造价工程师《技术与计量》(安装)知识点开关设备

造价工程师《技术与计量》(安装)知识点——开关设备开关设备高压开关设备是指在电压1kV及以上的电力系统中运行的户内和户外交流开关设备，主要用于电力系统(包括发电厂、变电站、输配电线路和工矿企业等用户)的控制和保护，既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或退出运行，也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网中快速切除，从而保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。(一)断路器高压断路器也称高压开关，是高压供电系统中最重要的电器之一。高压断路器具有一套完善的灭弧装置，能在有负荷的情况下接通或断开电路;在系统发生短路故障时，能迅速切断短路电流。1.分类和性能根据断路器安装地点，可分为户内和户外两种。根据断路器使用的灭弧介质，可分为以下几种类型：(1)油断路器油断路器是以绝缘油为灭弧介质，可分为多油断路器和少油断路器。在多油断路器中，油不仅作为灭弧介质，而且还作为绝缘介质，因此用油量多，体积大。在少油断路器中，油只作为灭弧介质，因此用油量少，体积小，耗用钢材少。(2)空气断路器空气断路器是以压缩空气作为灭弧介质，此种介质防火、防爆、无毒、无腐蚀性，取用方便。空气断路器靠压缩空气吹动电弧使之冷却，在电弧达到零值时，迅速将弧道中的离子吹走或使之复合而实现灭弧。空气断路器开断能力强，开断时间短，但结构复杂，工艺要求高，有色金属消耗多。(3)六氟化硫(SF6)断路器SF6断路器采用具有优良灭弧能力和绝缘能力的SF6气体作为灭弧介质，具有开断能力强、动作快、体积小等优点，但金属消耗多，价格较贵。近年来SF6断路器发展很快，在高压和超高压系统中得到广泛应用，尤其以SF6断路器为主体的封闭式组合电器，是高压和超高压电器的重要发展方向。(4)真空断路器真空断路器是在高度真空中灭弧。真空中的电弧是在触头分离时电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。电弧中的离子和电子迅速向周围空间扩散。当电弧电流到达零值时，触头间的粒子因扩散而消失的数量超过产生的数量时，电弧即不能维持而熄灭。真空断路器开断能力强，开断时间短、体积小、占用面积小、无噪声、无污染、寿命长，可以频繁操作，检修周期长。此外，还有磁吹断路器和自产气断路器，它们具有防火防爆，使用方便等优点，但是一般额定电压不高，开断能力不大，主要用作配电系统。2.对高压断路器的基本要求根据以上所述，断路器在电力系统中承担着非常重要的任务，不仅能接通或断开负荷电流，而且还能断开短路电流。因此，断路器必须满足以下基本要求(1)工作可靠;(2)具有足够的开断能力;(3)具有尽可能短的切断时间;(4)具有自动重合闸性能;(5)具有足够的机械强度和良好的稳定性能;(6)结构简单、价格低廉。(二)隔离开关与接地开关1.隔离开关的作用隔离开关是在高压电气装置中保证工作安全的开关电器，结构简单，没有灭弧装置，不能用来接通和断开负荷电流电路。隔离开关的作用为：隔离电源，倒闸操作，接通和切断小电流电路。2.接地开关的用途与分类接地开关是用以将回路接地的一种机械式开关装置，它主要用来保护检修工作的安全。接地开关按安装场所的不同，分为户内与户外型;按操作方式不同，分为用钩棒和用操动机构;按使用特性不同，分为一般接地开关与快速接地开关。(三)负荷开关负荷开关是指关合、开断及承载运行线路正常电流(包括规定的过载电流)、并能关合和承载规定的异常电流(如短路电流)的开关设备。(四)接触器接触器是指除手动操作外只有一个休止位置，能关合、承载正常电流及规定的过载电流的开断和关合装置，借助于锁扣装置，可防止运动元件返回休止位置，使锁扣接触器获得了第二个休止位置，接触器适用于控制操作频繁的回路，主要控制对象为高压电动机、变压器和电容器组等。接触器与限流熔断器组合作为电动机的控制和保护，其技术简便，效果更佳。(五)熔断器熔断器是电力系统中过载和短路故障的保护设备，当电流超过给定值一定时间，通过融化一个或几个特殊设计和配合的组件，分断电流来切断电路。熔断器具有结构简单、体积小、价格便宜、维护方便、保护动作可靠和消除短路故障时间短等优点;但也有如不能分合操作、动作后需更换熔断件、易造成单相供电等不足之处。(六)操动机构操动机构是高压开关的重要组成部分，当它接受操作指令后，能使开关设备准确地合闸和分闸。有的操作机构与开关集于一体;有的则做成独立的产品，供各类开关设备本体配用。操动机构的基本要求：1.具有足够的操作功率;2.具有维持合闸的装置;3.具有尽可能快的分闸速度;4.具有自由脱扣装置，所谓自由脱扣，是指在断路器合闸过程中如操动机构又接到分闸命令，则操动机构不应继续执行合闸命令而应立即分闸;5.具有“防跳跃”功能;6.具有自动复位功能;7.具备工作可靠、结构简单、体积小、重量轻、操作方便、价格低廉等特点。操动机构一般以操动触头系统分合闸时的主要驱动能源来进行分类，有人(手)力、电动机、电磁、弹簧、液压、气动、重锤操动机构。其中，人(手)力、电动机操动机构直接操动时只能做成慢速机构，操动开关产品的分合闸时间在0.5S以上或更长，其余的一般做成快速机构，分闸时间多在0.1S以下。(七)防爆配电装置(八)敞开式组合电器敞开式组合电器由几种常规的高压电器按主接线要求，在结构上相互依托借用，有机地构成一个整体，其中各电器仍保持原有性能和基本特点，产品结构紧凑，占场地少。(九)金属封闭开关设备金属封闭开关设备(简称开关柜)是由封闭于接地的金属外壳内的主开关(如断路器)、隔离开关(或隔离触头)、互感器、避雷器、母线等一次元件及控制测量、保护装置组成的成套电器。(十)气体绝缘金属封闭开关设备气体绝缘金属封闭开关设备是指采用(至少部分地采用)高于大气压的气体作为绝缘介质的金属封闭开关设备，简称GIS.GIS是由断路器、隔离开关、电压互感器、避雷器、母线、电缆终端盒或(和)出线套管等高压电器元件按主接线要求组合而成的。功能单元是GIS的基本组合单元。每个功能单元包括共同完成一种功能的所有主回路和辅助回路单元，通常每套GIS具有若干不同功能单元，如架空进(出)线单元、电缆进(出)线单元、变压器单元、母线联络单元、计量与保护单元等。GIS外壳的主要作用如下：1.气体容器2.接地电极3.安全保护4.散热当额定电流3150A以上时，常用铝合金外壳更为经济。5.机械支撑