高速公路电工培训资料

第八章供配电系统的运行及维护供配电系统是高速公路机电工程必不可少的辅助系统，它的作用是保证多种机电设备24小时无间断供应电源，既能可靠正常供电，又能紧急供电。第一节供配电系统的构成正常供电包括变电和配电两部分。变电一般在各收费站、隧道口建设有高压和低压配电房以及装备多种配电箱和配电柜。配电则须沿线布设电缆管道及多种规格电力电缆和控制电缆。紧急供电一般配置柴油发电机组、蓄电瓶或UPS电源。各站区的供电设施的外供电能输入一般由当地电力供电部门采用架空线或敷设高压电缆将当地公共电力网的6～10KV的三相交流电送至高速公路沿线各站区。由各站区所设置的电力变压器，将6～10KV的高压减少成一般用电设备所需的电压（如出220/380V）。由变电房低压配电出线柜经低压配电线送给各用电设备（例如收费亭的收费设备照明灯具或隧道的风机照明灯具等）使用。为了收费、监控设备获得电压稳定度更高的交流电源，各站区一般设置有交流稳压器，近年采用一种所谓参稳压器较普遍。为保证各站区在公用电网停电的条件下，有关重要电器设备不间断工作，一般都配置应急电源如柴油发电机、UPS电源等。由于应急电源设备的容量有限，首先必须保证营运所需重要设备的供电（例如收费、监控设备、隧道的紧急照明等）。综上所述高速公路沿线各站的供配电系统重要包括如下构成部分：1、外供配电线路（架空线或高压电揽）——将当地电网的6～10KV高压交流电源，传播给各站区变电房。2、电力变压器——将外线所输6～10KV三相交流电，变换为220/380V的低压交流电。3、高压开关柜——装有真空断路器或稀有气体的断路器，用来控制10KV高压传播，并具有短路保护、过流保护、高压计量等功能。4、低压开关柜——用以控制220/380V交流电源电压输出到各不一样低压负载（如通风风机、照明灯具、收费监控设备、水泵房设备等）。它也具有短路、过流保护、低压计量等功能。图8-1是一种中等长度隧道双回路供电系统的系统构成图。所谓双回路供电，就是采用不一样源头的两路电源同步供应一处负载，以提高供电的可靠性。从上述系统框图可以看出，这个隧道的高压配电室有两条6～10KV的电源进线，分别接在高压配电室的两段母线上。这两段母线间装有一种分段隔离开关，在任何一条电源回路进线发生故障或者进行检修而被切除后，可以运用分段开关来恢复对整个配电室的供电。由于公共电网供电条件所限，假如不能实现A和A´双电源供电时，也可以将A、A´两进线并接在一起用单电源供电。图8-1中等长度隧道双回路供电的系统构成图对于一般设备用电容量在500KVA如下的供电点，例如一般高速公路的收费站，一般只设一种简朴的降压变电所，公共电网的10KV高压加到室外杆上变压器的高压侧（变压器也可以安装到室内），变压器的低压侧将220/380V交流电源，经低压配电室的低压开关柜的控制分派供应各用电设备。例如各收费站的低压配电室常需要将220/380V的电源送至收费站的收费监控设备、收费广场灯具照明、收费亭及收费雨棚照明、办公楼生活区用电、水泵房及污水处理设施等。一般高速公路收费站供电系统框图如图8-2所示。图8-2高速公路收费站供电系统框图图中的参数稳压器、是用以保证收费监控设备得到的电压稳定度较高的供电，当低压配电室输出电压在一定范围内过高或过低时，参数稳压器输出给收费监控设备的电压可以到达相对稳定。参数稳压器在室内往往会发出较多的热量，故必须注意加强室内通风，必要时可设置空调保证室内温度不超过容许值。在高速公路沿线各站点引入的交流电源基本都是三相交流电。所谓三相交流电路，就是其电源供电电路能供应三相交流电压，它们每相电压的频率相似，而相位彼此相位差为120º。其相位关系如图8-3所示。图8-3三相交流电源示意图三相交流电路的连接型式，其电源绕组和负载均可以接成星型（或称Y形）或三角形（或称Δ形）。在高速公路机电系统中，电源绕组和负载的联接基本都是接成星型，其联接电路图如图8-4所示。图8-4三相电源、负载的星形联结电路图在星型联接三相电路中：相电压——即三相输电线（俗称火线）与中性线间电压，如图示中所示的UA、UB、UC均称为相电压。线电压——三相输电线间的电压，如图中所示的UAB、UBC、UCA均为线电压。若将电源和负载的中点，用导线连接起来，称为中心线，这种供电方式称为三相四线制。中性线可简称中线，假如中线接地，也可称作零线或地线，电气设备某部与大地相连，称为接零。实际工作必须注意，中线必须采用机械强度大的材料，并且绝对不能在中线里串接熔断器、断路器等器件。这是由于星型接法的负载，一般大多为不对称负载，假如中线某处断开，就也许导致三相负载的相电压的严重不对称，尤其是过高的相电压，导致过高电压烧坏负载电器的严重事故。在三相交流电路中，常常要关怀其三相交流供电的功率的分析。在三相负载对称的条件下：有功功率P=U线·I线·cos单位：瓦（W）,千瓦（KW）无功功率Q=U线·I线·sin单位：无功伏安，简称乏（VAR）视在功率S=U线·I线=3U相·I相单位：伏安（VA）,千伏安（KVA）三相负载不对称时，则不能使用上述公式，应分别计算出各相功率，再相加后得出总功率。在以上公式中cos称功率因数，在供配设备中一般设置功率因数表指示其数值，供电部门一般规定到达0.9以上，功率因数愈高，表达电能运用率愈高。对一般负载例如照明灯具、三相交流感应电动机等多为感应性负载，一般在负载上并接赔偿电容，以提高功率因数。为保证整个供电系统，在低压配电系统中常设置电容配电柜，可根据负载的变化，自动调整赔偿电容的容量，保证全供配电系统的功率因数到达规定值。合理提高供配电系统的功率因数值，对节省能源有重要意义。高速公路机电系统的外供电一般可在当地供电网络，通过与当地供电管理部门协调，由附近变电站到负载点之间，架设6～10KV电压的专线供电。假如电网供电可靠性、供电质量能得到保证的条件下，也可在负载点附近供电网络上T结，这样能有效减少供电线路建设成本。但在T结供电主干上，不应接有过多的变压器，以减少因线路检修停电的次数，保证供电主干的可靠性。由于高速公路一般需路过广大农村，据我国实际状况，多数农村电网有不少中小水力发电厂并网供电，每逢雨季来临，中小水电站为争先输出更多的有功功率以获得更高的经济效益，而将电压调高，从而导致在丰水季节电压常常超过规定的原则值，很轻易因过压而损坏公路沿线多种用电设备或器件。因而高速公路有关部门和技术管理人员，加强与当地供电部门协调，采用有效措施，例如选用非标调压档位的变压器（调压档位增长）或另加装有载自动调压变压器，便于及时供电压调至规定值。由当地供电网络将电能传播至高速公路各站点，一般采用架空线路或铺设电缆两种形式供电。第二节架空线路的运行与维护架空线路在长期的运行过程中，既要承受机械和电气的负荷，又要经受风、雷、雨、雪的侵扰，线路上的设备和元件会逐渐老化、变形以至损坏，使线路的电气强度与机械强度逐渐减少，不能保持原设计的规定。线路上不停出现的多种缺陷，要由运行管理部门在常常性的巡视、检查、测试中发现，并通过大修和平常维护手段加以消除。为了掌握线路的运行状况、及时发现缺陷和沿线威胁线路安全运行的隐患，必须按期进行巡视检查。一、线路巡检种类（一）定期巡检。由专职巡线员进行，掌握线路的运行状况、沿线环境变化状况，并做好护线宣传工作。（二）特殊性巡检。在气候恶劣（如台风、暴雨、覆冰等）、河水泛滥、火灾和其他特殊状况下，对线路的所有或部分进行巡视或检查。（三）夜间巡检。一般在线路高峰负荷或阴雾天气时进行，检查导线接点有无发热打火现象，绝缘子表面有无闪络。（四）故障性巡检。查明线路发生故障的地点和原因，并及时对故障进行排除。（五）监察性巡检。由部门领导和线路负责技术人员进行，目的是理解线路及设备状况，并检查、指导巡线员的工作。线路巡检周期按表8-1执行。表8-1线路巡视周期表次序巡视项目周期备注1定期巡检10KV线路1KV如下线路市区：每月1次郊区及农村：每季至少1次2特殊性巡检一般每季至少1次3夜间巡检按需要定4故障性巡检重负荷和污染地区10KV线路每年至少一次5监察性巡检重要线路和故障多的线路每年至少一次由主管生产的领导决定一般线路的抽查巡视二、线路巡检的重要内容（一）杆塔。包括：1、杆塔与否倾斜，铁塔构件有无弯曲、变形、锈蚀，螺栓有无松动，混凝土杆有无裂纹、疏松、钢筋外露，焊接处有无开裂、锈蚀；2、基础有无损坏、下沉或上拔，周围土壤有无挖掘或沉陷，寒冷地区电杆有无冻鼓现象；3、杆塔位置与否合适，有无被车撞的也许，保护设施与否完好，标志与否清晰；4、杆塔有无被水淹、水冲的也许，保护设施与否完好，标志与否清晰；5、杆塔标志（杆号、相位警告牌等）与否齐全、明显；6、杆塔周围有无杂草和蔓藤类植物附生，有无危及安全的鸟巢、风筝及杂物。（二）横担及金具。重要巡视铁横担有无锈蚀、变形，螺栓与否紧固、有无缺帽，开口销有无锈蚀、断裂、脱落。（三）绝缘子。包括：1、瓷件有无脏污、损坏、裂纹和闪络痕迹；2、铁脚、铁帽有无锈蚀、松动、弯曲。（四）导线（包括架空地线、耦合地线）。包括：1、有无断股、损伤、烧伤痕迹，在化工、沿海等地区的导线有无腐蚀现象；2、三相弛度与否平衡，有无过紧、松动现象；3、接头与否良好，有无过热现象（如接头变色，雪先融化等），连接线夹弹簧垫与否齐全，螺帽与否紧固；4、过（跳）引线有无损伤、断股、歪扭，与杆塔、构件及其他引线间距离与否符合规定；5、导线上有无抛扔物；6、固定导线用绝缘子上的绑线有无松弛或开断现象。（五）防雷设施。包括：1、避雷器瓷套有无裂纹、损伤、闪络痕迹，表面与否脏污；2、避雷器的绑定与否牢固；3、引线连接与否良好，与零相和杆塔构件的距离与否符合规定；4、各部附件与否锈蚀，接地端焊接有无开裂、脱落；5、保护间隙有无烧损、锈蚀或经物短接，间隙距离与否符合规定。（六）接地装置。包括：1、接地引下线有无丢失、断股、损伤；2、接头接触与否良好，线夹螺栓有无松动、锈蚀；3、接地引下线的保护管有无破损、丢失，固定与否牢固；4、接地体有无外露、严重腐蚀，在埋范围内有无土方工程。（七）拉线、顶（撑）杆、拉线柱。包括：1、拉线有无锈蚀、松弛、断股和张力分派不均等现象；2、水平拉线对地面距离与否符合规定；3、拉线绝缘子与否损坏或缺乏；4、拉线与否阻碍交通或被车碰撞；5、拉线棒（下把）、抱箍等金具有无变形、锈蚀；6、拉线固定与否牢固，拉线基础周围土壤有无突起、沉陷、缺土等现象；7、顶（撑）杆、拉线柱、保护桩等有无损坏、开裂、腐朽等现象。（八）沿线状况。重要有：1、沿线有无易燃、易爆物品和腐蚀性液、气体；2、导线对地、道路、公路、铁路、管道、索道、河流、建筑物等距离与否符合规定，有无也许触及导线的铁烟筒、天线等；3、周围有无被风刮起危及线路安全的金属薄膜、杂物等；4、有无威胁线路安全的工程设施（机械、脚手架等）；5、查明线路附件的爆破工程有无爆破申请手续，其安全措施与否妥当；6、查明防护区内的植树、种竹等状况及导线与树竹间距离与否符合规定；7、线路附件有无射击、放风筝、抛扔外物、飘洒金属和在杆塔、拉线上拴牲畜等；8、查明沿线污染状况；9、查明沿线江河泛滥、山洪和泥石流等异常现象；10、有无违反《电力设施保护条例》的建筑。配电线路的检查与维护周期按表8-2执行。表8-2配电线路的检查与维护周期序号项目周期备注1登杆塔检查(1～10KV线路)5年至少1次木杆、木横担线路每年一次2绝缘子打扫或水冲根据污染程度3杆根部检查、刷防腐油每年1次4铁塔金属基础检查5年1次锈后每年1次5盐、碱、低硅地区混凝土杆根部检查一般5年1次发现问题后每年1次6导线连接线夹检查拉线根部检查5年至少1次7镀锌拉线镀锌拉线棒3年1次5年1次锈后每年1次锈后每年1次8铁塔和混凝土杆钢圈刷油漆根据油漆脱落状况9铁塔紧螺栓10悬式绝缘子绝缘电阻测试5年1次11导线弧垂交叉跨越距离测量根据需要根据巡视成果第三节电缆线路的运行与维护作好电缆的运行和维护工作，必须全面理解其敷设方式、构造布置、定向和电缆头位置。对线路做定期和不定期巡查，以防止电缆受外力破坏，防止终端头缺陷引起故障。除巡查外并应常常监视其负荷大小，发热状况及对电缆绝缘电阻和耐压作定期的防止性试验。一、巡查内容（一）直埋电缆巡查内容1、电缆途径附近的地面与否正常，有无挖掘，有无堆放垃圾、矿渣、易燃易爆物及化学物品等；2、电缆路标与否完整无缺；3、对室外露出地面的电缆的保护管或角钢有无锈蚀、移位现象，固定与否可靠；4、进入室内电缆的穿管与否封堵严密，有无进水现象。（二）户内外电缆及终端头的巡查内容1、打扫电缆沟，终端盒及瓷套管；2、检查终端盒内有无积水、空隙或裂缝等现象；3、检查终端头有无漏胶现象，如发现漏胶，应立即用沥青封口（或干封），绝缘胶不满时，应用相似绝缘胶添满；4、查对终端头引出线和线路的相位，并检查引出险接触与否良好，如发既有松动、断线现象，应停电修理；5、测定接地电阻，并用摇表测量电缆绝缘电阻；6、检查电缆支架有无松动或锈蚀现象，必要时应涂防锈油漆；7、检查电缆钢带与否完好，麻被外护层脱落超过40%者，应所有剥光，并在钢带上涂防腐漆；8、检查电缆标示线与否下沉；9、检查靠近衬垫部分的单芯电缆的铝护层，与否有放电烧毁的痕迹。（三）电缆沟及管道的巡查内容1、检查电缆沟及隧道管内有无积水，排水沟应畅通，清除淤泥杂物；2、检查隧道有无下沉、裂缝和漏水现象；3、检查电缆沟及隧道内的通风状况；4、检查沟、管内的电缆及终端盒状况，接头与否漏胶，接地与否良好；5、检查电缆沟内的支架与否牢固及锈蚀现象；6、检查隧道口及电缆井的门锁。以上巡视中发现的问题应记入专用记录本内，较重要的异常状况，应及时汇报上级，以便采用措施。二、电缆线路的防止性试验防止性试验可分为竣工试验和运行中的定期试验。新敷设电缆运行两个月后应进行一次试验，后来每年试验一次。其防止性试验的重要目的是绝缘电阻试验和耐压试验。有条件时还可进行泄漏电流和介质损失的补充试验。（一）绝缘电阻试验：测定绝缘电阻，一般是在电缆耐压试验前进行。应使用1000V（2500V更好）的摇表测电缆芯之间和电缆芯对地的绝缘电阻。其值不应底于表8-3所列数值。表8-3电缆最低绝缘电阻值电缆额定电压（KV）361020～35绝缘电阻（MΩ）300～750400～1000400～1000600～1500用摇表测量电缆的绝缘电阻的接线措施见图8-5。（二）直流耐压试验和补充试验：电缆定期耐压试验最佳在土壤水分饱和时进行，规定在电缆停电48h后，重新运行前进行。直流后对滤波电容C充电，在C两端即可得到较稳定的直流高压，电容C一般规定在0.01～0.1μF或更大某些为宜。电缆在试验中也许出现放电以至击穿。为防止大电流流过微安表，在试验回路中还必须对毫安表进行保护。一般采用与微安表并联一种开关的措施将表短路，当读数时把开关打开。图8-5用摇表测量电缆的绝缘电阻图8-6直流耐压试验接线T1-调压器；T2-高压试验变压器；R-限流电阻；C-滤波电容；V-硅整流器；μA-微安表电缆的绝缘如有损坏之处，绝缘电阻试验时也许很好，但在耐压试验时其损坏出就回被击穿。假如要作泄露电流试验时，在电缆线路每一相试验和试验最终一分钟，分别记下串联微安表的读数。良好的电缆线路在试验最终一分钟的泄漏电流比开始时会小些。假如泄漏电流比开始时还大，则试验应当延长到15～20min。假如仍继续增长，则试验必须继续到电缆线路障碍处被击穿为止。泄漏电流与上次试验的比值，以及各项最大泄漏电流与最小泄漏电流的比值叫做不对称系数，电缆的不对称系数和其他的试验数据见表8-4表8-4泄漏电流和不对称系数容许值电缆型式额定电压（KV）测定泄漏电流时整流电压（KV）泄漏电流（μA）不对称系数新电缆运行中电缆新电缆运行中电缆三芯输配电电力电缆35106310040251215012075503002501501001.251.51.521.75222.5第四节三相变压器的运行与维护高速公路机电系统在隧道、收费站的变电站常用的电力变压器大多为三相变压器，这里以三相变压器为例阐明其运行与维护。三相变压器的维护应由专人负责平常维护，并进行定期维护、检修工作。一、平常维护工作重要内容监视变压器与否认额运行，超差值与否在容许范围以内；变压器运行声音与否正常观测储油柜油位，油面高不应低于油面线。观测油温与否超标，油色有无变化检查与否有渗油、漏油现象检查套管有无裂痕和放电痕迹及其他异常现象接地线及其他附属设备的状况与否正常。二、变压器的定期巡查与维护变压器定期巡查、试验按表8-5规定进行表8-5变压器巡视检查、试验周期序号项目周期备注1定期巡视2个月至少一次2打扫套管检查熔丝6个月至少一次3电流电压测量每年至少一次4绝缘电阻测量每年一次5工频耐压试验必要时6绝缘油耐压、水分试验3～5年一次有条件的也可做简化试验7匝、层间绝缘试验必要时新上、检修后必须做8变压器大修一次变压器外部巡视检查的一般项目如下：有无漏、渗油，油面、油温与否正常，有无异味等；套管与否清洁，有无裂纹、损伤、放电痕迹，耐酸胶垫有无脆化、破损等状况；变压器音响与否正常；一、二次熔丝容量与否合适，各处接点有无烧损现象；一、二次引线及母线有无异状，与其他导线有无接触的也许；变压器台架有无柴草、杂物堆积，围栏与否安全可靠；名牌及其他标志与否齐全，有无锈蚀现象。变压器或检修后的变压器投入运行时应符合如下几点规定：变压器的铭牌清晰、牢固，额定电压、额定电容、容量符合规定；分接头开关切换良好，分接头位置对的、合适；持有变压器试验合格证和油化验合格证（必须是局技术部门指定的鉴定单位发的合格证）；绝缘电阻测量合格，外部检查合乎规定。停运的变压器在恢复送电时，必须进行打扫、检查、绝缘电阻试验，停运期超过六个月，须按检修后鉴定项目做试验变压器绝缘电阻测量：测量绝缘电阻应使用2500V的兆欧表；运行中的变压器应在气温5℃测量绝缘电阻时，必须测量变压器温度，封闭式变压器无测温孔时的测温部位为变压器中上背阴处。变压器绝缘电阻容许值可参照表8-6表8-610KV及如下变压器绝缘电阻容许值MΩ温度（℃）测量项目1020304050607080一次对二次及地45030020013090604025二次对地40201053211新变压器投入运行前绝缘电阻值，应不低于制造厂所测量值的70%（换算到同一温度）。运行中变压器的绝缘电阻值（换算为相似温度时）应不低于初试时的50%。换算系数可参照表8-7。表8-7绝缘电阻换算系数温度差（℃）51015202530354050二次对地1.21.51.82.32.83.44.15.257.6工频耐压试验绝缘电阻值低于容许值时，不得进行耐压试验；工频耐压试验值按表8-8中的规定；试验电压应均匀升起至规定值，并保持1min。表8-8工频耐压试验值KV电压等级一次二次新产品交接防止性试验新产品交接防止性试验103530546252131815在试验过程中，应仔细探听变压器内部的响声，假如仪表指示正常，没有绝缘击穿放电声、焦烟等现象，则认为变压器工频耐压试验合格。绕阻及绝缘的故障及原因，见表8-9表8-9绕组及绝缘的故障及原因故障种类现象可能原因判断方法距间短路及层间短路1.异常发热，油温升高2.电源侧电流增大，且不平蘅3.油枕盖上有黑烟4.气体继电器动作。高压熔断器熔断、保险脱落5.内部发出特殊的“咝咝”声1.变压器进水、浸入绕组2.制造时绕组匝间绝缘有损伤3.绝缘老化，局部绝缘能力下降4.大电流冲击，导致局部匝间绝缘损伤1.观测外接仪表2.听内部声音3.停电测三相电阻4.测匝间耐压，看放电波形绕组对地（铁心、夹件、油箱等）短路，相间短路1.熔断器熔断，保险脱落2.短路时有较大声响3.气体继电器动作，安全气道膜片破坏、喷油气4.无安全气道和气体继电器的变压器，也许使箱体变形甚至破坏5.导电异物进入线圈内1.变压器油严重受潮或存有较多的游离碳2.绝缘严重老化或遭到机械损伤3.由于漏油使引线等露出油面，绝缘距离局限性而击穿4.多种过电压导致击穿现象明显，一看便知断线1.发出放电声2.输出缺相或三相电压严重不平3.输入缺相或三相电流不平4.强烈的机械损伤1.线路连接点不实，尤其是焊接点不良2.多种过电压使线路微弱部位由过电流烧断3.匝间、相间、对地等故障使线路切断1.观测仪表的示值2.用仪表测量各绕组的通断状况第五节供配电系统常用电器件及其维修供配电系统的电器件，用于电路、电机等有关设备，起作开关、保护、调整和控制的作用。按电路中电压高下不一样可分为低压电器件和高压电器件。一、低压电器件的功能与维修（一）开关开关是最普遍使用的电器。其作用是用以分合电路、开断电流。常用的有刀开关、负荷开关、转换开关（组合开关）、自动开关（空气断路器）等低压刀开关的常见故障和排除措施选用低压开关的额定电流一定要等于或不小于各路负载电流的总和。对于电动机等特殊负载，要考虑其启动电流，应选择其额定电流大一级的刀开关。刀开关的常用常见故障有触刀过热或烧坏和开关手柄拉动失灵等。触刀过热也许是由电流过大、触刀和静触接触不良，触刀表面电弧烧伤所引起的，则需要选用较大容量的刀开关，调整触刀和静触座的位置或打磨毛刺和高点。对手柄故障，也许是由定位机械损坏或触刀转动铰链过松所引起，则需要更换或修理，并拧紧固定螺栓。（二）负荷开关对于照明或电热电路，负荷开关额定电路应等于或不小于使用电路中各负载额定电流的总和。对于电动机电路，启动负荷开关的额定电流一般应为电动机额定电流的3倍。半封闭式负荷开关的额定电流一般为电动机额定电流的1.5倍。负荷开关的常见故障、故障原因和排除措施见表8-10表8-10负荷开关的常见故障和排除措施表序号故障现象故障原因排除方法1合闸后一相或两相不通电夹座弹性消失或开口过大，使闸刀（夹座与动触头）不能接触更换夹座熔体熔断或虚接更换熔体夹座和动触头氧化或有污物清理夹座和动触头电源进线和出线头氧化，接触不良检修电源线和引出线2夹座过热或烧毁开关容量选择得太小更换各容量较大的开关分合时动作太慢，形成电弧烧坏夹座和动触头操作时需对的操作夹座表面烧毛锉和打磨修理动触头和夹座压力不够加强夹座的压力负载过大减轻负载或选用较大容量的开关3半封闭式负荷开的手柄带电外壳接地不良检修接地线电源线外壳绝缘破损并碰到外壳更换电源线（三）组合开关（转换开关）组合开关应用很广泛，可控制照明和电热电路，可以控制仪表转换，也可以控制电动机的启动、停止和变速。组合开关的常见故障和排除措施：1、受柄转动后，内部触头未动这种故障常由于手柄上的几何形状口磨成圆形、操作机构损坏、绝缘杆变形或轴与绝缘杆装配不紧导致，修理时，应更换手柄或绝缘杆、紧固轴，或修理操作机构。2、手柄转动后，静触头和动触头不能同步分合这种故障常由于开关选型错误、触头失去弹性或有污物所致。修理时，应重新选型、重新装配或更换触头并清理。3、开关接线柱相间短路这种故障常由于长期使用、绝缘损坏、胶木烧焦或有导电异物引起短路，应更换新品、进行清理或进行必要的绝缘处理。4、控制达不到预定规定这种故障常由于开关选型错误、或接线错误，应当对的选型、并对照阐明书的开关接线图表对的接线。试车并注意先不带负载，进行测量，动作对的后，再接负载实际试车，以免导致危险。（四）空气断路器（自动空气开关）空气断路器可用于接通和分断负载电路，也可以直接用来控制不频繁启动的电动机。它对电路和电气设备具有短路、过载和欠压保护作用。它的构造重要由机构部分、触头及灭弧系统和绝缘外壳构成。空气断路器的常见故障和排除措施见表8-11表8-11空气断路器的常见故障和排除措施表序号故障现象故障原因排除方法1手动操作后，断路器合不上欠电压脱扣器无电压或线圈开路、短路检查电路的电压或更换检修线圈储能弹簧变形，使闭合力量不够更换储能弹簧、恢复闭合力量反作用弹簧力量过大减小反作用弹簧力机械机构不能复位再扣检修或更新操作机械机构2电动操作后，断路器合不上电动操作电源电压太低提高电源电压电磁铁拉杆行程不够调整行程或更换拉杆电动机操作定位开关错位调整操作定位开关控制器中二极管或电容损坏更换二极管或电容器3分励脱扣器动作时断路器不能分断线圈匝间短路更换线圈电源电压过低调整电源电压符合规定螺栓松动紧固螺栓4欠压脱扣器动作时断路器不能分断反作用弹簧力量小调整弹簧力量储能弹簧力量小更换储能弹簧或调大弹簧力机构卡死修理机械机构5欠压脱扣器噪声大反作用弹簧反作用力太大调小反作用力弹簧力铁芯工作极面吸合不实加些润滑机油短路环开裂检修短路环或更换铁芯6断路器发热触头压力太小调大触头压力触头表面磨损或接触不良更换触头或清理触头7断路器误动作整定电流值调错调大整定电流锁链或搭钩磨损更换锁链或搭钩（五）接触器接触器是供配电系统和自动控制系统应用最普遍的一种电器。可以远距离接通和断开交直流电路和大容量控制电路，具有失压保护功能。重要由电磁系统、触主系统、灭弧装置等几部分构成。其基本工作原理，当吸引线圈通电后，线圈电流产生磁场，而产生足够的电磁吸力，在不小于反作用力时，动铁心吸合，机械机构起作用，使常开触头闭合，常闭触头断开。反之，当线圈电压消失或减少到一定值时，动铁心即行释放，常开触头断开，常闭触头又恢复闭合，为下一次动作做好准备。接触器的常见故障和排除措施见表8-12表8-12接触器的常见故障和排除措施故障现象故障原因排除方法1.线圈通电后接触器不动作或动作不正常1.电源电压过低2.线圈断线3.线圈技术参数与使用条件不符4.接触器运动部分卡阻、弹簧反力过大、转轴锈蚀或歪斜5.线圈或骨架外力损伤6.使用频率不对1.调整电源电压2.用万用表测量后调换线圈3.调换线圈4.排除卡阻物，调整弹簧、除锈、加油、紧固、2.线圈断电后接触不释放或释放缓慢1.触头熔焊2.铁心表面有油污3.E型铁心，中柱去磁气隙消失、剩磁增大4.触头弹簧压力过小或反作用弹簧失效或损坏5.机械部分卡阻、转轴生锈或歪斜6.直流接触器的非磁性垫片磨损或脱落1.拆开触头、打磨修理或更换触头2.清理铁心极面3.更换铁心4.调整或更换反作用弹簧5.排除卡阻物，除锈、加油、找正6.调整非磁性垫片3.触头熔焊1.操作频率过高或过负载使用2.负载短路3.触头弹簧压力过小4.触头表面不光滑、接触不良、恶性循环5.线圈电压过低、吸合不良6.机械部分卡阻1.减小负载、选择合适容量的接触器2.排除短路故障，并更换触头3.调整触头弹簧压力4.休整触头表面或更新5.调整电源电压6.排除卡阻物4.运行中噪声大1.电源电压过低2.短路环断裂3.铁心机械卡阻4.铁心极面有油垢或磨损不平5.弹簧压力过大1.检查和调整电源电压2.调换铁心或短路环3.排除卡阻物4.用汽油清洗极面或更换铁心5.调整触头弹簧压力*注：常常加以少许机油在铁心表面是消除噪声的有效措施5.线圈过热或烧毁1.电源电压过高或过低2.线圈闸间短路3.操作频率过高4.线圈参数与实际使用条件不符5.铁心机械卡阻6.铁心极面不平或剩磁气隙过大7.环境潮湿或空气中具有腐蚀性气体1.调整电源电压2.找出原因并更换线圈3.调换合适的接触器4.调换线圈或接触器5.排除卡阻物6.清理极面或调换铁心7.改用特殊绝缘线圈或采用防腐防潮措施6.相间短路1.相间绝缘损坏2.相间导电尘埃堆积或潮湿3.可逆转换接触器连锁不可靠或铁心剩磁过大，致使两台接触同步投入运行引起相间短路1.更换碳化后的胶木件2.常常清理、保持清洁、干燥3.加装可靠的电器联锁及机械联锁，对剩磁过大的接触器修整铁心或更换新品（六）继电器继电器是一种自动电器，它是当一次过程中任何一种参数到达一定的已知值时，能忽然变化二次过程的自动装置元件，它由三部分构成：1、测量机构（或称感受接受构造）：它接受输入参数，并使输入参数转变为继电器工作时所必需的物理量。中间机构：对接受量与给定值进行比较，并把作用传递到执行机构上去。执行机构：专作控制工程用。常见的继电器包括：时间继电器（或称延时继电器）：接通或切断电源，通过设定的时间后，再行动作控制过程。热继电器：作为电动机过载保护用的，由热元件和辅助接点构成，热元件整定电流需按照电动机额定电流来选择。中间继电器：它是一种辅助继电器，常常起到增长触头数量和过渡的作用。电压电流继电器：是以电压或电流为限值而动作的继电器，起到过电压、欠电压、过电流、欠电流的保护作用。继电器的常见故障的维护修理，一般是触头不良或动作失灵，可据其不一样构造参照接触器的维修措施实行。（七）熔断器熔断器是一种构造简朴，使用以便，价格低廉的保护电器。它常同所保护的电路串联，当发生过载或短路故障时，假如通过熔体电流到达或超过一定值，熔体发热致使熔断，则切断电路，起到保护电器设备不被损坏的作用。电气设备的电流保护有过载延时保护和短路瞬间保护两种形式。过载保护需要反实现保护特性，短路保护则需要顺动保护特性。一般熔断器容体电流确实定：1、对于变压器、照明和电炉等负载电流，熔体额定电流应略不小于或等于负载电流2、对输配电线路、容体额定电流应略不不小于或等于线路的安全电流。3、对于电动机等一类负载，因启动电流较大，容体应能承受其启动电流，在电动机启动时，熔体不应熔断。二、高压电器件的功能与维护高压电器是指额定电压在1000V及以上，用来接通、断开线路或保护线路及电器设备的电气元件。工业企业所接触到的高压电器多数是肩负输送、接受和分派电能任务的电气设备，属于强电设备。按它们在变配电系统中所起的重要作用，可分为开关电器（如断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关等）、保护电器（如熔断器、避雷器、电抗器等）、测量电器（如电流互感器、电压互感器等）、成套电器、组合电器。根据本手册的读者对象，这里简介的高压电器包括电力系统末级变配电所10KV及如下最常用的高压熔断器、高压隔离开关、负荷开关、高压断路器等有关电器。其他有关电器如成套配电装置、电流互感器、电压互感器、母线、绝缘子等将在本章中简介。（一）高压熔断器它是一种最简朴的保护电器，使用时串联在线路中。当线路出现严重过载或短路故障时，故障电流通过熔断器后，使熔件（又称熔体）因发热温度过高而熔断，从而切断电源，实现过载或短路保护。因此，它以广泛应用于高压配电装置中，用来保护线路、变压器及电压互感器等电气设备。此外，它与负荷开关组合在一起，既可通断负荷电流，又可切断故障电流。在高速公路沿线各站区常用一种名为跌落式熔断器（或称跌落保险），合用于周围空间没有导电尘埃和腐蚀气体，没有易燃易爆、危险及剧烈振动的和户外场所，做高压线路和6～10KV变压器的短路保护。可在一定条件下直接用高压钩棒来操作熔管的分合，以断开或接通小容量的空载变压器、空载线路小负载电流。操作次序在分闸断电时，先断中间相，后断两边相。合闸时先合两边相，后合中间相。当线路上发生故障时，故障电流使熔件熔断，形成电弧，熔管内气体形成纵向吹弧，使电弧熄灭。熔体熔断后因机械原因，熔管借助自身的重量绕轴跌落，将线路以明显断口断开。（二）高压隔离开关高压开关是一种分合或切换电路的开关。但它没有专门的灭弧装置，故不能用来接通和断开负荷电流，更不能断开短路电流。高压隔离开关，重要用来将其他电气设备如断路器、变压器等在检修时与高压电源隔离，以保证他们在检修时安全进行。由于高压隔离开关在构造上有明显可见断口，并且断口的绝缘及相间的绝缘均为足够可靠，能充足保证人身和设备的安全。此外，当线路有电压而基本无电流的状况下，可切换线路。隔离开关在使用时，动触头（即刀闸）不应接电源侧，以使刀闸启动时刀片不带电。此外隔离开关垂直于地面安装时，规定断口朝上，以免刀闸失灵时因刀闸的自重导致自行合闸。（三）高压断路器高压断路器是高压供配线路中最重要的开关元件，它的作用重要用在高压线路中正常接通或断开负荷电流。并且在线路发生短路或严重过负荷时，通过继电保护装置作用，将故障电流迅速断开。高压断路器具有完善、可靠的灭弧装置和断流能力。高压断路器有多种类型，例如目前正在较广泛使用中的少油断路器，由于其触头是在装有变压器油的灭弧室内，用油作为灭弧介质。在分断大电流时，产生很大的电弧，灭弧装置复杂，漏油现象时有发生，故油断路器一般不适于频繁操作。近些年真空断路器发展很快，国内真空断路器型号已突破50种以上，居世界之首位。由于国外技术引进，使我国真空开关的技术指标已赶上或靠近世界水平。由于真空断路器的动触头是在真空灭弧室中，依托真空来灭弧，这样形成电弧的重要物质——气体分子的游离微粒很少产生甚至于没有。只有少许的触头金属蒸汽维持很弱的电弧，使电弧在电流第一次自然过零时熄灭，这样燃弧时间很短，且不会产生很高的过电压。目前我国高速公路供配电系统高压柜中，普遍都选用真空断路器。（四）六氟化硫断路器六氟化硫是由硫和氟化合而成的惰性气体，其分子具有极强的负电性、灭弧能力尤其强，又有良好的高温导热性及捕捉电子的能力，熄弧后绝缘可迅速恢复。六氟化硫断路器分断能力高、噪声小、容许频繁操作、无火灾爆炸危险等，使高压尤其是超高压理想的断路器，在高速公路各站区10kv电压供电系统中得到广泛使用。（五）高压电器器件的故障和维修1、高压熔断器的运行和检修（1）应对的选择熔体，保证其工作的选择性。（2）熔断器内所装熔体的额定电流，只能不不小于或等于熔断器的额定电流。（3）熔体熔断后，应更换相似尺寸和材料的熔体，不能任意加粗和减小，更不能用不易熔断的其他金属丝去更换，以免导致事故。（4）安装熔体时，不应碰伤熔体自身，否则也许在正常工作电流通过时熔断，导致不必要的停电。（5）熔断器的熔体两端应接触良好。（6）更换熔体时，要切断电源，不能在带电状况下拔出熔断器；更换时工作人员要戴绝缘手套，穿绝缘鞋。2、隔离开关的故障与检修（1）运行中的故障1）接触部分过热：是由于压紧弹簧松弛或接触部分表面氧化导致的。当产生过热现象后，由于热作用促使氧化加剧，氧化后电阻增长，使温度更高，因此，这种过热现象发展很快，也许产生电弧，甚至导致接地断路或相似短路。发生接触部分过热时，应将过热的隔离开关倒闸到空载线路或减轻负载，或者停电检修。检查过热原因时，首先要检查负荷与否正常，另一方面要测量接触电阻和接触压力。2）隔开开关拉不开：这种状况也许是传动机械和刀闸转轴出生锈或或动、静触头接触处熔焊导致，户外隔离开关也也许是冰雪结冻导致，可在轻轻振动操动机构手柄的状况下注意有无变形和安全，找出故障点。（2）隔离开关的检修隔离开关每年应进行1～2次的定期检修。加线路发生短路故障跳闸，在跳闸后对隔离开关应全面检查，并加以必要的维护。隔离开关的检修应包括下列各项：1）在检修时，首先要使隔离开关两侧不带电，然后合上接地闸刀或挂上临时接地线。2）检查闸刀机构：检查接触导电部分时，如发现氧化斑点或电弧烧损点应进行清除；如发既有严重损坏部件应更换。检查闸刀开距与否符合规定。3）检查三相联动闸刀闭合的同步性，其同步闭合的误差不应超过3mm。4）检查接触表面接触状况：每条线上同步接触不应不不小于三个点，用0.05mm×10mm的塞尺，塞进去不应超过6mm。5）检查操动机构及其他传动部分与否灵活可靠，有无松动现象，检查联锁装置和信号回路与否正常。6）检查和修整后，做3～5次分合闸操作，看各部分工作与否正常。7）发热和充电试验：断开接地闸刀（或撤除接地线），将隔离开关投入电网，各部分不应有放电和振动的声音。投入运行后不应有烧红（夜间检查）和过热现象。3、高压负荷开关的运行和检修（1）负荷开关在出厂前均已通过严格装配、调整和试验，故一般状况下其内部不需要再拆卸和重新调整。（2）投入运行前，绝缘子应擦洁净，各传动部分应涂润滑油。（3）进行几次空载分、合闸的操作，触头系统和操作机构均无任何呆滞，卡死现象。（4）接地处的接触表面要处理打光，保证良好接触。（5）母线固定螺栓要拧紧、同步负荷开关的联接母线要配置合适，不应使负荷开关受到来自母线的机械应力。（6）负荷开关只能开断和关合负荷电流，一般不容许在短路状况下操作。（7）负荷开关的操作一般比较频繁，注意并防止紧固零件在多次操作后松动。当总的操作次数到达规定程度时必须检修。（8）当负荷开关与熔断器组合使用时，高压熔件的选择应考虑在故障电流不小于负荷开关的开断能力时，必须保证熔件先熔断，然后负荷开关才能分闸。真空断路器的常见故障及处理措施见下表。故障现象可能原因处理方法电动合不上铁心与柱杆松动卸下静铁心，调整铁心位置，使用手力即可合闸。合闸完毕，擎子与滚轮间应有1~2mm间隙合闸合空擎子扣合距离太小，未过死点将调整螺钉向外调，使擎子过死点。完毕后，将螺钉紧固，并以红漆点封电动不能脱扣擎子扣得太多将螺钉向里调，紧固螺母分闸线圈接线松脱重新接线操作电压过低调整操作电压以符合规定分、合闸线圈烧坏辅助开关触电接触不良用砂纸打磨触点或更换辅助开关分闸时灭弧室中的弧光呈成红色灭弧室真空度减少检修或更换灭弧室分闸时灭弧室中的弧光呈紫色或白色灭弧室漏气更换灭弧室操作过电压操作感性负荷，而断路器限过电压装置不妥或失效做好真空断路器的防止过电压措施4、断路器的运行故障与检修（1）断路器的运行故障断路器是电力系统中最重要设备之一，运行中的断路器一旦发生故障，后果是十分严重的。为防止和减少事故的发生，提高供电的可靠性、应理解运行中的断路器也许出现的故障，以便采用合适措施。断路器的故障大体上有如下几种：1）断路器拒绝合闸：断路器最常发生的故障就是远距离操作时断路器不能合闸。发生这种故障的原因，大都是由于操作人员对操动机构的构造和使用理解不够，维护不好，只有在很少数的状况下，才是由于操动机构自身的原因。当发生故障时，应先检查操作电源的电压值，如与规定不符，应进行调整，然后再进行合闸。如操作电源的电压合乎规定，则其故障原因是：a、当将操作开关的手柄置于合闸位置时信号灯并不发生变化，这也许是由于操作回路断线或熔断器熔短。b、跳闸信号消失，合闸信号灯发光，但随即熄灭而跳闸信号灯复亮。这也许是由于机械部分有故障而使锁住机构未能将操作机构锁在合闸位置。应当注意，当操作电压过高时，由于合闸时产生强烈的冲击，也会产生不能锁住的现象。2）断路器拒绝跳闸：当设备或线路有故障时，装在该线路上的断路器假如拒绝跳闸，则将引起严重事故。拒绝跳闸的也许原因是：a、操作机构的机械部分有故障。b、继电保护有故障。c、操作机构的跳闸线圈无电压或跳闸回路有断线或熔断器熔断等。为防止前两种故障的发生，应对操作机构定期检查。第三种故障可以通过熔断器熔断时的指示器或根据信号灯及其他信号装置等查明。如坚决路器处在威胁所有设备安全的危险状态，则应采用如下措施：a、将断路器与工作母线系统分开，经由母线联络开关供电，并应有对应的保护装置，或使该母线系统只与个别线路相连接，直至告知顾客因检查而拉断电源。b、假如限于条件，无法经另一断路器供电时，则应立即设法将拒绝跳闸之断路器以手动拉开，进行检查，排除故障。3）断路器误跳闸：假如设备得保护装置未动作，或线路系统中没发生过短路或接地现象时，而断路器跳闸，这种现象称为误跳闸。这时应当查明原因，检查断路器时应将已跳闸的开关用隔离开关与电源隔开。若不是工作人员误操作，则也许是自发性跳闸。这种跳闸也许是由于断路器的挂钩有问题或操作回路中电线绝缘损坏所致。（2）真空断路器的故障和检修真空断路器在开断小电流过程中将产生截流现象，即当小电流电弧从缝制下降到一定数值时，电弧展现不稳定畸变现象，截流现象的产生是由于灭弧能力过强，使真空电弧电流在自然过零前就被强迫切断，截流过程重要取决于触头电极材料的特性。在实际应用中，尤其在切断小电感电流时，除产生截流现象外，还伴随有截流过电压出现，截流过电压对真空断路器和电力系统的安全运行带来不利的影响，一般采用如下防止措施：第一，采用避雷器以限制切断时的截流过电压；第二，采用氧化锌非线性压敏电阻与切断间隙并联；第三，采用RC串联元件构成的过电压克制器等等。真空断路器制造厂以充足考虑到这一点，重要选用合适的触头材料铜铬合金来减少截流水平。1）真空度的检查：真空断路器灭弧性能的好坏，关键在于保持灭弧器的高度真空。对真空灭弧是在使用过程中的真空度与否下降，目前还不能直接检查，只能用工频耐压试验法间接检查。对10KV真空断路器，一般在其触头断口间加38KV的工频电压min，灭弧室内如无闪络现象就没问题。如发生闪络现象，阐明真空度已下降，需要更换新的灭弧室。使用时应常常观测灭弧室内有无金属氧化现象，有无雾气颜色，灭弧室两端导电部位温度与否升高，这些也可间接地判断灭弧室的真空度与否下降。2）真空断路器的损坏：重要是由于电弧对触头的磨损。真空断路器触头的电磨损量，可以运用灭弧室动导电杆与动法兰面的相对位置的变化来测定，也可以通过超行程的变化大体懂得触头的电磨损量。真空断路器触头电磨损量共4mm，即动、静触头各2mm，超过磨损量应更换灭弧室。当超程不符合技术规定期，应及时重新调整，以保证触头接触压力，否则使用寿命会下降。一般规定：正常的超行程值不应不不小于额定超行程的60%～70%，否则就应当进行调整。5、六氟化硫断路器的故障和检修高压断路器常发生的故障原因有：由于机构原因导致拒分、拒合和误动的事故、由于绝缘不良引起的事故，由于灭弧室的原因引起事故、由于断路器导电回路引起的事故和由于操作电源引起的事故等。由于六氟化硫断路器对工艺和材料规定较高，因此对密封构造、元件构造以及气体质量规定比较严格，电气性能受电场均匀程度和水分杂质的影响较大。其报警装置是断路器出现漏气并到达闭锁气压时发出警报的一种装置。运行中的六氟化硫断路器在出现微量漏气时，可通过断路器阀门补充气体，如漏气严重，虽然充气也不能维持额定压力时，应立即停电检修。检修时应在干燥、清洁、通风良好的室内进行，更换烧毁、磨损、腐蚀的多种部件，更换变形、老化的密封圈。经验不多时最佳在制造厂指导下进行。第六节变配电站及一次系统一、概述为高速公路沿线各隧道及收费站机电设施供配电服务的变配电站，其接线图（或称电路图）按其在变配电站中所起的作用分为两种：一种是变配电站中，电能接受和分派线路图，他由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线等等一次电气设备，按一定规律，按国家统一规定的图形符号和文字符号连接而成的电路，成为一次回路。由于一次设备是强电设备的主设备，故一次回路又称为主电路或主接线图（一次系统）。另一种电路是用来控制、监视、测量和保护一次设备正常运行的电气设备如继电器、接触器、低压开关和仪表等二次设备，按一定规律，用国家统一规定的图形符号和文字符号连接而成的电路，称为二次回路，或称二次接线图（二次系统）。一般状况，一、二次回路是通过电流互感器和电压互感器互相联络。在变配所中，除使用变压器以外，用了大量输配电电器，即一次设备。如断路器、隔离开关、熔断器、电流互感器、电压互感器、赔偿电容器、母线、绝缘子及成套开关设备等，以上部分一次设备已在前一节中简介过，这里将简介在变配电所应用最多的高、低压开关柜、电流和电压互感器等、母线和绝缘子等。二、高下压开关柜开关柜又称成套开关设备或成套配电装置。它是制造厂根据电器主接线（又称一次回路或主电路）的规定，针对使用场所、控制对象及重要电气的特点，将以断路器为主的开关电器、保护电器、测量电气及母线、绝缘子等按照一定的线路装配在封闭式构成开关柜。开关柜在变配电所中起着很重要的作用，即在供电系统正常工作状态时，起着接受和分派电能作用。在系统出现故障时，起着保护线路、切断故障和迅速切换恢复正常运行的作用。故开关柜式供电系统中联络各元件的重要环节。开关柜的种类诸多，在高速公路机电系统应用最多的是6～10KV及如下户内型的高下压开关柜。（一）高压开关柜高压开关柜也成高压配电装置。它是将以高压断路器为主的开关电器、检测仪表、保护设备和辅助设备都装在封闭或半封闭的柜中，以一种柜（有时多柜）构成一种电路或一种间隔。柜内电器，其载流部分和金属外壳都互相绝缘，绝缘材料大多为瓷瓶和空气。仪器、仪表、继电器等二次回路控制元件及配线一般采用绝缘材料大多为瓷瓶和空气。仪器、仪表、继电器等二次回路控制元件及配线一般采用绝缘材料与接地金属板隔离。且多种开关的动作程序有必要的机械联锁或电器联锁装置（所谓联锁是一种制约作用。完毕某一动作行为必须按一定的前后次序，例如：同一条线路上的断路器和隔离开关在合闸时，必须先合隔离开关后合断路器。违反者不能完毕合闸任务。在开关柜中完毕这种制约作用的元件就是机械联锁装置或电器联锁装置）。故高压开关柜的可靠性很高，维修和安装以便，广泛应用于中小型便配电所中。目前在一般的变电所中，绝大多数仍采用较为经济的固定式高压开关柜。目前我国生产的固定式高压开关柜重要有GG-1A(F)型、GSG-1A(F)型和KGN-10型三种。现以GG-1A-07S型固定式高压开关柜为例简介其构造，如图8-7所示。图8-7GG-1A-07S型高压开关柜1-母线；2-母线隔离开关（1QS,GN8-10）;3-少油断路器（QF,SN10-10）;4-电源互感器（TA,LQJ-10）;5-线路隔离开关（2QS,GN6-10）;6-电缆头；7-下检修门；8-端子箱门；9-操作板；10-断路器的手动操动机构（CS2）;11-隔离开关手动操作机构（CS6）;12-仪表、继电器屏；13-上检修门；14、15-观测窗口这种开关柜内部电器固定安装。外壳为启动式（或敝开式）。外壳由角钢焊成骨架与薄钢板焊接而成。其出线柜由钢板将内部分为上、中、下三部分，见图内的隔板。上部（即顶部）为母线和母线隔离开关，三相母线水平放置，构造简朴，安装以便，但巡视检查不以便。中部与上部之间的隔板，是为了在母线不停电的状况下，断开上隔离开关，保证工作人员进入中部检修时的安全。中部与下部的隔板上安装电流互感器或穿墙套管，此隔板是为出线端有返送电源时保证工作人员进入中部检修时的安全。开关柜正面的右边有上、下两扇金属网门或薄钢板门，检修人员可从此门观测和检修箱内继电器和测量仪表等。由钢板的封隔，从而保证了二次回路不受环境及一次贿赂故障时带来的影响。左边中、下部面板上，安装着隔离开关和断路器的操动机构.左边下部的门上，安装电动合闸接触器及熔断器。操作板左侧门内，安装二次回路端子排及柜内照明。由于GG1A型高压开关柜的一次接线方案有诸多种，故柜内所装电器也有较大区别，这里不再详述。此外，在这还简介一种KYN800-10型高压开关柜。KYN800-10型高压开关柜是目前国内最佳的开关柜。它是由北京开关厂参照德国著名西门子企业80年代末至90年代初的世界先进水平而研制出的最新产品，它以特有的设计思想，全组合的构造形式，用性能、技术指标最高的ZN12-10型真空断路器，及安全、可靠性高等长处领先于同类10KV高压开关柜。考虑到国情，还可以用价廉物美的ZN12A-10型真空断路器替代ZN12-10型真空断路器，也具有类似的长处。KYN800-10型开关柜额定电压3～10KV，出口型可做到12KV，额定短路开断电流为25KA、31.5KA、40KA、50KA。额定工作电流为630A、1250A、1600A、A、2500A、3000A（3150A）.额定热稳定电流25KA、31.5KA为4S；40KA、50KA为3S；额定动稳定电流（峰值）为63KA、80KA、100KA、125KA;额定短路开断次数31.5KA为50次、40KA为30次，50KA为12次；真空断路器机械寿命为一万次。KYN800-10型的设计思想和构造特点：该开关柜为金属凯装式，构造设计符合GB-3906-91和IEC-298原则，本开关柜防护等级为IP4X，即相称于直径1mm钢丝不能从任何地方进入柜内，是目前国内所能到达的最高的开关柜防护等级。其构造示意图见图8-8所示。图8-8KYN800-10型铠装可移开式高压开关柜壳体构造是由镀锌薄钢板或喷涂钢板冲裁、弯制成零件，各个零件用螺栓联接组合而成（不用焊接）。开关柜内部用金属隔板分隔成断路器室（手车室）、主母线室、电缆室和继电器室。各隔离室均可靠接地。主回路的各小室均有独立的排气通道。由真空断路构成的可移开部件置于手车内。主回路各隔离导体通过密封的绝缘套筒联接。仪表电器室设有防震装置。断路器室、电缆室装有加热器，以便除掉潮气。（二）低压开关柜（或称低压配电屏）低压开关柜是指交直流电压在1000伏如下，用机动、照明和配电使用的成套电气装置。它是按一定接线方案，将有关低压电器元件，如刀开关、自动开关、互感器、仪表、母线、信号灯等。组合而成的一种低压成套开关设备。它的外壳一般用薄钢板或角钢焊接而成。低压开关柜按其维护方式，分单面维护式和双面维护式两种类型。单面维护式可以靠墙安装，只能在屏前操作和检修，如BDL-1型和BDL-10型低压配电屏。双面维护式实力强安装，能在前后两面操作和维修，如BSL-1型和BSL-10型低压配电屏。由于BSL-10型和BDL-10型的构造紧凑，安装电路多，及一次接线方案可以灵活组合等特点，目前正在淘汰BSL-1型和BDL-1型。企业变配电所中，低压柜大多采用双面维护式开关柜。图8-9为BSL-10型低压配电屏的外形构造图。图8-9BSL-10型低压配电屏1-仪表板；2-上操作板；3-下操作板；4-门；5-刀开关；6-自动开关；7-电流互感器PGL2型低压配电屏，属户内安装启动式双面维护的低压配电装置，具有构造设计合理、电路配置安全、防保性能好、分断能力高、动热稳定性好、运行安全可靠等长处，它可以取代目前生产的BSL系列老产品。低压开关柜按电器元件在柜内安装方式可分为固定式和抽出式（即抽屉式）两类，固定式是指柜内电器元件均属固定安装和固定接线；抽出式是将电器元件安装在可抽出的功能单元两大部分构成。功能单元按其用途可分为进线单元、馈线单元、母线单元及照明切换单元等四种。此外尚有固定安装的输入端计量、照明及功率因数赔偿三种形式。图8-10所示为GCL1系列进线、母线柜的内部构造示意图。该开关柜具有IP3X防护等级。柜内装设有数个单元隔离室。隔离室之间均设有金属隔板，隔离室与电缆室之间用金属或绝缘板相隔，一次动、静触头之间设有金属隔板，隔离室与电缆室之间用金属或绝缘板相隔，一次动、静触头之间设有绝缘活动板，保证主开关抽出后不至误触带电体。单元隔离室设有通道，规定设有压力释放装置，用于释放短路分段时产生的游离气体。功能单元在隔离室中移动时，具有“工作”、“试验”、和“检修”三个位置。在“工作”、“试验”位置时，隔离室的门均可关闭，并且防护等级仍为IP3X。功能单元与隔室的门设置了机械连锁装置。它保证隔室门关上，且功能单元在“工作”和“试验”位置时开关才能进行合闸，在这两个位置之间不能合闸，并且，只有当开关在分闸状态下才能打开门。此外还设有解锁装置，在紧急状况下，容许开关在合闸状态下打开门（合、分控制开关设有一种塑料罩子，可以加挂锁，以防不必要的操作）。图8-10进线、母线柜内部构造示意图1-电缆室；2-绝缘隔板；3-电流互感器；4-金属隔板；5-垂直母线；6-后门；7-水平母线；8-水平母线夹；9-防尘盖；10-压力释放装置；11-控制线室；12-控制室封版；13-安装板；14-仪表室；15-仪表门；16-活门；17-抽屉室；18-隔室门；19-主开关；20-绝缘套；21-小门；22-封板抽屉式开关柜有较高的可靠性、安全性和互换性，故它合用于额定电压600V如下，供电可靠性规定较高的工矿企业和高层建筑，作为集中控制的配电中心。目前在我国生产的低压开关柜中应属GCK2低压柜为最先进产品之一。它是借鉴德国西门子企业8FU低压抽屉式开关柜设计而成的新产品，高性能电器元件及安全可靠性等长处领先于同类产品。GCK2低压开关柜合用于额定电压在500V级如下的50Hz交流三相三线制和三相四线制系统，供隧道、收费站、管理中心无功功率赔偿和照明之用。（三）低压配电装置的布置考虑到低压配电装置安装和检修的以便，保证安全运行，一般它的维护通道宽度不应不不小于0.8m.地点有突出部分时，该点通道宽度容许减为0.6m。通道内裸线导电部分的高度低于2.2m时，应加遮拦保护。通道净高不应低于1.9m。通道一面装有配电装置，而其未遮护地裸导电部分又位于可接触的高度（低于2.2m）范围内时，则裸导电部分与对面墙壁或无裸露导电部分的设备之间的距离应不小于1.0m。通道两侧均装有配电装置或一面装有配电装置，另一面装有其他设备，且其未被遮护地裸导电部分又均在可接触的高度（低于2.2m）范围内时，则两者裸导电部分之间的距离应不不不小于1.5m。三、母线和绝缘子（一）母线1、用途在配电装置中，母线是电源和顾客线路的连接点，用母线连接多种电气设备起着汇集、分派和传送电能的作用。母线在变配电所中作用极为重要。母线一旦发生短路故障不仅导致供电系统的电压减少、频率波动，并且会破坏电力系统的正常运行，导致大面积停电。2、母线材料母线一般由铜、铝、钢及合金等材料做成。根据这些材料的导电性能、机械强度、抗酸、碱腐蚀性等性质综合考虑，铜母线最佳，铝母线另一方面，钢母线较差。不过由于我国属贫铜国家，故在电力系统中除了大电流装置或有腐蚀性气体的配电装置以外，尽量防止使用铜母线。目前我国变配电所内广泛采用铝母线或铝锰、铝镁合金材料的母线。3、母线的形状变配电所中，母线多为裸母线，用绝缘子固定，称为硬母线。由于母线自身具有电阻，运行时通过很大的复合电流会发热而产生功率损耗。母线中截面越大电流密度越低。各母线之间由于电流磁场的作用也产生电动力。此外母线在传导电流时有集肤效应（即电流趋于导线表面分布的现象）和邻近效应（例如：同一相母线由三片并排母线并在一起使用，边上两片通过的电流各占所有电流的40%，而中间一片只占20%）的存在，使导体运用率减少。母线连接的重要措施有：（1）螺栓连接：又可分为直接连接（包括螺栓搭接和线夹连接等）和过渡片连接。（2）焊接：包括电弧焊接、氧焊及钢芯铝线压接等。其中直流电弧焊接质量很好。氧焊重要用来焊接厚度较小的母线。压接工艺由于使用压接器，它的连接效果比螺栓连接效果好。（二）高压绝缘子1、用途高压绝缘子是用来支持和固定母线及带电导体的，使带电导体间或导体与大地之间有足够的距离和绝缘。因此高压绝缘子应具有足够的电气绝缘强度和机械强度，并能耐热、耐潮湿。2、类型高压绝缘子按使用场所分为户内式和户外式；按用途分为线路绝缘子、电厂绝缘子和电器绝缘子。一般电厂和电器绝缘子又可分为支持绝缘子和套管绝缘子两大类。1）路线绝缘子：分针式和户外式；图8-所示为针式绝缘子，它用于电压不超过35Kkv的线路上。图8-11所示为悬式绝缘子，它又分球形和槽形两类。悬式绝缘子一般构成串使用，每串绝缘子数目随线路电压的增长而增长。悬式绝缘子合用于10KV以上的线路和配电装置母线使用。图8-11针式绝缘子图8-12悬式绝缘子(a)10kv的;(b)35kv的(a)球形;(b)槽形2）支持绝缘子：它是在电厂或配电装置中，用于支持固定硬母线的，分户内式和户外式两种，单个支持绝缘子额定电压最高35KV，电压再高就需将几种绝缘子叠装使用。四、互感器（一）互感器及其作用互感器是指专供测量仪表和保护继电器使用的特殊变压器。根据用途不一样可分为电流互感器和电压互感器。互感器的重要作用，第一，隔离高压电源，由于互感器原、付边只有磁联络而无直接电联络，因而使测量仪表和继电器与高压电路隔开，保证低压设备和工作人员安全。第二，扩大仪表和保护继电器的使用范围。例如：一只5A量程的电流表通过向应电流互感器配合，可以测量任意大的电流值。同样一只100V量程电压表通过对应电压互感器配合，可以测量任意大的电压。第三，使测量仪表和保护继电器小型化、原则化。图8-310kv套管图8-1435kv瓷套管1-空心瓷管；2-法兰；3-导电棒；4-金属垫圈1-瓷套；2-帽；3-法兰；4-截流导体；5-垫圈；6-螺丝（二）电流互感器它是一种将被测量（或被保护）的大电流变换成小电流后输入给电流表（或保护继电器），运用电流表读数（或继电器动作）反应被测大电流的特殊变压器。图8-15电流互感器构造原理图(a)接线图；(b)符号图1、工作原理和特性电流互感器的工作原理与变压器原理相似，都是根据原边“电动生磁”、付边“磁动生电”的电磁感应原理制成。它的一次线圈串联于一次被测电路内，而二次线圈与测量仪表和继电器的电流线圈串联，如图8-15所示。由于电流互感器一次线圈的匝数N1很少，一般为一匝或两匝。而二次线圈的匝数N2较多，一般为N1的几十倍，几百倍或几千倍，故二次电流I2远不不小于一次电流I1.其一、二次电流之比，称为电流互感器的额定变流比（Ki）,体现式为：Ki==≈或I1=Ki•I2式中I1N——一次绕组额定电流；I2N——二次绕组额定电流。电流互感器的工作特性是：1）电流互感器的一次线圈匝数很少，其阻抗几乎等于零。故一次线圈的电流完全取决于被测电路的负荷电流，于二次电流无关.2)电流互感器的二次线圈中所串负载使测量仪表或继电器电流线圈，其阻抗值很小，故正常运行时，二次回路靠近于短路状态，这是它与变压器的重要区别之处。电流互感器二次线圈的额定电流I2N恒为5A，而一次线圈I1N则按不一样等级原则而定，有：5A、10A、15A、20A、30A······1500A等。3）电流互感器正常运行时，二次侧不准开路，否则会出现上千幅的高压。为了防止二次开路，规定电流互感器二次侧不准装熔断器。在运行中如要拆除仪表或继电器时，必须先将电流互感器二次线圈短路，以防开路。2、常用电流互感器1）如图8-16所示，LDC-10型电流互感器为两个铁芯瓷绝缘单匝穿墙式户内电流互感器外形构造。额定电压10kv，一次额定电流1000A。一次绕组是载流柱1，穿过瓷套管2的内部，瓷套管固定在法兰盘3上。图8-16LDC-10型电流互感器图8-17LMC-10型母线式电流互感器1-原线圈；2-瓷套管；3-法兰盘；4-封闭外壳；1、1´-副边接线板；2-母线支持板；3-引入5、5‘-原副线圈接线板；6-螺帽母线的孔；4-法兰盘；5-封闭外壳；6-绝缘套管图8-18LFC-10型电流互感器图8-19LQJ-10型电流互感器1-瓷套管；2-法兰盘；3-铸铁接头盒；4-原线圈接线板；5、5´-副线圈接线端子；6-封闭外壳2）见图8-17，LMC-10型母线式电流互感器为瓷绝缘母线型单匝穿墙式户内电流互感器外形构造。额定电压为10KV，额定电流3000A。它与单匝穿墙式电流互感器重要区别为：它自身不带一次绕组，而是在安装时，将母线穿入电流互感器的瓷套管6的内腔,铁芯和二次线圈装在密闭外壳内。3）如图8-18所示，LFC-10型电流互感器，具有两个铁芯，多匝穿墙式瓷绝缘户内用，额定电压10KV，额定电流100A。一次线圈的两端有接线板4引出，以便与配电母线相连接，在封闭外壳内6装有绕着两个二次线圈的铁芯，二次线圈的两端，接在5和5´上。4）图8-19为LQJ-10型浇注式电流互感器外形，用于10KV及如下的配电装置中。他的绝缘电气性能很高，并且运行也很稳定，体积小，重量轻。3、电流互感器的极性计测量措施1）电流互感器的极性：能否对的辨别电流互感器的极性，对仪表和继电保护能否正常工作有着直接的关系。图8-是电流互感器与二次负载仪表等连接的习惯图示法。电流互感器一次绕组的端子L1、L2串接在被保护元件的电流回路中，二次绕组的端子接二次负载Zfz.制造厂家对电流互感器的一、二次线圈的同极性端（即同名端子）均有明显的标识。其措施是用不一样的文字符号标以相似的注脚表达同极性端子，如图8-20(a)所示，L1与K1、L2与K2是对应的同极性端（也有用相似文字符号的大小来表达同极性端的）。当只需标出相对极性关系时，也可在同极性端子上注以“*”号表达，如图8-20(b)所示。图8-20电流互感器端子标号图图8-21同极性端子试验测定法(a)第一种端子标号措施；(b)第二种端子标号措施2）极性的测定措施：电流互感器的同极性端子可用下述试验措施来确定。接线图如图8-21所示。一次线圈通过开关S在串接一种电池，二次线圈接入一电流计，合上开关S。如电流计指针正向偏转，则电池正极所接端子L1与电流计正表棒所接的端子K1为同极性端子；假如电流计指针反相偏转，则L1与K1端子为反极性。6、电流互感器的接线方式电流互感器的二次线圈与测量仪表、继电器的接线方式最常见的有三种，如图8-所示。图8-22(a)为单线接线方式，可测量三相对称法在电路中的一相电流。图8-22（b）为星型接线方式，可测量三相负载电流，监视各相负载不对称状况。并接入电压为380/220V的三相四线制装置中的测量仪表。.图8-22（c）为不完全是星型接线方式，广泛用于三相负载平衡或不平衡电路中。图8-22电流互感器与测量仪表的接线方式(a)单相接线；(b)星型接线；(c)不完全星型接线电流互感器的二次线圈有一端必须接地，以防一、二次线圈之间的绝缘击穿，使二次线圈也带上高压，防止危及人身和设备的安全。电流互感器的极性不能接反。7、电流互感器的运行和维护1）运行方式：电流互感器的额定容量是用二次线圈通过额定负载时的是在功率表达，即S2N=I22N·Z2N式中I2N——二次线圈额定电流（A）;Z2N——二次线圈额定阻抗（Ω）。2）电流互感器的操作和维护：（1）电流互感器的启、停用操作：它的启、停用一般应在被测量电路的断路器断开后进行，以防电流互感器的二次开路。但在被测电路不容许断开时，这能在带电状况下进行。在停电状况下停用电流互感器应将纵向连接端子板取下，将标有“进”侧的端子横向短接。在起用电流互感器时应将横向短接端子板取下，用它将互感器纵向端子接通。在运行中停用电流互感器时，应先用备用端子板将标有“进”侧的端子横向短接，然后取下纵向端子板。在起用电流互感器时，应用备用端子排将纵向端子接通然后取下横向端子板。在电流互感器启、停用中，应注意在取下端子板时与否出现火花，若发现火花，应立即把端子板装上并拧紧，然后查明原因。（2）电流互感器在运行中的维护：运行中值班人员应进行定期检查，检查时应注意如下几点：①电流互感器应无异常噪音和异味；②接头应无过热现象；③电流互感器的瓷质部分应分清洁完整，无裂纹和放电现象；④应检查充油式电流互感器的油味与否正常、应无漏油、渗油现象，要定期进行油质试验。（三）电压互感器电压互感器是一种将被测高压变换成低电压，再送入测量仪表，然后通过仪表读数来测量被测高压的特殊降压变压器。1、电压互感器的工作原理与工作特性电压互感