）干式和浇注式绝缘电流互感器）干式和浇注式绝缘电流互感器干式绝缘电流互感器是适用于户内、低电压的互感器。单匝母线式采用环形铁芯，经浸漆后装在支架上，或装在塑料壳内，也有采用环氧混合胶浇注的。多匝式的一次绕组和二次绕组为矩形筒式，绕在骨架上，

182、绕组间用纸板绝缘，经浸漆处理后套在叠积式铁芯上。4.4 互感器互感器321 浇注式绝缘电流互感器广泛用于1020kV级电流互感器。一次绕组为单匝式或母线型时，铁芯为圆环形，二次绕组均匀绕在铁芯上，一次导电杆和二次绕组均浇注成一整体。一次绕组为多匝时，铁芯多为叠积式，先将一、二次绕组浇注成一体，然后再叠装铁心。图4.60所示为浇注式绝缘电流互感器的结构（多匝贯穿式）。4.4 互感器互感器322 图图4.60 浇注式绝缘电流互感器结构（多匝贯穿式）浇注式绝缘电流互感器结构（多匝贯穿式）1一次绕组；2二次绕组；3铁芯；4树脂混合料 4.4 互感器互感器323 LDZ1-10、LDZJ1-10型环氧树

183、脂浇注绝缘单匝式电流互感器：该型互感器的外形如图4.61所示。当一次电流为800A及以下，其一次导电杆为铜棒；1000A及以上时，考虑散热和集肤效应，一次导电杆做成管状，互感器铁芯采用硅钢片卷成，两个铁芯组合对称地分布在金属支持件上，二次绕组绕在环形铁芯上。一次导电杆、二次绕组用环氧树脂和石英粉的混合胶浇注加热固化成型，在浇注体中部有硅铝合金铸成的面板，板上预留有安装孔。 4.4 互感器互感器324 图图4.61 LDZ1-10、LDZJ1-10型环氧型环氧树脂浇注绝缘单匝式电流互感器外形树脂浇注绝缘单匝式电流互感器外形 4.4 互感器互感器325 LFZB-10型环氧树脂浇注绝缘有保护级复匝

184、式电流互感器：因为单匝式电流互感器准确度等级较低，所以，在很多情况下需要采用复匝式电流互感器。复匝式电流互感器可用于额定电流为各种数值的电路。LFZB-10型环氧树脂浇注成绝缘有保护级复匝式电流互感器外形如图4.62所示。该型互感器为半封闭浇注绝缘结构，铁芯采用硅钢叠片呈二芯式，在铁芯柱上套有二次绕组，一、二次绕组用环氧树脂浇注成整体，铁芯外露。4.4 互感器互感器326 图图4.62 LFZB-10型环氧树脂浇注型环氧树脂浇注绝缘有保护级复匝式电流互感器绝缘有保护级复匝式电流互感器外形外形1警告牌；2铭牌；3接地螺栓；4二次出头螺钉 4.4 互感器互感器327 （2）油浸式电流互感器）油浸式

185、电流互感器35kV及以上户外式电流互感器多为油浸式结构，主要由底座（或下油箱）、器身、储油柜（包括膨胀器）和瓷套四大部分组成。瓷套是互感器的外绝缘，并兼作油的容器。63kV及以上的互感器的储油柜上装有串并联接线装置，而全密封结构的产品多采用外换接结构。全密封互感器采用金属膨胀器后，避免了油与外界空气直接接触，油不易受潮、氧化，减少了用户的维修工作量。4.4 互感器互感器328 为了减少一次绕组出头部分漏磁所造成的结构损耗，储油柜多用铝合金铸成，当额定电流较小时，也可用铸铁或薄钢板制成。油浸式电流互感器的绝缘结构可分为链型绝缘和电容型绝缘两种。链型绝缘用于63kV及以下的电流互感器，电容型绝缘多

186、用于220kV及以上的电流互感器。110kV的电流互感器有采用链型绝缘的，也有采用电容型绝缘的。4.4 互感器互感器329 链型绝缘结构如图4.63（a）所示。链型绝缘结构的各个二次绕组分别绕在不同的圆形铁芯上，并将几个二次绕组合在一起，装好支架，用电缆纸带包扎绝缘。二次绕组外包绝缘的厚度大约为总绝缘厚度的一半或略少。链型绝缘结构的一次绕组可用纸包铜线连续绕制而成，可以实现较大的一次安匝，以提高互感器的准确度；也可用分段的纸包铜线绕制，然后依次焊接成一次安匝。U形电容型绝缘结构如图4.63（b）所示。电容型绝缘的全部主绝缘都包在一次绕组上，若为倒立式结构，则是包在二次绕组上。 4.4 互感器互

187、感器330 图图4.63 油浸式电流互感器的各种绝缘结构油浸式电流互感器的各种绝缘结构（a）链型绝缘；（b）U形电容型绝缘1一次引线支架；2主绝缘；3一次绕组；4主绝缘；5二次绕组；6一次导体；7高压电屏；8中间电屏；9地电屏 4.4 互感器互感器331 为了充分利用材料的绝缘特性，在绝缘内设有电容屏，以使电场均匀，这些电容屏又叫做主屏。最内层的主屏接高电压、最外层的主屏（地屏）接地。倒立式结构则相反，最外层接高电压，最内层接地。各主屏形成一个串联的电容型组，若主屏间电容接近相等，则其中电压就接近于均匀。电容屏用有孔铝箔制成或半导体纸制成，铝箔打孔是为了便于绝缘干燥处理和浸油处理。4.4 互感

188、器互感器332 LCLWD3-220型户外瓷箱式电容型绝缘电流互感器：LCLWD3-220型户外瓷箱式电容型绝缘电流互感器的结构如图4.64所示。 这种电流互感器具有用油量少、瓷套直径小、质量轻、电场分布均匀、绝缘利用率高和便于实现机械化包扎等优点，因此在110kV及以上电压等级中得到广泛的应用。4.4 互感器互感器333 图图4.64 LCLWD3-220型户外瓷箱式型户外瓷箱式电容型绝缘电电容型绝缘电流互感器结构流互感器结构1油箱；2二次接线盒；3环形铁芯及二次绕组；4压圈式卡接装置；5一次绕组；6瓷套管；7均压护罩；8储油箱；9一次绕组切换装置；10一次接线端子；11呼吸器 4.4 互感

189、器互感器334 L-110型串级式电流互感器。此互感器外形及原理接线图如图4.65所示。此互感器由两个电流互感器串联组成。I级属高压部分，置于充油的瓷套内，它的铁芯对地绝缘，铁芯为矩形叠片式，一、二次绕组分别绕在上、下两个芯柱上，其二次电流为20A；为了减少漏磁，增强一、二次绕组间的耦合，在上、下两个铁芯柱上设置了两个匝数相等、互相连接的平衡绕组，该绕组与铁芯有电气连接。4.4 互感器互感器335 级属低压部分，有三个环形铁芯及一个一次绕组、三个二次绕组，装在底座内；I级的二次绕组接在级的一次绕组上，作为级的电源，级的互感比为205。由于这种两级串级式电流互感器每一级绝缘只承受装置对地电压的一

190、半，因而可节省绝缘材料。4.4 互感器互感器336 图图4.65L-110型串级式电流互感器外形及原理接线型串级式电流互感器外形及原理接线 4.4 互感器互感器337 （3）SF6气体绝缘电流互感器气体绝缘电流互感器SF6气体绝缘电流互感器有SAS、LVQB系列等，用于110kV及以上电压等级中。SF6电流互感器有两种结构形式：一种是与SF6组合电器（GIS）配套用的；一种是可单独使用的，通常称为独立式SF6电流互感器。后一种互感器多做成倒立式结构，如图4.66所示为LVQB-220型SF6气体绝缘电流互感器外形，其结构由壳体、器身（一、二次绕组）、瓷套和底座组成。其互感器器身固定在壳体内，并

191、置于顶部；二次绕组用绝缘件固定在壳体上，一、二次绕组间用SF6气体绝缘；壳体上方设有压力释放装置，底座有SF6压力表、密度继电器和充气阀及二次接线盒。4.4 互感器互感器338 图图4.66 LVQB-220型型电电流流互互感感器器外外形形 4.4 互感器互感器339 4.4.3.1 电磁式电压互感器的工作原理与特点电磁式电压互感器的工作原理与特点电磁式电压互感器的原理和普通变压器相同，结构也类似，接线如图4.67所示。其一次绕组与一次被测电力网并联，二次绕组与二次测量仪表和继电器的电压线圈并联。4.4.3 电压互感器电压互感器4.4 互感器互感器340 图图4.67 电电压压互互感感器器原原

192、理理连连线线 4.4 互感器互感器341 （1）电磁式电压互感器工作原理）电磁式电压互感器工作原理其一、二次侧电动势平衡方程式为：忽略一、二次侧绕组漏阻抗的压降，可得：于是有：（4.9）（4.10）（4.11）4.4 互感器互感器342 式中 、 一、二次绕组电压； 、 一、二次绕组电动势； Ku 电压互感器的电压比。由式（4.11）可见，电磁式电压互感器二次电压U2近似与一次电压U1成正比，测出二次电压，便可确定一次电压。4.4 互感器互感器343 （2）电压互感器的电压误差和相位差）电压互感器的电压误差和相位差由于电压互感器存在励磁电流和内阻抗，使测量结果的大小和相位均有误差，通常用电压误

193、差和相位差表示。电压误差fu为：（4.12）4.4 互感器互感器344 相位差是指互感器二次侧电压相量与一次电压相量的相角之差，以“”（分）为单位，并规定二次侧相量超前于一次侧相量时角误差为正，反之为负。相位差u为：（4.13）4.4 互感器互感器345 （3）电磁式电压互感器的特点）电磁式电压互感器的特点电磁式电压互感器用于电压为380V及以上的交流装置中。其特点如下：电压互感器一次绕组匝数较多，二次绕组匝数较少，使用时一次绕组与被测量电路并联，二次绕组与测量仪表或继电器等电压线圈并联。由于测量仪表、继电器等电压线圈的阻抗很大，电压互感器在正常运行时其二次绕组中的电流很小，接近于开路状态，一

194、、二次绕组中的漏阻抗压降都很小。4.4 互感器互感器346 因此，其二次电压基本上等于二次电动势值，并正比于一次侧电压值，所以电压互感器在准确度所允许的负载范围内，能够精确地测量一次电压。过大的负载会引起电压值变化，还可能引起绕组过热；在极端情况下，若二次侧发生短路，电压互感器有被烧毁的危险，故一般在二次侧装设熔断器或自动开关作短路保护。4.4 互感器互感器347 4.4.3.2 电容式电压互感器的工作原理与特点电容式电压互感器的工作原理与特点（1）工作原理）工作原理电容式电压互感器（CVT）采用电容分压的原理，其原理接线如图4.68所示，在被测电网的相和地之间接有主电容C1和分压电容C2，Z

195、2为继电器、仪表等电压线圈的阻抗。电容式电压互感器实质上是一个电容串接的分压器，被测电网的电压在电容C1、C2上按反比分压。根据分压原理，Z2、C2上的电压为：（4.14）4.4 互感器互感器348 式中K分压比， U1电网相电压。电压UC2与U1成比例变化，测出U2，通过计算，即可测出电网的相对地电压。电容式电压互感器的误差由空载误差、负载误差和阻尼负载电流产生的误差等几部分组成，除受电源电压大小与二次侧负载的功率因数影响外，还与电源频率有关，当系统频率变化超过f=0.5Hz时，会产生附加误差。4.4 互感器互感器349 图图4.68 电容式电压互感器分压原理接线电容式电压互感器分压原理接线

196、 4.4 互感器互感器350 （2）原理结构）原理结构电容式电压互感器的基本原理结构如图4.69所示，主要由电容分压器和中间变压器组成。电容分压器由瓷套和装在其中的若干串联电容器组成，瓷套内充满保持0.1MPa正压的绝缘油，并用钢制波纹管平衡不同环境以保持油压，电容分压可用作耦合电容器连接载波装置。4.4 互感器互感器351 图图4.69电容式电压互感器（电容式电压互感器（CVT）基本原理结构）基本原理结构 4.4 互感器互感器352 中压变压器TV由装在密封油箱内的变压器、补偿电抗器和阻尼装置组成，油箱顶部的空间充氮。一次绕组分为主绕组和微调绕组，一次侧和一次绕组间串联一个低损耗电抗器L。由

197、于电容分压器的等值阻抗（XC）为容性，而电磁单元（中间变压器和补偿电抗器）是感性阻抗（XL）,若两者相等，CVT即达到理想工作状态（二次回路XCXL），此时互感器内阻最小，CVT输出容量最大，且误差受负荷电流变化的影响最小。4.4 互感器互感器353 为了进一步减少负载电流的影响，在二次侧并联电容Ch，将测量仪表经过中间变压器TV与分压器相连。Ch具有补偿互感器励磁电流和负载电流中电感分量的作用，从而可减少误差。CVT内部是由XC及XL组成，而XL是非线性电感，互感器二次侧发生短路或电网异常时，将可能产生铁磁谐振过电压而击穿绝缘，导致CVT被烧毁。为了限制此过电压，可以在电磁单元内的中间变压器

198、高压侧加装放电间隙F1（或避雷器）和阻尼电阻rd，但不能保证能完全起作用。4.4 互感器互感器354 （3）电容式电压互感器的特点）电容式电压互感器的特点电容式电压互感器除具有体积小、重量轻、成本低、绝缘强度高、准确度高等优点外，还可以将载波频率耦合到输电线用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护、遥控、电传打字等。虽然电容式电压互感器仍可能在内部产生铁磁谐振过电压，但只会烧毁自身，不会像电磁式电压互感器因铁芯饱和引起铁磁谐振过电压那样传播并危害电网。其缺点是输出容量小，误差较大时暂态特性不如电磁式电压互感器。4.4 互感器互感器355 4.4.3.3 电压互感器的技术参数电压互感器的技术

199、参数（1）额定电压：）额定电压：一次额定电压，使电压互感器的误差不超过允许限值的最佳一次工作电压等级，并与相应的电网额定电压等级一致，即3kV、6kV、10kV、35kV、110kV等，对于接在三相系统相与地间的单相电压互感器，其额定一次电压应为上述值的1/ 3，即相电压。4.4 互感器互感器356 基本二次侧额定电压，基本二次侧额定电压U2e为100V，供三相系统中相与地之间用的单相互感器，当其额定一次电压为某一数值除以 3时，额定二次电压必须除以 3，以保持额定电压比不变。附加（或辅助）二次绕组的额定电压，用于中性点有效接地系统的互感器，其辅助二次绕组额定电压为100V；用于中性点非直接接

200、地系统的互感器，其辅助二次绕组额定电压为100V或1003V。4.4 互感器互感器357 （2）额定电压比）额定电压比：电压互感器的额定电压比是指一、二次绕组额定电压之比，也称额定电压互感比，用Ku表示。（3）额定二次负载与额定容量）额定二次负载与额定容量：额定二次负载指保证准确度等级为最高时，电压互感器二次回路所允许接的阻抗值。电压互感器的二次负载增大时，其准确度降低。对应产品最高准确度等级所允许的二次负荷的限值叫做互感器的额定容量。额定容量通常以视在功率的伏安值表示。标准值最小为10VA，最大为500VA，共有13个标准值，负荷的功率因数为0.8（滞后）。4.4 互感器互感器358 （4）

201、电压互感器的准确度等级）电压互感器的准确度等级：电压互感器的准确度等级是指在规定的一次电压和二次负载变化范围内，负载的功率因数为额定值时，电压误差的最大值。测量用电压互感器的准确度等级有0.1、0.2、0.5、1、3五级，保护用电压互感器的准确度等级规定有3P和6P两种。电压互感器的准确度等级和误差限值见表4.3。4.4 互感器互感器359 准确度准确度等级等级误差限差限值一次一次电压变化范化范围二次二次电压、功率因、功率因数、数、频率率变化范化范围电压误差（差（%）相位相位误差（差（）0.10.20.5130.10.20.51.03.03102040无无规定定0.81.2UN1在在额定定频率

202、下，二率下，二次次负载在在额定定值的的25100范范围内，内，功率因数功率因数为0.83P6P3.06.01202400.051UN1表表4.3 电压互感器的准确度等级和误差限值电压互感器的准确度等级和误差限值4.4 互感器互感器360 4.4.3.4 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式电压互感器在三相电路中有如图4.70所示的几种常见的接线方式。（1）单相电压互感器的接线： 如图4.70（a）、（b）所示，这种接线可以测量某两相之间的线电压，主要用于35kV及以下的中性点非直接接地电网中，用来连接电压表、频率表及电压继电器等，为安全起见，二次绕组有一端（通常取x端）接地；单相接线也可用

203、在中性点有效接地系统中测量相对地电压，主要用于110kV及以上中性点直接接地电网中。4.4 互感器互感器361 图图4.70 电电压压互互感感器器的的几几种种常常见见接接线线方方式式（ a ）单单相相接接线线；（ b ）相相对对地地单单相相接接线线； 4.4 互感器互感器362 （2）V/V接线：又称不完全星形接线， 如图4.70（c）所示。它可以供仪表、继电器接于三相三线制电路中测量三个线电压，主要应用于20kV及以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。它的优点是接线简单、经济，广泛用于工厂供配电所高压配电装置中。它的缺点是不能测量相电压。4.4 互感器互感器363 图图4.70电压互感器

204、的几种常见接线方式电压互感器的几种常见接线方式（c）V/V接线接线 4.4 互感器互感器364 （3）三相星形接线：它由一台Y，yn组别的三相三柱式电压互感器构成，如图4.70（d）所示，用于测量线电压。由于其一次绕组不能引出，故不能用来监视电网对地绝缘，也不允许用来测量相对地电压。 图图4.70 电电压压互互感感器器的的几几种种常常见见接接线线方方式式（ d ）三三相相星星形形接接线线 4.4 互感器互感器365 其原因是当中性点非直接接地电网发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高，造成三相对地电压不平衡，在铁芯柱中产生零序磁通，因为零序磁通通过空气间隙和互感器外壳构成通路，所以磁阻大，零

205、序励磁电流很大，造成电压互感器铁芯过热甚至烧坏，故原边中性点不能引出接地。其副边中性点也不能引出带单相负载，但可接一击穿保险器，其作用是当互感器发生绝缘故障并同时引起b相熔断器熔断，此时击穿保险器击穿，使二次电压回路保留一个保护接地点。4.4 互感器互感器366 （4）万能式接线：由一台YN，yn组别的三相五柱式电压互感器构成，如图4.70（e）所示。这种接线方式中互感器的一次绕组、基本二次绕组均接成星形，且中性点接地，辅助二次绕组接成开口三角形，构成零序电压过滤器。它既能测量线电压和相电压，又可以用作绝缘监察装置，广泛应用于小接地电流电网中。当系统发生单相接地故障时，三相五柱式电压互感器内产

206、生的零序磁通可以通过两边的辅助铁芯柱构成回路，由于辅助铁芯柱的磁阻小，因此零序励磁电流也很小，不会烧毁互感器。4.4 互感器互感器367 图图4.70电压互感器的几种常见接线方式电压互感器的几种常见接线方式（e）万能式接线）万能式接线 4.4 互感器互感器368 它用于110kV及以上大接地电流系统时，开口三角形接线中还引出a线，电压Uab即为Uyb，即b相的倒相电压，专用于同期。基本二次绕组中性点装击穿保险器，作用与图4.70（d）的相同。综上所述，它是功能最多最全面的一种接线方式，故称万能式接线，常用于主接线中的母线段、桥接点等多单元汇集处，或大型发电机出口处。用三个单相三绕组电压互感器也

207、可构成类似功能的接线。4.4 互感器互感器369 4.4.3.5 电压互感器的种类和型号电压互感器的种类和型号（1）电压互感器的种类）电压互感器的种类按安装地点可以分为户内式和户外式两种。35kV电压等级以下一般为户内式；35kV及以上电压等级一般制成户外式。按相数不同可以分为单相式和三相式两种。一般20kV以下制成三相式，35kV及以上均制成单相式。4.4 互感器互感器370 按绕组数不同可以分为双绕组式、三绕组式和四绕组式三种。三绕组式电压互感器有两个二次绕组，一个为基本二次绕组，另一个为辅助二次绕组。辅助二次绕组供绝缘监察或单相接地保护用。按绝缘方式不同可以分为干式、浇注式、油浸式和气体

208、绝缘式等几种。干式多用于低压；浇注式用于335kV电压等级；油浸式多用于35kV及以上电压等级。4.4 互感器互感器371 按结构原理不同分为电磁式和电容式两种。电磁式又可分为单级式和串级式。在我国，电压35kV以下时均用单级式；电压63kV以上时为串级式；电压为110220kV时，采用串级式或电容式；电压330kV以上时只能用电容式。4.4 互感器互感器372 （2）电压互感器的型号）电压互感器的型号电压互感器的型号用汉语拼音字母表示，包括产品型号符号和设计序号，短横线后为电压等级（kV）。电压互感器的型号如： -第一位表示产品名称，J电压互感器；第二位表示相数：D单相，S三相；第三位表示绝

209、缘形式：J油浸式，G空气（干式），Z浇注成型固体，Q气体，C瓷绝缘，R电容分压式，X带剩余（零序）绕组，B三柱带补偿绕组式；4.4 互感器互感器373 第四位表示结构形式：W五柱三绕组，C串级式带剩余（零序）绕组，F测量和保护分开的二次绕组，N不带金属膨胀器；第五位表示设计序号，用数字1，2，3，表示；第六位表示额定电压（kV）。例如，JDZ6-10型表示第6次改型设计、浇注绝缘、单相、10kV电压互感器。4.4 互感器互感器374 4.4.3.6 电压互感器的结构类型电压互感器的结构类型（1）浇注式电压互感器）浇注式电压互感器浇注式结构紧凑、维护简单，适用于335kV电压等级的户内产品，随着

210、户外用树脂的发展，亦逐渐在大于35kV电压等级的户外产品中采用。一次绕组和各低压绕组以及一次绕组出线端的两个套管均浇注成一个整体，然后再装配铁芯，这种结构称为半浇注式（铁芯外露式）结构。其优点是浇注体比较简单，容易制造；缺点是结构不够紧凑，铁芯外露会产生锈蚀，需要定期维护。4.4 互感器互感器375 绕组和铁芯均浇注成一体的叫全浇注式，其特点是结构紧凑，几乎不需维修，但是浇注体比较复杂，铁芯缓冲层设置比较麻烦。浇注式互感器的铁芯一般用旁轭式，也有采用C形铁芯的。一次绕组为分段式，低压绕组为圆筒式；绕组同心排列，导线采用高强度漆包线。层间和绕组间绝缘均用电缆纸或复合绝缘纸。为了改善绕组在冲击电压

211、作用时的起始电压分布、降低匝间和层间的冲击强度，一次绕组首末端均设有静电屏。4.4 互感器互感器376 JDZ-10型浇注式单相电压互感器的外形如 图4.71所示。其铁芯为三柱式，一、二次绕组为同心圆筒式，连同引出线用环氧树脂浇注成型，并固定在底板上；铁芯外露，由经热处理的冷轧硅钢片取向叠装而成，为半封闭式结构。这种互感器以电瓷、环氧树脂及特殊绝缘材料为主绝缘，箱体内不充油，故不存在渗漏问题，减少了维护工作量。该型互感器的内芯采用新型绝缘方式，提高了产品的绝缘性能，并消除了老产品漏油、渗油等缺点，是一种理想的无油化产品。4.4 互感器互感器377 图图4.71JDZ-10型浇注式单相电压互感器

212、外形型浇注式单相电压互感器外形1一次绕组引出端；2二次绕组引出端；3接地螺栓；4铁芯；5浇注体 4.4 互感器互感器378 （2）油浸式电压互感器）油浸式电压互感器油浸式电压互感器的结构与小型电力变压器很相似，分为普通式和串级式两种。JSJW-10型油浸式三相五柱电压互感器：这种互感器的原理及外形如图4.72所示。其铁芯的中间三柱分别套入三相绕组，两边柱作为单相接地时零序磁通的通路；一、二次绕组均为YN接线，其余绕组为开口三角形接线。4.4 互感器互感器379 图图4.72JSJW-10型油浸式三相五柱电压互感器型油浸式三相五柱电压互感器（a）原理图；（b）外形图 4.4 互感器互感器380

213、JCC-220型串级式电压互感器：JCC220型串级式电压互感器的原理接线图如图4.73（a）所示，其外形图如图4.73（b）所示。互感器的器身由两个铁芯（元件）、一次绕组、平衡绕组、连耦绕组及二次绕组构成，装在充满油的瓷箱中；一次绕组由匝数相等的4个元件组成，分别套在两个铁芯的上、下铁柱上，并按瓷通相加方向顺序串联，接于相与地之间，每个铁芯上绕组的中点与铁芯相连；二次绕组绕在末级铁芯的下铁柱上，连耦绕组的绕向相同，反向对接。4.4 互感器互感器381 图图4.73JCC-220型串级式电压互感器型串级式电压互感器（a）原理图；（b）外形图1铁芯；2一次绕组；3平衡绕组；4连耦绕组；5二次绕组

214、 4.4 互感器互感器382 （3）SF6气体绝缘电压互感器气体绝缘电压互感器SF6电压互感器有两种结构形式：一种是与GIS配套使用的组合式，另一种为独立式。独立式电压互感器增加了高压引出线部分，包括一次绕组高压引线、高压瓷套及其夹持件等，如图4.74所示。SF6电压互感器的器身由一次绕组、二次绕组、剩余电压绕组和铁芯组成，绕组层绝缘采用聚脂薄膜。一次绕组除在出线端有静电屏外，在超高压产品中，一次绕组的中部还设有中间屏蔽电极。铁芯内侧设有屏蔽电极以改善绕组与铁芯间的电场。4.4 互感器互感器383 图图4.74 SF6独独立式电压互感器立式电压互感器1防爆片；2一次出线端子；3高压引线；4瓷套

215、；5器身；6二次出线 4.4 互感器互感器384 一次绕组高压引线有两种结构：一种是短尾电容式套管；另一种是用光导杆做引线，在引线的上、下端设屏蔽筒以改善端部电场。下部外壳与高压瓷套可以是统仓结构或隔仓结构。4.4 互感器互感器385 （4）电容式电压互感器）电容式电压互感器电容式电压互感器结构简单、重量轻、体积小、成本低，而且电压越高效果越显著。此外，分压电容还可以兼作为载波通信的耦合电容。故它广泛应用于110500kV中性点直接接地系统中，作电压测量、功率测量、继电保护及载波通信用。其缺点是输出容量小，误差较大时暂态特性不如电磁式电压互感器。4.4 互感器互感器386 TYD-220系列单

216、柱叠装型电容式电压互感器：这种电压互感器的结构如图4.75所示。电容分压器由上、下节串联组合而成，装在瓷套管中，瓷套管内充满绝缘油；电磁单元装置由装在同一油箱中的中压互感器、补偿电抗器、保护间隙和阻尼器组成，阻尼器由多只釉质线绕电阻并联而成，油箱同时作为互感器的底座；二次接线盒在电磁单元装置侧面，盒内有二次端子接线板及接线标牌。4.4 互感器互感器387 图图4.75TYD-220系列系列单柱叠装型电容式单柱叠装型电容式电压互感器结构电压互感器结构1瓷套管；2上节电容分压器；3下节电容分压器；4电磁单元装置；5二次接线盒 4.4 互感器互感器388 TYD-220系列分装型电容式电压互感器：这

217、种互感器的结构图如图4.76所示。互感器的电容分压器、电磁装置及阻尼电阻器装置分开安装，其电容分压器和电磁装置装于户外，阻尼电阻器装在散热良好的金属外壳内并装于户内。4.4 互感器互感器389 图图4.76TYD-220系列分装型电容式电压互感器结构系列分装型电容式电压互感器结构1瓷套管及电容分压器；2电压互感器及补偿电抗器 4.4 互感器互感器390 4.4.4.1 数字式互感器的工作原理数字式互感器的工作原理数字式互感器又名光电互感器、智能互感器或电子互感器，与传统的电磁式互感器有着本质的区别。数字式互感器是利用光电子技术和光纤传感技术来实现电力系统电压、电流测量的新型互感器。它是光学电压

218、互感器（OVT）、光学电流互感器（OCT）、组合式光学互感器等各种光学互感器的通称。基于晶体材料光电效应的数字式光电互感器，将取代现有基于铜材电磁效应的铁磁式互感器，这已经成为业界的共识。4.4.4 数字式互感器数字式互感器4.4 互感器互感器391 传统的电流互感器基于电磁感应原理，一次绕组串联在电力线路中，二次绕组外部回路接有测量仪器或继电保护及自动控制装置，利用高、低压绕组之间的电磁耦合，将信息从一次侧传到二次侧。这种结构要求在铁芯与绕组间以及一、二次绕组之间有足够耐压强度的绝缘层，以保证所有的低压设备与高电压相隔离。光学电压互感器（OVT）的原理结构如图4.77所示，其结构主要由三部分

219、组成，即绝缘主体、光学电压传感器、光电变换及信号处理电路。4.4 互感器互感器392 图图4.77 电子式电子式电流互感器电流互感器1高压母线；2上金属管；3主绝缘体；4光学电压传感器；5光纤；6下金属管；7SF6气体；8光缆 4.4 互感器互感器393 光电电流互感器（OCT）包括有源型电子式电流互感器、无源磁光玻璃电子式电流互感器两种。有源型电子式电流互感器：有源型电子式电流互感器的特点是一次传感器为空心线圈，高压侧电子器件需要由电源供电方能工作。 其原理如图4.78（a）所示。无源磁光玻璃电子式电流互感器：无源磁光玻璃型电子式电流互感器的特点是一次传感器为磁光玻璃，无需电源供电。其原理如

220、图4.78（b）所示。4.4 互感器互感器394 图图4.78 电子式电流互感器电子式电流互感器（a）有源型电子式电流互感器；（b）无源磁光玻璃电子式电流互感器1光纤；2电子线路板；3一次导体；4Rogowski线圈；5磁光玻璃 4.4 互感器互感器395 4.4.4.2 数字式互感器的主要特点数字式互感器的主要特点（1）优良的绝缘性能，造价低。（2）电磁式电流互感器二次回路不能开路，低压侧存在开路高电压危险。 （3）不含铁芯，不存在磁饱和、铁磁谐振等问题。 （4）频率响应范围宽。 （5）不会因充油而存在易燃、易爆炸等危险。 4.4 互感器互感器396 （6）体积小、重量轻。光电式互感器的传感

221、头本身的重量一般小于1kg。（7）适应电力计量与保护数字化、微机化和自动化发展的潮流。 4.4 互感器互感器397 4.5 母线、母线、电力电缆及绝电力电缆及绝缘子缘子4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子398 在发电厂和变电站的各级电压配电装置中，将发电机、变压器等大型电气设备与各种电器装置之间连接的导体称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能，故又称汇流排。母线是构成电气主接线的主要设备，包括一次设备部分的主母线和设备连接线、站用电部分的交流母线、直流系统的直流母线、二次部分的小母线等。4.5.1 母线母线4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子399 4.5

222、.1.1 母线的基本类型母线的基本类型（1）按母线的使用材料分按使用材料的不同，母线可分为铜母线、铝母线、铝合金母线及钢母线。由于我国铜贮藏量少、价格贵，而铝质轻、价廉，且导电率仅次于铜，因此在我国屋内和屋外配电装置中广泛采用铝母线。为了弥补铝材机械强度较差的缺点，也常采用铝合金母线，如铝锰合金和铝镁合金。铝锰合金母线载流量大，但强度较差，采用一定的补强措施后可广泛使用；铝镁合金母线机械强度大，但载流量小，且焊接困难，目前使用范围较小。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子400 钢母线机械强度大，但导电性差，且在交流电路中会产生强烈的集肤效应，并伴随很大的磁滞损耗和涡流损耗，因

223、此仅用在高压小容量电路（如电压互感器回路以及小容量厂用、站用变压器的高压侧）、工作电流不大于200A的低压电路、直流电路以及接地装置回路中。 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子401 （2）按母线的截面形状分按截面形状不同，母线有矩形、槽形、管形、圆形和绞线等形式。矩形截面母线安装简单，连接方便，散热条件好，集肤效应小，因此在相同的截面积和允许的发热温度下，矩形截面母线要比圆形截面母线的允许工作电流大。 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子402 槽形截面母线与同截面的矩形截面母线相比，机械强度更高。当母线的工作电流很大，每相需要三条以上的矩形截面母线才能满足

224、要求时，一般采用槽形截面母线。槽形截面母线常用在35kV及以下、持续工作电流在40008000A的配电装置中。矩形与槽形母线在工作时因边缘较尖锐导致周围电场很不均匀，易产生电晕，故在110kV及以上配电装置中宜使用管形、圆形母线。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子403 管形截面母线是空心导体，集肤效应小，电晕放电电压高，机械强度高，散热条件好，多用在110kV及以上、持续工作电流在8000A以上的配电装置中。圆形母线曲率半径不够大，作为硬母线则抗弯能力差，所以更广泛应用的是圆形软母线，如钢芯铝绞线。钢芯铝绞线由多股铝线绕在单股或多股钢线的外层构成，具有机械强度高、导电性好、

225、安装方便、价格低廉等优点。 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子404 （3）按母线截流部分是否敞露于空气中分按母线载流部分是否敞露于空气中可将母线分为敞露式母线、封闭母线及绝缘母线。封闭母线封闭母线封闭母线用专门的外壳封闭，常用于连接发电机与变压器，可以避免由外物造成的母线短路故障，以及因气候剧烈变化及污秽造成地绝缘子闪络，从而大大提高了母线运行的可靠性。封闭母线按外壳材料不同可分为塑料外壳和金属外壳。按外壳与母线间的结构形式不同可分为不隔相式、隔相式和分相封闭式三种。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子405 不隔相式封闭母线的三相母线设在没有相间隔板的公共

226、外壳内，故又称为共箱封闭母线。不隔相式封闭母线只能防止绝缘子免受污染和外物所造成的母线短路，而不能消除发生相间短路的可能性，也不能减少相间电动力和钢构的发热。隔相式封闭母线的三相母线设在相间有金属（或绝缘）隔板的金属外壳内，也属于共箱封闭母线。隔相式封闭母线可较好地防止相间故障，在一定程度上减少了母线电动力和周围钢构的发热，但是仍然可能发生因单相接地而烧穿相间隔板造成相间短路的故障，因此可靠性还不是很高。一般共箱封闭母线只用于母线容量较小的情况。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子406 分相封闭式母线的每相导体分别用单独的铝制圆形外壳封闭。根据金属外壳各段的连接方法不同又可分

227、为分段绝缘式和全连式两种。由于全连式分相封闭母线具有运行安全可靠、外壳屏蔽作用强、相间电动力小等优点， 全连式分相封闭式母线主要由载流导体、支柱绝缘子、保护外壳、金具、密封隔断装置、伸缩补偿装置、短路板、外壳支持件等构成，如图4.79所示。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子407 图图4.79 全连式分相封闭母线断面全连式分相封闭母线断面（a）单个柱绝缘子；（b）三个支柱绝缘子1载流导体；2保护外壳；3支柱绝缘子；4弹性板；5垫圈；6底座；7加强圈 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子408 a.载流导体，一般用铝制成，采用空心结构以减小集肤效应。当电流很大时

228、，还可采用水内冷圆管母线。b.保护外壳，由58mm的铝板制成圆管形，在外壳上设置检修孔与观察孔。c.支柱绝缘子，采用多棱边式结构以加长漏电距离，每个支持点可采用14个支柱绝缘子。一般分相封闭母线都采用3个支柱绝缘子的结构。采用3个支柱绝缘子的结构具有受力好、安装检修方便、可采用轻型绝缘子等优点。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子409 绝缘母线绝缘母线绝缘母线是变电站及发电厂厂用变电站内裸母线、电缆的最佳替代品，最适用于紧凑型变电站、地下变电站及地铁用变电站，可减少占地面积、运行可靠。绝缘母线由导体、环氧树脂渍纸绝缘、地屏、端屏、端部法兰和接线端子构成。绝缘母线的主要优点是：

229、a.绝缘母线是全绝缘的，所以相间距不受电压等级的限制，只取决于安装尺寸，因此相间距大大减小，且运行可靠。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子410 b.单根绝缘母线可根据通过的电流的大小设计，可满足任何电流的要求，避免了电流较大时使用多根电缆并用所带来的电流不平衡问题。c.绝缘母线绝缘层的无模具浇注使得母线的形状尺寸可根据需要做随意调整，以满足各种需要。d.绝缘母线连接装置的使用使得绝缘母线的安装非常灵活，可根据不同的空间位置、安装尺寸做随意分段组合，同时还可弥补由于某种原因造成的安装尺寸上的偏差。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子411 4.5.1.2 母线

230、的布置形式母线的布置形式母线的散热条件和机械强度与母线的布置方式有关。其最为常见的布置方式有两种，即水平布置和垂直布置。（1）水平布置）水平布置水平布置方式如图4.80（a）、（b）所示。三相母线固定在支柱绝缘子上，具有同一高度。各条母线之间既可以竖放，也可以平放。竖放式水平布置的母线散热条件好，母线的额定允许电流较其他放置方式要大，但机械强度不是很高。对于允许载流量要求不大，但机械强度有较高要求的场合，可采用平放式水平布置的结构。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子412 图图4.80 母线的布置方式母线的布置方式（a）、（b）水平布置 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电

231、力电缆及绝缘子413 （2）垂直布置）垂直布置垂直布置方式如图4.80（c）所示。三相母线分层安装，图中母线采用竖放式垂直布置，散热性强，机械强度和绝缘能力都很高，克服了水平布置的不足。然而垂直布置增加了配电装置的高度，需要更多的投资。 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子414 图图4.80 母母线线的的布布置置方方式式（ c ）垂直布置 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子415 （3）槽形截面母线布置）槽形截面母线布置槽形截面母线的布置方式与矩形截面母线类似，其每相均由两条母线组成一个整体，构成所谓的“双槽式”，如图4.81所示，使整个断面接近正方形。槽形

232、截面母线均采用竖放式，两条相同母线之间每隔一段距离用焊接片进行连接，构成一个整体。这种结构形式的母线机械性能相当强，而且能节约金属材料。（4）软母线的布置）软母线的布置软母线一般为三相水平布置，用绝缘子悬挂。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子416 图图4.81 槽形母线布置断面槽形母线布置断面4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子417 4.5.1.3 母线的相序排列与着色要求母线的相序排列与着色要求（1）母线的相序排列）母线的相序排列各回路的相序排列应一致，要特别注意多段母线及母线与变压器的连接相序应正确。当设计无规定时应符合下列规定：上、下布置的交流母线，

233、由上到下排列为A、B、C相；直流母线，正极在上，负极在下。水平布置的交流母线，由盘后向盘面排列A、B、C相；直流母线，正极在后，负极在前。引下线的交流母线，由左到右排列为A、B、C相；直流母线，正极在左，负极在前右。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子418 （2）母线的着色要求）母线的着色要求硬母线安装后，应进行油漆着色，主要是为了便于识别相序、防锈蚀、美观及增强散热能力。实验结果表明：按规定涂刷相色漆的母线可增加12%15%的载流量。母线油漆颜色应符合以下规定：三相交流母线：A相黄色，B相绿色，C相红色。单相交流母线：从三相母线分支来的应与引出相颜色相同。直流母线：正极赭色

234、，负极蓝色。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子419 直流均衡汇流母线及交流中性汇流母线：不接地者紫色，接地者紫色带黑色横条。软母线因受温度影响而伸缩较大及各股绞线常有相对扭动，会破坏着色层，故不需着色。但常在母线构架上、设备裸带电体或出线套管顶帽上涂刷相色漆，以示相序。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子420 4.5.1.4 母线的固定与连接母线的固定与连接（1）母线的固定）母线的固定将硬母线固定在支柱绝缘子的端帽或设备接线端子上的方法主要有三种：直接用螺栓固定、用螺栓和盖板固定、用母线固定金具固定。单片母线固定多采用前两种方法，多片母线固定应采用后一种方

235、法。图4.82所示为铝母线在支柱绝缘子上的固定。 软母线使用金具进行固定。 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子421 图图4.82 铝母线在支柱绝缘子上的固定铝母线在支柱绝缘子上的固定（a）单条矩形截面母线；（b）三条矩形截面母线；（c）槽形截面母线1母线；2铜板；3螺栓；4间隔钢管；5铁板；6拧入钢板；7绝缘子；8撑杆 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子422 （2）母线的连接）母线的连接硬母线的连接硬母线的连接硬母线的连接螺栓应选用镀锌螺栓。 为防止热胀冷缩使母线、设备及绝缘子等受到损伤，在施工中应特别注意：用螺栓直接固定母线时，母线上的螺栓孔应做成长圆

236、形；用螺栓和盖板固定母线时，可采用在螺栓上增加垫圈的方法，使盖板和母线之间留出11.5mm间隙；用母线固定金具固定时，也应通过加垫圈的方法使固定金具和母线之间留出11.5mm间隙；根据设计的要求，在适当位置安装母线伸缩节，如设计无4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子423 规定时，宜每隔一定长度（铝母线为1520m、铜母线为2030m、钢母线为3050m）设置一个。母线伸缩节的截面不应小于母线截面的1.2倍。当矩形铝母线长度大于20m、铜母线或钢母线长度大于30m时，母线间应加装伸缩补偿器。补偿器由厚度为0.20.5mm的薄片叠成，其数量应与母线的截面相适应，材料与母线相同，

237、如图4.83所示。在伸缩补偿器间的母线端开有长圆孔，供温度变化时自由伸缩，螺栓8并不拧紧。当母线厚度小于8mm时，可直接利用弯曲母线本身的办法来解决，图4.84所示为母线硬性连接。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子424 图图4.83 母线伸缩补偿器母线伸缩补偿器1补偿器；2母线；3支柱绝缘子；4，8螺栓；5垫圈；6补垫；7盖板 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子425 图图4.84 母母线线硬硬性性连连接接 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子426 软母线的连接软母线的连接软母线采用的连接方式有液压压接、螺栓连接、爆破压接等。软母线在连接

238、时，要使用各种金具，常用金具的作用如下：设备线夹，用于母线或引下线与电气设备的接线端子连接。耐张线夹，用于高空主母线的挂设。T形线夹，用于主母线引至电气设备的引下线的连接。母线连接用金具，包括压接管、并沟线夹。间隔棒，用于双线的连接和平整。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子427 电力电缆（以下称电缆）是母线、架空线路以外的另一类载流导体，其各相导体之间及导体对地之间均有可靠绝缘层，且有密封护套将全部绝缘导体一并加以保护和封闭，而且还有外护层保护密封护套。与母线相比，电缆结构极为紧凑，占用空间要小得多；走向和布置极为灵活方便；现场施工简便；在无外界严重损伤和破坏（包括机械损坏

239、与火灾）的条件下运行可靠性高。4.5.2 电力电缆电力电缆4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子428 电缆的导体散热条件不如裸母线好，大电流大截面时的金属材料利用率较低，故载流量有限。在小电流长距离的配电回路中，电缆的应用具有很大的优势；在布置方便的情况下，大电流短距离回路宜采用母线。与架空线路相比，它可以直接埋在地下及敷设在电缆沟、电缆隧道中，也可以敷设在水中或海底，具有防潮、防腐、防损伤、不占地面、不占用空中走廊、不妨碍观瞻等优点，基本不受外力和气象条件影响，运行安全可靠，所以得到广泛应用。但是，电缆线路具有造价高、敷设麻烦、维护检修不便、难以发现和排除故障等缺点，故使用上

240、应加以重视。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子429 4.5.2.1 电力电缆的基本结构电力电缆的基本结构电力电缆的基本结构如图4.85所示。（1）电缆线芯）电缆线芯。线芯是用来传导电流的，一般10mm2截面以上由多股线绞合而成，以增加电缆的柔性，通常由铜绞线或铝绞线制成。芯线的截面形状有扇形和圆形两种。采用扇形的目的是减少电缆外径，同时也节省绝缘和保护层材料。按导体的芯数不同它可分为单芯、双芯、三芯和四芯电缆。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子430 图图4.85 电力电缆基本结构电力电缆基本结构（a）三相统包层；（b）分相铅包层1导体；2相绝缘；3纸绝缘

241、；4铅包皮；5麻衬；6钢带铠甲；7麻被；8钢丝铠甲；9填充物 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子431 （2）绝缘层。）绝缘层。绝缘层是用来使各导体之间及导体与包皮之间相互绝缘。同一电缆的芯线绝缘层和统包绝缘层使用相同的绝缘材料。绝缘层使用的材料有橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯、聚丁烯、棉、麻、丝、绸、纸、矿物油、植物油、气体等。在电压等级不高时，多采用木浆纸在油和松香混合剂中浸渍的浸渍纸。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子432 （3）保护层。）保护层。保护层分内保护层和外保护层。内保护层（密封护套）统包在绝缘层外面，将绝缘层和芯线全部密封，使其不漏油

242、、不吸气、不进水、不受潮，并且使电缆具有一定的机械强度。其材料一般有铅、铝或塑料等。具有密封护套是电缆区别于绝缘导线的标志。外保护层由内衬层（浸过沥青的麻布、麻绳，即麻衬）、铠装层（钢带及钢丝铠甲）和外被层（浸过沥青的麻布，即麻被）组成。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子433 铠装层用于保护密封护套不受外界因素（包括外力、外电流、腐蚀环境等）的损伤，并使电缆具有必要的机械强度。内衬层装于密封护套与钢带铠装之间，其作用是保护密封护套不受钢铠的机械损伤，并且在电缆弯曲时使护套和铠装之间便于相对滑动。它一般用浸以沥青的黄麻电缆纸包绕而成。外被层可以防止钢铠在空气中被氧化。对于直接

243、埋入地下的电缆，钢铠外还包绕防水外皮层。它由两层浸渍沥青的电缆麻反方向绕叠而成，有的则用塑料作成外皮层。前者在空气中防火性能较差，后者在阳光中易老化。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子434 4.5.2.2 电力电缆的型号电力电缆的型号电缆型号由产品系列代号和电缆结构各部分代号组成。其外护套结构从里到外用内护层、铠装层、外被层的代号组合表示。电力电缆的型号含义如下： -第一位表示产品名称：ZR阻燃，NH耐火，CY自容式充油电缆；第二位表示绝缘层代号：V聚氯乙烯，Y聚乙烯或聚烯烃，YJ交联聚乙烯或交联聚烯烃，X橡皮，Z纸；4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子43

244、5 第三位表示导体代号：T铜芯(缺省表示)，L铝芯；第四位表示内护层（护套）代号：V聚氯乙烯，Y聚乙烯，Q铅包，L铝包，H橡胶，HF非燃性橡胶，LW皱纹铝套，F氯丁胶；第五位表示特征代号：统包型不用表示，F分相铅包分相护套，D不滴油，CY充油，P屏蔽，C滤尘器用，Z直流；4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子436 第六位表示铠装层代号：0无，2双钢带（24钢带、粗圆钢丝），3细圆钢丝，4粗圆钢丝（44双粗圆钢丝）；第七位表示外被层代号：0无，1纤维层，2聚氯乙烯护套，3聚乙烯护套；第八位表示额定电压：以数字表示（kV）。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子437

245、 4.5.2.3 电力电缆的种类及特点电力电缆的种类及特点（1）电力电缆的种类）电力电缆的种类电力电缆的型号规格很多，分类方法很多，在实际使用中根据不同情况进行分类。按电压等级分按电压等级分：1kV及以下为低压电缆；3kV、6kV、10kV、35kV为中压电缆；60kV及以上为高压电缆。按电缆导电线芯截面分按电缆导电线芯截面分：有2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、25mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2、300mm2、400mm2、500mm2、625mm2、800mm2共19种规格。4.5 母线

246、、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子438 按电缆芯数分按电缆芯数分：有单芯、双芯、三芯、四芯四种。按传输电能的形式分按传输电能的形式分：分为直流电缆和交流电缆。按特殊需求分按特殊需求分：有输送大容量电能的电缆、阻燃电缆和光纤复合电缆等品种。按电缆绝缘材料和结构分按电缆绝缘材料和结构分：有油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆（或称塑料电缆）、交联聚乙烯绝缘电缆（简称交联电缆）、橡皮绝缘电缆、高压充油电缆、SF6气体绝缘电缆等。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子439 （2）各种电缆的特点）各种电缆的特点油浸纸绝缘电缆油浸纸绝缘电缆油浸纸绝缘电缆的主绝缘是用经过处理的纸浸透电缆

247、油制成的，具有绝缘性能好、耐热能力强、承受电压高、使用寿命长等优点，适用于35kV及以下的输配电线路。其缺点是电缆头制作密封技术复杂，对高差有严格限制。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子440 聚氯乙烯绝缘电缆聚氯乙烯绝缘电缆该类电缆的密封护套也采用聚氯乙烯材料，故又称为全塑电力电缆，其电气与耐水、耐腐蚀等性能好，且无油，电缆头制作简便，敷设不受高差限制。在无机械损伤、无暴晒的环境中可以使用无保护层的全塑裸电缆，有铠装时还能承受一定的机械外力与拉力。但其耐热性能较差，载流量较小，且介损系数较大，在交变强电场作用下易老化，故使用电压不超过6kV，在较低电压小截面范围内具有技术经

248、济优势。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子441 交联聚氯乙烯绝缘电缆交联聚氯乙烯绝缘电缆该型电缆具有结构简单、外径小、质量小、耐热性能好、线芯允许工作温度高（长期工作时为90，短路时为250）、比相同截面的油浸纸绝缘电缆允许载流量大、可制成较高电压级、机械性能好、敷设不受高差限制、安装工艺较为简便等优点，因此广泛用于1110kV电压等级的线路中，其缺点是抗电晕和游离放电性能差。在35kV及以下电压等级的线路中，交联聚乙烯电缆已逐步取代了油浸纸绝缘电缆。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子442 橡皮绝缘电缆橡皮绝缘电缆这种电缆以橡皮为绝缘材料，其柔软性好，弯

249、曲方便，防水及防潮性能好，具有较好的耐寒性能、电气性能、机械性能及化学稳定性。但其耐压强度不高，耐热、耐油性能差，且绝缘易老化，易受机械损伤，在500V以下电压等级中应用较为常见。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子443 高压充油绝缘电缆高压充油绝缘电缆充油电缆在结构上的主要特点是铅套内部有油道。油道由缆芯导线或扁铜线绕制成的螺旋管构成。在单芯电缆中，油道就直接放在线芯的中央；在三芯电缆中，油道则放在芯与芯之间的填充处。最具有代表性的高压充油绝缘电缆是额定电压等级为110330kV的单芯充油电缆。 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子444 SF6气体绝缘电缆

250、气体绝缘电缆SF6气体绝缘电缆是以SF6气体来绝缘的新型电缆，即将单相或三相导体封在充有SF6气体的金属圆筒（钢管或铝管）中，带电部分与接地的金属圆筒的绝缘由SF6气体来承担。与常规的油纸绝缘电缆相比，SF6气体绝缘电缆具有如下优点：a. SF6气体绝缘电缆的电容值大致为油纸绝缘电缆的53，电容电流小，适宜于远距离输电。b. SF6气体绝缘电缆的介质损耗可忽略不计。考虑SF6气体的对流散热效果后，散热性能也比油纸绝缘电缆好，因此SF6气体绝缘电缆的额定电 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子445 流大。c. 增高气体压力可以提高SF6气体绝缘的性能。因此可以在不改动原有结构

251、尺寸的情况下采用提高气体压力的方法来提高SF6气体绝缘电缆的额定电压。d. SF6气体绝缘电缆的波阻抗比油纸绝缘电缆的波阻抗大，故当SF6气体绝缘电缆与架空线连接时对行波的反射大为减少。e. SF6气体绝缘电缆解决了高落差地区的电缆输电问题。f. 无着火危险。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子446 由于上述优点，SF6气体绝缘电缆特别适用于下列场所：a. 用作超高压大容量的功率传输，目前其额定电压可达500kV，额定电流为30005000A。b. 为避免架空线路间的相互交叉和跨越河流，可采用SF6气体绝缘电缆。c. 用于大城市中大容量的供电线路。d. 用于SF6全封闭组合电

252、器与架空线路之间的连接。e. 用于高落差地区油纸绝缘电缆无法使用的场所。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子447 4.5.2.4 电力电缆的终端头和中间接头电力电缆的终端头和中间接头户内或户外电缆终端头和中间接头统称电缆接头。它们是电缆线路中必不可少的重要组成部分。（1）电缆接头应达到的技术要求）电缆接头应达到的技术要求导体连接良好。绝缘可靠。密封良好。足够的机械强度。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子448 （2）电缆终端头）电缆终端头电缆终端头是安装在电缆线路末端，具有一定绝缘和密封性能，用以将电缆与其他电气设备相连接的电缆附件。终端头起电缆终端绝缘、导

253、体连接、密封和保护的作用。电缆终端头按使用场所不同可分为户内终端、户外终端、设备终端、GIS（Gas Insulated Switchgear，气体绝缘组合电器设备）终端等几种类型；按所用材料不同可分为热缩型、冷缩型、橡胶预制型、干包（绕包）型、瓷套型、浇注（树脂）型等；按外形结构不同可分为鼎足式、扇形、倒挂式等。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子449 干包（绕包）电缆头。其结构如图4.86所示。 图图4.86 聚氯乙聚氯乙烯干包电缆头烯干包电缆头1接线鼻子；2聚氯乙烯带；3芯线绝缘层；4尼龙丝线绳；5聚氯乙烯管；6，8黄蜡绸带或聚氯乙烯带；7相色带；9统包绝缘段；10聚氯

254、乙烯内包层；11聚氯乙烯软手套；12预留铅包段；13接地线锡焊；14钢带卡子；15接地线；16电缆钢带 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子450 户内环氧树脂电缆头。具有壳盖的高压环氧树脂电缆头结构如图4.87所示。 图图4.87 户内环氧脂电缆头户内环氧脂电缆头1钢铠；2卡子；3接地线；4铅包；5垫圈；6胶粘面；7半导体层；8统包绝缘；9芯线绝缘；10，14，16黄蜡绸带；11耐油橡胶管；12环氧树脂浇注；13聚丙壳体；15聚丙壳盖；17聚氯乙烯相色带；18聚氯乙烯透明带；19芯线；20接线鼻子浇粘面；21压接坑；22接线鼻子 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及

255、绝缘子451 户外环氧树脂电缆头。其结构如图4.88所示。 图图4.88 户外环氧户外环氧树脂电缆头结构图树脂电缆头结构图1铜铝接线梗与接线柱防雨帽；2耐油橡皮垫圈；3浇注孔防雨帽；4预制环氧套管；5接管打毛；6出线接管处堵油涂包层；7接管压坑；8耐油橡胶管；9黄蜡绸带；10按缝处环氧腻子密封层；11电缆芯线；12预制环氧盖壳；13芯线堵油涂料包芯；14预制环氧底壳；15统包三叉口及铅包处的堵油涂包层；16统包绝缘；17喇叭口；18半导体屏蔽纸；19铅包打毛；20第一道接地卡子；21第二道接地卡子；22环氧混合胶 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子452 （3）电缆中间接头）

256、电缆中间接头当电力电缆需要接长，或由于油浸纸绝缘电缆敷设高差超过规定值，要人为割断后再连接时，用于将电缆与电缆直接相连的接头称为中间电缆头。它可代替两个终端头相接，既能满足电缆的导电、绝缘、密封和保护等要求，还能堵断其两侧电缆的油路。按其功能不同，电缆中间接头可分为普通接头（直线接头）、绝缘接头、塞止接头、分支接头、过渡接头、转换接头、软接头等几种类型；按所用材料不同，有热缩型、冷缩型、绕包型（包括带材绕包与成型纸卷绕包两种）、模塑型、预制件装配型、浇注（树脂）型、注塑型等几种类型。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子453 图4.89为环氧树脂型电缆中间接头的结构。其要求及制

257、作工序与环氧树脂终端头基本相同，只补充说明如下几点：铝压接管3既连接两电缆芯线，又起堵油的作用。其两头穿线孔不可钻通，亦不得有砂眼渗油；外表面不要沾染油污，以确保与环氧浇注剂良好黏结。芯线之间用左、右两道环氧绝缘撑板架开适当距离，如图4.89中A-A断面所示。两侧电缆的铅包和钢铝均需焊接接地线并相互连接（图4.89中两铅包的接地线在中间接头内相连接，钢铠接地连接线未示出）。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子454 图图4.89 10kV及以下环氧树脂中间接头及以下环氧树脂中间接头1电缆铝芯；2绝缘撑板；3铝压接管；4接地线；5统包绝缘扎线；6统包绝缘保留段；7接地线与铅包焊接

258、；8涂有环氧合剂的黄蜡布带缠绕层; 9环氧壳体 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子455 4.5.3.1 绝缘子的作用和分类绝缘子的作用和分类绝缘子广泛应用在发电厂和变电站的配电装置、变压器、开关电器及输电线路上，用来支持和固定裸载流导体，并使裸载流导体与地绝缘，或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。 4.5.3 绝缘子绝缘子4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子456 绝缘子的分类方法有以下几种：（1）按额定电压分）按额定电压分绝缘子按其额定电压可分为高压绝缘子（用于1000V以上的装置中）和低压绝缘子（用于1000V及以下的装置中）两种。（2）按安装地点

259、分）按安装地点分户内式，绝缘子安装在户内，绝缘子表面无伞裙。户外式，绝缘子安装在户外，绝缘子表面有较多且较大的伞裙，以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，使其能在恶劣的气候环境中可靠地工作。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子457 （3）按结构形式分）按结构形式分绝缘子按结构形式可分为支柱式、套管式及盘形悬式三种。（4）按用途分）按用途分电站绝缘子，主要用来支持和固定发电厂及变电站屋内外配电装置的硬母线，并使母线与大地绝缘。它按作用不同又可分为支柱绝缘子和套管绝缘子两种。电器绝缘子，主要用来固定电器的载流部分，也可分为支柱绝缘子和套管绝缘子两种。4.5 母线、电力电缆及绝缘

260、子母线、电力电缆及绝缘子458 支柱绝缘子用于固定没有封闭外壳的电器的载流部分；套管绝缘子用来使有封闭外壳的电器（如断路器、变压器等）的载流部分引出外壳。线路绝缘子，主要用来固结架空输、配电导线和屋外配电装置的软母线，并使它们与接地部分绝缘。它又有针式、悬式、蝴蝶式和瓷横担式四种。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子459 4.5.3.2 绝缘子的基本结构绝缘子的基本结构（1）主要结构部件）主要结构部件绝缘子应具有足够的绝缘强度、机械强度、耐热性和防潮性。高压绝缘子主要由绝缘件和金属附件两部分组成。绝缘件绝缘件：通常用电工瓷制成，其外表面涂有一层棕色或白色的硬质瓷釉，以提高其绝

261、缘、机械和防水性能。电工瓷具有结构紧密均匀、绝缘性能稳定、机械强度高和不吸水等优点。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子460 金属附件金属附件：其作用是将绝缘子固定在支架上或将载流导体固定在绝缘子上。金属附件装在绝缘件的两端，两者通常用水泥胶合剂胶合在一起。金属附件皆作镀锌处理，以防止锈蚀；胶合剂的外露表面涂有防潮剂，以防止水分侵入。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子461 （2）金属附件与瓷件的胶装方式）金属附件与瓷件的胶装方式外胶装外胶装：将铸铁底座和圆形铸铁帽均用水泥胶合剂胶装在瓷件的外表面，铸铁帽上有螺孔，用来固定母线金具，圆形底座的螺孔用来将绝缘子

262、固定在构架或墙壁上。内胶装内胶装：将绝缘子的上、下金属配件均胶装在瓷件孔内。联合胶装联合胶装：绝缘子的上金属配件采用内胶装结构，而下金属配件则采用外胶装结构的一种胶装方式。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子462 4.5.3.3 电站绝缘子的类型和特点电站绝缘子的类型和特点（1）支柱绝缘子）支柱绝缘子支柱绝缘子适用于发电厂、变电站配电装置及电器设备中，作导电部分的绝缘和支持用。高压支柱绝缘子可分为户内式和户外式两种。户内式支柱绝缘子分内胶装、外胶装、联合胶装三个系列；户外式支柱绝缘子分针式和棒式两种。 户内式支柱绝缘子，其结构如图4.90所示。户外支柱绝缘子，主要应用在6kV

263、及以上屋外配电装置上。 其结构如图4.91所示。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子463 图图4.90 户内式支柱绝缘子结构户内式支柱绝缘子结构（a）外胶装式；（b）内胶装式；（c）联合胶装式1绝缘瓷件；2铸铁底座；3铸铁帽；4水泥胶合剂；5铸铁配件；6铸铁配件螺孔 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子464 图图4.91 户外支柱绝缘子结构户外支柱绝缘子结构（a）针式支柱绝缘子；（b）实心棒式支柱绝缘子1上附件；2绝缘件；3下附件；4胶合剂；5纸垫 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子465 针式支柱绝缘子属空心可击穿结构，较笨重，易老化。棒

264、式绝缘子为实心不可击穿结构，一般不会沿瓷件内部放电，运行中不必担心瓷体被击穿，与同级电压的针式绝缘子相比，具有尺寸小、质量轻、便于制造和维护等优点。因此，它将逐步取代针式绝缘子。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子466 （2）悬式绝缘子）悬式绝缘子悬式绝缘子主要应用在35kV及以上屋外配电装置和架空线路上，按其帽及脚的连接方式不同又分为球形的和槽形两种。悬式绝缘子的结构如图4.92所示，由绝缘件（瓷件或钢化玻璃）、铁帽、铁脚组成。钟罩形防污绝缘子的污闪电压比普通型绝缘子高2050；双层伞形防污绝缘子具有泄漏距离大、伞形开放、裙内光滑、积灰率低、自洁性能好等优点；草帽形防污绝缘

265、子也具有积污率低、自洁性能好等优点。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子467 图图4.92 悬式绝缘子的结构悬式绝缘子的结构1绝缘件；2镀锌铁帽；3铁脚；4，5水泥胶合剂 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子468 （3）套管绝缘子）套管绝缘子套管绝缘子是一种特殊类型的绝缘子，用于母线在屋内穿过墙壁或天花板以及从屋内向屋外引出母线，或用于使有封闭外壳的电器（如断路器、变压器等）的载流部分引出壳外，使导电部分与地绝缘，并起到支持作用。套管绝缘子也称穿墙套管，简称套管。套管绝缘子根据结构形式不同可分为带导体型和母线型两种。带导体型套管的载流导体与绝缘部分制成一个整

266、体，导体材料有铜和铝，导体截面有矩形和圆形；母线型套管本身不带载流导体，安装使用时，将载流母线装于套管的窗口内。 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子469 按安装地点不同，套管绝缘子又可分为户内式和户外式两种。户内式户内式：户内式套管的额定电压为635kV，采用纯瓷结构。套管一般由瓷套、接地法兰及载流导体三部分组成。根据载流导体的特征不同，它可分为三种形式：采用矩形截面的载流导体、采用圆形截面的载流导体及母线型。前两种套管载流导体与绝缘部分制作成一个整体，使用时由载流导体两端与母线直接相连。 6kV户内穿墙套管绝缘子的结构如图4.93所示。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、

267、电力电缆及绝缘子470 图图4.93 户内穿墙套管绝缘子结构户内穿墙套管绝缘子结构1空心套管；2椭圆法兰；3螺孔；4矩形孔金属圈；5矩形截面导体 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子471 母线型穿墙套管本身不带载流导体，安装使用时，将原载流母线装于该套管的矩形窗口内，其结构如图4.94所示。户外式户外式：户外式套管主要用于户内配电装置的载流导体与户外的载流导体进行连接，以及户外电器的载流导体由壳内向壳外引出。因此，户外式套管两端的绝缘分别按户内外两种要求设计，其一端为户内式套管安装在户内，另一端为有较多伞裙的户外式套管。户外式套管的额定电压为6500kV。10kV户外穿墙套管

268、的结构如图4.95所示。4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子472 图图4.94 户内母线型穿墙套管结构户内母线型穿墙套管结构1套管；2法兰盘；3金属帽；4矩形窗口 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子473 图图4.95 10kV户外穿墙套管结构户外穿墙套管结构 4.5 母线、电力电缆及绝缘子母线、电力电缆及绝缘子474 4.6 电抗器电抗器4.6 电抗器电抗器475 4.6.1.1 电抗器的分类电抗器的分类（1）按相数分：可分为单相和三相电抗器。（2）按冷却装置种类分：可分为干式电抗器和油浸电抗器。（3）按结构特征分：可分为空心式电抗器和铁芯式电抗器。（4）

269、按安装地点分：可分为户内型和户外型电抗器。4.6.1 电抗器的分类和作用电抗器的分类和作用4.6 电抗器电抗器476 （5）按用途分：可分为限流电抗器、并联电抗器、滤波电抗器、消弧电抗器、电炉电抗器及启动电抗器等多种。4.6 电抗器电抗器477 4.6.1.2 电抗器的作用电抗器的作用电抗器的用途非常广泛，如并联电抗器一般接在超高压输电线路的末端和地之间，起无功补偿作用；滤波电抗器在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波；消弧电抗器又称消弧线圈，接在三相变压器的中性点和地之间，用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流，补偿流过中性点的电容性电流，使电弧不易持续起燃，从而消除由于电弧

270、多次重燃引起的过电压；通信电抗器又称阻波器，串联在兼作通信线路用的输电线路中，用来阻挡载波信号，使之进入接收设备，以完成通信的作用。4.6 电抗器电抗器478 4.6.2.1 限流电抗器的作用限流电抗器的作用发电厂和变电站中装限流电抗器的目的是限制短路电流，以便能经济合理地选择电器。电抗器按安装地点和作用不同可分为线路电抗器、母线电抗器及变压器回路电抗器。（1）线路电抗器。为了使出线能选用轻型断路器以及减小馈线电缆的截面，常将线路电抗器串接在电缆馈线上。4.6.2 限流电抗器限流电抗器4.6 电抗器电抗器479 （2）母线电抗器。母线电抗器串接在发电机电压母线的分段处或主变压器的低压侧，用来限

271、制厂内、外短路时的短路电流，也称为母线分段电抗器。 （3）变压器回路电抗器。它安装在变压器回路中，用于限制短路电流，以使变压器回路能选用轻型断路器。4.6 电抗器电抗器480 4.6.2.2 限流电抗器的结构类型限流电抗器的结构类型限流电抗器按结构形式不同可分为混凝土柱式限流电抗器和干式空心限流电抗器，它们又各分为普通电抗器和分裂电抗器两类。（1）混凝土柱式限流电抗器。在电压为610kV的屋内配电装置中，我国广泛采用混凝土柱式限流电抗器（又称水泥电抗器）。它由绕组、水泥支柱及支柱绝缘子构成，如图4.96所示。4.6 电抗器电抗器481 图图4.96 水泥水泥电抗器结构电抗器结构1绕组；2水泥支

272、柱；3，4支柱绝缘子 4.6 电抗器电抗器482 （2）分裂电抗器。为了限制短路电流和使母线有较高的残压，要求电抗器有较大的电抗；而为了减少正常运行时电抗器中的电压和功率损失，要求电抗器有较小的电抗。这是一个矛盾，采用分裂电抗器有助于解决这一矛盾。4.6 电抗器电抗器483 （3）干式空心限流电抗器。其绕组采用多根并联小导线多股并行绕制，匝间绝缘强度高，因此损耗比水泥电抗器低得多；采用环氧树脂浸透的玻璃纤维包封，整体高温固化，因此整体性强、质量轻、噪声低、机械强度高、可承受大短路电流的冲击；绕组层间有通风道，对流自然冷却性能好，且电流均匀分布在各层，动、热稳定高；电抗器外表面涂以特殊的抗紫外线

273、老化的耐气候树脂涂料，能承受户外恶劣的气候条件，可在户内、外使用。4.6 电抗器电抗器484 4.6.2.3 普通电抗器的参数及应用普通电抗器的参数及应用电抗器主要参数有额定电压UeL、额定电流IeL和百分电抗XL%。电抗器的电抗按下式计算：由式（4.14）可见，当两个电抗器额定电压和额定电流相同时，XL%愈大，则XL愈大。当两个电抗器的额定电压和百分电抗相同时，额定电流IeL愈小，则XL愈大；电抗器的电抗XL愈大，限制短路电流的作用愈大，但当正常负荷电流通过时，电压损失也大。（4.15） 4.6 电抗器电抗器485 图4.97（a）所示为装有电抗器的电路，在正常工作时，电抗器的电压损失等于电

274、抗器前后的相电压算术差，即：图4.97（b）为负荷电流Ifh通过电抗器时的相量图。作图时，假定电抗器电阻等于零，电压损失应为线段 ，考虑到线段 很短，故近似取线 为电压损失，则：(4.17)(4.16)4.6 电抗器电抗器486 图图4.97 装有电抗器的电路正常工作情况装有电抗器的电路正常工作情况（a）电压损失；（b）相量图 4.6 电抗器电抗器487 将式（4.15）中XL代入式（4.17），整理后可得：U%为电抗器通过负荷电流Ifh时的电压损失对额定电压的百分数，一般要求小于5%。正常工作时，电抗器中的功率损耗通常不大，为通过电抗器功率的0.15%0.4%。在电抗器后，当电路中发生短路时

275、，电抗器可以限制短路电流，同时由于电抗器有较大的电压降，可以维持母线有较高的剩余电压，这使得其他未发生故障用户受到的影响较小。（4.18） 4.6 电抗器电抗器488 当在电抗器后发生三相短路时，母线剩余电压的百分数为：一般要求线路电抗器能维持的母线剩余电压为60%70%。在发电厂中，普通电抗器一般装设在610kV母线分段之间（称为母线分段电抗器）和电缆出线中（称为出线电抗器），图4.98所示为发电厂主接线中电抗器装设的位置。（4.19） 4.6 电抗器电抗器489 图图4.98 所示为发电厂主接线中电抗器装设的位置所示为发电厂主接线中电抗器装设的位置 4.6 电抗器电抗器490 母线分段电抗

276、器对短路电流限制的效果不是很大，因为发电厂中各发电机向短路点供给的短路电流并不都受到分段电抗器的限制。如图4.98所示接线中，当K1和K2点短路时，仅有一台发电机所供短路电流受母线分段电抗器的限制。同时，因为分段电抗器的额定电流较大，而电抗值并不很大，所以百分电抗不能选得很大。因为在正常工作时，由于各段母线的负荷不平衡，若在分段电抗器中有电流通过，分段电抗器中的电压损失将造成各段母线间的电压差别。4.6 电抗器电抗器491 分段电抗器的百分电抗一般为8%10%，最大不超过12%。但分段电抗器在电气主接线中的数目较少（仅一组或两组），使发电厂增加投资不多，所以在发电机数目不多的中等容量发电厂中，

277、当需要限制短路电流并能满足要求时才应用分段电抗器。4.6 电抗器电抗器492 出线电抗器主要是限制电抗器后电网中短路时的短路电流，如图4.98所示，电路中K2点短路时它可以限制发电厂所有发电机供给的短路电流。但是，在发电厂内部短路时，如图4.98所示，电路中K1点短路，出线电抗器起不到限制短路电流的作用。为了使正常工作时电抗器中电压损失不致太大，出线电抗器的百分电抗一般取3%6%。虽然出线电抗器的百分电抗不大，但因额定电流不大，所以有较大的限制短路电流的作用。4.6 电抗器电抗器493 因装设出线电抗器会使投资增大很多、年运行费用增加，故一般只在其他限制短路电流的方法不能达到要求时，才采用出线

278、电抗器。根据限制短路电流的要求，在发电厂可以只装母线分段电抗器，或只装出线电抗器，也可以两者同时装设。在变电所中一般不用分段电抗器，因为它限制短路电流的作用小。4.6 电抗器电抗器494 4.6.2.4 分裂电抗器的原理与应用分裂电抗器的原理与应用为了限制短路电流和维持较高的母线剩余电压，要求电抗器百分电抗应尽可能大些，但这样会使正常工作时引起较大的电压损失。为解决这一矛盾，可采用分裂电抗器代替变通电抗器。分裂电抗器在结构上与普通电抗器相类似，不同点是分裂电抗器的绕组有中间抽头， 其符号如图4.99（a）所示，单相电路如图4.99（b）所示。图中1为中间抽头端，2和3为分裂电抗器两臂的端头。两

279、臂的额定电流相同，产品目录给出的额定百分电抗为每臂的自感电抗百分值XL%。4.6 电抗器电抗器495 图图4.99 分裂电抗器的图形符号和单相电路分裂电抗器的图形符号和单相电路（a）图形符号；（b）单相电路1中间抽头端；2，3分裂电抗器两端的端头 4.6 电抗器电抗器496 正常工作时，一般端头1接电源，端头2、3接负荷。当分裂电抗器两臂中通过大小相等方向相反的负荷电流时，每臂的电流在另一臂中产生负的互感电势，使电压降减小。因此，在正常工作时，第一臂的总电抗为：式中 X每臂的总电抗； XL每臂的自感电抗； XM两臂间的互感电抗； m互感系数， 。 （4.20） 4.6 电抗器电抗器497 互感

280、系数m与分裂电抗器的结构有关，一般取m =0.5。在正常工作时，每臂总电抗：可见，正常工作时分裂电抗器的电抗减少了一半，电压损失也减少了一半。（4.21） 4.6 电抗器电抗器498 当2端短路时，短路电流自1端供向2端。此时，分裂电抗器只有一臂通过短路电流，另一臂仅有负荷电流。相对短路电流而言很小，可以忽略反向电流的作用，则分裂电抗器的总电抗为短路侧一臂的电抗X=XL，故较正常工作时电抗增大一倍。另一种情况，如1端开路，2端短路，短路电流自3端供向2端，分裂电抗器两臂中通过短路电流的方向相同，大小相等，此时每臂的电抗为自感电抗XL与互感电抗XM之和，则两臂总电抗 ，从而有效地限制了短路电流。

281、4.6 电抗器电抗器499 由以上分析可见，分裂电抗器在正常工作时电抗小，电压损失也小。在短路情况下，电抗增大，起到限制短路电流的作用。分裂电抗器限制短路电流时的总电抗，应根据短路的不同情况决定。应用分裂电抗器的主要困难是，在正常负荷变动时，两臂的负荷电流大小不等，以致两臂电压波动较大。一般要求在选择分裂电抗器时，保证一臂为总负荷的70%、另一臂为总负荷的30%，两臂电压波动值不超过5%。4.6 电抗器电抗器500 分裂电抗器在发电厂和变电所主接线中装设的位置如图4.100所示。分裂电抗器装设在电缆引出线上，如图4.100（a）所示，可使电抗器数目减少，且正常运行时电压损失小，如分裂电抗器每臂

282、连接几条出线时，其经济效益更大。在发电厂和变电所中，分裂电抗器还可以装在发电机和主变压器回路中，如图4.100（b）、（c）、（d）所示，短路时分裂电抗器起到母线分段电抗器的作用，限制短路电流的效果比普通电抗器会更好。4.6 电抗器电抗器501 图图4.100 分裂电抗器在发电厂分裂电抗器在发电厂和变电所主接线中装设的位置和变电所主接线中装设的位置（a）发电机电压出线装分裂电抗器；（b）发电机回路装分裂电抗器；（c）发电厂主变压器低压侧装分裂电抗器；（d）变电所变压器低压侧装分裂电抗器 4.6 电抗器电抗器502 熔断器是串联在电路中的一个最薄弱的导电环节，主要用于线路及电力变压器等电气设备的

283、短路及过载保护。按被保护设备或线路的电压大小不同，熔断器可分为高压熔断器与低压熔断器；按照使用环境不同，高压熔断器分为户内式和户外式两种；按照是否具有限流作用又可以分为限流型和非限流型两种。小小 结结503 开关电器的作用是：在正常工作情况下，可靠地接通或开断电路；在改变运行方式时，灵活地切换操作；在系统发生故障时，迅速切除故障部分，以保证非故障部分的正常运行。根据开关电器在开断和关合电路中所承担的任务的不同，它分为断路器、隔离开关、负荷开关等。高压断路器包括油断路器、SF6断路器、真空断路器、压缩空气断路器等，是电力系统中最重要的控制和保护设备，具有控制和保护两方面的作用。小小 结结504

284、隔离开关是一种没有灭弧装置的高压开关，主要用于在设备检修时隔离带电部分，以保证工作人员的安全。负荷开关是一种能开断和关合额定负荷电流的开关，它带有简单灭弧装置。根据所提供的能源形式的不同，操动机构可分为手动操动机构、电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构和气压操动机构等。低压电器是指用于交流电压1200V以下或直流电压低于1500 V的输电线路中起保护、控制、转换和调节等作用的电气元件的总称。小小 结结505 常用低压电器设备有刀开关、低压断路器及接触器等。低压刀开关的主要作用是隔离电源，按照功能作用不同可以分为开启式负荷开关、熔断器式刀开关和隔离刀开关。接触器是一种自动控制电器，可用来频繁

285、地接通和断开主电路。它主要的控制对象是电动机、变压器等电力负载，可以实现远距离接通或分断电路。小小 结结506 低压断路器按结构不同可分为万能式（框架式）断路器和塑壳式断路器两种。它是一种既可以带负荷通断电路，又可以在短路、过负荷、欠压或失压时自动跳闸的电气开关设备。互感器是一种变换交流电压和电流的电气设备，主要有电压互感器和电流互感器两大类。电磁式互感器采用电磁感应原理，电容式电压互感器采用电容分压原理。电压互感器将高电压转换为低电压，一次绕组与被测量电路并联，二次绕组与测量仪表或继电器等电压线圈并联。电压互感器一、二次侧应装设熔断器进行短路保护。小小 结结507 电流互感器将大电流变换为小

286、电流，其一次绕组串联在被测电路中，二次绕组匝数较多，与测量仪表和继电器等电流线圈串联使用。电流互感器二次侧应防止开路。互感器常见的接线方式有多种，应根据不同场合需要选择不同的接线方式。母线的作用是汇集、分配和传输电能。母线的材料有铜、铝和钢三类。母线截面形状有矩形、圆形、槽形和管形。为便于工作人员识别交流相序和直流极性，并防止钢母线生锈，通常对硬母线进行着色。全连式分相封闭母线运行可靠性高，能减小母线附近钢构中的损耗和发热，并使母线之间的电动力大为减小，但会增加有色金属的消耗。小小 结结508 电力电缆主要由电缆线芯、绝缘层和保护层三部分组成。电缆通常敷设在电缆隧道、电缆沟中或电缆桥架上，电缆

287、终端头与中间接头是电缆线路的重要组成部分。常见的电缆头有干包电缆头和环氧树脂电缆头两大类。绝缘子用来支持、固定载流导体，并使载流导体对地绝缘。绝缘子按用途不同可分为电站绝缘子、电器绝缘子和线路绝缘子三种；按结构形式不同可分为支柱式、套管式及盘形悬式三种。小小 结结509 限流电抗器用于限制馈线的短路电流，并维持母线电压，以使母线电压不致因馈线短路而过低。它分为普通电抗器与分裂电抗器两种。在正常运行中，电抗器的工作电流应不大于额定电流。当环境温度超过35时，其工作电流应低于额定电流。电抗器正常运行中要定期巡视检查。小小 结结510普通高等教育普通高等教育普通高等教育普通高等教育“ “十二五十二五

288、十二五十二五” ”规划教材规划教材规划教材规划教材高等职业教育电气类专业系列教材高等职业教育电气类专业系列教材高等职业教育电气类专业系列教材高等职业教育电气类专业系列教材武汉理工大学出版社发行部武汉理工大学出版社发行部http:/http:/地地 址：武汉市武昌珞狮路址：武汉市武昌珞狮路122122号号邮邮 编：编：430070430070电电 话：话：027-87394412 87383695027-87394412 87383695传传 真：真：027-87397097027-87397097发电厂及变电站电气设备发电厂及变电站电气设备FADIANCHANG JI BIANDIANZHAN DIANQISHEBEIFADIANCHANG JI BIANDIANZHAN DIANQISHEBEI511