一次开断设备教材

1、一次开断设备电路出现短路电流或短路电流或不被允许的大电流时不被允许的大电流时，由电流流过熔体或熔丝产生的热量将熔体或熔丝熔断，使电路开断，保护电气设备。广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。 过程： 熔体发热到开始熔化开始熔化到电弧产生 电弧产生到熄灭一、跌落式熔断器一、跌落式熔断器跌落式熔断器跌落式熔断器跌落式熔断器跌落式熔断器 1.下支承架下支承架; 2.下动下动触头触头; 3.下静触头下静触头; 4.缓冲片缓冲片; 5.接线端子接线端子; 6.绝缘子绝缘子; 7.安装板安装板; 8.上静触头上静触头; 9.上动上动触头触头; 1 0.防雨伞防雨伞;

2、 1 1.上动触头操作环上动触头操作环;1 2.控制器控制器; 1 3.电流互电流互感器感器;1 4.跌落导电杆跌落导电杆组件组件;1 5.杠板杠板;1 6.分分离掣子离掣子; 1 7.永磁机永磁机构构; 1 8.下动触头操下动触头操作环作环例如：例如：FZN21-12DFZN21-12D（R R）型：）型：F-F-负荷开关负荷开关 灭弧介质：灭弧介质：K-K-空气空气S-S-少油少油L-L-六氟化硫六氟化硫Z-Z-真空真空代表安装场所代表安装场所N N户内式；户内式；W W户外式。户外式。 设计系列序号设计系列序号 额定电压，额定电压，kVkV 补充工作特性补充工作特性R R带熔断器；带熔断

3、器；G G改进型；改进型；D D带接地开关带接地开关 额定电流，额定电流，A A 7234561 即指额定电压即指额定电压12kV12kV、户内、户内2121型高压真空灭弧负荷开关型高压真空灭弧负荷开关- -熔断器组合。熔断器组合。户外真空负荷开关户外油浸式负荷开关压气式负荷开关六氟化硫负荷开关 SF6负荷开关 SF6SF6负荷开关：利用负荷开关：利用SF6SF6气体作为绝缘和灭弧气体作为绝缘和灭弧介质的负荷开关。在城网和农网中已大量使用。介质的负荷开关。在城网和农网中已大量使用。 按照灭弧原理可分为，灭弧栅式、吸气去按照灭弧原理可分为，灭弧栅式、吸气去离子栅式、永磁旋弧式、压气式等，其中压气

4、式离子栅式、永磁旋弧式、压气式等，其中压气式使用较多；按动作特点又分直动式和回转式。使用较多；按动作特点又分直动式和回转式。 真空负荷开关 利用真空灭弧室作为灭弧装置的负荷开关，开断电流大，适宜于频繁操作。 户外真空负荷开关 断路器是一种专用于断开或接通电路的开关设备，它有完善的灭弧装置，因此，不仅能在正常时通断负荷电流，而且能在出现短路故障时在保护装置作用下切断短路电流。 三、断路器三、断路器 按其采用的灭弧介质划分：三、断路器三、断路器 SW-110型断路器由三个独立的Y形单元组成，每个Y形单元构成一相的断路单元。三、断路器三、断路器 1-底架2-提升杆3-支持套管5-中间机构箱6-灭弧室

5、SW-110型断路器由三个独立的Y形单元组成，每个Y形单元构成一相的断路单元。三、断路器三、断路器 隔离开关无灭弧能力，不允许带负荷拉闸或合闸，但其断开时可以形成可见的明显开断点和安全距离，保证停电检修工作的人身安全。 主要安装在高压配电线路的出线杆、联络点、分段处，以及不同单位维护的线路的分界点处。 四、柱上隔离开关四、柱上隔离开关 2.组成结构图2-18柱上隔离开关户外柱上隔离负荷开关的应用照片户外柱上隔离负荷开关的应用照片五五-1、重合器、重合器 重合器是一种智能化设备，它可自动检测通过重合器主回路的电流，当确定是故障电流后，持续一定时间按反时限保护自动断开故障电流，并可根据要求进行多次

6、自动重合，使线路恢复送电。如果故障是瞬时性的，重合器重合后线路恢复正常供电；如果故障是永久性故障，重合器按预先整定的重合闸次数(通常为三次)进行重合，确认线路故障为永久性故障，则自动闭锁，不再对故障线路送电，直至人为排除故障后，重新将重合器合闸闭锁解除，恢复正常状态(当与分段器配合时，由分段器隔离故障)。重合器重合器五五-1、重合器、重合器 重合器由两部分组成，即灭弧部分与控制部分。重合器由两部分组成，即灭弧部分与控制部分。 灭弧部分的功能是开断故障电流。灭弧部分的功能是开断故障电流。 控制部分功能包括：选定或调整最小跳闸电流；控制部分功能包括：选定或调整最小跳闸电流；选定和调整动作特性；记忆

7、重合次数。选定和调整动作特性；记忆重合次数。 户内真空重合器 户外重合器的安装实例：五-2、分段器分段器是配电系统中用来隔离故障线路区段的自动保护装置，分段器是配电系统中用来隔离故障线路区段的自动保护装置，通常与自动重合器或断路器配合使用。通常与自动重合器或断路器配合使用。分段器不能开断故障电流。分段器不能开断故障电流。五-2、分段器 当分段线路发生故障时，分段器的后备保护重合器当分段线路发生故障时，分段器的后备保护重合器或断路器动作，分段器的计数功能开始累计断路器或重或断路器动作，分段器的计数功能开始累计断路器或重合器的跳闸次数。当分段器达到预定的记录次数后，在合器的跳闸次数。当分段器达到预

8、定的记录次数后，在后备装置跳开的瞬间自动跳闸分断故障线路段。断路器后备装置跳开的瞬间自动跳闸分断故障线路段。断路器或重合器再次重合，恢复其它线路供电。或重合器再次重合，恢复其它线路供电。若断路器或重合器跳闸次数未达到分段器预定的记录若断路器或重合器跳闸次数未达到分段器预定的记录次数已消除了故障，分段器的累计计数在经过一段时次数已消除了故障，分段器的累计计数在经过一段时间后自动消失，恢复初始状态。间后自动消失，恢复初始状态。分段器与重合器(或断路器)的配合使用 1若故障若故障E 1发生在发生在L5段，重合器、分段器段，重合器、分段器F 1、F3、F4通过故障电流通过故障电流，重合器自动分闸，线，

9、重合器自动分闸，线路失压，路失压，F4达到整定达到整定1次次计数次数自动分闸跌落计数次数自动分闸跌落，隔离故障，隔离故障L5段，重合段，重合器自动重合后恢复线路器自动重合后恢复线路L1、L2、L3、L4、L6、L7段供电。段供电。 2若故障若故障E2发生在发生在L6段，重段，重合器、分段器合器、分段器F 1、F5通过故通过故障电流，重合器自动分闸，如障电流，重合器自动分闸，如果为瞬时故障，重合器自动重果为瞬时故障，重合器自动重合成功恢复供电。合成功恢复供电。F 1、F5没没有达到整定计数次数应处于合有达到整定计数次数应处于合闸状态。如果为永久性故障，闸状态。如果为永久性故障，重合器自动重合不成

10、功，再次重合器自动重合不成功，再次分闸，线路失压，分闸，线路失压，F5达到整定达到整定2次计数次数自动分闸跌落，次计数次数自动分闸跌落，隔离故障隔离故障L6段，段，F 1没有达整没有达整定的计数次数处于合闸状态。定的计数次数处于合闸状态。重合器重合后恢复线路重合器重合后恢复线路L 1、L2、L3、L4、L5段供电。段供电。分段器与重合器(或断路器)的配合使用 3若故障若故障E3发生在发生在L2段，重段，重合器、分段器合器、分段器F 1通过故障电通过故障电流，重合器自动分闸。如果为流，重合器自动分闸。如果为瞬时故障，重合器自动重合成瞬时故障，重合器自动重合成功恢复供电。功恢复供电。F 1没有达到

11、整没有达到整定计数次数应处于合闸状态。定计数次数应处于合闸状态。如果为永久性故障，重合器重如果为永久性故障，重合器重合不成功，分闸，重合器再次合不成功，分闸，重合器再次重合不成功，再次分闸，线路重合不成功，再次分闸，线路失压，失压，F 1达到整定达到整定3次计数次次计数次数自动分闸跌落，隔离故障数自动分闸跌落，隔离故障L2段，重合器重合后恢复线路段，重合器重合后恢复线路L 1段供电。段供电。分段器与重合器(或断路器)的配合使用六、避雷器六、避雷器过电压的概念l 线路或电气设备上出现的高于正常工作电压、并因而危及它们的绝缘的电压称为过电压。它起源于电力系统中电磁能量的瞬间变化，并可分为外部过电压

12、外部过电压(大气过电压)和内部过电压内部过电压。六、避雷器六、避雷器过电压的概念外部外部过电压由雷电现象直接雷击和雷电感应引起，故义分为直击雷过电压直击雷过电压和感应雷过电压感应雷过电压。内部内部过电压为开关操作、负荷突变以及断线、短路和接地等故障所致，其中因电弧熄灭或重燃而产生的称为操作过电压操作过电压，因各次谐波(含基波)下问路参数谐振所致的称为谐振过电压谐振过电压。六、避雷器六、避雷器避雷器工作原理 1、避雷器实际上是一种非线性极好的电阻，在高电压下电阻很小，在低电压下电阻很高，作用类似于稳压二极管。目前避雷器一般为氧化锌避雷器，主要元件为氧化锌阀片。避雷器在电力系统中与被保护设备并联，

13、正常时泄漏电流很小，不影响系统运行。当系统有过电压时（即超过正常运行电压的高电压），避雷器即呈现低电阻泄放能量，同时限制系统电压的幅值,确保电气设备的绝缘不被击穿。防雷器在纳秒内导通，将脉防雷器在纳秒内导通，将脉冲电压短路于地泄放，后冲电压短路于地泄放，后又恢复为高阻状态，从而又恢复为高阻状态，从而不影响用户设备的供电不影响用户设备的供电。设设备备当电网由于雷击出现当电网由于雷击出现瞬时脉冲电压时，防雷瞬时脉冲电压时，防雷器在纳秒内导通器在纳秒内导通 。图图 1 1 架空线路上的感应过电压架空线路上的感应过电压 a)a) 雷云在线路上方时雷云在线路上方时b) b) 雷云对地或其他放电时雷云对地

14、或其他放电时c) c) 雷云对架空线路放电时雷云对架空线路放电时 （1 1）伏秒特性：指电压与时间的对应关系。）伏秒特性：指电压与时间的对应关系。（2 2）工频续流：指雷电压或过电压放电结束）工频续流：指雷电压或过电压放电结束 ，但工频电，但工频电压仍作用在避雷器上，使其流过的工频短路接地电流。压仍作用在避雷器上，使其流过的工频短路接地电流。（3 3）绝缘强度自恢复能力：电气设备绝缘强度与时间的关）绝缘强度自恢复能力：电气设备绝缘强度与时间的关系，即恢复到原来绝缘强度的快慢。系，即恢复到原来绝缘强度的快慢。（4 4）避雷器的额定电压：把工频续流第一次过零后，）避雷器的额定电压：把工频续流第一次

15、过零后， 间间隙所能承受的，不至于引起电弧重燃的最大工频电压，又隙所能承受的，不至于引起电弧重燃的最大工频电压，又称电弧电压。称电弧电压。2、电力避雷器的涉及的几个指标、电力避雷器的涉及的几个指标3 3、产品型号说明、产品型号说明 产品型式：产品型式：Y Y表示瓷套式金属氧化物避雷器表示瓷套式金属氧化物避雷器 YHYH（HYHY）表示有机外套金属氧化物避雷器表示有机外套金属氧化物避雷器结构特征：结构特征：W W表示无间隙表示无间隙 C C表示串联间隙表示串联间隙使用场所：使用场所：S S表示配电型表示配电型 Z Z表示电站型表示电站型 R R表示并联补偿电容器用表示并联补偿电容器用 D D表示

16、电机用表示电机用 T T表示电气化铁道用表示电气化铁道用 X X表示线路型表示线路型附加特性：附加特性：W W表示防污型表示防污型 G G表示高原型表示高原型 THTH表示湿热带地区用表示湿热带地区用 DLDL表示电缆型避雷器（优点：产品采用全密封结构，爬电距表示电缆型避雷器（优点：产品采用全密封结构，爬电距 离大，能适用于重污染场所离大，能适用于重污染场所) )电力避雷器按放电类型分类： 保护间隙，排气式避雷器、阀型避雷器保护间隙，排气式避雷器、阀型避雷器，氧化锌避雷器。，氧化锌避雷器。 近年来多使用氧化锌避雷器。1、氧化锌避雷器氧化锌避雷器特点氧化锌避雷器特点 电阻片具有非线性，正常工作电

17、压下电阻片具有非线性，正常工作电压下，只有微安级电阻性电流流过，避雷器的，只有微安级电阻性电流流过，避雷器的电阻非常大，泄漏电流非常小；在过电压电阻非常大，泄漏电流非常小；在过电压时避雷器的电阻非常小，大电流泄得越快时避雷器的电阻非常小，大电流泄得越快越好；残压低，动作快，安全可靠。越好；残压低，动作快，安全可靠。图图2-27 2-27 复合外套复合外套ZnOZnO避雷器整体结构示意避雷器整体结构示意图图1-1-硅橡胶裙套；硅橡胶裙套；2-2-金属端头；金属端头；3-ZnO3-ZnO阀片阀片4-4-高分子填充材料；高分子填充材料；5-5-一环氧玻璃钢芯棒；一环氧玻璃钢芯棒；6-6-吊环；吊环；

18、7-7-环氧玻璃钢筒；环氧玻璃钢筒；8-8-法兰法兰图2-28 安装在输电线路上的带有间隙的复合外套ZnO避雷器 1-复合外套氧化锌避雷器本体 2-串联间隙环状电极3-固定间隙距离用的合成绝缘子4-线路绝缘子串 目前国内输电线路主要采目前国内输电线路主要采用金属氧化物避雷器用金属氧化物避雷器(MOA)(MOA)。氧。氧化锌避雷器由一个或并联的两化锌避雷器由一个或并联的两个非线性电阻片叠合圆柱构成个非线性电阻片叠合圆柱构成。它根据电压等级由多节组成。它根据电压等级由多节组成，3535110kV110kV氧化锌是单节的，氧化锌是单节的，220kV220kV氧化锌是两节的，氧化锌是两节的，500kV

19、500kV氧化锌是三节的，而氧化锌是三节的，而750kV750kV氧化氧化锌则是四节的。锌则是四节的。 配电网线路避雷器配电网线路避雷器4、 避雷器典型产品1. 61. 610kV10kV系列系列常见实物如下几种常见实物如下几种 2. 35kV系列 常见的实物常见的实物特点： 理论分析和实测统计表明，通过变压器中性理论分析和实测统计表明，通过变压器中性避雷器的雷电流幅值和陡度都较小，避雷器标称避雷器的雷电流幅值和陡度都较小，避雷器标称电流电流1.5kA1.5kA已经足够。其主要用于保护变压器中已经足够。其主要用于保护变压器中性点绝缘免受过电压的损坏。性点绝缘免受过电压的损坏。 6. 全绝缘复合

20、外套避雷器 常见的一种实物：常见的一种实物： 特点：特点： 全绝缘避雷器外形结构简洁，高压端的绝缘导线与全绝缘避雷器外形结构简洁，高压端的绝缘导线与避雷器芯体整体成型，密封性能良好，介电强高。避雷器芯体整体成型，密封性能良好，介电强高。 提高提高了避雷器的爬电距离。安装时缩小了避雷器之间的绝缘了避雷器的爬电距离。安装时缩小了避雷器之间的绝缘尺寸，灵活的适用于不同的安装环境，尤其适用于有限尺寸，灵活的适用于不同的安装环境，尤其适用于有限空间的开关柜中和高海拔、重污秽地区。空间的开关柜中和高海拔、重污秽地区。 避雷器与避雷针的区别 避雷针： 避雷针实际是引雷针，一般避雷针比所有的被保护物体高，避雷

21、针的顶部为金属尖端，底部与接地网作良好连接，接地电阻一般在10欧姆以下。在雷雨天气，由于顶部尖端对电场的强烈畸变作用，吸引附近雷云对避雷针尖端放电，通过良好的接地中和雷云电荷，从而保护其它物体免遭雷击。 避雷针直接接地直接接地。利用电荷尖端放电电荷尖端放电现象不让雷击发生。避雷针和被保护物体是分开的， 可以保护比较集中的重要物体。 避雷器间接接地间接接地。利用过电压放电过电压放电现象让雷击电压通过避雷器进入大地。避雷器和保护物体是连接的，可以保护带电物体，如输电线路。在正常状态下避雷器内部是不导电的，遇到雷击的时候，它是导电的。七、电气装置接地七、电气装置接地 接地装置的装设接地装置的装设 1 1自然接地体的利用自然接地体的利用 在设计和装设接地装置时，首先应考虑自然接地体的利用，以节约在设计和装设接地装置时，首先应考虑自然接地体的利用，以节约投资，节约钢材。投资，节约钢材。 图图 9-16 人工接地体的结构人工接地体的结构电气装置接地电气装置接地 图图 9-17 9-17 加装均压带的接地网加装均压带的接地网 3 3 防雷装置接地的要求防雷装置接地的要求 避雷针宜装设独立的接地装置，防雷的接地装置及避雷针引下线的结避雷针宜装设独立的接地装置，防雷的接地装置及避雷针引下线的结构尺寸，应符合构尺寸，应符合GB5