CH-04-2开关电器

1、电气运行电气运行课程课程:电气设备及运行电气设备及运行哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨工程大学核科学与技术学院3.2 3.2 开关设备开关设备电气运行电气运行主要内容主要内容一、低压开关二、高压断路器三、隔离开关四、熔断器五、高压负荷开关与真空接触器六、重合器与分段器电气运行电气运行 低压开关低压开关电气运行电气运行第一节第一节 低压开关低压开关1.1.低压开关应用范围低压开关应用范围 低压开关是指低压开关是指1kV1kV以下的电路控制电路，用于开、合低压交、以下的电路控制电路，用于开、合低压交、直流电路。直流电路。2.2.低压开关的种类：低压开关的种类：* *闸刀开关闸刀开关* *接触器

2、接触器* *磁力启动器磁力启动器* *低压断路器低压断路器( (自动空气开关）自动空气开关）电气运行电气运行（一）闸刀开关主要功能： 闸刀开关是低压手动操作的开关电器中最简单的闸刀开关是低压手动操作的开关电器中最简单的一种，额定电流在一种，额定电流在 1500A 1500A 以下，常用于不频繁操作以下，常用于不频繁操作的电路中。为了能在短路和过载时自动切断电路，通的电路中。为了能在短路和过载时自动切断电路，通常将闸刀开关与熔断器串联配合使用。有时将闸刀开常将闸刀开关与熔断器串联配合使用。有时将闸刀开关和熔断器组成一个元件，称刀熔开关。关和熔断器组成一个元件，称刀熔开关。电气运行电气运行1.HK

3、1.HK型胶盖闸刀开关型胶盖闸刀开关由磁底、胶盖和刀闸组成，刀闸下配有熔丝。由磁底、胶盖和刀闸组成，刀闸下配有熔丝。其额定电压有其额定电压有220V220V和和380V380V，HK1HK1型额定电压可达型额定电压可达60A60A，HK2HK2型可达型可达30A30A。胶盖闸刀开关主要作为照明、电热回路控制开关，三胶盖闸刀开关主要作为照明、电热回路控制开关，三极胶盖闸刀开关可作为不频繁操作的小型异步电动机极胶盖闸刀开关可作为不频繁操作的小型异步电动机的控制开关。的控制开关。电气运行电气运行电气运行电气运行2.HH2.HH型铁壳开关型铁壳开关 铁壳开关由封闭在钢板和铸铁壳内的刀闸和熔断器铁壳开关

4、由封闭在钢板和铸铁壳内的刀闸和熔断器组成，刀闸带快速刀刃，手动操作。在开关的铁盖上组成，刀闸带快速刀刃，手动操作。在开关的铁盖上装有机械连锁装置，合闸状态时打不开盖，而打开盖装有机械连锁装置，合闸状态时打不开盖，而打开盖时合不上闸，可以防止电弧伤人。时合不上闸，可以防止电弧伤人。 铁壳开关的额定电压由铁壳开关的额定电压由220220、380380、500V500V，HH3HH3型额型额定电流可达定电流可达200A200A，可作为照明、电热等配电线中手动，可作为照明、电热等配电线中手动不频繁开断接通电路的开关，也可以作为不频繁操作不频繁开断接通电路的开关，也可以作为不频繁操作的小型异步电动机全压

5、启动和的小型异步电动机全压启动和22KW22KW及以下电动机的控及以下电动机的控制。制。电气运行电气运行电气运行电气运行二、交流接触器（一）交流接触器概述 交流接触器交流接触器是用电磁原理实现低压电路的接是用电磁原理实现低压电路的接通与开断的电器，它通与开断的电器，它动作迅速动作迅速、灭弧性能好灭弧性能好、可频繁操作可频繁操作、使用寿命长、工作可靠、能实现、使用寿命长、工作可靠、能实现远距离操作或自动控制，是使用范围很广的主远距离操作或自动控制，是使用范围很广的主要控制电器。要控制电器。电气运行电气运行(二)交流接触器结构和工作原理 1.交流接触器的主要元件交流接触器的主要元件 (1)(1)电

6、磁驱动及保持系统电磁驱动及保持系统 (2)(2)触点系统和灭弧装置触点系统和灭弧装置 (3)(3)支架或外壳等几部分。支架或外壳等几部分。电气运行电气运行 2.2.电磁驱动及保持系统组成：电磁驱动及保持系统组成： (1)(1)电磁线圈电磁线圈 (2)(2)动铁芯动铁芯 (3)(3)静铁芯组成静铁芯组成 吸合形式吸合形式: : (1) (1)螺管式螺管式 (2)(2)转动拍合式转动拍合式 (3)III(3)III形直动式。形直动式。电气运行电气运行3.3.交流接触器控制电动机的应用介绍交流接触器控制电动机的应用介绍 (1)(1)主电路主电路: :接触器接触器KMKM的主触点与被控电器串联在电的主

7、触点与被控电器串联在电源电路内。源电路内。 (2)(2)控制电路：接触器控制电路：接触器KMKM吸持线圈与停止按钮吸持线圈与停止按钮1SB1SB、启动按钮启动按钮2SB2SB串接后接入电源，为了避免启动按钮松串接后接入电源，为了避免启动按钮松开后控制电路断电，将接触器开后控制电路断电，将接触器KMKM的一对辅助触点与合的一对辅助触点与合闸按钮闸按钮2SB2SB并联，称为并联，称为“自锁自锁”。 电气运行电气运行电气运行电气运行2接触器型号含义 接触器型号由接触器型号由组类代号组类代号、设计代号设计代号、基本参数基本参数和和辅助辅助规格规格四项组成。四项组成。 1-1-组类代号。第一字母：组类代

8、号。第一字母：C-C-接触器。第二字母为电器特接触器。第二字母为电器特征：征：J-J-交流；交流；Z-Z-直流；直流；K-K-开启式；开启式；H-H-封闭式。封闭式。 2-2-设计序号。设计序号。 3-3-基本参数。额定电流（基本参数。额定电流（A A）。）。 4-4-辅助规格。极数。辅助规格。极数。 例如，例如，CJ10-20CJ10-20表示设计序列为表示设计序列为1010，额定电压为，额定电压为20A20A的交的交流接触器。流接触器。电气运行电气运行三、热继电器 热继电器是一种过载保护的自动控制电器，多热继电器是一种过载保护的自动控制电器，多用于电动机的过载保护。它是利用电流通过电阻时用

9、于电动机的过载保护。它是利用电流通过电阻时的热效应而动作的。的热效应而动作的。 需要过载保护的原因：需要过载保护的原因： 电动机工作时，当电动机工作时，当负荷过大、电压过低或发生负荷过大、电压过低或发生一相断路故障时一相断路故障时，电动机的电流往往会超过规定值，电动机的电流往往会超过规定值，如果电流超过得不多，如果电流超过得不多，熔断器不会熔断熔断器不会熔断，但过负荷，但过负荷工作时间过长，电动机会因过热而寿命大大降低，工作时间过长，电动机会因过热而寿命大大降低，甚至烧毁，故需要过载保护。甚至烧毁，故需要过载保护。 电气运行电气运行系统组成：系统组成：（1）发热元件）发热元件（2）双金属片）双

10、金属片（3）触点）触点（4）传动和调整机构）传动和调整机构电气运行电气运行（三）磁力启动器 磁力启动器由磁力启动器由交流接触器、热交流接触器、热继电器和按钮开关继电器和按钮开关组成。它主要组成。它主要用来远距离控制三相异步电动机用来远距离控制三相异步电动机的启动、停止和正反转控制，兼的启动、停止和正反转控制，兼作电动机的低电压和过载保护，作电动机的低电压和过载保护，但不能断开短路电流，它必须和但不能断开短路电流，它必须和熔断器配合使用。图熔断器配合使用。图 3-16 3-16 为用为用磁力启动器控制电动机的原理接磁力启动器控制电动机的原理接线图。线图。电气运行电气运行（1 1）当电动机过载时当

11、电动机过载时, ,电动机电流增大电动机电流增大, ,温度升高，温度升高，双金属片受热元件过热而膨胀变形，热继电器双金属片受热元件过热而膨胀变形，热继电器FRFR的动的动触点断开，切断启动器触点断开，切断启动器KMKM吸持线圈回路，使启动器吸持线圈回路，使启动器KMKM的主触点断开，电动机断电而得到保护。的主触点断开，电动机断电而得到保护。（2 2）当电路电压由于某种原因降低到额定电压的当电路电压由于某种原因降低到额定电压的85%85%以下时，电动机转矩显著降低，转速下降，定子和转以下时，电动机转矩显著降低，转速下降，定子和转子电流增大，使电动机过热，严重时甚至烧坏电动机。子电流增大，使电动机过

12、热，严重时甚至烧坏电动机。在这种低电压（欠压）情况下，吸持线圈吸引力减少，在这种低电压（欠压）情况下，吸持线圈吸引力减少，在弹簧的作用下衔铁释放，启动器自动切断主电路，在弹簧的作用下衔铁释放，启动器自动切断主电路，达到低电压保护的目的。达到低电压保护的目的。电气运行电气运行磁力启动器控制电动机正、反转的控制电路磁力启动器控制电动机正、反转的控制电路电气运行电气运行 电动机的过载保护由热继电器实现，短路保电动机的过载保护由热继电器实现，短路保护由熔断器实现，低电压保护由接触器本身实护由熔断器实现，低电压保护由接触器本身实现。现。 该电路适用于功率较小的允许直接正、反该电路适用于功率较小的允许直接

13、正、反转的电路，不适用于大功率电动机和频繁正、转的电路，不适用于大功率电动机和频繁正、反转控制的电动机反转控制的电动机。 因为电动机如果从正转直接变为反转或从因为电动机如果从正转直接变为反转或从反转直接变为正转，在换接的瞬间，反转直接变为正转，在换接的瞬间，转差率接转差率接近于近于2 2，不仅会引起很大的电流冲击，而且会，不仅会引起很大的电流冲击，而且会造成相当大的机械冲击，频繁操作还会使热继造成相当大的机械冲击，频繁操作还会使热继电器过热而动作电器过热而动作。电气运行电气运行四、低压断路器（自动空气开关） 低压断路器又称自动空气开关，是低压开关中性低压断路器又称自动空气开关，是低压开关中性能

14、最完善的电器，它不仅可以接通、切断负荷电流，能最完善的电器，它不仅可以接通、切断负荷电流，也能在电路出现短路、过载和失压时自动跳闸实现保也能在电路出现短路、过载和失压时自动跳闸实现保护。护。电气运行电气运行（一）低压断路器工作原理电气运行电气运行（二）低压断路器分类及主要结构 低压断路器分为塑料外壳式（低压断路器分为塑料外壳式（DZDZ系列）和框架式系列）和框架式（DWDW系列）两类。塑料外壳式低压断路器除操作手柄系列）两类。塑料外壳式低压断路器除操作手柄和接线端子外，其余部分均安装在塑料或金属框架上，和接线端子外，其余部分均安装在塑料或金属框架上，结构为敞开式，额定电流最大为结构为敞开式，额

15、定电流最大为4000A4000A。 低压断路器的主要结构为低压断路器的主要结构为触点系统触点系统、灭弧装置灭弧装置、自由脱扣机构自由脱扣机构及及脱扣器脱扣器、合闸操动机构合闸操动机构等。等。返回主要内容电气运行电气运行高压断路器高压断路器 高压断路器高压断路器电气运行电气运行 1.作用： 控制作用根据电网运行的需要，将部分电气设备或线路投入或退出运行。 保护作用在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护装置发出跳闸信号，起动断路器，将故障部分设备或线路从电网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正常运行。 断路器能通断任何性质的电流电路第二节第二节 高压断路器（高压断路器（QFQF）电气运行电气运行

16、2.对高压断路器（QF）的基本要求（1）工作可靠（2）具有足够的开断能力（3）动作快速（4）具有自动重合闸功能（5）结构简单，经济合理电气运行电气运行3.断路器（QF）的基本参数（1）额定电压Ue：指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。 （决定了绝缘水平、尺寸、灭弧条件） （2）额定电流Ie：指断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度 下允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度 不会超过国家标准。（决定了导体截面，结构） （3）额定开断电流Iekd：指断路器在额定电压下能可靠断开的最大 断路电流的有效值。它表征断路器的开断能力（4）额定开断容量: ekdeekdIUS3电气运行电气运行(5)

17、动稳定电流（极限通过电流）idw：指断路器在冲击短路电流作 用下，承受电动力的能力。 （决定了机械强度）(6)热稳定电流Irw：指断路器承受短路电流热效应的能力。（利用 热稳定时间tr对应的Irw） （一般取（一般取4S）(7)开断时间tkd：从操作机构跳闸线圈接通跳闸脉冲起，到三相电 弧完全熄灭时止的一段时间。（等于断路器的固 有分闸时间和熄弧时间之和） xhgfkdttt3.断路器（QF）的基本参数电气运行电气运行4 4、高压断路器的基本结构和型号、高压断路器的基本结构和型号1）基本结构）基本结构 基本结构组成：基本结构组成： 电路通断元件、操动机构、传电路通断元件、操动机构、传动机构、绝

18、缘支撑元件、基座。动机构、绝缘支撑元件、基座。电气运行电气运行基本结构组成的功能基本结构组成的功能(1)(1)电路通断元件电路通断元件：即导电、熄弧系统。由接线端子、导电杆、：即导电、熄弧系统。由接线端子、导电杆、触头、灭弧室等组成。承担着接通和断开电路以及熄灭电弧的触头、灭弧室等组成。承担着接通和断开电路以及熄灭电弧的任务，是高压断路器的关键部件。任务，是高压断路器的关键部件。(2)(2)操动机构操动机构：为通断元件提供操作能量。根据能量形式的不：为通断元件提供操作能量。根据能量形式的不同有电磁、弹簧、液压、气动及手动等类型。同有电磁、弹簧、液压、气动及手动等类型。 (3)(3)传动机构传动

19、机构：给通断元件传递操作命令和操作力，由连杆、：给通断元件传递操作命令和操作力，由连杆、齿轮、拐臂、液压系统等元件组成。齿轮、拐臂、液压系统等元件组成。 (4)(4)绝缘支撑元件绝缘支撑元件：支撑和固定通断元件，并确保其对地绝缘。：支撑和固定通断元件，并确保其对地绝缘。(5)(5)基座基座：整台开关的支撑和安装基础。：整台开关的支撑和安装基础。电气运行电气运行2 2 ）高压断路器的型号）高压断路器的型号其代表意义为： 1 1 产品字母代号，用下列字母表示：产品字母代号，用下列字母表示： S -S -少油断路器；少油断路器；D-D-多油断路器；多油断路器； K -K -空气断路器；空气断路器；L

20、-L-六氟化硫断路器；六氟化硫断路器； Z -Z -真空断路器；真空断路器； Q -Q -产气断路器；产气断路器； C-C-磁吹断路器。磁吹断路器。 2 2 装设地点代号：装设地点代号： N -N -户内；户内； W -W -户外。户外。3 3 设计序列号：以数字设计序列号：以数字 1 1 、 2 2 、 3 3 表示。表示。 4 4额定电压，额定电压， kV kV 。5 5其他补充工作特性标志：其他补充工作特性标志： G- G- 改进型；改进型； F-F-分相操作。分相操作。 6 6 额定电流，额定电流， A A 。7 7 额定开断电流，额定开断电流， kA kA 。8 8特殊环境代号。特殊

21、环境代号。例如例如 LW8LW8 35 / 2000 35 / 2000 型断路器，指额定电压为型断路器，指额定电压为 35kV 35kV 、额、额定电流为定电流为 2000A 2000A 、设计序列号为、设计序列号为 8 8 的户外的户外 SF6 SF6 断路器。断路器。电气运行电气运行5. 5.断路器断路器（QFQF）的的操动机构操动机构（1 1）作用作用 使断路器合闸使断路器合闸 使断路器维持合闸状态使断路器维持合闸状态 使断路器分闸。使断路器分闸。（2 2）组成：）组成： 操动部分：操动部分：由动力机构、扣住机构、脱扣机构和由动力机构、扣住机构、脱扣机构和自由脱扣机构等组成自由脱扣机构

22、等组成 传动部分：传动部分：由拉杆、提升机构、缓冲机构等组成由拉杆、提升机构、缓冲机构等组成（3 3）分类：）分类： 手动型手动型(S)(S)、电磁型、电磁型(D)(D)、液压型、液压型(Y)(Y)、气压型、气压型(Q)(Q)和弹簧型和弹簧型(T)(T)等等电气运行电气运行 具有足够的合闸功率。 能维持断路器处在合闸位置，不因外界震动和其他原因产生误分闸功率。 有可靠的分闸装置和足够的分闸速度。 具有自由脱扣装置在断路合闸的过程中又接到分闸命令时，断路器应立即终止合闸过程，迅速可靠的分闸。这种在合闸过程中的分闸叫自由脱扣。 要保证分、合动作准确、连续，即分后准备合、合后准备分。 应能实现“防止

23、跳跃”断路器在关合电路过程中，如遇到永久性短路事故，则在继电保护装置的作用下会立即分闸，此时合闸命令尚未解除，操作机构又立即自动合闸，出现重复“合跳”的现象叫“跳跃”。 结构简单、体积小、价格低廉。4 4）断路器（断路器（QFQF）操动机构的操动机构的基本要求基本要求电气运行电气运行5.断路器（QF）的分类 （按灭弧介质的不同分） 油断路器：油断路器：采用绝缘油作为灭弧介质。采用绝缘油作为灭弧介质。 - -可分为多油断路器可分为多油断路器（D D）和少油断路器和少油断路器（S S） 压缩空气断路器压缩空气断路器（K K）：）：采用压缩空气作为灭弧介质。采用压缩空气作为灭弧介质。 真空断路器真空

24、断路器（Z Z）：）：采用真空作为灭弧介质。采用真空作为灭弧介质。 六氟化硫（六氟化硫（SF6SF6）断路器）断路器（L L）：）：采用采用SF6SF6气体作为灭弧介质气体作为灭弧介质 （根据高压断路的装设地点） 可分为可分为户内户内和和户外户外两种类型。两种类型。电气运行电气运行（1）开关油的作用：灭弧、触头间的绝缘（2）特点：用油量少、体积小、结构简单、节省钢材、防火防爆的特点，但检修周期短，在户外使用时，受大气条件影响大，而且配套性差。（3）分类：35KV以下：户内式 35KV以上：户外式35KV：户内、户外式 SN10系列SW6系列SN10系列SW6系列电气运行电气运行 单柱双断口 1

25、10KV 双柱四断口 220KV 三柱六断口 330KV机构箱支持瓷瓶底座外形：灭弧室：两个对称组成V形均压电容 配置CY12液压操作机构电气运行电气运行（1）开关油的作用：灭弧、触头间的绝缘和对地绝缘。（2）缺点：体积大，用油多，增加了爆炸和火灾的危险 优点；配套性强，在户外使用受气候影响小，检修周期较长。（3）适用：20世纪90年代以前35KV的电压等级电气运行电气运行外形：电气运行电气运行 优点： 结构简单，价格便宜 缺点： 油在灭弧过程中容易碳化，所以检修周期短，维护工作量大；再加上油会造成对环境的污染大又容易引发火灾。断路器的发展趋势为无油化。即被SF6和真空断路器取代。电气运行电气

26、运行真空断路器利用真空来作绝缘和灭弧介质的断路器。真空断路器的灭弧原理真空间隙内的气体稀薄，分子的自由行程大，发生碰撞的机率很小，碰撞游离不是真空间隙击穿产生电弧的主要因素。真空中的电弧是由触头间电极蒸汽形成的，具有很强的扩散作用，因而使电弧电流过零后触头间隙的介质强度能很快恢复起来，使电弧迅速熄灭。 电气运行电气运行 真空断路器的特点：（1）结构轻巧，触头开距小，动作快，操作功小，体积小，重量轻。（2）燃弧时间短，只需半个周期。（3）触头间隙介质恢复速度快。（4）寿命长，电气寿命和机械寿命均长。（5）维修工作量小，能防火防爆。 真空断路器的缺点：（1）开断小电感电流时，会出现熄弧过电压在应用

27、中可采用氧化锌避雷器、阻容串联元件等限制熄弧过电压。（2）开断后动态绝缘劣老化产生重击穿现象 适用：广泛用于35KV及以下的电压等级中。电气运行电气运行 真空灭弧室的外壳： 它是一个真空密闭容器。主要材料玻璃和陶瓷。玻璃优点是加工容易有一定的机械强度易与多种金属封接，可以观察到内部的运行情况，便于运行监视内部情况。但不能承受强烈的冲击，其软化温度也较低。陶瓷机械强度高，软化温度也高，但装配焊接工艺要求高。电气运行电气运行真空灭弧室的结构电气运行电气运行 波纹管: 波纹管真空灭弧室的重要元件，它既可以实现动触头运动又不使灭弧室的密封受到破坏，每次跳合闸都使波纹管受到一次变形，故它是易损坏的元件，

28、它决定了真空断路器的机械寿命。 电气运行电气运行 触头: 触头材料真空断路器的触头材料对电弧特性，弧隙介质恢复过程影响相当大，主要表现在机械强度与熔点的影响。为此除了要求触头材料的导电、耐弧性能好外，还要有抗焊性能截流值小、含气量低、导热性好、机械强度高、热电子发射能力低和电磨损速率低。现在广泛采用的是铜铬合金CuCr 触头结构横向磁场触头和纵向磁场触头横向磁场触头（横向磁吹触头）。利用电流流过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，主要有螺旋槽和杯状纵向磁场触头。纵向磁场能约束带电质点、降低电弧电压、抑制等离子体的变形，提高集聚电流。存在纵向磁场时，电弧能量可均匀地输入触头的整个

29、端面，不会造成整个表的局部熔化。这种触头的结构虽较复杂，但纵向磁场触头比横向磁场触头的开断能力强，使用寿命长，所以得到广泛的应用 电气运行电气运行 屏蔽罩: 分主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩、均压用屏蔽罩 主屏蔽罩的作用：防止燃弧过程中电弧生成物喷到绝缘外壳内壁上，降低外壳绝缘改善灭弧室内部电场，使其均匀化，促进真空灭弧室的小型化吸收大部分电弧能量，冷却电弧生成物，有利于介电强度的恢复。 电气运行电气运行 六氟化硫断路器利用六氟化硫气体来作绝缘和灭弧介质的断路器。 SF6断路器的发展 六氟化硫断路器的灭弧原理六氟化硫是一种化学性能非常稳定的惰性气体，在常态下无色、无臭、无毒、不燃、不老化现象，具有良好

30、的绝缘情能和灭弧情能。呈很强的电负性，对电子有亲和力，具有捕获电子的能力，形成活动性较低的的负离子，是个典型的三体复合材料，加之热容量大等因素，它的灭弧性能相当于同等条件下的空气的100倍，在三个大气压下时其绝缘情能相当于变压器油，在一个大气压时，其绝缘性能超过空气的二倍。 电气运行电气运行(一）SF6气体的性质1 . SF6气体的物理性能 SF6 SF6 气体为无色、无味、无毒、不燃烧、不助燃气体为无色、无味、无毒、不燃烧、不助燃的惰性气体。在常温常压下，的惰性气体。在常温常压下， SF6 SF6 气体密度约为空气体密度约为空气的气的 5 5 倍，由于其分子量（为倍，由于其分子量（为 146

31、.07 146.07 ）大、热容）大、热容量大，考虑到自然对流效应，其导热能力远比空气好。量大，考虑到自然对流效应，其导热能力远比空气好。电气运行电气运行2 . SF6 气体的绝缘性能 断路器开断后，断路器开断后，触点间间隙绝缘能力的恢复是电触点间间隙绝缘能力的恢复是电弧熄灭的重要因素弧熄灭的重要因素，间隙中带电粒子的多少表示了绝间隙中带电粒子的多少表示了绝缘能力的大小缘能力的大小。当触点分开产生电弧后，带电粒子主。当触点分开产生电弧后，带电粒子主要是通过热游离和碰撞游离产生的，由于要是通过热游离和碰撞游离产生的，由于 SF6SF6呈强烈呈强烈的电负性，而且体积大，对电子捕获较易，并能吸收的电

32、负性，而且体积大，对电子捕获较易，并能吸收其能量生成低活动性的稳定负离子，其自由行程短，其能量生成低活动性的稳定负离子，其自由行程短，使间隙中难以再发生碰撞游离，大大减少了间隙中的使间隙中难以再发生碰撞游离，大大减少了间隙中的带电粒子。因此，在一个大气压下带电粒子。因此，在一个大气压下 SF6 SF6 的绝缘能力的绝缘能力超过空气的两倍，当为超过空气的两倍，当为 3 3 个大气压时其绝缘能力和个大气压时其绝缘能力和变压器油相当。变压器油相当。电气运行电气运行3 . SF6 气体的灭弧性能 SF6SF6在电弧的高温作用下，生成低氟化合物，但电在电弧的高温作用下，生成低氟化合物，但电弧电流过零时，

33、低氟化合物则急速再合成弧电流过零时，低氟化合物则急速再合成 SF6 SF6 。故。故弧隙介质电强度恢复较快，所以弧隙介质电强度恢复较快，所以 SF6SF6的灭弧能力相当的灭弧能力相当于同条件下空气的于同条件下空气的 100 100 倍。在运行中，由于倍。在运行中，由于 SF6 SF6 在在电弧作用下分解出的气体是有害的，电弧作用下分解出的气体是有害的，所以，必须注意所以，必须注意对气体的密封和采取正确的处理方法，以保证安全对气体的密封和采取正确的处理方法，以保证安全。电气运行电气运行4 . SF6 气体的化学稳定性 在大气压下以及温度高达在大气压下以及温度高达 500 500 的情况下，的情况

34、下， SF6SF6都具有高度的化学稳定性。在电气设备中的允许都具有高度的化学稳定性。在电气设备中的允许运行的温度范围内，运行的温度范围内， SF6 SF6 对电气设备中常用的铜、对电气设备中常用的铜、铝、钢等金属材料不起化学作用。在铝、钢等金属材料不起化学作用。在 200 200 以上时，以上时，对铜和铝的腐蚀也是极微弱的。一般来说，对铜和铝的腐蚀也是极微弱的。一般来说， SF6SF6对断对断路器的材料没有腐蚀作用，因此路器的材料没有腐蚀作用，因此 SF6 SF6 断路器的检修断路器的检修周期长，检修工作量小。由于周期长，检修工作量小。由于 SF6 SF6 气体中含有水蒸气体中含有水蒸气，气，

35、在高温下与在高温下与 SF6SF6气体起化学反应，形成有剧毒的气体起化学反应，形成有剧毒的低氟化物。低氟化物。电气运行电气运行（二） SF6 （六氟化硫）断路器的特点 1.SF6断路器优点(1) (1) 使用安全可靠，无火灾和爆炸的危险，不必担心使用安全可靠，无火灾和爆炸的危险，不必担心材料的氧化和腐蚀。材料的氧化和腐蚀。 (2)(2)减小了电器的体积和质量，便于在工厂中装配，减小了电器的体积和质量，便于在工厂中装配，运输方便。运输方便。 (3)(3)设备的操作、维护和检修都很方便，全封闭电器设备的操作、维护和检修都很方便，全封闭电器只需监视只需监视 SF6 SF6 气压，电气触头检修周期长，

36、载流部气压，电气触头检修周期长，载流部分不受大气的影响，可减少维护工作量。分不受大气的影响，可减少维护工作量。 (4)(4)无噪声和无线电干扰。无噪声和无线电干扰。 电气运行电气运行(5)(5)冷却特性好。冷却特性好。 (6)(6)有利于电器设备的紧凑布置。有利于电器设备的紧凑布置。(7)(7)灭弧室单断口耐压高（灭弧室单断口耐压高（可达可达 400kV 400kV ）。）。 (8)(8)开断能力大，通流能力强开断能力大，通流能力强, ,且开断性能优异且开断性能优异。电气运行电气运行2 2缺点缺点(1(1）在不均匀电场中，气体的击穿电压下降很多，因）在不均匀电场中，气体的击穿电压下降很多，因此

37、对断路器零部件加工要求高。此对断路器零部件加工要求高。(2(2）对断路器密封性能要求高，对水分与气体的检测）对断路器密封性能要求高，对水分与气体的检测与控制要求很严。与控制要求很严。(3(3）SF6SF6容易液化，容易液化，-40-40时工作压力不得大于时工作压力不得大于 0.35MPa 0.35MPa ，-30-30时工作压力不得大于时工作压力不得大于0.5MPa 0.5MPa 。适用：广泛用于35KV及以上的电压等级中电气运行电气运行（三） SF6 断路器的分类 SF6 SF6 断路器按其结构形式可分为断路器按其结构形式可分为绝缘子支柱式绝缘子支柱式与与落地罐式落地罐式两类。两类。 绝缘子

38、支柱式类同常规的压缩空气断路器与少油断路器，绝缘子支柱式类同常规的压缩空气断路器与少油断路器，只是用只是用 SF6 SF6 气体代替了压缩空气或油。这种断路器属积木式气体代替了压缩空气或油。这种断路器属积木式结构，系列性及通用性强，灭弧室可布置成结构，系列性及通用性强，灭弧室可布置成 T T 形或形或 Y Y 形。形。 落地罐式类同多油断路器的形式，但气体被密封在一个罐落地罐式类同多油断路器的形式，但气体被密封在一个罐内，灭弧装置装在罐内，导电部分借助绝缘套管引出，套管的内，灭弧装置装在罐内，导电部分借助绝缘套管引出，套管的底部可装电流互感器。这种结构的整体性强，机械稳固性好，底部可装电流互感

39、器。这种结构的整体性强，机械稳固性好，防振能力强，但系列性差。防振能力强，但系列性差。电气运行电气运行绝缘子支柱式绝缘子支柱式电气运行电气运行落地罐式落地罐式电气运行电气运行返回主要内容电气运行电气运行 1.作用：（1）隔离电源，保证安全；（2）倒闸操作；（3）接通或切断小电流电路。 拉合电压互感器、避雷器电路。 拉合母线和直接与母线相连设备的电容电流。 拉合激磁电流小于2A的空载变压器（电压35KV、容量为1000KVA及以下；电压110KV、容量3200KVA及以下） 拉合电容电流不超过5A的空载线路（电压10KV、长度5KM及以下的架空线路；电压35KV、长度10KM及以下的架空线路）。

40、第三节第三节 高压隔离开关（高压隔离开关（QSQS）检修运行方式运行电气运行电气运行（1）隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。（2）隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证在过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。（3）隔离开关应具有足够的热稳定、动稳定、机械强度、绝缘强度。（4）隔离开关在跳、合闸时的同期要好，要有最佳的跳合闸速度，以尽可能降低操作过电压。（5）隔离开关结构应结构简单动作可靠。（6）带有接地刀闸的隔离开关必须装设联锁机构，以保证隔离开关的正确操作。2. 2.隔离开关隔离开关（QSQS）的基本要求的基本要求电气运行电气运行（1）

41、在分闸状态下，动静触头间应有明显可见的断口，绝缘可靠。（2）在关合状态下，其导电系统能可靠通过正常的工作电流Igmax和故障下的短路电流Idmax，通过时满足动热稳定。（3）没有专门的灭弧装置，除了能开断很小的电流外，不能用来开断负荷电流Ig，更不能开断短路电流Id（4）QS应与QF配合使用满足“隔离开关先通后断”原则3.3.隔离开关隔离开关（QSQS）的特点的特点停电操作：先断断路器，再断负荷侧隔离开关，最后断电源侧隔离开关送电操作：先合电源侧隔离开关，再合负荷侧隔离开关，最后合断路器电气运行电气运行（1）按装设地点分：户内式和户外式（2）按绝缘支柱分：单柱式，双柱式和三柱式（3）按动触头运

42、动方式分：水平旋转式，垂直旋转式，摆动式和插入式（4）按有无接地刀闸分：无接地刀闸，一侧有接地刀闸，两侧有接地刀闸（5）按操动机构分：手动式，电动式，气动式，液动式（6）按极数分：单极，双极，三极 4. 4.隔离开关隔离开关（QSQS）的分类的分类电气运行电气运行5. 5.隔离开关隔离开关（QSQS）的型号的型号额定电流(A)统一设计T；改进型G；带接地刀闸D额定电压(KV)设计序号使用环境：户内式-N 户外式-W隔离开关：GGN10-35G（T）/1000 GW4-12D/630电气运行电气运行户内式高压户内式高压隔离开关外形隔离开关外形GN22系列GN19系列GN2系列GN10系列电气运行

43、电气运行GW4系列GW7系列GW5系列GW8系列户外式高压户外式高压隔离开关外形隔离开关外形电气运行电气运行GW6-220GD GW6-220GD 型单柱式隔离开关型单柱式隔离开关: :这类这类开关的静触头被独立地安装在架空开关的静触头被独立地安装在架空母线上。刀闸安装在瓷柱顶部由操母线上。刀闸安装在瓷柱顶部由操动机构通过传动机构带动，像剪刀动机构通过传动机构带动，像剪刀一样向上运动。使用该类隔离开关一样向上运动。使用该类隔离开关可以显著减少变电所占地面积，但可以显著减少变电所占地面积，但因结构较复杂，一般只用于因结构较复杂，一般只用于 220kV 220kV 及以上的电压等级中。及以上的电压

44、等级中。电气运行电气运行（1）额定电压Ue：指隔离开关长时间运行能承受的正常工作电压。（决定了绝缘水平、尺寸）（2）额定电流Ie：指隔离开关的触头结构和导电部分在规定环境温度下允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标准。（决定了截面，结构）（3）动稳定电流（极限通过电流）idw：指隔离开关在冲击短路电流作用下，承受电动力的能力。（决定了机械强度）（4）热稳定电流Irw：指隔离开关承受短路电流热效应的能力。（利用热稳定时间tr对应的Irw） 6. 6.隔离开关隔离开关（QSQS）的技术参数的技术参数电气运行电气运行1.作用：短路保护或过载保护 缺点：保护性能不稳定2.熔断器的构成

45、金属熔件 支持熔件的触头 灭弧装置 绝缘底座3.工作原理：熔断器的工作过程由以下三个阶段组成 正常工作阶段熔断器应长期安全地工作而不发生误熔断现象 过载和短路时熔体升温至熔化，气化而开断 电弧的产生直至电弧的熄灭故障电流被切断第四节第四节 高压熔断器（高压熔断器（FUFU）汽化过程发弧过程灭弧过程全开断时间=熔化时间+发弧时间+燃弧时间电气运行电气运行（1）有良好和稳定的导电性能，长期通过工作电流不误熔断（2）有较低的熔点（3）有利于灭弧，产生的金属蒸汽越少越好 熔件材料: 铅锡合金、铅、 锌、 铜 、 银 200C 327C 420C 1080C 960C4.熔断器的熔件应满足的要求电气运行

46、电气运行(1)铅锡合金、铅和锌熔点较低，分别为200，327，420，但电阻率大，故熔件的截面大，产生的金属蒸气多，不利于电弧熄灭。这类材料的熔件只用于500V及以下的低压熔断器。(2)铜导电、导热性能好，用它作成的熔件截面小，在电弧作用下金属蒸气小，有利于提高熔断器的切断能力，但铜的熔点高达1080而未当工作电流略小于熔件额定电流时，铜熔件发热可能高达1000而未熔化，这对触头系统和其他部件都非常不利。此外铜在空气中特别是在高温下较易氧化。 处理方法：镀银防氧化；“冶金效应”降低熔点 铜是较为理想的熔件材料，广泛用于高低压熔断器5.常用的熔件材料特性比较 电气运行电气运行（1）按安装地点分：

47、户内式（N）和户外式（W）（2）按使用电压高低分：高压熔断器和低压熔断器（3）按灭弧方法分：瓷插式（C），封闭产气式（M），封闭填料式（T），产气纵吹式（低压）（4）按限流特性分：限流式和非限流式 6.熔断器的分类 额定电流额定电压设计序号使用环境熔断器：（R）RN2-6/0.5RN1-10/400RW10-35/600电气运行电气运行1.定义：能在短路电流未达到最大值完成断开短路电流并熄灭电弧 2.特点：（1）切断电路速度快。（去游离灭弧能力强）（2）易产生过电压（感性电网）对设备的绝缘有害。电气运行电气运行熔断器的安秒特性曲线电气运行电气运行1.定义：切断电路时的电弧需要几次自然过零才能熄

48、灭的熔断器。 2.特点：（1）切断电路速度慢。（对保护设备有影响）（2）几乎不产生过电压。RW系列的跌落式熔断器电气运行电气运行7.熔断路的技术参数 （1）熔断器的额定电压：是绝缘和灭弧允许的电压等级。（2）熔断器的额定电流：指一般环境温度下熔断器壳体的载流和接触部分允许通过的最大持续电流有效值。（3）熔体额定电流：指允许长期通过熔体不致发生熔断的最大有效电流。（4）熔断器的开断电流：熔断器允许切断的最大有效值电流。电气运行电气运行8.户内高压熔断器 RN1、RN3、RN5型（限流式）（1）用途：用于线路和变压器的过载和短路保护 （2）结构：熔管：用陶瓷制成，具有较高的机械强度和耐热性能熔丝：

49、用镀银的铜丝制成。（7.5A及以下的绕瓷芯棒上；10A及以上的绕成螺旋形；熔丝由数段直径不同的串联，点焊小锡球）填料：通常为石英沙。指示器：由拉丝、小铜帽和弹簧组成。（3）动作过程 短路；过载电气运行电气运行8.户内高压熔断器 RN2、RN4、RN6型（限流式）（1）用途：用于电压互感器专用保护（Ie=0.5A） （2）结构：同RN1，但无指示灯。（3）动作过程 短路；过载电气运行电气运行9.户外高压熔断器 RW系列跌落式熔断器（非限流式）（1）用途：用于线路和变压器的过载和短路保护 （2）结构：（3）工作原理： 人为的设置一个易熔的金属元件（弱）使支路过载、短路熔断 RW10型限流式熔断器（

50、1）用于电压互感器专用保护（Ie=0.5A） （2）结构：水平安装、石英沙填料电气运行电气运行第五节第五节 高压负荷开关与高压真空接触器高压负荷开关与高压真空接触器 一、概述一、概述 负荷开关是一种带有专用灭弧触点、灭弧装置和弹簧断路负荷开关是一种带有专用灭弧触点、灭弧装置和弹簧断路装置的分合开关装置的分合开关。 通常用于开、合负荷电流、空载线路、空载变压器、电容通常用于开、合负荷电流、空载线路、空载变压器、电容器等，还可以开断过负荷电流。器等，还可以开断过负荷电流。 由于负荷开关的灭弧装置和触点比较简单，不能用于断开由于负荷开关的灭弧装置和触点比较简单，不能用于断开短路故障电流，但要求它的结

51、构能通过短路时间的短路电流而短路故障电流，但要求它的结构能通过短路时间的短路电流而不致损坏。不致损坏。 一般情况下，负荷开关与高压熔断器配合使用，利用熔断一般情况下，负荷开关与高压熔断器配合使用，利用熔断器作为短路保护。器作为短路保护。电气运行电气运行二、高压负荷开关的分类与型号含义（一）高压负荷开关的分类* *按装设地点的不同，按装设地点的不同，负荷开关可分为户内式和户外负荷开关可分为户内式和户外式式；* *按灭弧方式的不同，按灭弧方式的不同，可分为产气式、压气式、压缩可分为产气式、压气式、压缩空气式、油浸式、真空式、空气式、油浸式、真空式、 SF6 SF6 式等多种形式；式等多种形式；*

52、*按是否带熔断器可分为按是否带熔断器可分为带熔断器式和不带熔断器式带熔断器式和不带熔断器式。电气运行电气运行（二）负荷开关的型号含义1产品代号： F 表示负荷开关。2 灭弧介质： K 空气， Z真空， S 少油， L 六氟化硫。 3 安装地点： N 户内型， W 户外型。4 设计序号。5 额定电压： kV 。电气运行电气运行6 补充特性： R 带熔断器（不带熔断器不表示） ; L 带接地开关（不带接地开关不表示）。 7 熔断器安装地点： S 熔断器装于开关上端（装在下端的无此说明）。 8 额定电流： A 。9 额定开断电流： kA 。例如， FLN44 12D / 400 表示设计序号为 44

53、 、额定电压为 12kV 、额定电流为 400A 、带接地开关的户内型SF6。电气运行电气运行电气运行电气运行三、高压真空接触器（一）真空接触器 真空接触器是触点在高真空中关合、开断及承载真空接触器是触点在高真空中关合、开断及承载正常电流及规定的过载电流的开关，常与高压熔断器正常电流及规定的过载电流的开关，常与高压熔断器串联使用，实现短路保护。串联使用，实现短路保护。 适用于频繁操作的供用电场合，特别是在冶金、矿山、石化、建筑等部门及发电厂厂用电系统中用来控制高压电动机、小容量变压器等电器设备。电气运行电气运行真空接触器主要由真空开关管、闭合线圈、辅助开关、反力弹簧、拐臂、基座等组成。电气运行

54、电气运行 真空接触器的组成与一般空气接触器相似，不同真空接触器的组成与一般空气接触器相似，不同的是真空接触器的触点密封在真空灭弧室中。真空开的是真空接触器的触点密封在真空灭弧室中。真空开关管是真空接触器的主要部件，它基本决定了真空接关管是真空接触器的主要部件，它基本决定了真空接触器的主要性能。真空开关管是一个管状部件，在密触器的主要性能。真空开关管是一个管状部件，在密封壳内有触点、屏蔽罩和动静触点的导电杆等。封壳内有触点、屏蔽罩和动静触点的导电杆等。管内管内真空度为真空度为 1.331.33* *10104 4PaPa左右。真空的绝缘强度很高，左右。真空的绝缘强度很高，触点在真空条件下开合时，

55、产生的真空电弧具有电压触点在真空条件下开合时，产生的真空电弧具有电压低、能量小、熄灭时间短等特点，因此，触点在真空低、能量小、熄灭时间短等特点，因此，触点在真空管里开合，具有熄弧能力强、触点行程小、寿命长等管里开合，具有熄弧能力强、触点行程小、寿命长等一系列优点。一系列优点。电气运行电气运行（二）真空接触器的特点 真空接触器常用于真空接触器常用于 20kV 20kV 以下系统中，作为电路的开关。以下系统中，作为电路的开关。与断路器相比，真空接触器具有一系列的优点。与断路器相比，真空接触器具有一系列的优点。 (1)(1)分断能力强分断能力强。分断电流是额定电流的。分断电流是额定电流的 10 10

56、 一一 20 20 倍。倍。 (2)(2)寿命长寿命长。电寿命达数十万次，机械寿命达数百万次。电寿命达数十万次，机械寿命达数百万次。(3)(3)安全可靠安全可靠。开断电弧在真空管内，不和外界空气接触。开断电弧在真空管内，不和外界空气接触。 (4)(4)维修简便维修简便。触点不需维修，噪声小，耐恶劣环境，可频繁。触点不需维修，噪声小，耐恶劣环境，可频繁操作。操作。 高压真空接触器由于具备寿命长、操作频繁、体积小、重高压真空接触器由于具备寿命长、操作频繁、体积小、重量轻、不爆炸、不污染、价格低、检修方便和良好的开断性能量轻、不爆炸、不污染、价格低、检修方便和良好的开断性能等一系列优点而被广泛应用。

57、等一系列优点而被广泛应用。电气运行电气运行第六节第六节 重合器与分段器重合器与分段器一、重合器（一）重合器的作用及适用场合 重合器是一种自动化程度很高的重合器是一种自动化程度很高的“智能化智能化”开关设备，它开关设备，它可以可以自动监测通过重合器主回路的电流或开关两侧的电压自动监测通过重合器主回路的电流或开关两侧的电压。当。当确认发生故障后，自动切断电路，并根据要求多次自动重合，确认发生故障后，自动切断电路，并根据要求多次自动重合，向线路恢复送电。向线路恢复送电。* * * *如果是瞬时性故障，重合器重合后线路恢复正常供电；如果是瞬时性故障，重合器重合后线路恢复正常供电；* * * *如果是永

58、久性故障，重合器完成预先整定的重合次数后，如果是永久性故障，重合器完成预先整定的重合次数后，自动闭锁，不再对故障线路送电，将故障段线路隔离。自动闭锁，不再对故障线路送电，将故障段线路隔离。* * * *当故障排除后，需手动复位才能解除闭锁。当故障排除后，需手动复位才能解除闭锁。 电气运行电气运行 不同类型重合器的闭锁操作次数、重合间隔等特性一般都不同类型重合器的闭锁操作次数、重合间隔等特性一般都不同，典型的四次分断三次重合的操作顺序为：不同，典型的四次分断三次重合的操作顺序为：可以根据运行中的需要调整重合闸的次数及重合间隔时间。可以根据运行中的需要调整重合闸的次数及重合间隔时间。 重合器具有自

59、动控制和保护功能，无附加操作装置，重合器具有自动控制和保护功能，无附加操作装置，适合适合于户外各种安装方式，并在线路发生短路故障时，自动进行多于户外各种安装方式，并在线路发生短路故障时，自动进行多次开断和重合操作，显著地提高了供电的可靠性。次开断和重合操作，显著地提高了供电的可靠性。电气运行电气运行2 重合器的适用场合 (1)(1)变电站内，作为配电线路的出线保护、主变压器变电站内，作为配电线路的出线保护、主变压器的出口保护。的出口保护。(2)(2)配电线路的中部，将长线路分段，避免由于线路配电线路的中部，将长线路分段，避免由于线路末端故障导致全线停电。末端故障导致全线停电。 (3)(3)配电

60、线路的重要分支线入口，避免因分支线故障配电线路的重要分支线入口，避免因分支线故障造成主线路停电。造成主线路停电。电气运行电气运行（二）重合器的分类及结构* *按相数分为单相和三相；按相数分为单相和三相；* *按灭弧介质的不同可分为油重合器、真空重合器和按灭弧介质的不同可分为油重合器、真空重合器和 SF6 SF6 重合器；重合器；* *按控制方式的不同可分为液压控制式和电子控制式按控制方式的不同可分为液压控制式和电子控制式（电子控制式重合器的电子控制箱和重合器分开设置，（电子控制式重合器的电子控制箱和重合器分开设置，用多芯电缆连接，控制部件是通用的）用多芯电缆连接，控制部件是通用的）。 重合器的