第4章工厂变配电所及其一次系统2

1高压断路器高压隔离开关高压负荷开关低压开关电器高压开关电器低压断路器低压刀开关低压负荷开关第四节高低压开关电器2名称功能文字符号图形符号断路器关合、开断（保护）QA熔断器开断（保护）FA隔离开关隔离（仅关合开断小电流）QB负荷开关关合、开断QB负荷开关－熔断器组合电器关合、开断（保护）QB接地开关接地QC高压电器的功能及符号表3主要是用来隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。符号：功能：特点：QS一、高压隔离开关（俗称刀闸）隔离电压：隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。没有专门的灭弧装置:不允许带负荷操作，都是和高压断路器配合使用。倒闸操作(操作规程）：合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。分、合小电流：可以接通或断开电流较小的回路（如电压互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路等）。4二、高压隔离开关分类：高压隔离开关按安装地点：户内式和户外式两大类。型号：如GN19-10C/4005户内式隔离开关隔离开关的外形与结构图为GN8-10型户内隔离开关的外形结构。图5-13GN8-10型隔离开关1—上接线端子2—静触头3—闸刀4—套管绝缘子5—下接线端子6—框架7—转轴8—拐臂9—升降绝缘子10—支持绝缘子6户外式隔离开关图为GW4-110型双柱式户外隔离开关的外形结构。图5-14GW4-110型双柱式隔离开关1—接线座2—主触头3—接地刀闸触头4—支柱绝缘子5—主闸刀传动轴6—接地刀闸传动轴7—轴承座8—接地刀闸9—交叉连杆7图为GW5-110D型V形户外隔离开关的外形结构。图5-15GW5-110D型V形双柱式隔离开关1—主闸刀底座2—接地静触头3—出线座4—导电带5—绝缘子6—轴承座7—伞齿轮8—接地刀闸8符号：二、高压负荷开关功能：按安装地点，分户内式和户外式两大类。1.具有简单灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能切断短路电流故障。2.必须与高压熔断器串联，借助于熔断器切除短路电流。3.与隔离开关一样，具有明显的断开间隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。分类：QL9负荷开关的型号：10图示分别为ZFN-10型户内高压真空负荷开关和ZFN-10R型高压真空负荷开关-熔断器组合电器的外形结构。图5-17ZFN-10型高压真空负荷开关图5-18ZFN-10R型高压真空负荷开关11高压负荷开关－限流熔断器组合电器实物图片限流熔断器真空负荷开关上接线端子下接线端子弹簧脱扣机构12三、高压断路器功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。符号：特点：高压断路器有相当完善的灭弧结构。QF13按所采用的灭弧介质分：油断路器、六氟化硫（ＳＦ６）断路器、真空断路器以及压缩空气断路器、磁吹断路器等。油断路器按其油量多少和油的功能，又分为多油断路器和少油断路器两类。(1)多油断路器：开关触头在绝缘油中闭合和断开。油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。可频繁通断负荷。趋于淘汰。(2)少油断路器：开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。6～10kv多用。14型号：企业变配电所中的高压断路器多为少油断路器，六氟化硫断路器和真空断路器的应用也日益广泛。151）SN10-10型高压少油断路器我国统一设计、推广应用一种少油断路器。按其断流容量分，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型（分别为300MVA、500MVA、750MVA）。162）高压真空断路器利用“真空”灭弧的一种断路器，其触头装在真空灭弧室内。由于真空中不存在气体游离的问题，所以这种断路器的触头断开时很难发生大的电弧。但是这“真空”不能是绝对的真空，实际上也不可能是绝对的真空，因此在触头断开时，因高电场发射和热电发射而产生一点电弧，这电弧称为”真空电弧“。它能在交流电流第一次过零时熄灭。17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ZN63A-12(VS1)户内交流高压真空断路器18ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器193）高压六氟化硫断路器利用SF6气体作灭弧和绝缘介质的一种断路器。开关触头在SF6气体中闭合和断开。灭弧能力强，属高速断路器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒地区。LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器20三种高压断路器的特点:1）高压少油断路器2）高压真空断路器重量轻、体积小、节约油和钢材、价格低等优点；但不能频繁操作，用于6~35KV的室内配电装置；不爆炸、噪声低、体积小、重量轻、寿命长、结构简单、无污染、可靠性高等优点；但价格昂贵；用于35KV及以下电压等级中处主导地位；3）高压六氟化硫断路器断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周期长等优点；但要求加工精度高，对其密封性能要求更严，价格昂贵；适用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所。21四、低压开关1．低压刀开关按极数分：有单极、双极和三极三种;按用途分：有单投和双投两种；按操作方式分：直接手柄操作和连杆操作两种；按灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩两种。低压刀开关的分类说明：不带灭弧罩的刀开关只能在无负荷下操作，可作低压隔离开关使用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流。22低压刀开关的型号23图5-19HD13型刀开关1—上接线端子2—钢栅片灭弧罩3—闸刀4—底座5—下接线端子6—主轴7—静触头8—连杆9—操作手柄242．低压刀熔开关HR系列刀熔开关是将HD型刀开关的闸刀换以具有刀形触头的RT型熔断器的熔管，具有刀开关和熔断器双重功能。刀熔开关的型号:25五、低压负荷开关由低压刀开关与低压熔断器串联组合而成，具有带灭弧罩的刀开关和熔断器的双重功能，既可以带负荷操作，又能进行短路保护。常用的低压负荷开关有HH和HK两种系列:HH系列：为封闭式负荷开关，将刀开关与熔断器串联，安装在铁壳内构成，俗称铁壳开关；HK系列：为开启式负荷开关，外装瓷质胶盖，俗称胶壳开关。26六、低压断路器低压断路器又称“低压自动开关”。低压断路器既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和低电压（或失压）时自动跳闸，其功能与高压断路器类似。按其灭弧介质分有空气断路器和真空断路器等；按其用途分有配电用断路器、电动机保护用断路器、照明用断路器和漏电保护断路器等；按保护性能分有非选择型断路器、选择型断路器和智能型断路器；按结构型式分有万能式断路器和塑料外壳式断路器两大类。分类功能由触头、灭弧装置、转动机构、脱扣器等部分构成27热脱扣器：用于线路或设备长时间过载保护，当线路电流出现较长时间过载时，金属片受热变形，使断路器跳闸；脱扣器过流脱扣器：用于短路、过负荷保护，当线路电流大于动作电流时，过流脱扣器动作，自动断开断路器；分励脱扣器：用于远距离跳闸；通过按下脱扣按钮实现。欠压或失压脱扣器：用于欠压或失压保护，当电源电压低于定值时自动断开断路器；28型号29又称框架式自动开关。它无外壳，其全部机构和导电部分敞开地装设在塑料的或金属的框架上。由于它的保护方案和操作方式较多，装设地点也很灵活，故称“万能式”或“框架式”。合闸操作方式较多，可手柄操作、杠杆操作、电磁铁操作和电动机操作；采用钢灭弧栅，灭弧断流能力较强，但由于操作机构的影响，动作稍慢，断路时间在一个周期（0.02s）以上。额定电流为200-6300A。DW系列万能式低压断路器的特点：万能式低压断路器30DW15型低压断路器1—操作手柄2—自由脱扣机构3—失压脱扣器4—过流脱扣器电流调节螺母5—过流脱扣器6—辅助触点（联锁触点）7—钢栅片灭弧罩31万能式断路器实物图片智能控制器手动储能手柄分闸按钮合闸按钮抽屉框架二次接线端子分合闸指示储能指示万能式断路器主要安装在低压配电柜中作为进线开关、母联开关和大电流出线开关，用于控制和保护低压配电网络。装设地点灵活，保护方案、操作方案较多32又称塑料外壳式自动开关，其全部机构和导电部分均装设在一个塑料外壳内，仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作之用，如图所示。额定电流一般为6A～630A.装置式低压断路器NM1系列装置式低压断路器塑壳式断路器通常装设在低压配电装置之中，作为配电线路或电动机回路的控制与保护开关。模数化微型断路器DZ系列33第五节高低压保护电器和限流电器主要有：熔断器避雷器限流器等。34一、高压熔断器符号：功能：一种应用极广的过电流保护电器。其主要功能是对电路及电路设备进行短路保护，但有的也具有过负荷保护的功能。FU熔断器时间电流特性IIr1tIr2O具有反时限特点原理：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化→汽化生弧→灭弧(电路分断)限流特性：在短路电流尚未达到冲击值之前就切断电路保护特性：也称时间——电流特性第五节高低压保护电器和限流电器35续上页高压限流熔断器实物图片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图类型：户内、户外高压限流熔断器36高压熔断器的型号37结构基本相同，都是瓷质熔管内充石英砂填料的密闭管式熔断器。RN1型主要用作高压线路和设备的短路保护，也能起过负荷保护的作用，其熔体在正常情况下要通过主电路的负荷电流，因此其结构尺寸较大。RN2型只用作电压互感器一次侧的短路保护，其熔体额定电流一般为0.5A，因此其结构尺寸较小。1)RN1和RN2型户内高压熔断器跌开式熔断器又称跌落式熔断器，广泛用于环境正常的室外场所，其功能是既可作6-10KV配电变压器和电力线路的短路保护和过负荷保护。2)RW4和RW10（F）型户外高压跌开式熔断器跌落式熔断器38用于低压系统中设备及线路的过载和短路保护。低压熔断器的类型很多，如插入式(RC)、螺旋式(RL)、无填料密封管式(RM)、有填料密封管式(RT)以及引进技术生产的有填料管式gF、aM系列、高分断能力的NT型等。二、低压熔断器a)瓷插式、b)螺旋式、c)无填料密封管式熔断器结构图：39低压熔断器实物图片刀型触头熔断体瓷熔管内有金属熔体与石英沙熔断器底座接线端子安装卡座圆筒帽式熔断体螺旋式熔断器40型号411．RM10型密闭管式熔断器图5-27为RM10型熔断器的结构图。熔体采用变截面的锌熔片以改善熔断器的保护性能。特点：结构简单、更换熔体方便、运行安全可靠，但灭弧能力较差，不能在短路电流达到冲击值以前熄灭电弧，属于“非限流”式熔断器。图5-27RM10型低压熔断器1—铜帽2—管夹3—纤维熔管4—触刀5—变截面锌熔片422．RT0型有填料管式熔断器图5-28RT0型低压熔断器a）熔体b）熔管c）熔断器d）操作手柄1—栅状铜熔体2—触刀3—瓷熔管4—熔断器指示5—端面盖板6—弹性触座7—瓷底座8—接线端子9—扣眼10—绝缘拉手手柄它的栅状铜熔体具有引燃栅，熔体具有变截面小孔和“锡桥”，熔管内有石英砂填料，因此灭弧能力很强，有“限流”作用。特点：保护性能好，断流能力大，但熔体为不可拆式，熔断后整个熔断器报废，不够经济。433．RZ1型自复式熔断器它采用金属钠作熔体。特点：既能切断短路电流，又能自动恢复供电，缩短了停电时间。图5-29RZ1型自复式熔断器1—接线端子2—云母玻璃3—氧化瓷管4—不锈钢外壳5—钠熔体6—氩气7—接线端子44功能三、避雷器避雷器是用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压损坏的设备。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。避雷器按结构型式分有保护间隙、管型避雷器、阀式避雷器和氧化锌避雷器等。分类具有良好的非线性、动作迅速、残压低、通流容量大、结构简单、可靠性高、耐污能力强等优点避雷器保护原理图451.保护间隙（角型避雷器）由两个圆钢型电极组成，其中一个电极接线