工厂供电第二章.ppt

《工厂供电第二章.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工厂供电第二章.ppt（98页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、10:12:29,第二章 工厂供电系统的 常用设备,第一节 电气设备中的电弧问题及对触头的要求,电弧是电气设备运行中经常发生的一种物理现象，其特点是光亮很强和温度很高。电弧的产生对供电系统的安全运行有很大影响。首先，电弧延长了电路开断的时间。在开关分断短路电流时，开关触头上的电弧就延长了短路电流通过电路的时间，使短路电流危害的时间延长，可能对电路设备造成更大的损坏。同时，电弧的高温可能烧损开关的触头，烧毁电气设备和导线电缆，甚至可能引起火灾和爆炸事故。此外，强烈的弧光可能损伤人的视力，严重的可致人失明。因此，开关设备在结构设计上要保证其操作时电弧能迅速地熄灭,10:12:29,一. 电弧的产生

2、 (一). 产生电弧的根本原因 开关触头在分断电流时之所以会产生电弧，根本的原因在于触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子。这样，当分断的触头之间存在足够大的外施电压的条件下，这些电子就有可能强烈电离而产生电弧。 (二). 产生电弧的游离过程 (1). 热电发射 当开关触头分断电流时，阴极表面由于大电流逐渐收缩集中而出现炽热的光斑，温度很高，因而使触头表面分子中外层电子吸收足够的热能而发射到触头的间隙中去，形成自由电子。 (2). 电场发射 开关触头分断之初，电场强度很大。在这种高电场的作用下，触头表面的电子可能被强拉出来，使之进入触头间隙，也形成自由电子。,10:12:29,(3)

3、. 碰撞游离 当触头间隙存在着足够大的电场强度时，其中的自由电子以相当大的动能向阳极移动。在高速移动中碰撞到中性质点，就可能使中性质点中的电子游离出来，从而使中性质点变为带电的正离子和自由电子。这些被碰撞游离出来的带电质点在电场力的作用下，继续参加碰撞游离，结果使触头间介质中的离子数越来越多，形成“雪崩”现象。当离子浓度足够大时，介质击穿而发生电弧。 (4). 高温游离 电弧的温度很高，表面温度达30004000，弧心温度可高达10000 。在这样的高温下，电弧中的中性质点可游离为正离子和自由电子（据研究，一般气体在900010000时发生游离，而金属蒸气在4000左右即发生游离），从而进一步

4、加强了电弧中的游离。触头越分开，电弧越大，高温游离也越显著。,10:12:29,二、 电弧的熄灭 (一). 电弧熄灭的条件 要使电弧熄灭，必须使触头间电弧中的去游离率大于游离率，即其中离子消失的速率大于离子产生的速率。 (二). 电弧熄灭的去游离方式 (1). 复合 复合就是正负带电质点重新结合为中性质点。这与电弧中的电场强度、电弧温度及电弧截面等因素有关。电弧中的电场强度越弱，电弧的温度越低，电弧的截面越小，则带电质点的复合越强。 (2). 扩散 扩散就是电弧中的带电质点向周围介质中扩散开去，从而使电弧中的带电质点减少。扩散的原因，一是由于电弧与周围介质的温度差，另一是由于电弧与周围介质的离

5、子浓度差。扩散也与电弧截面有关。电弧截面越小，离子扩散也越强。,10:12:29,(3). 交流电弧的熄灭 由于交流电流每半个周期要经过零值一次，而电流过零时，电弧将暂时熄灭，所以交流电弧每一个周期(2电角度)要暂时熄灭两次，如图1-1所示。电弧熄灭的瞬间，弧隙温度骤降，高温游离终止，去游离（主要是复合）大大增强。这时弧隙虽然处于游离状态，但是阴极附近空间差不多立刻获得很高的绝缘强度。随后弧隙的电场强度又可能使之击穿，使电弧复燃。但是由于触头的迅速断开，电场强度的迅速降低，一般交流电弧经过若干周期的熄灭、复燃的反复，最终完全熄灭。因此交流电弧的熄灭，可利用交流电流过零时电弧要暂时熄灭这一特性，

6、来加速电弧的熄灭。,10:12:29,10:12:29,三. 开关电器中常用的灭弧方法电弧的熄灭 (1). 速拉灭弧法 迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，正负离子的复合迅速增强，从而加快电弧的熄灭。这种灭弧方法是开关电器中普遍采用的最基本的一种灭弧法。 (2). 冷却灭弧法 降低电弧的温度，可使电弧中的高温游离减弱，正负离子的复合增强，有助于加速电弧的熄灭。这种灭弧方法在开关电器中也应用较普遍，同样是一种基本的灭弧方法。 (3). 吹弧灭弧法 利用外力（如气流、油流或电磁力）来吹动弧使电弧加快冷却。加速电弧的-有横吹和纵吹两种，分别如图2-1a、b所示。低压刀开关当迅速拉开其刀闸时，不仅迅

7、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弧，如图2-3所示。也有的开关利用铁磁物质（如钢片）来吸动电弧，相当于反向吹弧，如图2-4所示。,10:12:29,图2-1吹弧方式（1-电弧； 2-触头） a)横吹 b)纵吹,图2-2 电动力吹弧（刀开关断开时）,10:12:29,图2-3 磁力吹弧 1-磁吹线圈；2-灭弧触头；3-电弧,图2-4铁磁吸弧 1-钢片 2-电弧,10:12:29,(4). 长弧切短灭弧法 由于电弧的电压降主要降落在阴极和阳极上，其中阴极电压降又比阳极电压降大得多，而电弧的中间部分（弧柱）

8、的电压降是很小的图2-5所示的铁磁吸弧，将电弧吸入钢灭弧栅。钢片对电弧还有一定的冷却降温作用。,图2-5 钢灭弧栅对 电弧的作用 1-钢栅片 ； 2-电弧； 3-触头,10:12:29,(5). 粗弧分细灭弧法 将粗大的电弧分成若干平行的细小电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的散热条件，降低电弧的温度，从而使电弧中正负离子的复合和扩散都得到加强，使电弧加速熄灭。 (6). 真空灭弧法 真空具有较高的绝缘强度。如果将开关触头装在真空容器内，则在触头分断时其间产生的电弧（称为真空电弧）一般较小，且在电流第一次过零时就能熄灭电弧。 (7). 六氟化硫（SF6）灭弧法 SF6气体具有优良的绝

9、缘性能和灭弧性能，其绝缘强度约为空气的3倍，其绝缘强度恢复的速度约比空气快100倍，因此采用SF6来灭弧，可以大大提高开关的断路容量和缩短灭弧时间。,10:12:29,(8). 狭沟灭弧法 使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，改善了电弧的冷却条件，同时由于电弧与固体表面接触使其带电质点的复合大大增强，从而加速电弧的熄灭。例如有的熔断器熔管内充填石英砂，使熔丝在石英砂中熔断，就是利用狭沟灭弧原理。又如采用图2-6所示绝缘灭弧栅，先利用电动力吹弧使电弧进入绝缘灭弧栅内，然后利用狭沟灭弧原理来加速电弧的熄灭。,图2-6 绝缘灭弧栅 对电弧的作用 1-绝缘灭弧片； 2-电弧 ； 3-触头,10:12:

10、29,四. 对电气触头的基本要求 电气触头是开关电器中极其重要的部件。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。 (1). 满足正常负荷的发热要求 正常负荷电流（包括过负荷电流）长期通过触头时，触头的发热温度不应超过允许值。 (2). 具有足够的机械强度 触头要能经受规定的通断次数而不致发生机械故障或损坏。 (3). 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，触头不致被其产生的热量过度烧损或熔焊。 (4). 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

11、损，更不应发生熔焊现象。为了保证触头在闭合时尽量降低触头电阻，有些开关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铜触头，而灭弧触头采用耐高温的铜钨等合金触头。不致使工作触头烧损。,10:12:29,第二节 高压一次设备,变配电所中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路或一次回路，亦称主电路。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备。 凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称为二次电路或二次回路，亦称副电路。二次电路通常接在互感器的二次侧。二次电路中的所有设备，称为二次设备。 一、高压熔断器 熔断器（fuse, 文字符号为FU）是一种当所在电路的电流超过规定值并

12、经一定时间后，使其熔体（fuse-element）熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路和设备进行短路保护，但有的也具有过负荷保护的功能。,10:12:29,工厂供电系统中，室内广泛采用RN1、RN2等型高压管式限流熔断器；室外则广泛采用RW4-10、RW10-10F等型高压跌开式熔断器，也有的采用RW10-35型高压限流熔断器等。 高压熔断器全型号的表示和含义如下：,10:12:29,1、 RN1和RN2型户内高压管式熔断器 RN1型和RN2型的结构基本相同，都是瓷质熔管内充填石英砂的密闭管式熔断器。RN1型主要用于高压线路和设备的短路保护，也能起过负荷保护的作用，

13、其熔体要通过主电路的电流，因此其结构尺寸较大，额定电流可达100A。而RN2型只用作高压电压互感器一次侧的短路保护。由于电压互感器二次侧连接的都是阻抗很大的电压线圈，致使它接近于空载工作，其一次侧电流很小，因此RN2型的结构尺寸较小，其熔体额定电流一般为0.5A。 图2-7是RN1、RN2型高压管式熔断器的外形结构，图2-8是其熔管的剖面示意图。,10:12:29,图2-7 RN1、RN2型高压熔断器 1-瓷质熔管； 2-金属管帽； 3-弹性触座； 4-熔断指示器； 5-接线端子； 6-瓷绝缘子； 7-底座,图2-8 RN1、RN2型高压熔断器的 内部结构示意图 1-管帽 ； 2-瓷管； 3-

14、工作熔体； 4-指示熔体； 5-锡球； 6-石英砂填料； 7-熔断指示器,10:12:29,10:12:29,由图2-8可见，熔断器的工作熔体（铜熔丝）上焊有小锡球。锡是低熔点金属，过负荷时锡球受热熔化，包围铜熔丝。铜锡的分子相互渗透而形成熔点较铜的熔点低的铜锡合金，使铜熔丝能在较低的温度下熔断，这就是所谓“冶金效应”。它使得熔断器能在过负荷电流和较小的短路电流下动作，提高了保护灵敏度。又由该图可见，该熔断器采用几根熔丝并联，以便它们熔断时产生几根并行的电弧，利用“粗弧分细灭弧法”来加速电弧的熄灭。而且其熔管内充填有石英砂，熔丝熔断时产生的电弧完全在石英砂内燃烧，又利用了“狭沟灭弧法”，因此其

15、灭弧能力很强，能在短路后不到半个周期即短路电流未达冲击值之前就能完全熄灭电弧，切断短路电流，从而使熔断器本身及其所保护的电路和设备，不必考虑短路冲击电流的影响，因此这种熔断器属于“限流”熔断器。 当短路电流或过负荷电流通过熔体时，工作熔体熔断后，指示熔体也相继熔断，其红色指示器弹出，如图2-8中虚线所示，给出熔体熔断的指示信号。,10:12:29,2、RW4-10和RW10-10F型户外高压跌开式熔断器 功能是：既可作610kV线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，直接用高压绝缘操作棒来操作熔管的分合。一般的跌开式熔断器如RW4-10G型等，只能在无负荷下操作，或通断小容量的空载变压器和空载

16、线路等，其操作要求与下面将要介绍的高压隔离开关相同。而负荷型跌开式熔断器如RW10-10F型，则能带负荷操作，其操作要求与下面将要介绍的负荷开关相同。 图2-9是RW4-10G型跌开式熔断器的基本结构。它串接在线路上。正常运行时，其溶管上端的动触头借熔丝张力拉紧后，利用绝缘操作棒将此动触头推入上静触头内锁紧，同时下动触头与下静触头也相互压紧，从而使电路接通。当线路上发生短路时，短路电流使熔丝熔断，形成电弧。消弧管（熔管）由于电弧烧灼而分解出大量气体，使管内压力剧增，并沿管道形成强烈的气流纵向吹弧，使电弧迅速熄灭。熔管的上动触头因熔丝熔断后失去张力而下翻，使锁紧机构释放熔管，在触头弹力及熔管自重

17、作用下，回转跌开，造成明显可见的断开间隙，兼起隔离开关的作用。,10:12:29,(5). 粗弧分细灭弧法 将粗大的电弧分成若干平行的细小电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的散热条件，降低电弧的温度，从而使电弧中正负离子的复合和扩散都得到加强，使电弧加速熄灭。 (6). 真空灭弧法 真空具有较高的绝缘强度。如果将开关触头装在真空容器内，则在触头分断时其间产生的电弧（称为真空电弧）一般较小，且在电流第一次过零时就能熄灭电弧。 (7). 六氟化硫（SF6）灭弧法 SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，其绝缘强度约为空气的3倍，其绝缘强度恢复的速度约比空气快100倍，因此采用SF6来灭弧

18、，可以大大提高开关的断路容量和缩短灭弧时间。,10:12:29,(8). 狭沟灭弧法 使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，改善了电弧的冷却条件，同时由于电弧与固体表面接触使其带电质点的复合大大增强，从而加速电弧的熄灭。例如有的熔断器熔管内充填石英砂，使熔丝在石英砂中熔断，就是利用狭沟灭弧原理。又如采用图2-6所示绝缘灭弧栅，先利用电动力吹弧使电弧进入绝缘灭弧栅内，然后利用狭沟灭弧原理来加速电弧的熄灭。,图2-6 绝缘灭弧栅 对电弧的作用 1-绝缘灭弧片； 2-电弧 ； 3-触头,10:12:29,四. 对电气触头的基本要求 电气触头是开关电器中极其重要的部件。开关电器工作的可靠程度，与触头的结

19、构和状况有着密切的关系。 (1). 满足正常负荷的发热要求 正常负荷电流（包括过负荷电流）长期通过触头时，触头的发热温度不应超过允许值。 (2). 具有足够的机械强度 触头要能经受规定的通断次数而不致发生机械故障或损坏。 (3). 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，触头不致被其产生的热量过度烧损或熔焊。 (4). 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降低触头电阻，有些开关触头分为工作触头和灭弧触头两部分。

20、工作触头采用导电性好的铜或镀银铜触头，而灭弧触头采用耐高温的铜钨等合金触头。不致使工作触头烧损。,10:12:29,第二节 高压一次设备,变配电所中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路或一次回路，亦称主电路。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备。 凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称为二次电路或二次回路，亦称副电路。二次电路通常接在互感器的二次侧。二次电路中的所有设备，称为二次设备。 一、高压熔断器 熔断器（fuse, 文字符号为FU）是一种当所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体（fuse-element）熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主

21、要是对电路和设备进行短路保护，但有的也具有过负荷保护的功能。,10:12:29,工厂供电系统中，室内广泛采用RN1、RN2等型高压管式限流熔断器；室外则广泛采用RW4-10、RW10-10F等型高压跌开式熔断器，也有的采用RW10-35型高压限流熔断器等。 高压熔断器全型号的表示和含义如下：,10:12:29,1、 RN1和RN2型户内高压管式熔断器 RN1型和RN2型的结构基本相同，都是瓷质熔管内充填石英砂的密闭管式熔断器。RN1型主要用于高压线路和设备的短路保护，也能起过负荷保护的作用，其熔体要通过主电路的电流，因此其结构尺寸较大，额定电流可达100A。而RN2型只用作高压电压互感器一次侧

22、的短路保护。由于电压互感器二次侧连接的都是阻抗很大的电压线圈，致使它接近于空载工作，其一次侧电流很小，因此RN2型的结构尺寸较小，其熔体额定电流一般为0.5A。 图2-7是RN1、RN2型高压管式熔断器的外形结构，图2-8是其熔管的剖面示意图。,10:12:29,图2-7 RN1、RN2型高压熔断器 1-瓷质熔管； 2-金属管帽； 3-弹性触座； 4-熔断指示器； 5-接线端子； 6-瓷绝缘子； 7-底座,图2-8 RN1、RN2型高压熔断器的 内部结构示意图 1-管帽 ； 2-瓷管； 3-工作熔体； 4-指示熔体； 5-锡球； 6-石英砂填料； 7-熔断指示器,10:12:29,10:12:

23、29,由图2-8可见，熔断器的工作熔体（铜熔丝）上焊有小锡球。锡是低熔点金属，过负荷时锡球受热熔化，包围铜熔丝。铜锡的分子相互渗透而形成熔点较铜的熔点低的铜锡合金，使铜熔丝能在较低的温度下熔断，这就是所谓“冶金效应”。它使得熔断器能在过负荷电流和较小的短路电流下动作，提高了保护灵敏度。又由该图可见，该熔断器采用几根熔丝并联，以便它们熔断时产生几根并行的电弧，利用“粗弧分细灭弧法”来加速电弧的熄灭。而且其熔管内充填有石英砂，熔丝熔断时产生的电弧完全在石英砂内燃烧，又利用了“狭沟灭弧法”，因此其灭弧能力很强，能在短路后不到半个周期即短路电流未达冲击值之前就能完全熄灭电弧，切断短路电流，从而使熔断器

24、本身及其所保护的电路和设备，不必考虑短路冲击电流的影响，因此这种熔断器属于“限流”熔断器。 当短路电流或过负荷电流通过熔体时，工作熔体熔断后，指示熔体也相继熔断，其红色指示器弹出，如图2-8中虚线所示，给出熔体熔断的指示信号。,10:12:29,2、RW4-10和RW10-10F型户外高压跌开式熔断器 功能是：既可作610kV线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，直接用高压绝缘操作棒来操作熔管的分合。一般的跌开式熔断器如RW4-10G型等，只能在无负荷下操作，或通断小容量的空载变压器和空载线路等，其操作要求与下面将要介绍的高压隔离开关相同。而负荷型跌开式熔断器如RW10-10F型，则能带负荷

25、操作，其操作要求与下面将要介绍的负荷开关相同。 图2-9是RW4-10G型跌开式熔断器的基本结构。它串接在线路上。正常运行时，其溶管上端的动触头借熔丝张力拉紧后，利用绝缘操作棒将此动触头推入上静触头内锁紧，同时下动触头与下静触头也相互压紧，从而使电路接通。当线路上发生短路时，短路电流使熔丝熔断，形成电弧。消弧管（熔管）由于电弧烧灼而分解出大量气体，使管内压力剧增，并沿管道形成强烈的气流纵向吹弧，使电弧迅速熄灭。熔管的上动触头因熔丝熔断后失去张力而下翻，使锁紧机构释放熔管，在触头弹力及熔管自重作用下，回转跌开，造成明显可见的断开间隙，兼起隔离开关的作用。,10:12:29,10:12:29,3、

26、高压真空断路器 高压真空断路器是利用“真空”（气压为10.2 10.6 Pa）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问题，所以这种断路器的触头断开时电弧很难发生。但是在实际的感性负荷电路中，灭弧速度过快，瞬间切断电流，将使截流陡度极大，从而使电路出现极高的过电压这对电力系统是十分不利的。因此，这“真空”不宜是绝对的真空，而是能在A头断开时因高电场发射和热电发射产生一点电弧（称为“真空电弧”），且能在电流第一次过零时熄灭。这样，燃弧时间既短（至多半个周期），又不致产生很高的过电压。 下图是ZN3-10型高压真空断路器的外形结构。 真空断路器具有体积小、重量轻、动作快、

27、使用寿命长、安全可靠和便于维护检修等优点，但价格较贵，过去主要应用于频繁操作和安全要求较高的场所，现在已开始取代少油断路器而广泛应用在高压配电装置中。,10:12:29,ZN3-10型高压真空断路器 1上接线端子；2真空灭弧室（内有触头）；3下接线端子4操作机构箱；5合闸电磁铁；6分闸电磁铁；7断路弹簧；8底座,10:12:29,熔断器和断路器都是做为电路中的过载和断路保护用的，功能大致相同。 区别： 熔断器在过载或断路后熔断器熔断来断开电路，在过载或短路时断路器脱扣，再恢复时只需复位即可 在使用场合我们一般在控制回路用熔断器，因为不长期动作，只在故障时用来保护电路。 主回路一般都用断路器，在

28、人为需要开合主回路时很方便。也就是说断路器相当于熔断器加以前的闸刀开关。 另外在保护值设定方面断路器要方便。 价格方面断路器要比熔断器贵,10:12:29,图2-15 真空灭弧室的结构 1静触头；2动触头；3屏蔽罩；4波纹管；5与外壳封接的金属法兰盘；6波纹管屏蔽； 7绝缘外壳,真空断路器灭弧室的结构如图2-15所示。真空灭弧室的中部，有一对圆盘状的触头。在触头分离时，由于高电场发射和热电发射而使触头间产生电弧。电弧的温度很高，可使触头表面产生金属蒸汽。随着触头的分开和电弧电流的减小，触头间的金属蒸汽密度也逐渐降低。当电弧电流过零时电弧暂时熄灭，触头周围的金属离子迅速扩散，凝聚在四周的屏蔽罩上

29、，以致在电流过零后只几个微秒的极短时间内，触头间实际上又恢复了原有的高真空度。因此，当电流过零后虽又加上高电压，但触头间隙也不会再次击穿，也就是说，真空电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。,10:12:29,三. 高压隔离开关 高压隔离开关（文字符号为QS）的功能，主要是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。因此其结构有如下特点，即断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，能充分保证设备和线路检修人员的人身安全。但是隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。然而它可用来通断一定的小电流，如励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路

30、以及电压互感器和避雷器等。 高压隔离开关按安装地点，分户内式和户外式两大类。图2-16是GN8-10型户内式高压隔离开关的外形。,10:12:29,图2-16 GN8-10型户内式高压隔离开关 1-上接线端子 ；2-静触头；3-闸刀； 4-套管瓷瓶；5-下接线端子；6-框架；7-转轴,10:12:29,高压隔离开关全型号的表示和含义如下：,10:12:29,四. 高压负荷开关 高压负荷开关（文字符号为QL），具有简单的灭弧装置，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，因此它必须与高压熔断器串联使用，以借助熔断器来切除短路故障。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

31、，因此它也具有隔离电源、保证安全检修的功能高压负荷开关的类型较多，这里主要介绍一种应用最广的户内压气式高压负荷开关。 图2-17是FN3-10RT型户内压气式负荷开关的外形结构图。图中上半部为负荷开关本身，外形与隔离开关相似，但其上端的绝缘子内部实际上是一个压气式灭弧装置，如图2-17所示。当负荷开关分闸时，在闸刀一端的弧动触头与绝缘喷嘴内的弧静触头之间产生电弧。由于分闸时主轴转动而带动活塞，压缩气缸内的空气使之从喷嘴向外吹弧，加之断路弹簧使电弧迅速拉长以及电流回路的电磁吹弧作用，使电弧迅速熄灭。但是，负荷开关的灭弧断流能力是很有限的，只能断开一定的负荷电流和过负荷电流，可以装设热脱扣器用于过

32、负荷保护，但绝不能配以短路继电保护来自动跳闸。,10:12:29,图2-17 FN3-10RT型高压负荷开关 1主轴；2上绝缘子兼汽缸；3连杆； 4下绝缘子；5框架；6-RN1型熔断器； 7下触座；8闸刀；9弧动触头；10绝缘喷嘴；11主静触头；12上触座；13断路弹簧； 14绝缘拉杆；15热脱扣器,10:12:29,高压负荷开关全型号的表示和含义如下：,10:12:29,高压隔离开关：高压隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要的开关电器，需与高压断路器配套使用，其主要功能是：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，起隔离电压的作用，不能用于切断、投入负荷电流和开断短路电流，仅可用于不产生强大电

33、弧的某些切换操作，即是说它不具有灭弧功能. 高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用；用于控制电力变压器。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因为能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。,10:12:29,区别： 1、高压负荷开关是可以带负荷分断的，有自灭弧功能，但它的开断容量很小很有限。 2、高压隔离开关一般是不能能带负荷分断的，结构上没有灭弧罩，也有能分断负荷的隔离开关，只是结构上与负荷开关不同，相对来说简单一些。 3、高压负荷开关和高压隔离开关，都可以形成明

34、显断开点，大部分断路器不具隔离功能，也有少数断路器具隔离功能。 4、高压隔离开关不具备保护功能，高压负荷开关的保护一般是加熔断器保护，只有速断和过流 5、高压断路器的开断容量可以在制造过程中做的很高。主要是依靠加电流互感器配合二次设备来保护。可具有短路保护、过载保护、漏电保护等功能。,10:12:29,五. 高压开关柜 高压开关柜(high-voltage switchgear)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，并向其供电；也可作为大型高压电动机的启动和保护之用。高压开关柜中安装有高压开关设备、保

35、护设备，监测仪表和母线、绝缘子等。 高压开关柜有固定式和手车式（移开式）两大类型。在一般中小型工厂中，普遍采用较为经济的固定式高压开关柜。我国现在大量生产和广泛应用的固定式高压开关柜主要为GG-1A（F）型。这种防误型开关柜具有“五防”功能：（1）防止误分误合断路器；（2）防止带负荷误拉误合隔离开关；（3）防止带电误挂接地线；（4）防止带接地线误合隔离开关；（5）防止人员误入带电间隔。图2-18是GG-1A（F）-07S型固定式高压开关柜结构图。,10:12:29,图2-18 GC-10（F）型高压开关柜（断路器手车柜未推入） 1-仪表屏；2-手车室；3-上触头（兼有隔离开关功能）； 4-下触

36、头（兼有隔离开关功能）；5-SN10-10型断路器手车,10:12:29,1-母线； 2-母线隔离开关（QS1，GN8-10型）； 3-少油断路器（QF，SN10-10型）； 4-电流互感器（TA，LQJ-10型）； 5-线路隔离开关（QS2，GN6-10型）； 6-电缆头； 7-下检修门； 8-端子箱门； 9-操作板； 10-断路器的手动操作机构（CS2型）； 11-隔离开关的操作机构（CS6型）手柄 12-仪表继电器屏； 13-上检修门； 14、15-观察窗口,2-19 GG-1A（F）-07S型高压开关柜（断路器柜）,10:12:29,手车式高压开关柜,10:12:29,10:12:29

37、,第三节 低压一次设备,低压一次设备，是指供电系统中1000V（或1200v）及以下的电气设备。本节只介绍常用的低压熔断器、低压开关和低压配电屏等。 一. 低压熔断器 低压熔断器的类型很多，如插入式（RC型）、螺旋式（RL型）、无填料密封管式（RM型）、有填料密封管式（RT型）以及引进技术生产的有填料管式gF、aM系列和高分断能力的NT型等。,10:12:29,国产低压熔断器全型号的表示和含义如下：,10:12:29,1、RM10型低压密闭管式熔断器 RM10型熔断器由纤维熔管、变截面锌熔片和触头底座等几部分组成。其熔管和熔片的结构如图2-20所示。,10:12:29,图2-20 RT0型低压

38、熔断器 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,10:12:29,螺旋式RL1如图2-21，RL1系列螺旋式熔断器由瓷帽、瓷套、熔管和底座等组成。熔管内装有石英沙、熔丝和带小红点的熔断指示器。当从瓷帽玻璃窗口观测到带小红点的熔断指示器自动脱落时，表示熔丝熔断了。熔管的额定电压为交流500V，额定电流为2200A。常用于机床控制线路（但安装时注意上下接线端接法）。,2、RL1型低压螺旋管式熔断器,10:12:29,熔断器RL1系列-1,RL1系列螺旋式熔断器用于交流

39、50Hz，额定电压380/500V，额定电流至200A的配电线路，作输送配电设备、电缆、导线过载和短路保护。,10:12:29,熔断器RL1系列-2,RL1系列有填料封闭管式熔断器适用于交流50Hz，额定电压至380V，额定电流至200A的线路中，作电气设备短路或过载保护之用。, 由瓷帽、熔断体和基座三部分组成。 主要部分均由绝缘性能良好之电瓷制成，熔断体内装有一组熔丝( 片)和充满足够紧密的石英砂。 特点 具有较高的断流能力 能在带电(不带负荷)时不用任何工具安全取下并更换熔断体。 具有稳定的保护特性，能得到一定的选择性保护； 具有明显的熔断指示；,10:12:29,熔断器RL1系列-3,1

40、0:12:29,3、aM型低压熔断器,aM低压熔断器式引进国外技术生产的有限流作用的熔断器，主要由底座和熔管组成。 圆形管内有铜熔体和石英砂，熔体融化后发出红光。熔体熔断后可接通声、光信号装置。,10:12:29,1接线端子，2云母玻璃， 3氧化铍瓷管，4不锈钢外壳，5钠熔体，6氩气， 7接线端子,4、RZ1型低压自复式熔断器,图2-23 RZ1型低压自复式熔断器,RZ1型低压自复式熔断器它既能切断短路电流又能在故障消除后自动回复供电，无需更换熔体如图2-23 低压自复式熔断器可与低压断路器配合使用。,10:12:29,二. 低压刀开关和负荷开关 1、 低压刀开关 刀开关（knife-swit

41、ch,文字符号为QK）因其具有刀形动触头而得名，主要用于不频繁操作的场合。其分类方式很多。按其操作方式分，有单投和双投。按其极数分，有单极、双极和三极。按其有无灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩的两种。不带灭弧罩的刀开关，一般只能在无负荷下操作，主要作隔离开关使用。带灭弧罩的刀开关（如图2-24所示），能通断一定的负荷电流。,10:12:29,10:12:29,图2-24 HD13型低压刀开关 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,10:12:29,低压刀开关全型号的表示和含义如下：,10:12:29,2、低压刀熔

42、开关 熔断器式刀开关（文字符号为QKF或 FU-QK），又称刀熔开关，是一种由低压刀开关与低压熔断器组合的开关电器，也主要用于不频繁操作的场合。最常见的HR3型刀熔开关，就是将HD型刀开关的闸刀换以RT0型熔断器的具有刀形触头的熔管，如图2-25所示。,图2-25 低压刀熔开关的结构示意图 1-RT0型熔断器的熔管 2-弹性触座 3-连杆 4-操作手柄 5-配电屏面板,10:12:29,低压刀熔开关全型号的表示和含义如下：,10:12:29,3、 低压负荷开关 低压负荷开关（文字符号为QL）是由带灭弧装置的刀开关与熔断器串联组合而成，外装封闭式铁壳或开启式胶盖的开关电器，也主要用于不频繁操作的

43、场合。 低压负荷开关具有带灭弧罩刀开关和熔断器的双重功能，既可带负荷操作，又能实现短路保护；但其熔断器熔断后，需更换熔体后才能恢复供电。,低压负荷开关全型号的表示和含义如下：,10:12:29,10:12:29,三. 低压断路器 低压断路器(low-voltage circuit-breaker，文字符号为QF)，又称自动空气开关(auto-switch),它既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和欠电压（或失压）情况下自动跳闸，其功能与高压断路器类似。 低压断路器的原理结构和接线如图2-26所示。（1）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。（2）出现过负荷时，其串联在一次线

44、路上的电阻发热，使双金属片弯曲，也使开关跳闸。（3）当线路电压严重下降和电压消失时，其失压脱扣器动作，同样使开关跳闸。（4）按下按纽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。,10:12:29,图2-26 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-脱扣按纽； 8-电阻； 9-热脱扣器； 10-过流脱扣器,10:12:29,图2-27 低压断路器的保护特性曲线 a)瞬时动作特性 b)两段保护特性 c)三段保护特性,低压断路器按灭弧介质分，有空气断路器和真空断路器等；按用途分，有配电用断路器、电动机用断路器

45、、照明用断路器和漏电保护断路器等。 配电用低压断路器按保护性能分，有非选择型和选择型两类。 配电用低压断路器按结构型式分，有万能式和塑料外壳式两大类,10:12:29,10:12:29,：,国产低压断路器全型号的表示和含义如下,10:12:29,1. 万能式低压断路器 万能式低压断路器，又称框架式自动开关。它是敞开地装设在金属框架上的，而其保护方案和操作方案较多，装设地点也很灵活，故有“万能式”或“框架式”之名。它主要用作低压配电装置的主控制开关。 图2-28是DW16型万能式低压断路器的外形结构图。它是取代DW10 型断路器的更新产品。DW型断路器的合闸操作方式，除手柄操作外，还有杠杆操作、

46、电磁操作和电动操作等。 现在推广应用的万能式断路器，有DW15、DW15X、DW16等型及引进国外技术生产的ME、AH等型，此外还有智能型的DW48等型。,10:12:29,10:12:29,图2-28 DW16型万能式低压断路器,1-操作手柄 2-自由脱扣机构； 3-欠电压脱扣器 ； 4-热脱扣器 ； 5-接地保护用小型电流继电器 6-过负荷保护用过电流脱扣器 7-接线端子； 8-分励脱扣器； 9-短路保护用过电流脱扣器； 10-辅助触头； 11-底座； 12-灭弧罩,10:12:29,2、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，其全部机构和导电部分都装设在一个塑料外

47、壳内，仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作之用。它通常装设在低压配电装置中。 图2-30是DZ20型塑料外壳式低压断路器的剖面结构图。它多用作配电支线负荷端开关及不频繁启动电动机的控制和保护开关。,10:12:29,10,图2-30 DZ20型塑料外壳式 低压断路器 1引入线接线端子；2主触头； 3-灭弧室；4-操作手柄； 5-跳钩；6-锁扣； 7过电流脱扣器；8塑料壳盖； 9-引出线接线端子； 10-塑料底座,10:12:29,图 DZ型断路器操作机构的传动原理说明 a)合闸位置 b)自由脱扣位置 c)分闸和再扣位置,1-操作手柄；2-操作杆； 3-弹簧；4-跳钩； 5-锁扣；6-牵引杆；

48、7-上连杆；8-下连杆； 9-动触头；10-静触头,10:12:29,四、 低压配电屏 低压配电屏 低压配电屏也称为低压配电柜，其结构型式，有固定式、抽屉式和组合式三类。其中组合式配电屏采用模数化组合结构，标准化程度高，通用性强，柜体外形美观，而且安装灵活方便，但价昂。由于固定式配电屏比较价廉. 固定式。我国现在广泛应用的固定式配电屏主要为PGL1、2、3型和GGD、GGL等型。 抽屉式配电屏主要有BFC、GCL、GCK、GCS、GHT1等型。 组合式配电屏有GZL1、2、3型及引进国外技术生产的多米诺（DOMINO）、科必可（CUBIC）等型。图4-48是PGL1、2型固定式低压配电屏的外形

49、结构图。,10:12:29,2.低压配电屏 用于0.4kV配电的成套设备称为低压配电屏,抽屉式低压配电柜,10:12:29,图 PGL1、2型固定式低压配电屏的外形 1-仪表板 2-操作板 3-检修门 4-中性母线绝缘子 5-母线绝缘框 6-母线防护罩,10:12:29,10:12:29,第四节电流互感器和电压互感器,互感器 电流互感器（文字符号为TA）电压互感器（文字符号为 TV） 互感器的主要功能是： (1). 用来使仪表、继电器等二次设备与主电路（一次电路）绝缘 这既可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备，又可防止仪表、继电器等二次设备的故障影响主电路，提高一、二次电路的安全性和可靠性，并有利于人身安全。 (2). 扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围 通过采用不同变流比的电流互感器，用一只5A量程的电流表就可以测量任意大的电流。同样，通过采用不同变压比的电压互感器，用一只100V量程的电压表就可以测量任意高的电压。而且由于采用互感器，可使仪表、继电器等二次设备规格统一，有利于这些设备的批量生产。 （3）隔离高压电路。互感器两边没电的联系，只有磁的联系，保证二次设备和工作人员的安全。,1