电气设备培训课件

第二章电气设备第一节电弧的形成及灭弧措施 第二节高压电气设备第三节低压电气设备思考题第一页，共一百二十二页。第一节电弧的形成及灭弧措施

开关电器切除有电流通过的电路时，动、静触头之间会产生电弧。电弧的影响：（1）延长了短路电流的作用时间。（2）产生高温：可能烧损触头烧毁电气设备及导线电缆可能引起电路的弧光短路可能引起火灾和爆炸事故（3）损害人的视力。研究电弧的产生与熄灭过程，对制造厂家和运行部门都是非常重要的。第二页，共一百二十二页。一、电弧的形成（1）强电场发射触头刚分离的瞬间，触头间具有很高的电场强度E(V/m)，当E大于一定值时，金属触头表面的电子被将从阳极拉出，成为自由电子，在电场力的作用下，自由电子向阳极加速运动。这种现象称强电场发射。（2）热电发射触头即将分开的瞬间，由于触头间压力和接触面积减小，接触电阻R增大，从而电能损耗I2R增大，在阳极表面出现炽热点。金属触头在高温作用下，亦将发射电子，这种现象称热电发射。第三页，共一百二十二页。一、电弧的形成（3）碰撞游离向阳极运动的自由电子，在运动过程中，碰撞到中性介原子，使其外围电子被撞出，分离成为自由电子和正离子的现象称为碰撞游离。当触头间的自由电子、正离子达到一定浓度时，中性介质被击穿变成了导电体，在外加电压作用下，大量的电子连续流向阳极，形成电流，开始了弧光放电。这是电弧产生的最初阶段，随着触头距离增大，E减小，强电场发射与碰撞游离作用减弱。(4)热游离当电弧产生以后，介质分子在高温作用下，产生迅速且不规则的运动，并有很大的动能，它们相互碰撞时，同样可游离出自由电子和正离子，这种靠高温产生游离的方式，称为热游离。热游离是维持电弧燃烧的主要原因。第四页，共一百二十二页。二、熄灭电弧的常用方法

（1）冷却灭弧法：降低电弧的温度，使离子运动速度减慢，这样不但使热游离作用减弱，同时离子的复合作用也增强，有利于电弧的熄灭。在交流电弧中，当触头间电压过零时，复合现象特别强烈。复合的速度也与电弧的温度有关，温度愈低，复合作用就愈强烈，因此电弧就愈易熄灭。（2）速拉灭弧法：电弧的燃烧必须有一定的电弧电压来维持。如在开关触头断开时，加速触头分离，将电弧迅速拉长，从而降低了开关触头之间的电场强度，或者说电弧电压不足以维持电弧的燃烧，而使电弧熄灭。第五页，共一百二十二页。二、熄灭电弧的常用方法（3）短弧灭弧法：将长电弧切成几个短电弧是有利于灭弧的。一般均采用绝缘夹板夹着许多金属栅片组成灭弧栅，罩住开关触头的全行程。当开关触头分离时，长电弧在电动力和磁场力的作用下迅速移入灭弧栅，结果长电弧被灭弧片切割成一连串的短电弧，使触头间的电压不足以再击穿所有栅片间的气隙，而使这些短电弧同时熄灭，并且不再复燃。图2－1为钢灭弧栅(又称去离子栅)将长弧切成若干短弧的情形。电弧进入钢片，一是利用了图2－2所示的电动力吹弧，另一是利用了图2－3所示的铁磁吸弧。钢片对电弧还有冷却降温的作用。图2－1钢灭弧栅对电弧的作用1一钢栅片2一电弧3一触头第六页，共一百二十二页。二、熄灭电弧的常用方法电弧进入钢灭弧栅钢片后，除短弧灭弧外，还有以下三种灭弧作用：电动力吹弧，图2－2所示铁磁吸弧，图2－3所示钢片对电弧还有冷却降温的作用图2－2电动力吹弧(分闸时)图2－3铁磁吸弧1-电弧；2-钢片第七页，共一百二十二页。二、熄灭电弧的常用方法（4）狭缝灭弧法：利用狭缝窄沟灭弧是使电弧与固体介质接触，将电弧冷却，加强去游离。同时电弧在狭缝窄沟中燃烧，压力增大，特别是有产气材料时使去游离作用更加强烈，有利于电弧的熄灭。有的熔断器在熔管中充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。有一种用耐弧的绝缘材料(如陶瓷)制成的灭弧栅，也同样利用了这种狭沟灭弧原理，如图2－4所示。图2－4绝缘灭弧栅对电弧的作用1一绝缘栅片2一电弧3一触头第八页，共一百二十二页。二、熄灭电弧的常用方法（5）吹弧灭弧法按吹弧的方向分，有横吹和纵吹两种，如图2－5所示按外力的性质分，有气吹、油吹、电动力吹和磁力吹等方式。低压刀开关迅速拉开刀闸时，不仅迅速拉长了电弧，而且其本身回路电流产生的电动力作用于电弧，也吹动电弧使之加速拉长，如图2－2所示。有的开关采用专门的磁吹线圈来吹动电弧，如图2－6所示。也有的开关利用铁磁物质如钢片来吸动电弧，如图2－3所示，这相当于反向吹弧。图2－5吹弧方式a)横吹b)纵吹1-电弧；2-触头图2－6磁力吹弧1-磁吹线圈；2-灭弧触头；3-电弧第九页，共一百二十二页。二、熄灭电弧的常用方法（6）真空灭弧法：真空具有较高的绝缘强度，如将开关触头置于真空容器中，则当电流过零时即能熄灭电弧。为防止产生过电压，应当不使触头分开时电流突变为零。为此，宜在触头间产生少量金属蒸汽，以便形成电弧通道。当交流电流自然下降过零前后，这些等离子态的金属蒸汽便在真空中迅速飞散而熄灭电弧。上述灭弧方法中，通常以冷却灭弧为基础，再配合其他灭弧方法，构成各种开关电器的灭弧装置。如高压隔离开关采用冷却灭弧加速拉灭弧；在充填石英砂的管形熔断器中，利用狭缝灭弧加冷却灭弧；在低压自动空气开关、接触器和带灭弧罩的刀开关中，采用短弧灭弧加冷却灭弧的方法；在压缩气断路器及负荷开关中，广泛利用气吹灭弧的方法。近年来，采用SF6作为高压断路器、高压负荷开关的灭弧介质，以及真空灭弧法应用于真空断路器中，都得到了广泛的应用，取得了良好的效果。第十页，共一百二十二页。三、电气触头电气触头是开关电器的重要部件。开关电器工作的可靠程度，与触头的结构和状况有着密切的关系。高低压开关电器的电气触头必须满足以下几项基本要求:(1)具有足够的断流能力。在开断所规定的最大负荷电流或短路电流时，触头不应被电弧过度烧损，更不应发生熔焊现象。为了保证触头在闭合时尽量减少触头电阻，而在通断时又使触头能经受电弧高温的作用，因此有些开关的触头分为工作触头和灭弧触头两部分。工作触头采用导电性好的铜(或镀银)触头，灭弧触头则采用耐高温的铜钨等合金触头。通路时，电流主要由工作触头通过。通断电流时，电弧基本上在灭弧触头间产生，不致使工作触头烧损。(2)具有足够的动稳定度和热稳定度。在可能发生的最大短路冲击电流通过时，触头不致因电动力作用而损坏；并在可能最长的短路时间内通过短路电流时所产生的热量，不致使触头过度烧损或熔焊。(3)满足正常负荷的发热要求。正常负荷电流长期通过触头时，触头的发热温度不应超过允许值。为此，触头必须接触紧密良好，尽量减小或消除触头表面的氧化层，尽量降低接触电阻。(4)具有足够的机械强度。能经受规定的通断次数而不致发生机械故障或损坏。第十一页，共一百二十二页。第二节供配电系统中常用的高压电气设备

一、电力变压器二、高压断路器

三、隔离开关

四、负荷开关

五、高压熔断器

六、互感器

七、高压开关柜第十二页，共一百二十二页。一、电力变压器1.变压器的作用电力变压器（文字符号为T或TM)是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交流电能，以满足输电或用电的需要2.变压器的分类按功能可分为：降压变压器、升压变压器、联络变压器；按相数可分为：单相变压器、三相变压器；按绕组形式可分为：双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器；按调压方式可分为：无载调压变压器及有载调压变压器；按绕组绝缘类型可分为：油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器；按用途可分为：普通变压器、全封闭变压器、防雷变压器等。3.变压器的结构第十三页，共一百二十二页。3.变压器的结构图2－7油浸自冷式三相电力变压器1防暴管2油枕3高压端子4低压端子5散热管6线圈7变压器油8铁芯9轮子10铭牌11瓦斯继电器12油箱第十四页，共一百二十二页。功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。二、高压断路器弹簧操动机构电磁操动机构永磁操动机构

操动机构

(按合闸所需能量分)

类型(按灭弧介质分)油断路器SF6断路器真空断路器QF符号结构：触头装置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）以油作为灭弧介质已逐步淘汰以SF6气体作绝缘介质和灭弧介质，可频繁操作利用“真空”作绝缘和灭弧介质，可频繁操作交流或直流操作电源，合闸所需能量小直流操作电源，合闸所需能量大直流操作电源，合闸所需能量小第十五页，共一百二十二页。高压油断路器少油断路器结构SN10－10少油断路器外形和剖视图（a）外形图(b)剖视图1-放油塞；2-油缓冲器；3-动触头；4-下引线座；5-滚动触头；6-绝缘筒；7-铝压圈；8-密封垫；9-隔弧片；10-螺纹套；11-油标；12-静触头；13-绝缘套；14-顶罩;15-油气分离器；16-空心螺栓；17-盖子；18-小轴；19-上引线座；20-支座；21-支持资套；22-绝缘连杆；23-油箱；24-机构室；25-基座；26-塞杆；27-导轨

1.多有断路器（略）2.少油断路器第十六页，共一百二十二页。少油断路器工作原理工作原理：跳闸时导电杆向下运动。当导电杆离开静触头座时，便产生电弧，使绝缘油分解，形成封闭气泡，使静触头周围的油压剧增，迫使静触头座内的钢球（逆止阀）上升，堵住中孔。这时电弧在近乎封闭的空间燃烧，使灭弧室内的压力迅速提高。当导电杆继续向下运动，相继打开一、二、三道横吹口及下面纵吹口时，油气混合体强烈地横吹和纵吹电弧，同时导电杆向下运动，在灭弧室内形成附加油流射向电弧。由于这种机械油吹和上述纵横吹的综合使用，使电弧在很短时间内迅速熄灭。适用场所在不经常操作的变配电装置中，应用广泛。第十七页，共一百二十二页。SN10—10型少油断路器外形图第十八页，共一百二十二页。SW6-110型少油断路器外形图第十九页，共一百二十二页。2.高压真空断路器（1）高压真空断路器的结构ZN5－10型高压真空断路器1－软连接；2－上导电夹；3－绝缘支架；4－上接线板；5－真空灭弧室；6－下接线板；7－下导电夹；8－联接头；9－绝缘子；10－跳闸线圈；11－跳闸按钮；12－主轴；13－支座；14－合闸铁芯；15－合闸线圈；16－分闸弹簧；17－底座

第二十页，共一百二十二页。图2—10真空灭弧室的结构1一静触头；

2一动触头；

3一屏蔽罩；

4一波纹管；

5一与外壳封接的金属法兰盘；

6一波纹管屏蔽罩；

7一玻壳第二十一页，共一百二十二页。真空断路器

VS1-12真空断路器绝缘套筒内有真空灭弧室及触头上接线端子下接线端子手车式框架二次接线插头就地操作箱第二十二页，共一百二十二页。续上页

VSm－12真空断路器（配永磁操动机构）第二十三页，共一百二十二页。ZW7系列断路器适用于三相交流50Hz，40.5kV电力系统中，作为分，合负荷电流，过载电流及短路电流之用。它既可用于发电厂，变电所（站）对电力设备和电力线路的控制和保护，也可用于频繁操作的场所。是40.5kV老变电所无油化改造的更新换代的理想产品。第二十四页，共一百二十二页。高压真空断路器的适用场所与特点（2）.特点体积小、重量轻、寿命长开断能力强、性能稳定、动作快(燃弧时间一般不大于半个周期0.01s)安全可靠、维护简单

（3）.适用场所适用于频繁操作广泛应用于10kV以下配电系统中第二十五页，共一百二十二页。3.高压六氟化硫断路器六氟化硫断路器的结构LN2－10型SF6断路器1－吹弧线圈；2－弧触指；3－环形电极；4－导电杆；5－助吹装置；6－分闸弹簧；7－自封阀盖；8－推杆；9－上接线座；10－静触指；11－下接线座；12－吸附器；13－主轴；14－分闸缓冲；15－主拐臂；16－合闸缓冲

第二十六页，共一百二十二页。LW□-252/3150-50型六氟化硫罐式断路器额定电压252

kV第二十七页，共一百二十二页。LW□-252/3150-50型六氟化硫罐式断路器第二十八页，共一百二十二页。绝缘支柱式SF6断路器第二十九页，共一百二十二页。落地罐式SF6断路器第三十页，共一百二十二页。LN2-10户内手车式SF6断路器第三十一页，共一百二十二页。高压六氟化硫断路器的特点与适用场所特点优点：断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、适于频繁操作、可靠性高且无燃烧爆炸的危险。缺点：要求制造断路器的加工精度很高，密封性能要好，对SF6气体的检测控制更严，因而造价较其它断路器要高。适用场所应用在需频繁操作及有易燃易爆危险的场所以及超高压电力系统中，用以通断主电路。第三十二页，共一百二十二页。三、隔离开关功能：主要用来隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。但它可以用来通断一定的小电流电路等。即隔离电源；倒闸操作；通断小电流。QS

符号结构：触头装置、绝缘瓷瓶、底座及传动机构等。高压隔离开关一般采用手力操动机构。第三十三页，共一百二十二页。隔离开关的结构第三十四页，共一百二十二页。高压隔离开关GN19-10型实物图片GN19-10C型实物图片

隔离闸刀上接线端子下接线端子

操作手柄传动机构第三十五页，共一百二十二页。GW5-110D户外隔离开关第三十六页，共一百二十二页。隔离开关操作注意事项严禁带负荷拉合隔离开关一般必须与高压断路器配合使用，且要严格遵守操作顺序：停电时，应先使断路器跳闸，然后再拉开隔离开关；送电时，先合上隔离开关，再闭合断路器。高压隔离开关允许通断一定的小电流。第三十七页，共一百二十二页。四、负荷开关功能：能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，因此它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路故障。QL符号结构：主要有产气式、压气式、真空式和SF6式等结构类型。操动机构有手动和电动储能弹簧机构等形式。第三十八页，共一百二十二页。负荷开关的结构FN3－10RT型高压负荷开关1－主轴；2－上绝缘杆；3－连杆；4－下绝缘；5－框架；6－高压熔断器；7－下触座；8－闸刀；9一弧动触头；10－灭弧喷嘴；11－主静触头；12－上触座；l3－断路弹簧；14－绝缘拉杆；15－热脱扣器

第三十九页，共一百二十二页。FZW32-12/630-20型户外高压隔离真空负荷开关(简称负荷开关），适用于额定电压12kV，额定电流为630A，额定频率50Hz的供电网络中，可开断负荷电流，亦可开断一定距离的架空线路，电缆线路和电容器组的电容电流。具有分段，隔离，连接，切换等功能，适用于城网，农网，铁路，石化等架空配电线路。该负荷开关具有开断能力大，安全可靠，电寿命长，可频繁操作；少维护等优点。第四十页，共一百二十二页。高压真空负荷开关上隔离开关真空负荷开关上接线端子下接线端子

传动机构弹簧脱扣机构

接地开关第四十一页，共一百二十二页。高压SF6负荷开关上接线端子下接线端子操作机构第四十二页，共一百二十二页。功能：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保护功能。五、高压熔断器FU符号保护特性：也称时间--电流特性结构：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料。限流特性：在短路电流尚未达到冲击值之前就切断电路熔断器时间电流特性具有反时限特点

熔体熔断过程：（1）从熔体中出现短路(或过载)电流起到熔体熔断；（2）从熔体熔断到产生电弧；（3）从电弧产生到电弧熄灭。第四十三页，共一百二十二页。图2－15常见高压熔断器外形结构

RN1(2)－10型管型熔断器

1—瓷熔管；2—金属管帽；3—弹性触座；

4—熔断指示器；5—接线端子；6—瓷绝缘支柱；7—底座第四十四页，共一百二十二页。高压熔断器接线端子绝缘子安装卡座金属管帽瓷熔管内有金属熔体与石英沙熔断器底座石英沙熔断撞针金属熔体缠绕在内瓷管上瓷熔管剖面户内高压限流熔断器结构第四十五页，共一百二十二页。图2－16RNl、RN2型高压熔断器的熔管剖面示意图

1-管帽；

2-瓷管；

3-工作熔体；

4-指示熔体；

5-锡球；

6-石英砂镇料；

7-熔断指示器。第四十六页，共一百二十二页。图2－17

RW4—10(G)型

跌开式熔断器

1—上接线端子；2—上静触头；3—上动触头；4—管帽(带薄膜)；5—操作环；

6—熔管(外层为酚醛纸管或环氧玻璃套管，内套纤维窗灭弧管；7—铜熔丝；

8—下动触头；9—下静触头；10—下接线端子；11—绝缘子；12—固定安装板第四十七页，共一百二十二页。补充内容：户外跌开式熔断器结构接线端子绝缘子安装卡座钩环瓷熔管内有金属熔体灭弧罩第四十八页，共一百二十二页。补充内容：QFS符号六、高压负荷开关－限流熔断器组合电器

功能：兼有负荷开关与限流熔断器的双重功能。转移电流——当小于该值时，首相电流由熔断器开断，而后两相电流就由负荷开关开断。交接电流——小于这一电流时，熔断器把开断电流的任务交给带脱扣器触发的负荷开关承担。组合电器对负荷开关提出了转移电流与交接电流的要求：第四十九页，共一百二十二页。补充内容：高压真空负荷开关熔断器组合电器限流熔断器第五十页，共一百二十二页。封闭式组合电器（以下简称GIS）是将断路器、隔离开关、接地开关、电流和电压互感器、避雷器和连接母线等封闭在金属壳体内，充以具有优异灭弧和绝缘性能的SF6气体，作为相间和对地的绝缘。补充内容：七、SF6封闭式组合电器占地面积小；占用空间少；不受外界环境条件的影响；不产生噪声和无线电干扰；运行安全可靠；维护工作量少。优点：第五十一页，共一百二十二页。八、互感器作用：将高电压大电流变为低电压小电流用来使仪表、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功能类型：电压互感器电流互感器第五十二页，共一百二十二页。电压互感器(PT)U2N=100伏

结构原理：一次绕组并联在主电路中,二次绕组中仪表，继电器均并联连接。TVTV

符号（一）基本结构原理及其类型

电压互感器的基本结构和接线ΦU2U1第五十三页，共一百二十二页。续上页按相数分：有单相式和三相式；按绕组数量分：有双绕组（如JDZ-10型）和三绕组（如JDZJ-10型）

类型（环氧树脂浇注绝缘）

准确度级：有0.2、0.5、1、3等级。

TVTV

有的电压互感器具有3个绕组（有2个二次绕组），其符号为

三相三绕组电压互感器的铁心为三相五心柱式，以便零序磁通能在铁心中流通，从而二次绕组中能感应出零序电压。第五十四页，共一百二十二页。几种常用电压互感器第五十五页，共一百二十二页。高压电压互感器一次接线端子二次接线端子铁心一二次绕组JDZ(J)-10电压互感器实物图片第五十六页，共一百二十二页。续上页1)一个单相电压互感器的接线

(二）常用接线方案可测量一个线电压

第五十七页，共一百二十二页。续上页2)两个单相电压互感器接成V/V形

可测量三相三线制电路的各个线电压，它广泛地应用于用户10kV高压配电装置中。第五十八页，共一百二十二页。续上页可测量各个线电压、相对地电压及零序电压，可接用于绝缘监察的电压继电器或微机小电流接地选线装置。3）三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱三绕组电压互感器接成Y0/Y0/△形

第五十九页，共一百二十二页。续上页1.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压相等，其额定二次电压一般为100V。2.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S2不得大于规定准确级所要求的额定二次容量S2N，即（三）使用注意事项在工作时其二次侧不得短路二次侧有一端必须接地连接时要注意其端子的极性第六十页，共一百二十二页。

结构原理：一次绕组串联在主电路中或直接利用一次母线；二次绕组所接仪表、继电器均串联。TATA

符号（一）基本结构原理与类型电流互感器(CT)I2N=5A或1A电流互感器的基本结构和接线1-铁心2-一次绕组3-二次绕组

Φ第六十一页，共一百二十二页。续上页单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）

类型准确度级：测量用有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级;保护用有5P和10P两级。

高压电流互感器一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二次绕组接继电器，其铁心不应饱和。

高压双铁芯双绕组CT符号

低压电流互感器一般只制造一个铁心和一个二次绕组，一次绕组则利用一次母线或电缆。

第六十二页，共一百二十二页。常用的几种电流互感器第六十三页，共一百二十二页。低压电流互感器BH-0.66系列电流互感器二次接线端子二次绕组及铁心一次母线穿孔LMZJ-0.4系列电流互感器第六十四页，共一百二十二页。高压电流互感器一次接线端子二次接线端子铁心一次绕组二次绕组LQJ-10高压电流互感器第六十五页，共一百二十二页。(1)一相式接线

反应一次电路对应相的电流。通常用在负载平衡的三相电路中测量电流，或在继电保护中作为过负荷保护接线。(二)常用接线方案第六十六页，共一百二十二页。续上页（2）两相V形接线广泛用于中性点不接地的三相三线制电路中，供用于三相电流、电能的测量及过电流继电保护。第六十七页，共一百二十二页。续上页（3）三相星形接线

反应各相电流，因此广泛用于中性点直接接地的三相三线制特别是三相四线制电路中，用于测量或过电流继电保护等。第六十八页，共一百二十二页。续上页1.电压、电流的选择

2.按准确级要求选择

S2

≤S2N（四）电流互感器的选择与校验（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

（2）电流互感器的二次侧有一端必须接地；

（3）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：①铁心过热，并且产生剩磁。②可在二次侧感应出危险的高电压。

第六十九页，共一百二十二页。续上页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校验。3.短路稳定性的校验对于保护用电流互感器来说，其复合误差限值为10%。电流互感器满足保护的10%误差要求的条件为|Z2al|≥|Z2|

生产厂家给出电流互感器的误差为10%时一次电流倍数K1（即I1/I1N）与最大允许二次负荷阻抗|Z2al|的关系曲线。第七十页，共一百二十二页。开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。九、高压开关柜落地式：中置式：中压断路器的置放绝缘类型空气绝缘金属封闭开关柜

SF6气体绝缘金属封闭开关设备(充气柜)用户变配电所采用高压开关柜组合成高压配电系统。结构类型铠装式：

间隔式：箱式：各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型。各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型。具有金属外壳，但间隔数目少，如XGN型。断路器手车本身落地，推入柜内；手车装于开关柜中部，装卸需要装载车。第七十一页，共一百二十二页。固定式高压开关柜GG－1A(F)－07S型高压开关柜

1－母线；2－母线隔离开关；3－少油断路器；4－电流互感器；5－线路侧隔离开关；6－电缆头；7－下检修门；8－端子箱门；9－操作板；10－断路器的手力操动机构；11－隔离开关的操作手柄；12－仪表继电器屏；13－上检修门；14、15－观察窗主要类型：GG-1A(F)KGNXGN

第七十二页，共一百二十二页。手车式高压开关柜JYN2－10/01~05型开关柜外形结构图示意图1—母线室；2—母线及绝缘子；3—继电器仪表室；4—小母线室；5—断路器；6—手车；7—手车室；8—电压互感器；9—接地开关；10—出线室；11—电流互感器；12—一次接头罩；13—母线主要类型：GCJYNKYN第七十三页，共一百二十二页。图2－24HXGN1－10型

环网高压开关柜的外形结构图1—下门；2—模拟电路；3—显示器；4—观察窗；5—上门；6—铭牌；7—组合开关；

8—母线；9—绝缘子；10—隔板；11—照明灯；12—端子板；13—旋钮；14—隔板；

15—负荷开关(断开状态)；16—连杆；17—负荷开关操动机构；18—支架；19—电缆(用户自备)；

20—固定电缆支架；21—电流互感器；22—支架；23—高压熔断器；24—连杆第七十四页，共一百二十二页。“五防”功能（1）防止误跳、误合断路器；（2）防止带负荷拉、合隔离开关；（3）防止带电挂接地线；（4）防止带接地线合隔离开关；（5）防止人员误入开关柜的带电间隔。各种高压开关柜都必须具有“五防”功能。

第七十五页，共一百二十二页。KYN28A-12户内金属铠装移开式开关设备第七十六页，共一百二十二页。KYN28A-12型户内金属铠装移开式开关设备KYN28A-12型户内金属铠装移开式开关设备（以下简称开关设备）系3.6-12KV，三相交流50Hz，单母线及单母线分段系统的成套配电装置。主要用于发电厂，中小型发电机送电，工矿企事业配电以及电业系统的二次变电所的受电、送电及大型高压电动机起动等，实行控制保护、监测之用。本开关设备满足IEC298、GB3906-91等标准要求，除可配用与之配套的国产VS1、VSm型真空断路器外，还可配用ABB公司的VD4型、西门子公司的3AH5型、国产ZN65A型等真空断路器，实为一种性能优越的配电装置。

为满足靠墙安装和前维护的要求，本开关设备选用了特殊形式的电流互感器，实现了操作人员柜前维护，柜前检测。第七十七页，共一百二十二页。外形尺寸和重量第七十八页，共一百二十二页。KYN28A-12户内金属铠装移开式开关设备

配(With)VS1+、VD4(630A)配(With)VS1、VD4、VSm配(With)3AH5、ZN65A外形尺寸（W×D×H）

Overallsize(WxDxH)650×1400×2300800(1000)×1500×2300800(1000)×1700×2300重量Kg

Weight(Kg)700800900第七十九页，共一百二十二页。中置式手车柜10kV中置式手车柜实物图片第八十页，共一百二十二页。落地式手车柜第八十一页，共一百二十二页。负荷开关柜

10kV负荷开关柜实物图片SF6绝缘充气柜实物图片第八十二页，共一百二十二页。变电所高压配电系统第八十三页，共一百二十二页。第三节低压电气设备1.低压电气设备：电压在500V以下的各种控制设备、各种继电器及各种保护设备等。2.在电气工程中常用的低压电器设备有：断路器熔断器刀开关接触器电磁起动器各种继电器等。3.低压配电系统中常用的低压开关电器有:刀开关低压熔断器自动空气开关等4.低压电气设备的类型和用途见下表-第八十四页，共一百二十二页。低压电气设备的分类与用途分类名称主要品种用途配电电器断路器万能式断路器塑料外壳式断路器限流式断路器直流快速断路器灭磁断路器漏电保护断路器用作交、直流线路的过载、短路或欠电压保护,也可用于不频繁通断操作电路。灭磁断路器用于发电机励磁电路保护。漏电保护断路器用于人身触电保护熔断器有填料封闭管式熔断器保护半导体器件熔断器无填料密闭管式熔断器自复熔断器用作交、直流线路和设备的短路和过载保护刀开关熔断器式刀开关大电流刀开关负荷开关用作电路隔离,也能接通与分断电路额定电流转换开关组合开关换向开关主要作为两种及以上电源或负载的转换和通断电路用第八十五页，共一百二十二页。低压电气设备的分类与用途（续）分类名称主要品种用途控制电器接触器交流接触器直流接触器真空接触器半导体接触器用作远距离频繁地起动或控制交、直流电动机以及接通分断正常工作的主电路和控制电路控制继电器电流继电器电压继电器时间继电器中间继电器热过载继电器温度继电器在控制系统中,作控制其他电器或作主电路的保护之用起动器电磁起动器手动起动器农用起动器自耦减压起动器用作交流电动机的起动或正反向控制。变阻器励磁变阻器起动变阻器频敏变阻器用作发电机调压以及电动机的平滑起动和调速电磁铁起重电磁铁牵引电磁铁制动电磁铁用于起重操纵或牵引机械装置第八十六页，共一百二十二页。一、低压熔断器低压熔断器的功能:短路保护过负荷保护低压熔断器的类型:RC系列插入式RL系列螺旋式RM系列无填料密封管式RT系列有填料封闭管式等]第八十七页，共一百二十二页。1.RM10型低压无填料密闭管式熔断器作用：主要用于额定电压至交流380V或直流440V及其以下各电压等级的电力线路、成套配电设备中作为短路保护和防止连续过负荷之用。结构原理：RM10型熔断器的结构如图2－25所示。这种熔断器主要由纤维熔管、变截面的锌熔片和触头底座等组成。锌熔片冲制成宽窄不一的变截面，目的是使短路电流通过时，窄部电阻较大首先熔化，使熔管内形成几段串联短弧，而各段熔片跌落又可迅速拉长电弧，使电弧较易熄灭。在过负荷电流通过时，由于加热时间较长，窄部散热较好，往往不在窄部熔断而在宽窄之间的斜部熔断。由熔片熔断的部位，可大致判断故障电流的性质。熔片熔断时，纤维管内壁有少部分纤维物质因电弧烧灼而分解，产生高压气体有助于灭弧，但灭弧能力仍较差，不能在短路电流达到冲击值之前使电弧完全熄灭，所以这类熔断器属“非限流”式熔断器。特点：这类熔断器由于它的结构简单、价廉及更换熔片方便，因此现仍较普遍地应用在低压配电装置中。]第八十八页，共一百二十二页。图2－25RM10型低压熔断器图2－25RM10型低压熔断器a)熔管b)熔片1-铜帽2-管夹3-纤维熔管4-触刀5-变截面锌熔片第八十九页，共一百二十二页。2.RTO型低压有填料封闭管式熔断器作用：适用于要求高分断能力的场合。额定电压交流380V、直流440V、额定电流至1000A，广泛使用于具有高短路电流的电力网络或配电装置中，作电线、电缆及电气设备(如电动机及变压器)的短路保护及电线、电缆的过载保护。结构原理：RTO型熔断器的结构如图2－26所示。这种熔断器主要由瓷熔管、栅状铜熔体和触头底座等部分组成，管内填有石英砂。它保护性能好、断流能力大，熔体熔断后有红色的熔断指示器弹出便于运行人员检视，但它的熔体多为不可拆式，在熔体熔断后整个熔断体报废，不够经济。]第九十页，共一百二十二页。图2－26RTO型熔断器的结构图2－26RTO型熔断器的结构a)熔体b)熔管c)熔断器d)绝缘操作手柄1-栅状铜熔体2-触刀3-瓷熔管4-熔断指示器5-盖板6-弹性触座7-瓷质底座8-接线端子9-扣眼10-绝缘拉手手柄第九十一页，共一百二十二页。3.RZ1型低压自复式熔断器作用：自复限流结构：RZ1型熔断器的结构如图2－27所示。由电流端子（又叫电极）、云母玻璃（填充剂）、绝缘管、熔体、活塞、氩气和外壳等组成。其中，自复熔断器的外壳一般用不锈钢制成，不锈钢套与其内部的氧化铍陶瓷绝缘管间用云母玻璃隔开，云母玻璃既是填充剂又是绝缘物。原理：自复熔断器是利用金属钠在高温下电阻急剧增大的特性工作的。在正常工作情况下，电流从左侧电流端子，经过氧化铍陶瓷绝缘管细孔内金属钠熔体，再到右侧电流端子形成电流通路。当发生短路故障时，短路电流将金属钠加热气化成高温高压的等离子状态，使其电阻急剧增加，从而起到限流作用。此时，熔体气化后产生的高压推动活塞向右移动，压缩氩气。当断路器切开由自复熔断器限制了的短路电流后，金属钠蒸气温度下降，压力也随之下降，原来受压的氩气又凝结成液态和固态，其电阻值也降低为原值，供再次使用。]第九十二页，共一百二十二页。图2－27RZ1型自复式熔断器图2－27RZ1型自复式熔断器1-接线端子2-云母玻璃3-氧化锌瓷管4-不锈钢外壳5-钠熔体6-氩气7-接线端子金属钠在高温下电阻急剧增大。正常工作，电流从左侧经金属钠熔体，到右侧电流端子形成电流通路。发生短路时，短路电流将金属钠加热气化成高温高压的等离子状态，使其电阻急剧增加，从而起到限流作用。此时活塞向右移动压缩氩气。当断路器切开由自复熔断器限制了的短路电流后，金属钠蒸气温度下降，压力也随之下降，原来受压的氩气又凝结成液态和固态，其电阻值也降低为原值，供再次使用。第九十三页，共一百二十二页。4.RL型螺旋熔断器a)外形b)结构螺旋式熔断器又称塞头式熔断器(RLl、RL2)。它由瓷帽,瓷座、铜片螺纹和熔管等组成。该熔断器熔管内已配好熔件,并有指示片。一旦熔断,连在熔丝上的弹簧即将指示片顶出,于是在瓷帽上的玻璃孔可见,需要更换熔丝管。常用于配电柜中,属于快速型熔断器。第九十四页，共一百二十二页。RC型瓷插式熔断器特点：结构简单,更换熔体方便第九十五页，共一百二十二页。二、刀开关刀开关是最普通的一种低压电器。常用类型有：开启式刀型开关开启式负荷开关刀熔开关封闭式负荷开关组合开关]第九十六页，共一百二十二页。1.开启式刀开关作用：HD系列、HS系列单投和双投刀开关适用于交流电压至380V、直流至440V、额定电流至1500A的成套配电装置中，作为不频繁手动接通和分断交、直流电路或作隔离开关用。结构原理：如下图所示。图2-28HD11单投刀开关a)HD系列单投刀开关b)HS系列双投刀开关第九十七页，共一百二十二页。2.开启式负荷开关作用：在额定电压交流220V、380V，额定电流15A至60A的照明与电热电路中作为不频繁接通与分断电路、短路保护、过负荷保护之用。常用型号有HK1、HK2(改进型)型。HK2系列开启式负荷开关适用于交流50Hz，额定电压：单相220V三相380V，额定电流10A至100A电路中，作手动不频繁地接通与分断负载电路及小容量线路的短路保护之用。结构原理：下图所示为HK2系列开启式负荷开关外形图。HK系列开启式负荷开关(a)外形图(b)结构图第九十八页，共一百二十二页。3.刀熔开关结构：刀熔开关是一种由低压刀开关与熔断器组合而成的熔断器式刀开关。常见的HR3系列刀熔开关，就是将HD或HS型刀开关的闸刀换以RTO型熔断器的具有刀形触头的熔管组成。图2－30所示为HR3系列刀熔开关外形图。用途;刀熔开关具有刀开关和熔断器的双重功能。采用这种组合开关电器，可以简化配电装置结构，经济实用，越来越广泛地在低压配电屏上安装使用。类型：刀熔开关按其电流分为交流（50HZ）及直流二种；按其操作方式分为正面侧方杠杆传动机构式，正面中央杠杆传动机构式四种；按其检修地位分为屏前检修及屏后检修两种。HR3系列刀熔开关外形图第九十九页，共一百二十二页。4.低压负荷开关结构：常见的HH系列低压负荷开关，是由带灭弧装置的刀开关和熔断器组合而成、外装封闭式铁壳或开启式胶盖的开关电器。刀开关采用侧面或正面手柄操作，能快速接通和分断。为了安全有的还装有机械联锁，保证箱盖打开时开关不能闭合及开关闭合时箱盖不能打开。用途：这种开关适合在额定电压交流220V、380V，有的也可直流440V，额定电流60~400A，作为手动不频繁地接通与分断电路之用，尤其适合于安装在较高级的抽出式低压成套装置中。在一定条件下也可起过负荷保护作用。图2-31HH系列低压负荷开关外形图结构图第一百页，共一百二十二页。5.组合开关用途：组合开关又称转换开关，我国统一设计的HZ10系列适用于交流380V及以下、直流220V及以下的电气线路中，作不频繁地接通与分断电路，换接电源或负载，测量三相电压，调节并联、串联，控制小型异步电动机正反转之用。结构：由若干个动触头和静触头（刀片），分别装于数层绝缘件内。动触头装在方轴上，随方轴旋转而变更其通断位置。操作机构采用了扭簧储能，使开关快速闭合及分断而与手柄旋转速度无关。图2－32所示为HZ10系列组合开关外形图。图2－32HZ10系列组合开关外形图第一百零一页，共一百二十二页。三、低压断路器低压断路器又称自动空气开关，或自动开关。是性能最完善的低压开关。1.低压断路器的作用与工作原理用途：适用于交流380V、直流440V及以下的低压配电网络，在正常运行情况下不频繁地接通和切断电路;在电路发生短路、过负荷和失压时又自动切断电路。原理：如图2－33所示，当线路上出现短路故障时其过电流脱扣器动作，使开关跳闸。如出现过负荷时，其串联在一次线路的加热电阻丝加热，使双金属片弯曲，也使开关跳闸。当线路电压严重下降或电压消失时，其失压脱扣器动作，同样使开关跳闸。如果按下按钮6或7，使失压脱扣器失压或使分励脱扣器通电，则可使开关远距离跳闸。它可根据需要配备手动操动机构或远距离控制的电动操作机构。]第一百零二页，共一百二十二页。低压断路器的原理结构和接线图2－33低压断路器的原理结构和接线1-主触头；2-跳钩；3-锁扣；4-分励脱扣器；5-失压脱扣器；6、7-脱扣按钮；8-加热电阻丝；9-热脱扣器；10-过流脱扣器第一百零三页，共一百二十二页。2.空气开关的性能指标(1)通断能力(分断能力)：开关能接通和分断的最大电流值。(2)保护特性：分为过电流保护、过载保护和欠电压保护3种。过电流保护由过流脱扣器来实现。它具有所谓“三段保护特性”脱扣器：瞬时脱扣器一般用作短路保护;短延时脱扣器可作短路保护，也可作过载保护;长延时脱扣器只作过载保护。根据设计需要可以组合成二段保护（瞬时脱扣加短延时脱扣，或瞬时脱扣加长延时脱扣），也可只有一段保护(瞬时脱扣或短延时脱扣)。复式脱扣器包括电磁脱扣器和热脱扣器两种。电磁脱扣器具有瞬时特性，可作短路保护。热脱扣器具有长延时特性，可作过载保护。所以复式脱扣器具有二段保护特性。欠电压保护有瞬时脱扣和延时脱扣两种。(3)机械寿命与电寿命：有几千次至几万次不等。第一百零四页，共一百二十二页。3.低压断路器的常用类型按结构型式可分为：塑料外壳式框架式按灭弧介质分类有：空气断路器真空断路器等;按用途分类有：配电用断路器电动机保护用断路器照明用断路器漏电保护断路器等。配电用低压断路器按保护性能分有：非选择型选择型第一百零五页，共一百二十二页。(1)塑料外壳式低压断路器塑料外壳式低压断路器又称装置式自动开关。由绝缘底座、触头系统、灭弧系统、脱扣器及操作机构等部分组成并全部装在一个塑料外壳内。壳盖中央露出操作手柄或操作按钮。供手动操作之用。操作机构能使开关快速闭合及分断而与操作速度无关。下面介绍几种常见的塑料外壳式低压断路器：]第一百零六页，共一百二十二页。DZ系列塑料外壳式断路器1-牵引杆2-锁扣3-跳钩4-连杆5-操作手柄6-灭弧室7-引入线和接线端子8-静触头9-动触头10-可挠连接条1l-电磁脱扣器12-热脱扣器13-引出线和接线端子14-塑料底座15-塑料盖(左)外形图；(右)结构图第一百零七页，共一百二十二页。DZ20系列塑料外壳式断路器适用于交流50Hz，额定绝缘电压660V，额定工作电压380V(400V)及以下，其额定电流至1250A。一般作为配电用，额定电流200A和400Y型的断路器亦可作为保护电动机用。在正常情况下，断路器可分别作为线路不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。图2－34DZ20系列塑料外壳式断路器外形图

第一百零八页，共一百二十二页。C45N型低压断路器用途：断路器具有较好的限流特性和高分断能力，适用于交流50Hz或60Hz，额定电压240/415V及以下的电路中，作为照明、动力设备和线路的过载与短路保护。特点：动作时间、分断能力高达6000A。过电流脱扣器由双金属片与电磁机构组成。双金属片机构具有长延时过载保护特性，短路保护由电磁机构来实现。图2－35C45N型低压断路器（a）四极开关外形（b）单极内部结构第一百零九页，共一百二十二页。NM6系列塑料外壳式断路器NB5-32小型断路器第一百一十页，共一百二十二页。DZ12-60塑料外壳式断路器特点：体积小巧，结构新颖，性能优良可靠。用途：适用于交流50Hz，额定工作电压至400V，额定电流至60A的供电线路中，作为线路的过载、短路保护以及在正常情况下作为线路的不频繁转换之用。第一百一十一页，共一百二十二页。ZB30L小型漏电断路器适用于交流50Hz，额定电压230/400V，额定电流3A至63A的线路中。它能同时执行检测剩余电流，将剩余电流值与剩余动作电流值相比较，当剩余电流超过额定剩余动作电流时能断开被