三开关电器中常用的灭弧方法PPT课件

1、五、高压电器的选择与校验五、高压电器的选择与校验（一）选择校验项目及条件（一）选择校验项目及条件 必须满足供电系统正常工作条件下和短路故障条件下工作必须满足供电系统正常工作条件下和短路故障条件下工作要求，同时电气设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经要求，同时电气设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。济合理。 1. 按正常工作条件选择按正常工作条件选择 考虑电气设备的环境条件和电气要求。考虑电气设备的环境条件和电气要求。 环境条件是指电气设备的使用场所、环境温度，海拔高度以环境条件是指电气设备的使用场所、环境温度，海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，据此选择电气设备结构及

2、有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，据此选择电气设备结构类型。类型。电气要求是指电气设备在电压电流、频率等方面的要求，即电气要求是指电气设备在电压电流、频率等方面的要求，即N.etNN.etcUUII电气设备的额定电压电气设备的额定电压线路的额定电压线路的额定电压电气设备的额定电流电气设备的额定电流线路最大持续工作电流线路最大持续工作电流续上页续上页 对一些开断电流的电器，如熔断器、断路器和负荷开关等对一些开断电流的电器，如熔断器、断路器和负荷开关等，则要求其最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。，则要求其最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。 1）对断路器，其最大开断电流应不小于它可能

3、开断的线路）对断路器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即最大短路电流。即(3)ock.maxII 2 2）对负荷开关，其最大开断电流应不小于它可能开断的线）对负荷开关，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大负荷电流。即路最大负荷电流。即ocL.maxII 3 3）对熔断器）对熔断器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即最大短路电流。即(3)ocshII（对非限流型熔断器）（对非限流型熔断器）(3)ock.maxII（对限流型熔断器）（对限流型熔断器） 按短路故障条件校验，就是要按最大可能的短路故障时的按短路故障条件

4、校验，就是要按最大可能的短路故障时的力稳定性和热稳定性进行校验。力稳定性和热稳定性进行校验。 2. 按短路故障条件校验按短路故障条件校验 续上页续上页 主要是按环境条件选择结构类型，按正常工作条件选择额定主要是按环境条件选择结构类型，按正常工作条件选择额定电压、额定电流并校验开断能力。电压、额定电流并校验开断能力。 高压熔断器的额定电流应不小于它所安装的熔体电流。高压熔断器的额定电流应不小于它所安装的熔体电流。INIn 熔体电流的选择应满足下列条件：熔体电流的选择应满足下列条件： 1 1）保护高压线路）保护高压线路 In = 1.11.3 Ic 2 2）保护电力变压器的熔断器的熔体电流）保护电

5、力变压器的熔断器的熔体电流( (考虑到变压器的考虑到变压器的正常过负荷电流、励磁涌流及低压侧电动机自起动引起的尖峰正常过负荷电流、励磁涌流及低压侧电动机自起动引起的尖峰电流等因素电流等因素) )In = 1.52.0 I1NT 3 3）保护电压互感器）保护电压互感器 In= =0.5A （三）高压熔断器的选择与校验（三）高压熔断器的选择与校验四、低压电器的选择与校验四、低压电器的选择与校验1. 按正常工作条件选择按正常工作条件选择 1 1）考虑所选择设备的工作环境。如户内、户外、环境温）考虑所选择设备的工作环境。如户内、户外、环境温度，海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，以度，海拔高

6、度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，以及沿海或是温热地域的特点。及沿海或是温热地域的特点。 2 2）电器的额定电压应不低于所在线路的额定电压。）电器的额定电压应不低于所在线路的额定电压。 3 3）电器的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式）电器的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流。下的最大持续工作电流。 4 4）保护电器还应按保护特性选择。）保护电器还应按保护特性选择。 2. 2. 按短路条件校验按短路条件校验 1 1）可能通过短路电流的电器）可能通过短路电流的电器( (如刀开关、熔断器式开关如刀开关、熔断器式开关) )，应满足在短路条件下短时和峰值耐受电流的

7、要求。，应满足在短路条件下短时和峰值耐受电流的要求。 2 2）断开短路电流的保护电器）断开短路电流的保护电器( (如熔断器、低压断路器如熔断器、低压断路器) )，应满足在短路条件下分断能力的要求。应满足在短路条件下分断能力的要求。 续上页续上页1. 电压、电流的选择电压、电流的选择 2. 按准确级要求选择按准确级要求选择 S2 S2N（四）电流互感器的选择与校验（四）电流互感器的选择与校验（三）使用注意事项（三）使用注意事项（1）电流互感器在工作时其二次侧不得开路）电流互感器在工作时其二次侧不得开路 （2）电流互感器的二次侧有一端必须接地；）电流互感器的二次侧有一端必须接地； （3）电流互感器

8、在连接时，要注意其端子的极性。）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。 否则励磁磁动势剧增几十倍，将产生严重后果：铁心过热，否则励磁磁动势剧增几十倍，将产生严重后果：铁心过热，并且产生剩磁可在二次侧感应出危险的高电压并且产生剩磁可在二次侧感应出危险的高电压N .etN1 N .etc2 N .et5 AUUIII用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围功能功能(3)maxshii22timaI tI t3. 3. 短路稳定性的校验短路稳定性的校验 目前电流互感器的新产品直接

9、给出了短路动稳定电流峰值目前电流互感器的新产品直接给出了短路动稳定电流峰值和和1s热稳定电流有效值，因此其动稳定性与热稳定性可按下式热稳定电流有效值，因此其动稳定性与热稳定性可按下式校验。校验。续上页续上页1. 1. 电压的选择电压的选择 （四）选择与校验 电压互感器的额定一次电压，应与安装地点电网的额定电电压互感器的额定一次电压，应与安装地点电网的额定电压相等，其额定二次电压一般为压相等，其额定二次电压一般为100V。 2. 2. 按准确级要求选择按准确级要求选择 电压互感器满足准确级要求的条件，也是其二次负荷电压互感器满足准确级要求的条件，也是其二次负荷S2不不得大于规定准确级所要求的额定

10、二次容量得大于规定准确级所要求的额定二次容量S2N，即即 S2 S2N（三）使用注意事项（三）使用注意事项在工作时其二次侧不得短路在工作时其二次侧不得短路二次侧有一端必须接地二次侧有一端必须接地连接时要注意其端子的极性连接时要注意其端子的极性续上页续上页橡胶橡胶聚氯乙稀聚氯乙稀交联聚乙烯交联聚乙烯矿物绝缘矿物绝缘（二）（二） 电力电缆电力电缆特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时 不易排除。不易排除。几根（单根）绞绕的绝缘导线几根（单根）绞绕的绝缘导线三相统包绝缘（对地）三相统包绝缘（对地）高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流

11、均衡。高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。导线导线: :绝缘层绝缘层: :屏蔽层屏蔽层: :结结构构保护层保护层敷设：直接埋地敷设、利用电缆沟、利用敷设：直接埋地敷设、利用电缆沟、利用电缆桥架电缆桥架室内敷设、室内敷设、 利用管道（钢管、塑料管、混凝土管）、利用管道（钢管、塑料管、混凝土管）、 利用电缆隧道、海底水中等。利用电缆隧道、海底水中等。 保护屏蔽层、绝缘层保护屏蔽层、绝缘层铠装层铠装层: :外护套外护套: :内护层内护层: : 外护层外护层防止外部机械损伤（需要时）防止外部机械损伤（需要时）保护铠装层、防腐保护铠装层、防腐应遵守应遵守GB50217-94电力工程电缆设计规范。

12、电力工程电缆设计规范。四四 导线、电缆的截面选择原则导线、电缆的截面选择原则 导线电缆截面的选择要求必须满足安全、可靠和经济的条件，其选择原导线电缆截面的选择要求必须满足安全、可靠和经济的条件，其选择原则为：则为： 1.1.按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面 通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。 2.2.按允许电压损失选择导线和截面按允许电压损失选择导线和截面 在导线和电缆（包括母线）通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，在导线和电缆（包括母线）通过正常最大负荷电流（即计算电流）时，线路上产生的电压损

13、失不应超过正常运行时允许的电压损失。线路上产生的电压损失不应超过正常运行时允许的电压损失。 3.3.按经济电流密度选择导线和电缆截面按经济电流密度选择导线和电缆截面 经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度。按这种原经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度。按这种原则选择的导线和电缆截面称为经济截面。则选择的导线和电缆截面称为经济截面。 4.4.按机械强度选择导线和电缆截面按机械强度选择导线和电缆截面 这是对架空线路而言的这是对架空线路而言的,要求所选的截面不小于其最小允许截面，即要求所选的截面不小于其最小允许截面，即 SSm.min 式中，式中，Sm.min为机械强度

14、最小允许截面（附表为机械强度最小允许截面（附表A-15），对电缆不必校验），对电缆不必校验其机械强度。其机械强度。 5.5.短路热稳定校验短路热稳定校验 架空线路因其散热性较好，不作热稳定校验，电缆应进行热稳定校验（架空线路因其散热性较好，不作热稳定校验，电缆应进行热稳定校验（这部分内容见这部分内容见5.4节所述），即节所述），即 选择导线截面时，要求在满足上述五个原则的基础上选择其中截面选择导线截面时，要求在满足上述五个原则的基础上选择其中截面数最大的截面。数最大的截面。五、导线和电缆截面的选择与校验五、导线和电缆截面的选择与校验（一）选择校验项目及条件（一）选择校验项目及条件 1. 发热条

15、件发热条件 2. 电压损失条件电压损失条件 4. 机械强度条件机械强度条件 5.5.短路热稳定条件短路热稳定条件 3.3.经济电流密度条件经济电流密度条件 Nalal%UU minAAkal3ima10 IAtC或cececIAj注：用户的注：用户的10kV及以下线路，通常不按经济电流密度条件选择。及以下线路，通常不按经济电流密度条件选择。 电力电缆不必校验机械强度。电力电缆不必校验机械强度。IIcal 或 续上页续上页（二）按发热条件选择导线和电缆截面（二）按发热条件选择导线和电缆截面 1.按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量

16、载流量Ial大于通过相线的计算电流大于通过相线的计算电流Ic，即即 Ial Ic 所谓导线和电缆的允许载流量，就是在规定的所谓导线和电缆的允许载流量，就是在规定的环境温度环境温度条件条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。流。 按发热条件选择导体截面后，再校验电压损失、机械强度、按发热条件选择导体截面后，再校验电压损失、机械强度、短路热稳定等条件。短路热稳定等条件。 影响导线和电缆的允许载流量的主要因素：影响导线和电缆的允许载流量的主要因素： 导线和电缆的导体材料与绝缘材料导线和电缆的导体材料与绝缘材料 导线和电缆

17、的环境温度导线和电缆的环境温度 导线和电缆的敷设方式导线和电缆的敷设方式 导线和电缆的并列根数导线和电缆的并列根数续上页续上页（四四）按经济电流密度条件选择导线和电缆截面按经济电流密度条件选择导线和电缆截面 第七节第七节 低压保护电器的选择低压保护电器的选择装设：短路保护、过负载保护和接地故障保护。装设：短路保护、过负载保护和接地故障保护。 1对短路保护电器动作特性的要求对短路保护电器动作特性的要求 （1）动作应及时可靠，以保证）动作应及时可靠，以保证 导体的热稳定满足要求。导体的热稳定满足要求。 （2）保护电器分断能力应大于安装处的预期最大短路电流。）保护电器分断能力应大于安装处的预期最大短

18、路电流。 (一一) 短路保护短路保护 一、低压配电线路的保护一、低压配电线路的保护 （3）保护电器应有足够的灵敏度。）保护电器应有足够的灵敏度。 2短路保护电器的装设短路保护电器的装设 （1）装设在每回线路的电源侧、分支处和载流量减小处。）装设在每回线路的电源侧、分支处和载流量减小处。 （2 2）装设在低压配电线路的各相上。）装设在低压配电线路的各相上。kIAtC续上页续上页 (二二)过负载保护过负载保护 目的在于防止严重的过负载。目的在于防止严重的过负载。 （1 1）应采用反时限特性的保护电器。）应采用反时限特性的保护电器。 （2 2）应具有足够的热稳定性。）应具有足够的热稳定性。 （3 3

19、）过负载保护一般作用于切断电路，也可作用于信号。）过负载保护一般作用于切断电路，也可作用于信号。 1 1对过负载保护电器动作特性的要求对过负载保护电器动作特性的要求 2过负载保护电器的装设过负载保护电器的装设 装设位置与要求与短路保护电器相同。装设位置与要求与短路保护电器相同。 特性要求：特性要求： InIc I21.45Ial 约定动作电流约定动作电流长延时瞬时 QF toIIr3Ir1FU t IoIrPEN电源CBA外露可导电部分三相设备单相设备负荷续上页续上页 （三三）接地故障保护接地故障保护 接地故障是指低压配电系统中的相线对地或与地有联系的接地故障是指低压配电系统中的相线对地或与地

20、有联系的导电体之间的短路，包括相线与大地、导电体之间的短路，包括相线与大地、PE线、线、PEN线、电气装线、电气装置的外露可导电部分、装置外可导电部分（如建筑物金属构件、置的外露可导电部分、装置外可导电部分（如建筑物金属构件、金属管道、结构钢筋等）之间的短路。金属管道、结构钢筋等）之间的短路。 接地故障的危害很大。接地故障的危害很大。 接地故障会产生故障电流；接地故障会产生故障电流； 接地故障会产生故障电压。接地故障会产生故障电压。 因此，配电线路应设置因此，配电线路应设置 接地故障保护电器；接地故障保护电器； 采取保护接地；采取保护接地； 采取等电位联结等措施。采取等电位联结等措施。续上页续

21、上页 保护电器动作特性要求：保护电器动作特性要求： ZsIaU0式中，式中，Ia是保证在规定时间内自动切断故障回路的电流是保证在规定时间内自动切断故障回路的电流。表表 TN系统允许最大切断接地故障回路时间系统允许最大切断接地故障回路时间 回回 路路 类类 别别允许最大切断故障回路时间允许最大切断故障回路时间/s配电线路或给固定式电气设备供电的末端回路配电线路或给固定式电气设备供电的末端回路5插座回路或给手握式、移动式设备供电末端回路插座回路或给手握式、移动式设备供电末端回路0.4 TN系接地故障保护电器的选择步骤：系接地故障保护电器的选择步骤： 1 1）宜先采用过电流保护电器（如熔断器、断路器

22、）兼作接地）宜先采用过电流保护电器（如熔断器、断路器）兼作接地故障保护；故障保护； 2）当当其不能满足要求时，其不能满足要求时，宜采用零序电流保护；宜采用零序电流保护； 3）当当过电流保护电器及过电流保护电器及零序电流保护均零序电流保护均不能满足要求时，不能满足要求时，应应采用剩余电流（即采用剩余电流（即漏电电流）漏电电流）保护；保护； 1. TN系统中的接地故障保护系统中的接地故障保护外露可导电部分电源NCBA外露可导电部分负荷三相设备单相设备续上页续上页 保护电器动作特性要求：保护电器动作特性要求： RAIa50V 式中，式中，Ia是保证在规定时间内自动切断故障回路的电流是保证在规定时间内

23、自动切断故障回路的电流。 与与TN系统相比，系统相比，TT系统配电线路的接地故障回路阻抗大，系统配电线路的接地故障回路阻抗大，故障电流小，过电流保护电器很难满足要求，因此，在故障电流小，过电流保护电器很难满足要求，因此，在TT系统系统中一般采用漏电电流保护断路器作接地故障保护。中一般采用漏电电流保护断路器作接地故障保护。 2. TT系统的接地故障保护系统的接地故障保护 二、低压熔断器的选择二、低压熔断器的选择 ( (一一) )熔体额定电流的确定熔体额定电流的确定 1按正常工作电流选择按正常工作电流选择 一般配电线路的熔体额定电流一般配电线路的熔体额定电流In应不小于线路的计算电流应不小于线路的

24、计算电流Ic，即即 InIc 2 2按起动尖峰电流选择按起动尖峰电流选择 一般配电线路的熔体电流按下式选取：一般配电线路的熔体电流按下式选取：InKrINM1Ic(n-1)式中式中, Kr是配电线路熔体电流选择计算系数，是配电线路熔体电流选择计算系数，1.11.2。 单台电动机回路的熔体电流按熔体在电动机起动时间内允单台电动机回路的熔体电流按熔体在电动机起动时间内允许通过的最大电流选择（见附录表许通过的最大电流选择（见附录表42）。 续上页续上页 3保护灵敏度的检验保护灵敏度的检验 为了保证熔断器在其保护范围内发生最轻微的短路故障为了保证熔断器在其保护范围内发生最轻微的短路故障时能可靠地熔断，

25、熔断器保护的灵敏度必须满足下列条件：时能可靠地熔断，熔断器保护的灵敏度必须满足下列条件：k minpin.IKSI （二）熔断器（二）熔断器(支持件支持件)额定电流的确定额定电流的确定 应不小于它所安装的熔体额定电流应不小于它所安装的熔体额定电流，即即 INIn （三）熔断器分断能力校验（三）熔断器分断能力校验 低压限流熔断器由于能在短路电流达到冲击值之前灭弧，低压限流熔断器由于能在短路电流达到冲击值之前灭弧，因此应满足下列条件：因此应满足下列条件： IocI(3)三、低压断路器的选择三、低压断路器的选择 （一）断路器额定电流的确定（一）断路器额定电流的确定 应不小于它所安装的脱扣器额定电流应

26、不小于它所安装的脱扣器额定电流，即即 IN In （二）长延时脱扣动作电流和动作时间的整定（二）长延时脱扣动作电流和动作时间的整定 长延时过电流脱扣器主要用来作过负荷保护，因此其动作长延时过电流脱扣器主要用来作过负荷保护，因此其动作电流电流Ir1 ，应躲过线路的最大负荷电流应躲过线路的最大负荷电流Ic，即满足下列条件：即满足下列条件： Ir1 K1Ic过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流，即即InIc 。 长延时过电流脱扣器的动作时间，应躲过允许过负荷的持长延时过电流脱扣器的动作时间，应躲过允许过负荷的持续时间，一般动作时间可达续时间，一般动

27、作时间可达12h。对电动机回路，应选用电动对电动机回路，应选用电动机保护用断路器，以使其与电动机的起动特性相匹配。机保护用断路器，以使其与电动机的起动特性相匹配。 思考题与习题解答提示思考题与习题解答提示 4-1 提示：参见教材提示：参见教材P6061。 4-2 提示：参见教材提示：参见教材P6163。 4-3 提示：参见教材提示：参见教材P63。 4-4 提示：参见教材提示：参见教材P6566。 4-5 提示：参见教材提示：参见教材P67。 4-6 提示：参见教材提示：参见教材P67。 4-7 提示：参见教材提示：参见教材P67。 4-8 提示：参见教材提示：参见教材P7173。 4-9 提示：参见教材提示：参见教