高压电气设备安全

关于高压电气设备安全第1页，共55页，2023年，2月20日，星期日

1.高压断路器QF

1)高压断路器的功能高压断路器(highvoltagecircuitbreaker)是高压电器中最重要的设备，是电力系统一次设备中起控制和保护作用的关键电器。高压断路器在电网中起两方面的作用：一是控制作用，即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；二是保护作用，即在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护自动装置发出跳闸信号，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电路的正常运行。

高压电气安全主要是指1000V以上供配电系统中的设备或装置及其操作安全问题。第2页，共55页，2023年，2月20日，星期日

2)高压断路器的分类高压断路器一般按灭弧介质的不同分为：

(1)油断路器，指采用变压器油作为灭弧介质的断路器。它又分为多油断路器和少油断路器。多油断路器的油除了作灭弧介质和触头开断后的绝缘外，还作为带电部分对地的绝缘。少油断路器的油只作为灭弧介质和触头开断后的绝缘，而带电部分对地绝缘采用瓷件或其他介质。和多油断路器相比，少油断路器具有用油量少，体积小，重量轻，运输安装方便，

有利于防火等优点。

在6~10kV户内配电装置中常用的有SN10—10型少油断路器。

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(2)真空断路器，指采用真空的高绝缘强度来灭弧的断路器。这种断路器的动静触头密封在真空泡内，利用真空作为灭弧介质和绝缘介质。它的特点是体积小，寿命长，维修工作量小，主要用于频繁操作的场所。常用的真空断路器有ZN12—12、

ZN28A—12型户内高压真空断路器，其外形如图11.4.1所示。

第4页，共55页，2023年，2月20日，星期日图11.4.1ZN12—12型户内高压真空断路器

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(3)六氟化硫(SF6)断路器，指利用具有优异的绝缘性能和灭弧性能的SF6气体作为灭弧介质和绝缘介质的断路器。SF6气体是无色、无臭、不燃烧、无毒的惰性气体，它的绝缘能力约高于空气2.5倍，而灭弧能力则高达百倍。SF6断路器比少油断路器串联断口要少，可使制造、安装、调试和运行比较方便和经济。它的特点是灭弧能力强，绝缘强度高，开断电流大，燃弧时间短，检修周期长，断开电容电流或电感电流时无重燃，过电压低等。SF6断路器主要用于需频繁操作及有易燃、易爆危险的场所，特别用于全封闭组合电器中。常用的SF6断路器为LN2型。真空断路器、六氟化硫断路器是现在和未来重点发展与使用的断路器。

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2.隔离开关QS

1)隔离开关的功能隔离开关(highvoltagedisconnector)的作用主要有以下三方面：

(1)隔离电源，保证安全。利用隔离开关将高压电气装置中需要检修的部分与其他带电部分可靠隔离，

隔离开关断开后有明显可见的断开间隙，

能充分保证人身和设备的安全。

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(2)倒闸操作。隔离开关经常用来进行电力系统运行方式改变时的倒闸操作。例如，当主接线为双母线时，利用隔离开关将设备或线路从一组母线切换到另一组母线。特别强调，隔离开关没有专门的灭弧装置，在任何情况下，均不能接通或切断负荷电流和短路电流，并应设法避免可能发生的误操作。当隔离开关与断路器配合操作时，其顺序应为：断电时，先拉开断路器，再拉开隔离开关；送电时，先合隔离开关，再合断路器。总之，隔离开关与断路器配合操作时，隔离开关必须在断路器处于断开（分闸）位置时才能进行操作。

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2)隔离开关的分类按装设地点的不同，隔离开关分为户内和户外两种。户内隔离开关（型号为GN）的额定电压一般在35kV以下。工厂供配电系统常用的高压户内隔离开关为GN19、

GN22和GN24型等，

其外形如图11.4.2所示。

第9页，共55页，2023年，2月20日，星期日图11.4.2GN22—12户内高压隔离开关

第10页，共55页，2023年，2月20日，星期日户外隔离开关（型号为GW）由于触头暴露在大气中，工作条件比较恶劣，因而一般要求有较高的绝缘等级和机械强度。户外隔离开关的额定电压一般在35kV以上，常用的有GW4—35G（D）和GW4—110D型。

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3.高压负荷开关QL1)高压负荷开关的功能高压负荷开关(highvoltageloadswitch)具有简单的灭弧装置，因此能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但它不能断开短路电流，负荷开关断开后，与隔离开关一样，具有明显可见的断开间隙，因此，

它也具有隔离电源、保证安全检修的功能。

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2)高压负荷开关的分类高压负荷开关按安装地点的不同分为户内式和户外式；按灭弧方式的不同分为产气式、压气式、油浸式、真空式和SF6式。高压负荷开关目前主要用于10kV及以下配电系统中，常用的型号有户内压气式FN2—10(R)型、FN3—10(R)型（R表示带有熔断器）和户外产气式的FW5—10型等。户内高压真空负荷开关ZFN21－10的外形如图11.4.3所示。

第13页，共55页，2023年，2月20日，星期日图11.4.3高压真空负荷开关

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4.高压熔断器

1)熔断器的功能熔断器FU是最简单和最早使用的一种保护电器，它串联在电路中使用，当所在电路短路或过载时，熔断器自动断开电路，

使其它电气设备得到保护。

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2)熔断器的分类熔断器按安装地点不同，分为户内式和户外式；按电压的高低，分为高压熔断器(highvoltagefuse)和低压熔断器；按灭弧方式及结构特点的不同，分为瓷插式、封闭填料式和产气纵吹式等。目前常见的户内高压熔断器有RN1、RN2、RN3、RN5和RN6等管式熔断器，用于6～35kV的户内配电装置中，

其外形见图11.4.4。

它们均为填充石英砂的限流式熔断器。

第16页，共55页，2023年，2月20日，星期日图11.4.4高压限流式熔断器

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5.高压开关柜高压开关柜(highvoltageswitchgear)是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装在一起而形成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中用于控制和保护发电机、变压器和高压线路，也可用于大型高压交流电动机的起动和保护，其中安装有高压开关设备、保护电器、监测仪表和母线、绝缘子等。高压开关柜内配用的主开关为真空断路器、SF6断路器和少油断路器。目前少油断路器已逐渐被真空断路器和SF6断路器所取代。

第18页，共55页，2023年，2月20日，星期日第一节高压电气安全工作基本要求一、变电所的安全管理为提高变配电所的安全水平，适应现代管理的要求，必须建立有关的设备档案、技术图纸、各种指标图表及有关的记录和制度。1、现场管理要求变配电所应有以下记录：1）抄表记录第19页，共55页，2023年，2月20日，星期日2）值班记录3）设备缺陷记录4）设备试验、检修记录5）设备异常及事故记录变配电所应制动以下制度：1）值班人员岗位责任制度2)交接班制度3）倒闸操作票制度4）巡视检查制度5）检修工作票制度6）工作器具保管制度第20页，共55页，2023年，2月20日，星期日7）设备缺陷管理制度

8）安全保卫制动运行基本要求1）变配电所等作业场所必须设置安全遮拦，悬挂相应的警告标识，配置有效的灭火器材及通讯设施。2）为电气作业人员提供符合电压等级的绝缘用具及防护用具3）变配电所的电气设备，应定期进行预防性试验，试验报告应存档保管4）变配电所内的绝缘靴、绝缘手套、绝缘棒及验电器的绝缘性能，必须定期检查试验，安全防护用具应整齐放在干燥明显的地方。5）无人值班的变配电所必须加锁。第21页，共55页，2023年，2月20日，星期日2、值班人员的要求变配电所的电气设备操作，必须两人同时进行，一人操作，一人监护。严禁口头约定进行停电、送电操作。值班人员应确切掌握本所变配电系统的接线情况及主要设备的性能、技术数据和位置。值班人员应熟悉掌握本所事故照明的配备情况和操作方法按要求认真正确填写、抄报有关报表并按时上报，并将当日的运行情况、检修及事故处理情况填入运行记录内。值班时间内自觉遵守劳动纪律和本所的各项规章制度，劳动防护用品穿戴整齐。第22页，共55页，2023年，2月20日，星期日值班人员应具备必要的电气“应知”、“应会”技能，有一定排除事故的能力，熟知电气安全操作规程，并经考试合格。在变配电所进行停电检修或安装工作时，应有保证人员及设备安全的组织和技术措施，并应向工作负责人指明停电范围及带电设备所在位置。如遇紧急情况严重威胁设备或人员安全来不及向上级报告时，值班人员可先拉开有关设备的电源开关，但事后必须立即向上级报告。变配电所发生事故或异常现象，值班人员不能判断原因时，应立即报告电气负责人，报告前不得进行任何修理恢复工作。熟练掌握触电急救方法第23页，共55页，2023年，2月20日，星期日3、值班人员应知的安全注意事项不论高低压设备带电与否，值班人员不准单独移开或越过遮拦及警戒线对设备进行任何操作和巡视巡视检查时应注意安全距离：高压柜前0.6m，10kV及以下0.7m；35kV以下1m电气设备停电后，即使是事故停电，在未拉开有关刀闸和采取安全措施以前，不得触及设备或进入遮拦内，以防止突然来电巡视检查架空线路、变电台时，禁止随意攀登电杆、铁塔或变电台；两人检查时，可以一人检查，一人监护，并注意安全距离在雨、雪、雾天气巡视及检查接地故障时，必须穿绝缘靴，雷雨天气不得靠近避雷针和避雷器第24页，共55页，2023年，2月20日，星期日高压设备发生接地故障时和巡视检查时与故障点保持一定的距离；室内不得接近故障点4m以内；室外不得接近故障点8m以内。接近上述范围时应穿绝缘靴，接触设备外壳、构架时应带绝缘手套4、交接班要求接班人员必须按规定时间提前到岗，交班人员应办理交接班手续签字后方可离去交班人员应提前做好交班准备工作1)整理报表及检修记录等2）核对模拟盘与实际运行情况是否相符3）设备缺陷、异常情况记录第25页，共55页，2023年，2月20日，星期日4）核对并整理好消防用具、工具、钥匙、仪表、接地线及备用器材等5）提前做好清洁卫生工作状况遇以下情况不准交接班1）接班人员班前饮酒或精神不正常2）发生事故或正在处理故障时3）设备发生异常尚未查清原因时4）正在倒闸操作时第26页，共55页，2023年，2月20日，星期日二、高压设备巡视巡视检查的一般规定1）有人值班的变配电所，除交接班外，一般每班至少巡视两次2）遇有特殊天气时室外电气设备应进行特殊检查3）处于污秽地区的变配电所，对室外电气设备的巡视检查应根据天气情况及污秽程度来确定4）电气设备发生重大事故又恢复运行以后，对事故范围内的设备进行特殊巡视检查5）电气装备存在有缺陷或过负荷时，至少每半小时巡视一次，直至设备正常6）新投入或大修后投入运行的电气设备，在72小时内应加强巡视，无异常情况时，可按正常周期进行巡视第27页，共55页，2023年，2月20日，星期日2、正常巡视检查内容注油设备的油面位置应合格，油温正常，油色透明，截门、外壳、油面指示器等处清洁，无渗漏油现象所以瓷绝缘部分，无掉瓷、破碎、裂纹以及闪络、放电痕迹和严重的电晕现象，表面应清洁无污垢各部位的电气连接点应接触良好，应无氧化及过热现象，监视示温蜡片或变色漆的变化情况。导线无松股断股、过紧过松现象检查变压器油温是否超过允许值，温升是否正常，有无异常声音，变压器冷却装置运行情况是否正常。呼吸器内干燥剂的潮解情况，防爆筒的玻璃隔膜有无破裂。气体继电器是否漏油。第28页，共55页，2023年，2月20日，星期日检查电容器的外壳有无膨胀变形，有无异声，示温蜡片是否熔化，三相电流是否平衡，电压是否超过允许值，放电装置是否良好，电容器室温是否超过允许值检查各类继电器的外壳有无破损、裂纹，整定值位置是否变动，继电器的接点有无卡滞、变形、倾斜、烧伤及脱轴。感应式继电器的铝盘转动是否正常，有无抖动及摩擦现象油断路器的分合指示器及红绿灯指示是否正常。内部应无响声，油面、油色正常，无漏油现象。真空断路器灭弧室在触头断开时，屏蔽罩内壁应无红色或乳白色辉光避雷器内部应无异声，放电记录器数字清晰硅整流装置及各类直流电源装置有无异声、过热、异第29页，共55页，2023年，2月20日，星期日味。电容器储能装置检查试验正常中央信号装置及音响装置是否正常，直流母线电压是否正常各级电压指示是否正常，各路负荷是否超出允许值。其他各种仪表指示信号显示是否正常检查电缆终端盒、绝缘油、有无过热熔化、漏油，有无放电痕迹及声响检查所有接地线有无松动、折断及锈蚀现象互感器及各种线圈有无异味检查安全用具是否齐全有效、安放合理检查门窗、孔洞等是否严密，有无小动物进入的痕迹第30页，共55页，2023年，2月20日，星期日3、特殊巡视检查内容降雪及雾凇天气时检查室外各接头及载流导体有无过热、溶雪现象阴雨、大雾天气应检查瓷绝缘有无严重放电、闪络现象雷雨后检查避雷器放电计数器的动作情况，瓷绝缘有无破裂和闪络痕迹大风时检查室外配电装置周围有无易刮起的杂物，导线摆动是否过大冰雹后检查瓷绝缘有无破损，导线有无伤痕。室外跌开熔断器有无损伤第31页，共55页，2023年，2月20日，星期日冷空气侵袭降温后，检查变压器及注油设备的油面是否过低，导线是否过紧，开关套管及刀闸等连接处有否冷缩变高温季节，检查注油设备的油面是否过高，导线是否过松，通风降温设施运行是否正常夜间闭灯检查，应检查导线、开关瓷绝缘等各部接点有否放电、发红现象第32页，共55页，2023年，2月20日，星期日三、高压设备上工作的安全措施全部停电的工作部分停电的工作不停电的工作在高压设备上工作，必须遵守：填用工作票或口头、电话命令；至少应有两人在一起工作；完成保证工作人员安全的组织措施和技术措施。第33页，共55页，2023年，2月20日，星期日第二节主要高压电气设备安全要求高压电气设备主要包括：高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜和电力变压器等高压熔断器它是指交流电力线路和电力设备短路保护的保护器件1、RN型户内高压管式熔断器R—表示熔断器N—表示户内型RW型户外高压跌落式熔断器R—表示熔断器W—表示户外型第34页，共55页，2023年，2月20日，星期日高压隔离开关它主要用来隔离高压电源，以保证其他电气设备的安全检修主要技术参数：额定电压、额定电流、极限通过峰值电流和5S热稳定电流高压隔离开关分断时有明显可见的断开点。10kV户内隔离开关是三极开关、10kV户外用隔离开关是单极开关第35页，共55页，2023年，2月20日，星期日注意：高压隔离开关分断时具有明显的断开点。

第36页，共55页，2023年，2月20日，星期日高压负荷开关

它是专门用在高压装置中通断负荷电流的开关型号的含义如下：

FN3—10RT负荷开关户内式设计序号带热脱扣器带熔断器额定电压第37页，共55页，2023年，2月20日，星期日高压负荷开关是和高压熔断器串联使用的，断电保护应按下述要求调整：1、当故障电流大于负荷开关的开断能力时，必须保证熔断器先熔断，然后负荷开关才能分闸2、当故障电流小于负荷开关的开断能力时，则负荷开关开断，熔断器不动作

高压断路器它又叫高压开关，用在高压装置中通断负荷电流，并在严重过载和短路时自动跳闸，切断过载电流和短路电流。因此高压断路器具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，以适应其工作要求第38页，共55页，2023年，2月20日，星期日分类：按灭弧介质和灭弧方式可分为：少油断路器（S)、多油断路器（D)、真空断路器（Z)、六氟化硫断路器（L）、压缩空气断路器（K）、固体产气断路器（Q）、磁吹断路器（C）10kV系统中用的最多的是少油断路器和真空断路器主要参数：额定电压、额定电流、额定开断电流、额定断流容量、最大关合电流、极限通过电流、第39页，共55页，2023年，2月20日，星期日热稳定电流等

高压开关柜

它是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压交流电动机的起动和保护之用。分类：固定式和手车式高压开关柜大多数按规定装设了防止电气误操作的闭锁装置，即所谓的“五防”—防止误跳、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电挂接地线；防止带接地线合隔离开关；防止人员误入带电间隔第40页，共55页，2023年，2月20日，星期日电力变压器它是静止的电气设备，起升高或降低电压的作用，工业上通常是把6~10kV的高压电降低为0.4kV的低压电，这种变压器称为配电变压器油浸电力变压器

变压器器身油箱冷却装置保护装置出线装置包括铁芯、绕组、绝缘、引线、分接开关包括本体和附件（放油阀、接地螺钉、小车、包括散热器和冷却器包括储油柜、油标、安全气道、吸湿器、测温元件、气体继电器包括高、低压套管第41页，共55页，2023年，2月20日，星期日干式变压器1、干式变压器的铁芯和绕组的冷却介质为空气，一般用于安全防火要求较高的场所它分为开启式、封闭式和浇注式1）开启式：适用于比较干燥而洁净的室内环境，一般有空气自冷和风冷两种冷却方式2）封闭式：一般用于较为恶劣的环境中；主要有用于矿用的隔爆型变压器3）浇注式：用环氧树脂或其他树脂浇注作为主绝缘，结构简单体积小，适用于较小容量的产品第42页，共55页，2023年，2月20日，星期日变压器运行检查1、对运行中的变压器应巡视负荷电流、运行电压是否正常；温度和温升是否过高，冷却装置是否正常等2、变电室有人值班者，每班巡视检查一次；变电室无人值班者，每周巡视一次；对于强迫油循环的变压器，每小时巡视一次；对于室外柱上的变压器，每月巡视一次；在恶劣天气时，应加强特殊巡视3、变压器发热元件温度不得超过105ºC，绕组温升不得超过65ºC；铁芯表面温升不得超过70ºC；油箱上层油温最高不得超过95ºC，但为了缓解变压器油变质，上层油温最高不宜超过85ºC

如发现运行中变压器的温度过高，应及时处理。第43页，共55页，2023年，2月20日，星期日运行中的变压器温度过高的原因和处理方法：1、变压器绕组匝间短路或层间短路使油温上升导致变压器温度过高，判断方法如下：1）根据变压器的声音粗略判断，有时发出“咕噜咕噜”声2）取油样化验，检查绝缘油是否变坏3）检查气体继电器，轻气体是否动作发出信号、重气体是否动作造成掉闸4）停电后测量绕组直流电阻作进一步判断。如确定为变压器绕组匝间短路或层间短路，应进行大修。2、变压器分接开关接触不良，接触电阻过大而发热或局部放电导致变压器温度过高。判断方法如下：第44页，共55页，2023年，2月20日，星期日1）观察是否负荷越大时温度升高越快；2）检查气体继电器，观察轻气体是否频繁动作发出信号;3)取油样化验，检查绝缘油是否变坏、闪点是否下降；4）停电后测量高压绕组的直流电阻是否发生变化。如确定为变压器分接开关接触不良，应吊芯修理分接开关

3、变压器铁芯片间绝缘损坏或压紧螺杆绝缘损坏，造成铁芯短路，涡流损失增加使变压器温度过高，判断方法如下：1)检查气体继电器，轻气体是否频繁动作发出信号，是否导致重气体动作2）取油样化验，检查绝缘油是否变坏、闪点是否下降第45页，共55页，2023年，2月20日，星期日第三节主要高压电气设备安全操作要求倒闸操作

它主要是指拉开或合上断路器或隔离开关，拉开或合上直流操作回路，拆除和装设临时接地线及检查设备绝缘等。1、倒闸操作的基本要求1）为防止误操作事故，变配电所的倒闸操作必须填写操作票2）倒闸操作必须两人同时进行，一人监护，一人操作3）高压操作应戴绝缘手套，室外操作应穿绝缘靴、戴绝缘手套4）如逢雨、雪、大雾天气在室外操作，无特殊装备的绝缘棒及绝缘夹钳禁止使用，雷电时禁止室外操作5）装设高压保险时，应戴防护镜和绝缘手套，必要时使用绝缘夹钳并站在绝缘垫或绝缘台上。第46页，共55页，2023年，2月20日，星期日2、倒闸操作的技术规定1）送电时，先合上母线侧刀闸，再合上负荷开关2）带联络线的操作：停送电时，同一系统要用开关进行并列、解列，不得用刀闸并列或解列3）母线停电操作：电压互感器应最后停电，送电时应先合上电压互感器4）倒换母线操作：应先合上母线备用开关，取下该开关操作保险，将要停用母线所带的线路倒置运行母线，最后再断开原运行母线开关5）变压器停电：先停负荷侧，再停电源侧；送电时顺序相反第47页，共55页，2023年，2月20日，星期日6）拉开或合上刀闸时，应迅速果断，但不可用力过猛7）室外单极刀闸，跌落保险在停电拉闸时先拉中相，再拉下风向一相，最后拉余下的一相；严禁带负荷操作3、操作票填写：1）操作票必须根据调度指令或上级通知要求填写2）倒闸操作票应填写的项目3）操作票不行由操作人在接受指令后操作前填写4）操作票必须按操作项目的顺序逐项填写5）操作票应用钢笔或圆珠笔填写，不得用铅笔第48页，共55页，2023年，2月20日，星期日6）操作票统一编号，按顺序使用，填废的操作票应注明“作废”的字样7）填清操作任务、操作开始和终了时间，填清操作人、监护人、下令人的姓名，禁止代签4、倒闸操作的安全要求1）操作票