修改后的第一章翻译.doc

第一章 开关装置基础P19早在1799年，Alessandro Volta发明了第一个在闭合回路里可以提供连续电流的电源，这个电源可以根据需要改变电流。因此打开或闭合电路时，电流随之导通或断开。这种用来控制电流开断的电气装置被称作开关器件。所有具有改变电流流向能力，可以开启和关闭电气设备，闭合或开断电路，导通或断开电流的所有电器设备都被定义为开关器件，开断电路最简单的方法是使一组触点在空气中打开。触点断开时会产生电弧。在触头间电压较低时，电弧电压也较低，金属触点间的电弧会在空气中自动熄灭。当触头间电压较高时，必须通过拉伸电弧以增大电弧电压，直至电弧不能由触头间的电压维持稳定的燃烧。电路在早期的时候用这种方法进行开断的；然而，随着电力系统电压等级的不断提高这种方法很快就已经不能适用。在很多种不同类型的开关器件中，一种可以在高电压等级电力系统中控制电流流向的开关器件引起更多的关注。在实际应用中，更多的是使用复合开关。例如，在通信设备中，传统的机械开关已经被半导体开关取代，因为半导体材料更利于智能化和自动化。在目前的电力系统中，半导体技术还未达到大电流的开断能力足以应用在高压开关设备中。因此传统的机电工艺仍然不能被取代。P201.1 开关设备器件的目标因为不同的情况和和条件下开断电路的要求不同，开关设备电器的发展有以下几个方向：无负载状态下的开断，如隔离开关，接地开关。正常工作状态下的开断，如开关，接触器；;短路状态下的开断，如断路器，高速接地开关，关合开关，熔断器，限流器；过电压状态下的开断，如火花间隙，避雷器。除了从目的进行分类之外，还和可以通过开关设备器件的特性进行分类。例如，根据额定电压等级，开断设备器件可以分为：低压开关（LV:kV）和高压开关(HV:kV)。随着输电系统电压等级的提高增加又出现了超高压开关（EHV:245kV800kV）和特高压开关(UHV: kV)。也可以根据开断端电流的类型分为：直流（DC）开关和交流(AC)开关。根据开关设备器件的使用地点可以分为:室内开关和室外开关。根据开关器件设备的工作方式是开断动作由电路控制或者人为操作，可以将开关分为自动开关设备器件和非自动开关设备器件。以灭弧介质为分类比较常见常见的灭弧介质可有以下几种：空气，油，压缩空气器，真空（金属蒸气蒸汽），SF6，和沙子（熔断器）1.2 开关设备电器的定义开关设备器件是用来关合闭合和开断一个或多个电路的装置一个机械开关设备器件是一个通过触头分离来实现出头结构闭合关合和开断一个或多个电路的开关装置。半导体开关设备器件是通过控制半导体元件导通的电导率来导通闭合和关断开断电路中的电流的开关装置。1.2.1隔离开关隔离开关是机械开关设备,根据需要它能在不同的情况下满足不同的要求，关合导通时它能在两回路之间提供很好的电气连接，断开时能够保证有效的电气隔离。P21绝缘间隔距离是开关设备的触点断开后触点触点间的介电强度的间隙值。设备的绝缘性能必须满足保护人员和绝缘性能设备的特殊要求，隔离开关的开断必须是可看得见的。隔离开关通常可以很明显地将断电的部分电路同导电回路断开的看见断开电路的断点。它们的主要任务是提供保护,增加工作人员在断电区域开断区域工作的安全性。在开路区域增加工作人员在该区域的工作安全。户外隔离开关无论是在开断还是闭合位置，占地面积小是非常重要至关重要的，无论是在开通还是断开状态，它所占用的空间都尽可能的小。一方面，隔离开关的功能防止在极端外界因素作用的下的自动作；如短路、地震或者大风。通过适合的合适的接触触点系统和联锁机制的设计实现，以及以由于避免由于导体错误不正确的导体的错误连接导致在电动力动作作用下，触点断开。隔离开关一般不用于不常用于开断短路电流的开断。然而，可以开断或关合电路当在开断空载电路时，电路中的空载电流忽略不计时可以忽略不计。，。同样地，如果隔离开关的端电压没有大变化时，如线路上残余游剩余电荷也可以忽略不计时。在正常工作状态下，隔离开关也能够承受并开断额定电流。在异常条件下，比如短路，在特定一个周期内，他们可以承受额定短路电流和峰值电流通常空载电流值 0.5A时，可以忽略不计；包括套管内的电流、母线电流、节点电流、短电缆和、电压互感器等电容充电电流可以忽略不计；。当隔离开关开断这类电流时，由于触点动作延迟接触器动作延迟，会导致电弧发生重燃。，发生重燃，由于接触，导致瞬变。为了减少这种情况发生，隔离开关的触点系统接触器需要配备辅助触点，使触头间的距离达到有效的开断距离以便有效的防止电弧重燃。另外，隔离开关可以用来切换当前支路，如第二母线，在这种情况下，切换电流可高达正常额定负载电流,。因为开关触头间的电压很小，也称为环路开关。1.2.2接地开关接地开关是电路接地部分的机械式开关。接地开关能在一定时间内承载非正常工作状态下的短路电流和峰值电流，如短路状态。但不要求它多次承载正常额定电路条件下的电流。接地开关和隔离开关经常一起使用。在这种情况下，除了具有主触点开关，一个隔离开关还配备用于接地的常开触点。主触点和接地开关通常是通过机械互锁的方式进行连接，当接地开关不能断开时，要求隔离开关断开，当主触点不能关断时，要求接地开关进行关断。1.2.3 快速接地开关快速接地开关是在短路条件下能够快速关合导通或开断关断的接地开关。1.2.4开关开关是在正常工作情况下，能够持续承载导通和开断关断额定电流的机械设备。这可能包括特殊的额定过载情况的工作状态。；当短路时，它们也能够短时间内承载一定额定短路电流和峰值电流。开关可以承载通过短路电流，但不能开断短路电流，因此，电路中通常使用熔断器切断短路电流。开关设备中串联的熔断器熔丝被称为开关-的熔断器。熔断器是开关可动触点的一部分，它被称为一个熔断开关。隔离开关在其打开位置要时，满足其规定的绝缘距离要求。1.2.5负荷关合开关负荷关合开关是能够承载导通短路电流的机械式开关设备，主要应用于大功率实验室。1.2.6 接触器接触器是在负载情况下用于频繁操作的电器设备，额定工作状态下，具有非常强的机械耐久性能（在免维护没有维修的情况下可以操作50000次以上）。P23接触器能够承载、连续动作，并且还能在开断正常工作状态和过载工作状态下开断的额定电流。在异常情况下，例如短路，接触器可以在分配一定规定时间内承载指定的额定短路电流和峰值电流。它他们没有开断短路电流的能力，所以他们通常配有熔断器或断路器。1.2.7 熔断器熔断器溶地区你是一种可以通过熔断一个或多个内部元件（设计这类元件的目的就是熔断保护）而使电流所在支路断开的安全装置，当如果电流在一段固定时间内超过额定值，它可以起到开断电路的作用。它是一种可以在电路中由于不恰当操作引起过电流或短路情况时或出现过电流情况时起到保护电气元件的安全装置。1.2.8火花间隙火花间隙是由两个分别连接在相线和地底线上的电极组成。由于缩短了相与地之间的距离，在出现过电压时，火花间隙可以断开电路被击穿。当火花间隙两端的电压达到足够高时，电火花会贯穿整个气隙并引起短路，当发生这种情况时需要在最短的时间内断开电路。在一些特殊应用中，具有高能量触发特点的火花间隙在某些特定的电力系统应用中也可以用来快速切断高电压和大电流，例如，合成回路试验中的综合测试电流中引入电压源或电流源的导通以及变电所的保护。1.2.9避雷器避雷器的作用是用来保护电力系统中的重要电器设备和装置（尤其是电力变压器）免受雷电过电压和操作过电压。避雷器通常连接在电相线与地线之间，然而有时也并联在开关电器或变压器之间。金属氧化物避雷器一种根据金属氧化物电阻呈非线性特点而制成的避雷器，由于它的电压和电流非线性的特点，这种避雷器通常被串联或者并联连接在电路中，当出现过电压时，金属氧化物避雷器呈现低阻抗，用来限制避雷器两端的电压；工频电压下呈现出高阻抗的特性。P241.2.10故障电流限制器限流器限流器故障电流限制器是一种可以减小短路时电路中所有元件的机械应力和热效应的装置，这种装置也可以通过断路器切断电压以达到减小电流幅值作用。它只有在故障情况下才动作。故障电流限制器的作用就是当故障电流超过额定值峰值或者短路耐受电流时仍然能够使设备正常工作；如果故障电流超过额定断路器的额定短路电流或者额定短路开断电流时就会断开电路。1.2.11启动器启动器是各种开关电器的组合，这意味着它可以启动或者停止一台电机，也可以切换电机的连接方式，通过改变参数把电机的某一个操作值（如电流或是转矩等）限定在预定值以内。这个组合具有适当的过载保护功能。1.2.12开关调节器开关调节器可以将某一个量(例如电压，电流，速度，温度等等)自动保持在一个固定的值，也可以按照某一个规律调节这个量。1.2.13继电器继电器是一种当输入量的变化达到规定值时在一个或多个输出电路中产生突变或是预定的变化的电控器件，是当输入量的变化达到规定值时，在电气输出电路中使被控制量发生预定的阶跃变化的一种电器。它可以用较小的电或机械力将低压电路切换成高压电路。继电器的类型分为两种：测量继电器和辅助继电器。测量继电器是一种如果达到具有规定的精确准确度的输入特征性量值 (包括电压,电流,功率,匝数，压力,温度,等等)达到动作值时就会动作的电气设备。辅助继电器不测量激励量，而是当激励量出现或者发生明显变化时做出相应。P251.2.14断路器 断路器是一种可以在正常条件下，导通，持续承载承受和开断额定电流的机械开关。它也可以导通或者在一段特定时间内承受或开断达到额定短路电流值的电流。断路器和保护继电器或的触发单元联合使用可以在电流超过预先设定值时控制断路器的开断，具有过电流保护功能。因此，总的来说，断路器是一种可以对电力系统中出现的多种任务和多需求进行及时响应的开关装置。1.2.15隔离断路器隔离断路器是一种当当断路器触头点处于在打开位置时，能够满足隔离开关需求的提供所需绝缘能力的电气装置。隔离断路器应该具有以下几个特点：具有和隔离开关一样起到绝缘作用的开断独立单元（或者几个串联的独立单元）；具