开关设备、防雷保护培训讲义

第一部分开关设备、防雷保护1.1断路器1.1断路器1.1.1断路器的作用高压断路器在正常运行时用它接通或切断负荷电流；在电气设备或线路发生短路故障或严重过负荷时，由继电保护装置控制其自动迅速地切断故障电流，切断发生短路故障的设备或线路，以防止扩大事故范围。1.1.2断路器的功能断路器开断电路时，充分利用交流电弧电流每半周过零一次自然熄弧的特点，加强去游离使电弧不再复燃。其介质强度恢复主要由断路器灭弧装置和介质特性所决定。系统电压恢复过程可能是周期性的或非同期性的。取决于被开断电路的参数。

型号特征额定断流容量，MVAS─少油断路器额定电流，AD─多油断路器派生标志

K─空气断路器C─带有手车装置

Q─产气断路器G─改进型

Z─真空断路器D─带有电磁操作结构

L─六氟化硫断路器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ─断流容量

C─磁吹断路器额定电压，kV

安装条件设计序号

N─户内

W─户外1.1.3断路器的分类

1．多油断路器：利用绝缘油作为灭弧介质、相间及相对地绝缘介质。

2．少油断路器：绝缘油只作灭弧介质。载流部分是借空气和陶器绝缘材料或有机绝缘材料来绝缘，灭弧方式多为横向吹动电弧。

3．空气断路器：利用压缩空气的吹动来熄灭电弧的。和控制断路器的分合阐动作。

4．SF6断路器：用SF6气体作绝缘和灭弧介质。

5．磁吹式断路器：当电弧电流通过吹弧线圈以产生磁束来吹弧及消弧。

6．真空断路器：利用真空灭弧和绝缘，灭弧时间一般只有半个周波。1.1.4断路器的主要性能与参数

1．额定电压及额定电流（1）额定电压指断路器长期工作的标准电压（对三相系统指线电压）。电力系统在运行中允许有±5％的波动，断路器必须适应在电压变化范围内能长期工作，为此断路器出厂时都以最高工作电压进行鉴定。如：对3～220kV范围内，其最高工作电压较额定电压约高15％左右；对330kV以上，规定最高工作电压较额定电压高10%。（2）额定电流指在额定频率下长期通过此电流时，断路器无损伤，且各部分发热不超过长期工作时最高允许发热温度。我国规定额定电流为：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。

2．额定开断电流和额定断流容量（1）断路器在开断操作时，首先起弧的某相电流称为开断电流。在额定电压下，能保证正常开断的最大短路电流称为额定开断电流。它是标志断路器开断能力的一个重要参数。我国规定额定开断电流为：1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等。（2）把额定条件下的开断能力称为额定断流容量。三相电路的额定断流容量，以MVA）表示。我国根据国际电工委员会（IEC）的规定，现只把额定开断电流作为表征开断能力的唯一参数，而断流容量仅作为描述断路器特性的一个数值。

3．关合能力说明断路器关合短路故障能力的参数为额定关合电流。其数值以关合操作时，瞬态电流第一个大半波峰值来表示，制造部门对关合电流一般取额定开断电流的倍即

式中——额定关合电流，kA；

——额定开断电流，kA。断路器关合短路电流的能力除与灭弧装置性能有关外，还与断路器操动机构的合闸功率的大小有关。

4．耐受性能断路器应具有足够的耐受短时短路电流作用的能力，简称耐受能力。（1）短时热电流（热稳定电流）在规定的时间内（规定标准时间为2s，需要大于2s时推荐4s）断路器在合闸位置，可能经受的短时热电流有效值（kA），称为短时热电流（或短时耐受电流），断路器标准中规定短时热电流通过断路器时，各零部件的温度不应超过短时发热最高允许温度，且不致出现触头熔接或软化变形，以及其它妨碍正常运行的异常现象。允许发热最高温度数值随材料而异。（2）峰值耐受电流峰值耐受电流亦称动稳定电流，即在规定的使用条件和性能下，断路器在合闸位置时所能经受的电流峰值。它与关合电流不同的是，峰值耐受电流是断路器处于合闸位置时通过的短路电流，而关合电流则是由于断路器关合短路故障所产生的短路电流。峰值耐受电流也是以短路电流的第一个大半波峰值电流来表示，且

峰值耐受电流反映了断路器承受由于短路电流产生电动力的耐受性能，它决定断路器的导电部分和绝缘支撑件的机械强度以及触头的结构形式。5．操作性性能（1）全开断时时间是是指断断路器接接到分闸闸命令瞬瞬间起到到电弧熄熄灭为止止的时间间间隔。即式中——全开断时时间，s；——分闸时间间，s；从断路路器接到到分闸命命令瞬间间到所有相的的触头都都分离的的时间间间隔，亦亦称为断断路器固有有分闸时时间；——燃弧时间间，s；是指某某一相首首先起弧弧瞬间到到所有相电弧弧全部熄熄灭的时时间间隔隔。全开断时时间是说说明断路器开断过程程快慢的的主要参数，它直接接影响故故障对设备备的损坏坏程度、、故障范围围、传输输容量和和系统的稳稳定性。。断路器开开断时间间示意图图（2）合闸时时间处于分闸闸位置的的断路器器，从接接到合闸命命令瞬间间起到所所有相的的触头均均接触为为止的时间称为为合闸时时间。6．自动重重合闸性性能自动重合合闸的操操作循环环：分———合分———合分。为为断断路器开开断故障障电路，，从电弧弧熄灭起起到电路路重新接接通的时时间，称称为无电电流间隔隔时间，，一般为为0.3s或0.5s；为为强送电电时间，，一般为为180s。断路器开开断时间间与无电电流间隔隔时间之之和称为为自动重重合闸时时间。金属短接接时间系系指断路路器重合合闸操作作后，触触头闭合合到第二二次触头头分开所所需用的的时间。。1.1.5灭弧方法法当高压断断路器开开断高压压有载电电路时之之所以产产生电弧弧，原因因在于触触头本身身及其周周围的介介质中含含有大量量可被游游离的电电子。当当分断的的触头间间存在足足够大的的外施电电压条件件下，电路电流流也达到到最小生生弧电流流时，会会因强烈烈的游离离而产生生电弧。。工业配电电系统主主要是交交流系统统，所以以电弧也也主要是是交流电电弧，其其性质是是半个周周期要经经过零值值一次，，而电流过过零时，，电弧要要暂时熄熄灭。因此，大大多数交交流开关关电器的的灭弧方方法中，，都利用用了交流流电流过过零时电电弧暂时时熄灭这这一特性性。1．速拉灭灭弧当交流电电流经过过零值的的瞬间，，拉大触触头间距距离，当当触头间间所加电电压不足足以击穿穿其间距距时，电电弧就不不会重新新点燃。。触头的的分离速速度越快快，电弧弧熄灭就就越快，，通常在在高压断断路器中中装设强强力的跳跳脱弹簧簧来加快快触头分分开的速速度。2．吹弧灭灭弧法利用外力力（如气气流、油油流或电电磁力））来吹动动电弧，，使电弧弧加速冷冷却，同同时拉长长电弧，，降低电电弧中的的电场强强度，加加速电弧弧的熄灭灭，按吹吹弧的方方向来分分，有横横吹和纵纵吹两种种。a）横吹b）纵吹当低压刀刀开关迅迅速拉开开刀阐时时，不仅仅迅速拉拉长了电电弧，同同时使本本身回路路电流产产生的电电动力作作用于电电弧，吹吹动电弧弧，使其其拉长电电弧直到到电弧熄熄灭。如果开关关利用专门门吹弧线线圈来吹吹动电弧弧，使电弧弧移动，，电弧移移动的力力实际上上是电弧弧电流在在线圈磁磁场中产产生的电电动力。。也有的开开关利用用铁磁物物质（钢钢片等）），来吸吸动电弧弧。3．冷却灭灭弧法降低电弧弧的温度度，使正正负离子子的复合合增强，，有助于于电弧迅迅速熄灭灭，这是是一种基基本的灭灭弧方法法。4．短弧灭灭弧法利用金属属片将长长弧切成成若干短短弧，则则电弧上上的压降降将近似似地增大大若干倍倍。当外外施电压压小于电电弧上的的压降时时，则电电弧就不不能维持持而迅速速熄灭。。通常采采用钢灭灭弧栅，，让电弧弧进入钢钢片，一一是利用用了电动动力吹弧弧，二是是利用了了铁磁吸吸弧，同同时钢片片对电弧弧还有冷冷却作用用。5．狭缝灭灭弧法电弧在固固体介质质所形成成的窄沟沟内燃烧烧，将电电弧冷却却，同时时电弧在在狭缝窄窄沟中燃燃烧，压压力增大大，有利利于电弧弧的熄灭灭。有的的熔丝在在熔管内内充填石石英砂，，就是利利用这种种狭沟灭灭弧原理理，还有有一种用用耐弧的的绝缘材材料（陶陶瓷类））制成灭灭弧栅，，也是利利用了这这种灭弧弧原理。。6．真空灭灭弧法真空具有有较高的的绝缘强强度，如如果将开开关触头头装置置置于真空空容器，，则在电电流过零零时，即即能熄灭灭电弧。。为防止止产生过过电压，，应当不不使触头头分开时时，电流流突变为为零。一一般应在在触头间间产生少少量金属属蒸汽，，形成电电弧通道道。当交交流电流流自然下下降过零零前后，，这些等等离子态态的金属属蒸汽便便在真空空中迅速速飞散而而熄灭电电弧。1.1.6高压断路器的的操作要求1．正常操作的的要求（1）新装或大修修后的断路器器，投运前必必须验收合格格才能施加运运行电压。（2）断法器的分分、合闸指示示器应指示正正确，且与当当时实际运行行相符。（3）断路器接线线板的连接处处或其它必要要的地方应有有监视运行温温度的措施，，如示温蜡片片等。（4）断路器金属属外壳接地良良好且有明显显的接地标志志，接地体的的截面积符合合规程要求。。（5）油断路器的的油色应正常常，油位应在在油位指示的的上、下限油油位监视线中中，绝缘油牌牌号和性能应应满足当地最最低气温的要要来，油质合合格。（6）六氟化硫断断路器，为监监视其气体压压力，应装有有密度继电器器或压力表，，并附有压力力表和压力温温度关系曲线线，其有SF6气体补气接口口。（7）真空断路器器应配有限制制操作过电压压的保护装置置。2.断路器操作作机构的要要求（1）操作机构构动作电压压应满足：：低于额定电压的的30％时不动作；高于于额定电压的的65％时可靠动作。（2）机构箱应应具有防尘尘、防潮、、防小动物物进入及通通风措施，，液压与气气动机构应应有加热装装置和恒温温控制措施施。（3）电磁操作作机构的合合闸电源应应保持稳定定。运行中中电源电压压如有变化化，其电压压不低于额额定电压的的80％，最高不不得高于额额定电压的的110％。（4）液压操作作机构应具具有防“失失压慢分””装置，并并用有防““失压慢分分”的机构构卡具。所所谓“失压压慢分”是是指液压操操作机因某某种原因压压力降到零零，然后重重新启动油油泵打压时时，造成断断路器缓慢慢分闸、采采用液压或或气动机构构时，其工工作压力大大于1MPa（表压）时时，应有压压力释放装装置。（5）弹簧操作作机构在断断路器合闸闸释放能量量后，应能能自动再次储储能。3．故障状态下下的操作要要求：（1）断路器在在运行中，，由于某种种原因造成成油断路器器严重缺油油，六氟化化硫断路器器气体压力力异常（如如突然降至至零等），，严禁对断断路器进行行停、送电电操作，应应立即断开开故障断路路器的控制制电源，及及时采取措措施，将故故障断路器器退出运行行。（2）分相操作作的断路器器操作时，，发生非全全相合闸，，应立即将将已合上相相拉开，重重新操作合合闸一次，，如仍不正正常，则应应拉开合上上相后汇报报，上级派派员处理。。当发生非非全相分闸闸时，应立立即拉开故故障开关控控制电源，，手动操作作将拒动相相分闸。（3）严禁将有有拒跳或合合闸不可靠靠的断路器器投入运行行。1.1.7高压断路器器的异常运运行1.油断路器（1）油断路器器声音异常常（2）油断路器器油位异常常（3）油断路器器油质发黑黑（4）断路器过过热（5）跳合闸线线圈冒烟（6）断路器跳跳合闸不同同期2．真空断路路器常见异异常运行（1）电动合不不上闸（2）合闸合空空（3）电动不脱脱扣（4）分合闸不不可靠（5）合闸线圈圈烧毁（6）分分闸闸线线圈圈烧烧毁毁（7）辅辅助助开开关关烧烧毁毁3．六六氟氟化化硫硫断断路路器器常常见见异异常常运运行行（1）泄泄漏漏气气体体（2）闪闪络络放放电电。。（3）分分合合闸闸不不可可靠靠1.1.8高压压断断路路器器的的故故障障1．应应停停电电处处理理的的情情况况（1）严严重重漏漏油油，，油油标标管管中中已已看看不不见见油油位位。。（2）本本体体或或连连接接处处过过热热变变色色或或烧烧红红。。（3）支支持持绝绝缘缘子子断断裂裂或或套套管管炸炸裂裂。。（4）绝绝缘缘子子严严重重放放电电。。（5）SF6断路路器器的的气气体体压压力力值值低低于于闭闭锁锁值值。。（6）液液压压机机构构的的压压力力值值低低于于闭闭锁锁值值。。（7）弹弹簧簧机机构构和和弹弹簧簧拉拉力力不不够够，，闭闭锁锁信信号号不不能能复复归归。。（8）气气动动机机构构的的气气压压低低于于闭闭锁锁值值。。2．10～35kV的少少油油断断路路器器合合闸闸后后支支持持绝绝缘缘子子断断裂裂3．10～35kV的少少油油断断路路器器拉拉杆杆绝绝缘缘子子断断裂裂或或拉拉杆杆销销子子脱脱落落4．油油断断路路器器严严重重缺缺油油5．油断路路器着火火6．断路器器误跳闸闸7．断路器器拒绝合合闸8．真空断断路器真真空度下下降9．SF6断路器漏漏气10．操作机机构故障障1.1.9低压断路路器低压断路路器用作作交、直直流线路路的过载载、短路路保护，，被广泛泛应用于于建筑照照明、动动力配电电线路、、用电设设备作为为控制开开关和保保护设备备，也可可用于不不频繁起起动电动动机以及及操作或或转换电电路。1．种类（1）万能式式断路器器（2）塑料外外壳式断断路器（3）电动斥斥力式限限流断路路器（4）剩余电电流保护护断路器器（5）直流快快速断路路器（6）灭磁断断路器2．低压断断路器的的选用要要点表示低压压断路器器性能的的主要指指标有分分断能力力和保护护特性。。分断能力力是指开开关在指指定的使使用和工工作条件件及在规规定的电电压下接接通和分分断的最最大电流流值（kA）。保护特性性主要分分为过电电流保护护、过载载保护和和欠电压压保护三三种。（1）额定电电压断路器的的额定电电压应大大于线路路额定电电压。主主要是交交流380V或直流220V的供电系系统。按按线路额额定电压压进行选选择时应应满足下下列条件件：式中——低压断路路器的额额定电压压，V；——线路的额额定电压压，V。（2）额定电电流断路器的的额定电电流与过过电流脱脱扣器的的额定电电流应大大于线路路计算负负荷电流流。当按按线路的的计算电电流选择择时，应应能满足足下式：：式中——低压断路路器的额额定电流流，A；——线路的计计算电流流或实际际电流，，A。如果环境境温度低低于+40℃℃，则电器器产品温温度每低低1℃，允许电电流比额额定电流流值增加加0.5%。但增加加总数不不得超过过20％。(3)断路器的的保护定定值1）长延时时脱扣器器的电流流整定值值，动作作时间可可以不小小于10s；长延时时脱扣器器只能作作过载保保护。2）短延时时脱扣器器的电流流整定值值，动作作时间约约为0.1～0.4s；短延时时脱扣器器可以作作短路保保护，也也可以作作过载保保护。3）瞬时脱脱扣器的的电流整整定值，，其动作作时间约约为0.02s。瞬时脱脱扣器一一般用作作短路保保护。（4）瞬时过过电流脱脱扣器的的整定电电流瞬时脱扣扣器的动动作时间间为0.02s左右。瞬时或短短时过电电流脱扣扣器的整整定电流流应能躲躲开线路路的尖峰峰电流。。1）负载是是单台电电动机，，整定电电流按下下式计算算式中——瞬时或短短时过电电流脱扣扣器整定定电流值值，A；——可靠系数数，对动动作时间间大于0.02s的断路器器，K取1.35，对动作作时间小小于0.02s的断路器器K取1.7～2.0；——电动机的的起动电电流，A。2）当配电电线路不不考虑电电动机的的起动电电流时，，按下式式计算整整定值式中——配电线线路的的尖峰峰电流流，A；——可靠系系数，，一般般取1.35。3）当配配电线线路考考虑电电动机机的起起动电电流时时，按按下式式计算算整定定值式中——正常工工作电电流和和可能能出现现的自自起动动电机机的起动动电流流的总总和，，A。（5）短时时过电电流脱脱扣器器的整整定电电流确定本本级断断路器器短延延时过过电流流脱扣扣器动动作电电流的的整定定，应应与下下一级级开关关整定定电流流选择择性配配合。。本级级动作作整定定电流流应大大于或或等于于下一一级低低压断断路器器短延延时或或瞬时时动作作整定定值的的1.2倍。若若下一一级有有多条条分支支线，，则取取各分分支路路低压压断路路器中中最大大整定定值的的1.2倍。（6）长延延时过过电流流脱扣扣器整整定电电流长延时时过电电流脱脱扣器器整定定电流流应大大于线线路中中计算算电流流式中——过电流流脱扣扣器的的长延延时动动作整整定电电流值，，A；——可靠系数，，一般取1.1；——线路的计算算电流，单单台电动机机是指电动机的额额定电流，，A。校验一：长长延时过电电流脱扣器器在配电线线路过载时时的可靠性性。如对电电动机进行行保护，则则电动机在在过载20％时应使保保护装置动动作；校验二：在在配电线路路出现尖峰峰负荷时或或在电动机机起动时，，长延时过过电流脱扣扣器不误动动。脱扣器器在3倍整定电流流值下的可可返回时间间，取决于于线路中尖尖峰电流的的持续时间间，也就是是线路中最最大容量的的异步电动动机直接起起动的持续续时间。一般情况下下，电动机机的轻载起起动时间不不超过2.5～4s，电动机满满载起动时时间不超过过6～8s，个别电动动机重载起起动时间达达15s。返回时间间越小，说说明线路电电流大于长长延时脱扣扣器整定电电流值的倍倍数越高，，保护装置置的动作越越快。（7）分断能力力1）断路器额额定短路分分断能力应应大于线路路中最大短短路电流。。2）断路器的的额定极限限短路分断断能力应大大于断路器器额定运行行短路分断断能力（对对于直流电电流线路，，两者的数数值相同））。分断能能力是指低低压断路器器在规定的的试验（如如电压、频频率、线路路其它参数数等）条件件下，能够够接通成切切断短路电电流的数值值。分断能能力用电流流有效值（（kA）表示。3）断路器额额定运行短短路分断能能力应大于于线路中最最大短路电电流。4）断路器的的额定短时时耐受电流流（0.5s、3s）应大于线线路中短时时持续短路路电流。当分断能力力不够，一一般的线路路，可用有有填料式熔熔断器（RT0）来替代低低压断路器器。对于特特别重要的的供电线路路，应采用用更大容量量的低压断断路器。（8）断路器欠欠电压脱扣扣器额定电电压等于线线路额定电电压。（9）直流快速速断路器需需考虑过电电流脱扣器器的动作方方向（极性性）、短路路电流上升升率。（10）剩余电流流保护断路路器需选择择合理的剩剩余电流动动作电流和和剩余电流流不动作电电流。注意意能否断开开短路电流流，如不能能断开短路路电流则需需要适当的的熔断器配配合使用。。（11）灭磁断路路器选择时时需考虑发发电机的强强励电压、、励磁线圈圈的时间常常数、放电电电阻及断断开强励电电流的能力力。1.1.10断路器的选选择和应用用(总结)1、按线路预预期短路电电流的计算算来选择断断路器的分分断能力简简捷计计算方法：：

（1）对于10/0.4KV电压等级的的变压器，，可以考虑虑高压侧的的短路容量量为无穷大大（10KV侧的短路容容量一般为为200~400MVA甚至更大，，因此按无无穷大来考考虑，其误误差不足10%）。（（2）GB50054-95《低压配电设设计规范》的2.1.2条规定：““当短路点点附近所接接电动机的的额定电流流之和超过过短路电流流的1%时，应计入入电动机反反馈电流的的影响”，，若短路电电流为30KA，取其1%，应是300A，电动机的的总功率约约在150KW，且是同时时启动使用用时此时计计入的反馈馈电流应是是6.5∑In。

（3）变压器的的阻抗电压压UK表示变压器器副边短接接（路），，当副边达达到其额定定电流时，原边边电压为其其额定电压压的百分值值。因此当当原边电压压为额定电电压时，副副边电流就就是它的预预期短路电电流。（4）变压器的的副边额定定电流Ite=Ste/1.732U式中Ste为变压器的的容量（KVA），Ue为副边额定定电压（空空载电压）），在10/0.4KV时Ue=0.4KV因此简单计计算变压器器的副边额额定电流应应是变压器器容量x1.44～1.50。（5）按（3）对Uk的定义，副副边的短路路电流（三三相短路））为I(3)对Uk的定义，副副边的短路路电流（三三相短路））为I(3)=Ite/Uk，此值为交交流有效值值。（（6）在相同的的变压器容容量下，若若是两相之之间短路，，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)。（7）以上计算算均是变压压器出线端端短路时的的电流值，，这是最严严重的短路路事故。如果果短路点离离变压器有有一定的距距离，则需需考虑线路路阻抗，因因此短路电电流将减小小。例如SL7系列变压器器（配导线线为三芯铝铝线电缆）），容量为为200KVA，变压器器出线端端短路时时，三相相短路电电流I(3)为7210A。短路点点离变压压器的距距离为100m时，短路路电流I(3)降为4740A；当变压压器容量量为100KVA时其出线线端的短短路电流流为3616A。离变压压器的距距离为100m处短路时时，短路路电流为为2440A。远离100m时短路电电流分别别为0m的65.74%和67.47%。计算安装装处（线线路）的的额定电电流和该该处可能能出现的的最大短短路电流流。并按按以下原原则选择择断路器器：断断路器器的额定定电流In≥线路的额额定电流流IL断路器的的额定短短路分断断能力≥≥线路的的预期短短路电流流2、断路器器的极限限短路分分断能力力和运行行短路分分断能力力断断路器的的额定极极限短路路分断能能力（Icu)：按规定定的试验验程序所所规定的的条件，，不包括括断路器器继续承承载其额额定电流流能力的的分断能能力；断断路路器的额额定运行行短路分分断能力力（Ics）：按规定的的试验程序所所规定的条件件，包括断路路器继续承载载其额定电流流能力的分断断能力。万万能式（框框架式）断路路器，绝大部部分（不是所所有规格）都都具有过载长长延时、短路路短延时和短短路瞬动的三三段保护功能能，能实现选选择性保护，，因此大多数数主干线（包包括变压器的的出线端）都都采用它作主主（保护）开开关，而塑壳壳式断路器一一般不具备短短路短延时功功能（仅有过过载长延时和和短路瞬动二二段保护），，不能作选择择性保护，它它们只能使用用于支路。3、断路器的电电气间隙与爬爬电距离确确定电器产产品的电气间间隙，必须依依据低压系统统的绝缘配合合，而绝缘配配合则是建立在瞬时过过电压被限制制在规定的冲冲击耐受电压压，而系统中中的电器或设设备产生的瞬瞬时过电压也也必须低于电电源系统规定定的冲击电压压。因此：（（1）电器的额定定绝缘电压应应≥电源系统统的额定电压压

（2）电器的额定定冲击耐受电电压应≥电源源系统的额定定冲击耐受电电压

（3）电器产生的的瞬态过电压压应≤电源系系统的额定冲冲击耐受电压压。1.2.1高压开关设备备术语1.高压开关——额定电压1kV及以上主要用用于开断和关关合导电回路路的电器。2.高压开关设备备——高压开关与控控制、测量、、保护、调节节装置以及辅辅件、外壳和和支持件等部部件及其电气气和机械的联联结组成的总总称。3.户内高压开关关设备——不具有防风、、雨、雪、冰冰和浓霜等性性能，适于安安装在建筑场场所内使用的的高压开关设设备。4.户外高压开关关设备——能承受风、雨雨、雪、污秽秽、凝露、冰冰和浓霜等作作用，适于安安装在露天使使用的高压开开关设备。5.金属封闭开关关设备；开关关柜——除进出线外，，其余完全被被接地金属外外壳封闭的开开关设备。6.铠装式金属封封闭开关设备备——主要组成部件件(例如断路器、、互感器、母母线等)分别装在接地地的金属隔板板隔开的隔室室中的金属封封闭开关设备备。1.2高压开关7.间隔或金属封封闭开关设备备——与铠装式金属属封闭开关设设备一样，其其某些元件也也分装于单独独的隔室内，，但具有一个个或多个符合合一定防护等等级的非金属属隔板。8.箱式金属封闭闭开关设备——除铠装式、间间隔式金属封封闭开关设备备以外的金属属封闭开关设设备。9.充气式金属封封闭开关设备备——金属封闭开关关设备的隔室室内具有下列列压力系统之之一用来保护护气体压力的的一种金属封封闭开关设备备。a.可控压力系统统；b.封闭压力系统统；c.密封压力系统统。10.绝缘封闭开关关设备——除进出线外，，其余完全被被绝缘外壳封封闭的开关设设备。11.组合电器——将两种或两种种以上的高压压电器，按电电力系统主接接线要求组成成一个有机的的整体而名电电器仍保持原原规定功能的的装置。12.气体绝缘金属属封闭开关设设备——封闭式组合电电器，至少有有一部分采用用高于大气压压的气体作为为绝缘介质的的金属封闭开开关设备。13.断路器——能关合、承载载、开断运行行回路正常电电流、也能在在规定时间内内关合、承载载及开断规定定的过载电流流(包括短路电流流)的开关设备。。14.六氟化硫断路路器——触头在六氟化化硫气体中关关合、开断的的断路器。15.真空断路器——触头在真空中中关合、断的的断路器。16.隔离开关——在分位置时，，触头间符合合规定要求的的绝缘距离和和明显的断开开标志；在合合位置时，能能承载正常回回路条件下的的电流及规定定时间内异常常条件(例如短路)下的电流开关关设备。17.接地开关——用于将回路接接地的一种机机械式开关装装置。在异常常条件（如短短路下，可在在规定时间内内承载规定的的异常电流；；在正常回路路条件下，不不要求承载电电流。18.负荷开关——能在正常回路路条件下关合合、承载和开开断电流以及及在规定的异异常回路条件件（如短路条条件）下，在在规定的时间间内承载电流流的开关装置置。19.接触器——手动操作除外外，只有一个个休止位置，，能关合、承承载及开断正正常电流及规规定的过载电电流的开断和和关合装置。。20.熔断器——当电流超规定定值一定时间间后，以它本本身产生的热热量使熔化而而开断电路的的开关装置。。21.限流式熔断器器——在规定定电流流范围围内动动作时时，以以它本本身所所具备备的功功能将将电流流限制制到低低于预预期电电流峰峰值的的一种种熔断断器。。22.喷射式式熔断断器——由电弧弧能量量产生生气体体的喷喷射而而熄灭灭电弧弧的熔熔断器器。23.跌落式式熔断断器——动作后后载熔熔件自自动跌跌落，，形成成断口口的熔熔断器器。24.避雷器器——一种限限制过过电压压的保保护电电器，，它用用来保保护设设备的的绝缘缘，免免受过过电压压的危危害。。25.无间隙隙金属属氧化化物避避雷器器——由非线线性金金属氧氧化物物电阻阻片串串联和和(或)并联组组成且且无或或串串联放放电间间隙的的避雷雷器。。26.复合外外套无无间隙隙金属属氧化化物避避雷器器——由非线线性金金属氧氧化物物电阻阻片和和相应应的零零部件件组成成且其其外套套为复复合绝绝缘材材料的的无间间隙避避雷器器。1.2.2特性参参量术术语1.额定电电压——在规定定的使使用和和性能能的条条件下下能连连续运运行的的最高高电压压，并并以它它确定定高压压开关关设备备的有有关试试验条条件。。2.额定电电流——在规定定的正正常使使用和和性能能条件件下，，高压压开关关设备备主回回路能能够连连续承承载的的电流流数值值。3.额定频频率——在规定定的正正常使使用和和性能能条件件下能能连续续运行行的电电网频频率数数值，，并以以它和和额定定电压压、额额定电电流确确定高高压开开关设设备的的有关关试验验条件件。4.额定电电流开开断电电流——在规定定条件件下，，断路路器能能保证证正常常开断断的最最大短短路电电流。。5.额定短短路关关合电电流——在额定定电压压以及及规定定使用用和性性能条条件下下，开开关能能保证证正常常开断断的电电大短短路峰峰值电电流。。6.额定短短时耐耐受电电流(额定热热稳定定电流流)———在规定定的使使用和和性能能条件件下，，在确确定的的短时时间内内，开开关在在闭合合位置置所能能承载载的规规定电电流有有效值值。7.额定峰峰值耐耐受电电流(额定热热稳定定电流流)———在规定定的使使用和和性能能条件件下，，开关关在闭闭合位位置所所能耐耐受的的额定定短时时耐受受电流流第一一个大大半波波的峰峰值电电流。。8.额定短短路持持续时时间(额定动动稳定定时间间)———开关在在合位位置所所能承承载额额定短短时耐耐受电电流的的时间间间隔隔。9.温升——开关设设备通通过电电流时时各部部位的的温度度与周周围空空气温温度的的差值值。10.功率因因数(回路的的)———开关设设备开开合试试验回回路的的等效效回路路，在在工频频下的的电阻阻与感感抗之之比，，不包包括负负荷的的阻抗抗。11.额定短短时工工频耐耐受电电压——按规定定的条条件和和时间间进行行试验验时，，设备备耐受受的工工频电电压标标准值值（有有效值值）。。12.额定操操作（（雷电电）冲冲击耐耐受电电压———在耐耐压压试试验验时时，，设设备备绝绝缘缘能能耐耐受受的的操操作作(雷电电)冲击击电电压压的的标标准准值值。。1.2.3操作作术术语语1.操作作———动触触头头从从一一个个位位置置转转换换至至另另一一个个位位置置的的动动作作过过程程。。2.分（（闸闸））操操作作———开关关从从台台位位置置转转换换到到分分位位置置的的操操作作。。3.合（（闸闸））操操作作———开关关从从分分位位置置转转换换换换到到合合位位置置的的操操作作。。4.““合分分””操操作作———开关关合合后后，，无无任任何何有有意意延延时时就就立立即即进进行行分分的的操操作作。。5.操作作循循环环———从一一个个位位置置转转换换到到另另一一个个装装置置再再返返回回到到初初始始位位置置的的连连续续操操作作；；如有有多多位位置置，，则则需需通通过过所所有有的的其其他他位位置置。。6.操作作顺顺序序———具有有规规定定时时间间间间隔隔和和顺顺序序的的一一连连串串操操作作。。7.自动动重重合合（（闸闸））操操作作———开关关分分后后经经预预定定时时间间自自动动再再次次合合的的操操作作顺顺序序。。8.关合合（（接接通通））———用于于建建立立回回路路通通电电状状态态的的合合操操作作。。9.开断断（（分分断断））———在通通电电状状态态下下，，用用于于回回路路的的分分操操作作。。10.自动动重重关关合合———在带带电电状状态态下下的的自自动动重重合合（（闸闸））操操作作。。11.开合合———开断断和和关关合合的的总总称称。。12.短路路开开断断———对短短路路故故障障电电流流的的开开断断。。13.短路路关关合合———对短短路路故故障障电电流流的的关关合合。。14.近区区故故障障开开断断———对近近区区故故障障短短路路电电流流的的开开断断。。15.触头头开开距距———分位位置置时时，，开开关关的的一一极极各各触触头头之之间间或或具具连连接接的的任任何何导导电电部部分分之之间间的的总总间间隙隙。。16.行程程触触头头的的———分、、合合操操作作中中，，开开关关动动触触头头起起始始位位置置到到任任一一位位置置的的距距离离。。17.超行程——合闸操作作中，开开关触头头接触后后动触头头继续运运动的距距离。18.分闸速度度——开关分（（闸）过过程中，，动触头头的运行行速度。。19.触头刚分分速度——开关合（（闸）运运程中，，动触头头与静触触头的分分离瞬间间运动速速度。20.合闸速度度——开关合（（闸）过过程中，，动触头头的运动动速度。。21.触头刚合合速度——开关合（（闸）过过程中，，动触头头与静触触头的接接触瞬间间运动速速度。22.开断速度度——开关在开开断过程程中，动动触头的的运动的的速度。。23.关合速度度——开关在关关合过程程中，动动触头的的运动的的速度。。1.3.1防雷器的的主要技技术参数数1．标称电电压Un与被保护护系统的的额定电电压相符符，在信信息技术术系统中中此参数数表明了了应该选选用的保保护器的的类型，，它标出出交流或或直流电电压的有有效值。。2．额定电电压Uc能长久施施加在保保护器的的指定端端，而不不引起保保护器特特性变化化和激活活保护元元件的最最大电压压有效值值。3．额定放放电电流流Isn给保护器器施加波波形为8/20μs的标准雷雷电波冲冲击10次时，保保护器所所耐受的的最大冲冲击电流流峰值。。4．最大放放电电流流Imax给保护器器施加波波形为8/20μs的标准雷雷电波冲冲击1次时，保保护器所所耐受的的最大冲冲击电流流峰值。。1.3防雷保护护装置5．电压保保护级别别Up保护器在在下列测测试中的的最大值值：1KV/μs斜率的跳跳火电压压；额定定放电电电流的残残压。6．响应时时间tA主要反应应在保护护器里的的特殊保保护元件件的动作作灵敏度度、击穿穿时间，，在一定定时间内内变化取取决于du/dt或di/dt的斜率。。7．数据传传输速率率Vs表示在一一秒内传传输多少少比特值值，单位位：bps；是数据据传输系系统中正正确选用用防雷器器的参考考值，防防雷保护护器的数数据传输输速率取取决于系系统的传传输方式式。8．插入损损耗Ae在给定频频率下保保护器插插入前和和插入后后的电压压比率。。9．回波损损耗Ar表示前沿沿波在保保护设备备（反射射点）被被反射的的比例，，是直接接衡量保保护设备备同系统统阻抗是是否兼容容的参避雷针和和避雷线线避雷器(SPD---电涌保护护器)防雷接地地1.3.2避雷针和和避雷线线保护范范围1.避雷针保护原理理：当雷雷云放电电时使地地面电场场畸变，，在避雷雷针顶端端形成局局部场强强集中的的空间以以影响雷雷电先导导放电的的发展方方向，使使雷电对对避雷针针放电，，再经过过接地装装置将雷雷电流引引入大地地从而使使被保护护物体免免遭雷击击保护范围围：由模模拟试验验确定，，它只有有相对的的意义，，不能认认为在保保护范围围内的物物体就完完全不受受雷直击击，在保保护范围围外的物物体就完完全不受受保护绕击率：：雷电绕绕过避雷雷装置而而击于被被保护物物体的现现象，规规程推荐荐的保护护范围是是对应0.1%绕击率而而言避雷针保保护第一一要对直直击雷屏屏蔽，第第二要防防止反击击设备遭雷雷击受损损通常有有四种情情况，一一是直接接遭受雷雷击而损损坏；二二是雷电电脉冲沿沿着与设设备相连连的信号号线、电电源线或或其他金金属管线线侵入使使设备受受损；三三是设备备接地体体在雷击击时产生生瞬间高高电位形形成地电电位“反反击”而而损坏；；四是设设备安装装的方法法或安装装位置不不当，受受雷电在在空间分分布的电电场、磁磁场影响响而损坏坏。在电力系系统中实实际采用用的防雷雷保护装装置主要要有：避避雷针、、避雷线线、保护护间隙与与各种避避雷器、、防雷接接地、电电抗线圈圈、电容容器组、、消弧线线圈、自自动重合合闸等等等避雷针保保护范围围(1)单支避雷雷线它的保护护范围是是一个以以其本体体为轴线线的曲线线圆锥体体，如图图所示hhxhah/21.5hhx水平面上上保护范围的截截面当hx≥h/2rx=(h-hx)Phx≤h/2rx=(1.5h-2hx)Ph—避雷器的的高度P—高度修正正系数当h≤30m时P=1300m<h≤≤120m,(2)两支等高高避雷针针这时的保保护范围围不是两两支避雷雷针的保保护范围围简单相相加而是是有所扩扩大。R0D/7PO

hahhxrx

h0h/2O’D1.5h

h0hxbx

1.5h0O—O’截面bxbx

两支等高避雷针的联合保护范围两针之间间的保护护范围可可利用下下式求得得式中h—避雷针的高度度；h0—两针间联合保保护范围上部部边缘的最低低点的高度；；2bx—在在高度hx的水平面上，，保护范围的的最低宽度；；一般两针间间的距离D不宜大于5h。(3)两支不等高避避雷针(4)三支或更多支支避雷针2.避雷线作用原理同避避雷针，主要要用于输电线线路的保护，，也可用于保保护发电厂和和变电所保护范围的长长度与线路等等长，而且两两端还有其保保护的半个圆圆锥体空间在架空输电线线路上多采用用保护角α来表示避雷线线的保护程度度保护角：避雷雷线的铅垂线线与避雷线和和边导线连线线的夹角，α越小，雷击导导线的概率越越小，对导线线的屏蔽保护护越可靠(1)单根避雷线

hhxha

h/2hhrxrxrx单根避雷线的的保护范围(当h≤30m时,θ=25o)当hx≥h/2rx=0.47(h-hx)P当hx<h/2rx=(h-1.53hx)P(2)两根等高避雷雷线这时的保护范范围如图所示示

hhxha

h/2h0D/2

R0

12Orx

hD两根等高避雷雷线的联合保保护范围3.避雷器对避雷器的基基本技术要求求正常运行时，，避雷器内部部如何隔离工工作电压，过电压作用时时，避雷器先先于被保护电电力设备放电电，这需要由由两者的伏秒秒特性的配合合来保护（绝绝缘强度配合合V-S曲线）避雷器应具有有一定的熄弧弧能力，以便便可靠地切断断在某次过零零时的工频续续流，使系统统恢复正常（（绝缘强度的的自恢复能力力）以上两条对有有间隙的避雷雷器（保护间间隙、管型避避雷器、阀型型避雷器）是是适宜的，对对于MOA的基本要求则则不同无间隙，长期期工作在系统统工作电压和和间或承受各各种过电压，，工频下流过过很小的泄漏漏电流，过电电压下残压应应小于被保护护设备冲击绝绝缘强度，它它必须具有长长时间工频稳稳定性和过电电压下的热稳稳定性(1)保护间隙(10kV以下配电网中中)(2)管式避雷器(排气式避雷器器,适用于输电线线路)它实质上是一一只具有较强强灭弧能力的的保护间隙。。保护的原理理与上者类似似。不过这因因两者在伏秒秒特性难以配配合和产生大大幅值截波方方面的缺点，，不宜大量安安装。避雷器(3)阀型避雷器1）工作原理2）基本元件火花间隙：短短间隙，V-S特性平坦火花间隙的并并联电阻（均均压有利于于提高熄弧电电压和工频放放电电压工频与冲击电电压下间隙电电压的分布取取决于什么？？？？）----FZ型（电站型））无无并联电电阻---FS型（线路型））阀片（非线性电阻阻）阀片的作用：：限制工频续续流，保证火火花间隙可靠靠熄弧；当雷雷电过电压击击穿时，电压压不至于突然然下降形成截截断波;(4)磁吹避雷器为了减小阀式式避雷器的切切断比和保护护比之值，即即为了改进阀阀式避雷器的的性能，又发发展一种新的的带磁吹间隙的阀式避雷器器，简称磁吹吹避雷器。它它的主要区别别在于采用了了灭弧能力较较强的磁吹火火花间隙和通通流能力较大大的高温阀片片。目前各国制造造的磁吹避雷雷器主要有以以下两种：FCD型----保护旋转电机机电电压一般2-15KVFCZ型----保护高压设备备电电压一般35-500KV为何磁吹避雷雷器不用永久久磁铁代替磁磁吹线圈???(5)金属氧化物避避雷器（MOA）1）MOA的主要优点无间隙无续流电气设备所受受过电压可降降低通流容量大特别适用于直直流保护和SF6电器保护2）MOA的电气特性4防雷接地1)接地、接地电电阻、接地装装置（1）接地与分类类接地是指将地地面上的金属属或电气回路路中的某一节节点通过导体体与大地保持持等电位分类：工作接地：根根据系统正常常运行要求设设置（0.5~10Ω）保护接地：为为保障人身安安全而将电气气设备金属外外壳等接地，，它在故障条条件下才发挥挥作用（1~10Ω）防雷接地：用用来将雷电流流顺利泻入大大地，以减小小引起的过电电压（1~30Ω）（2）接地装置垂直接地体水平接地体接地网2)防雷接地及有有关计算当雷电流流过过接地装置时时，接地体和和土壤所呈现现的响应不同同于工频响应应，即冲击接接地电阻一般般不等于工频频接地电阻火花效应和电电感效应常用冲击系数数表示冲击接接地电阻与工工频接地电阻阻关系电气接地1．概述电气设备的的某个部分分与大地之之间作良好好的电气联联接称为接接地。与大大地土壤直直接接触的的金属导体体或金属导导体组称为为接地体：：联接电气气设备应接接地部分与与接地体