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1第二章常用电气设备第一节建筑供配电系统电气设备的分类第二节电气设备中的电弧问题第三节高压电气设备第四节低压电气设备本章小结2第一节建筑供配电系统电气设备的分类一次设备或一次元件:一次电路中的所有电器设备二次设备或二次元件:二次电路中的所有电气设备3第一节建筑供配电系统电气设备的分类一次设备按其在一次电路中的作用又可分为变换设备、控制设备、保护设备和补偿设备等。4第一节建筑供配电系统电气设备的分类变换设备：是用来变换电能、电压或电流的设备，如发电机和电力变压器等。控制设备：是用来控制电路通断的设备，如各种高低压开关设备等。5第一节建筑供配电系统电气设备的分类保护设备：是用来防护电路过电流或过电压的设备，如高低压熔断器和避雷器等。补偿设备：是用来补偿电路的无功功率以提高系统功率因数的设备，如高低压电容器。成套设备：则是按照一定的线路方案将有关一、二次设备组合而成的设备，如高低压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱、高低压电容器柜及成套变电所等。6常见开关设备的功能7第二节电气设备中的电弧问题一、电弧的产生和危害产生：电气设备的触头在分断电流时会产生电弧，原因在于触头本身周围介质中含有大量可被游离的电子。当触头间存在着足够的电场强度时，就可能使电子强烈游离而形成电弧。危害：电弧延长了电路开断的时间，如果电弧是短路电流产生的，电弧的存在就意味着短路电流还存在，从而使短路电流危害的时间延长。电弧的高温可能烧损开关触头，烧毁电气设备及导线、电缆，甚至引起火灾和爆炸事故。强烈的弧光还可能损伤人的视力。因此，电气设备在结构设计上要力求避免产生电弧，或在产生电弧后能迅速地熄灭。8二、电气设备中常用的灭弧方法（1）速拉灭弧法:迅速拉长电弧，可使电弧的电场强度骤降,加速电弧的熄灭（2）冷却灭弧法:降低电弧的温度，可使电弧中的热游离减弱（3）吹弧灭弧法:利用外力（如气流、油流或电磁力）来吹动电弧，使电弧加速冷却，同时拉长电弧（4）长弧切短灭弧法:利用金属片（如钢栅片）将长弧切为若干短弧，使电弧上的压降增大，大于外施电压9二、电气设备中常用的灭弧方法（5）粗弧分细灭弧法：将粗大的电弧分为若干平行的细小电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，从而改善电弧的散热条件，降低电弧的温度（6）狭沟灭弧法：使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，改善电弧的冷却条件，使电弧易于熄灭（7）真空灭弧法：真空具有较高的绝缘强度，处于真空中的触头之间只有触头开断初瞬间产生的所谓“真空电弧”，这种电弧在电流过零时就能自动熄灭而不致复燃。（8）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。10第三节高压电气设备高压电器的分类高压断路器高压隔离开关高压负荷开关高压熔断器互感器高压开关柜11一、高压电器的分类按结构形式分类:单极式、三极式按安装地点分类：户内式、户外式按组合方式分类：元件、组合电器按照电流制式分类：交流电器、直流电器按用途和功能分类：开关电器、量测电器、限流、限压电器、成套设备12高压断路器—文字符号QF是高压输配电线路中最为重要的电气设备，它的选用和性能直接关系到线路运行的安全性和可靠性。1．作用（1）通断正常的负荷电流和过负荷电流；（2）通断一定的短路电流；（3）在保护装置作用下，自动跳闸，切断短路电流。二、高压断路器132．类型（1）高压断路器按采用的灭弧介质分1）油断路器按油量大小分为少油和多油两类。多油断路器的油量多，兼有灭弧和绝缘的双重功能；少油断路器的油量少，只作灭弧介质用。2）六氟化硫(SF6)断路器3）真空断路器4）压缩空气断路器5）磁吹断路器二、高压断路器14（2）高压断路器按使用场合分1）户内型2）户外型（3）按分断速度分有高速（＜0.01s）、中速（0.1～0.2s）、低速（＞0.2s）三种。（现采用高速断路器比较多。）3.高压断路器的全型号表示和含义如下：二、高压断路器154.高压少油断路器(SW、SN型)一般6kV～35kV户内配电装置中主要采用的高压少油断路器是我国统一设计、推广应用的一种新型少油断路器。按其断流容量（Soc）分有I、II、Ⅲ型。断流容量SN10-10I型Soc为300MVA；SN10-10Ⅱ型Soc为500MVA；SN10-10Ⅲ型Soc为750MVA。图1SNl0-10型高压少油断路器的外形结构图图2油箱内部结构图二、高压断路器16图1SN10-10型少油断路器外形结构1－铝帽2－上接线端子3－油标4－绝缘筒5－下接线端子6－基座7－主轴8－框架9－断路弹簧图2少油断路器内部剖面结构1—铝帽2—油气分离器3—上接线端子4－油标5－静触头6－灭弧室7－动触头8－中间滚动触头9－下接线端子10－转轴11－拐臂12－基座13－下支柱瓷瓶14－上支柱瓷瓶15－断路弹簧16－缘筒17－逆止阀18－绝缘油二、高压断路器175.高压真空断路器（ZN、ZW型）（1）特点高压真空断路器是利用“真空”作为绝缘和灭弧介质，灭弧能力强、无爆炸、低噪音、体积小、重量轻、寿命长、电磨损少、结构简单、无污染、可靠性高、维修方便，属高速断路器，是实现无油化改造的理想设备。因此，虽然价格较贵，在要求频繁操作和高速开断的场合，尤其是安全要求较高的工矿企业、住宅区、商业区等被广泛采用。（2）类型根据其结构分有落地式、悬挂式、手车式三种形式；按使用场合分有户内式和户外式。二、高压断路器18（3）ZN3-10型真空断路器的外形结构如图3所示1）组成①真空灭弧室真空灭弧室由圆盘状的动静触头、屏蔽罩、波纹管屏蔽罩、绝缘外壳(陶瓷或玻璃制成外壳)等组成。②操动机构可配用CD系列电磁操动机构或CT系列弹簧操动机构。③绝缘体传动件④底座2）工作原理在触头刚分离时，触头间只产生真空电弧。电弧的温度很高，使金属触头表面产生金属蒸气，由于触头的圆盘状设计使真空电弧在主触头表面快速移动，其金属离子在屏蔽罩内壁上凝聚，以致电弧在自然过零后极短的时间内，触头间隙又恢复了原有的高真空度。因此，电弧暂时熄灭，触头间的介质强度迅速恢复；电流过零后，外加电压虽然很快恢复，但触头间隙不会再被击穿，真空电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。二、高压断路器19图3ZN3-10型真空断路器外形1－上接线端子（后出线）2－真空灭弧室3－下接线端子（后出线）4－操动机构箱5－合闸电磁铁6－分闸电磁铁7－断路弹簧8－底座图4真空断路器灭弧室结构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7一绝缘外壳二、高压断路器206.六氟化硫（SF6）断路器（LN、LW型）（1）SF6气体的特性是—种五色、无味、无毒且不易燃的惰性气体，兼有灭弧和绝缘功能在150℃以下时，其化学性能相当稳定。1）由于SF6中不含碳(C)元素，对于灭弧和绝缘介质来说，具有极为优越的特性，不需要象油断路器那样要经常检修；2）SF6不含氧(O)元素，因此不存在触头氧化问题，所以其触头磨损少，使用寿命长。3）SF6具有优良的电绝缘性能，在电流过零时，电弧暂时熄灭后，SF6能迅速恢复绝缘强度，从而使电弧很快熄灭。4）在电弧的高温作用下，SF6会分解出氟(F2)，具有较强的腐蚀性和毒性，且能与触头的金属蒸汽化合为—种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物，因此，SF6断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用。这些氟化物在电弧熄灭后的极短时间内能自动还原。对残余杂质可用特殊的吸附剂清除，基本上对人体和设备没有什么危害。二、高压断路器21（2）六氟化硫（SF6）断路器特点利用SF6气体作灭弧和绝缘介质，触头磨损少，使用寿命长，无须经常检修，电绝缘性能好，结构简单，灭弧能力强，无燃烧爆炸危险，属高速断路器。但是，SF6断路器的要求加工精度高，密封性能要求严，价格相对昂贵。适用于需频繁操作及有易燃易爆炸危险的场所。（3）类型按SF6断路器灭弧室的结构形式分，有压气式、自能灭弧式(旋弧式、热膨胀式)和混合灭弧式(一般采用以上几种灭弧方式的组合，如压气+旋弧式等)。注：我国生产的LNl、LN2型为压气式，LW3型户外式采用旋弧式灭弧结构。二、高压断路器22（4）LN2-10型高压SF6断路器的外形结构如图5所示，其绝缘筒内灭弧室的剖面图和工作原理如图6所示。1）组成绝缘筒和灭弧室操动机构箱主要采用弹簧、液压操动机构固定用小车2）工作原理断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是相对固定的。当跳闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的汽缸由断路器的操动机构通过连杆带动离开静触头，电弧在动、静触头间产生，汽缸和活塞的相对运动压缩SF6气体并使之通过绝缘喷嘴吹出，用吹弧法来迅速熄灭电弧。二、高压断路器23图6SF6高压断路器灭弧室1－静触头2－绝缘喷嘴3－动触头4－汽缸5－压气活塞6－电弧图5LN2-10高压SF6断路器1－上接线端子2－绝缘筒3－下接线端子4－操动机构箱5－小车6－断路弹簧二、高压断路器247．高压开关设备的常用操动机构介绍操动机构又称操作机构，是供高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关进行分、合闸及自动跳闸的设备。一般常用的有手动操动机构、电磁操动机构和弹簧储能操动机构。操动机构的型号表示和含义如下：二、高压断路器25图7是CS6型的手动操动机构和GN8型高压隔离开关的配合使用图。图8是CS2型手动操动机构的外形结构。（1）CS系列手动操动机构特点：手动和远距离跳闸，只能手动合闸；采用交流操作电源；无自动重合闸功能；操作速度有限，所操作的断路器开断的短路容量不宜超过100MV·A；结构简单，价格低廉；一般用于操作容量630KV·A以下的变电所中的隔离开关和负荷开关。二、高压断路器26图7SC6型的手动操动机构和GN8型高压隔离开关的配合使用1－GN8隔离开关2－焊接钢管3－调节杆4－CS6手动操动机构5－操作手柄图8CS2型手动操动机构的外形结构1－操作手柄2－外壳3－跳闸指示牌4－脱扣器盒5－跳闸铁心二、高压断路器27图9CD10型电磁操动机构a)外形图b)剖面图1－外壳2－跳闸线圈3－手动跳闸铁心4－合闸线圈5－合闸操作手柄6－缓冲底座7－接线端子排8－辅助开关9－分合指示器（3）CT系列的弹簧储能操动机构特点：不仅能手动和远距离跳、合闸，且操作电源交、直流均可，又可实现一次重合闸，因而其保护和控制装置可靠、简单。虽然结构复杂，价格较贵，但其应用已越来越广泛。二、高压断路器(2)电磁操动机构特点：能手动和远距离跳、合闸（通过其跳、合闸线圈），也可进行自动重合闸，合闸功率大，但需直流操作电源。图9是CD10型的外形和内部结构图。28高压隔离开关—文字符号QS1.主要功能：隔离高压电源，以保证对其他电器设备及线路的安全检修及人身安全。因此其结构特点是断开后具有明显可见的断开间隙，且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。2.使用特点：隔离开关没有灭弧装置，所以不容许带负荷操作。但可容许通断一定的小电流，如励磁电流不超过2A的35KV、1000KV·A及以下的空载变压器电路、电容电流不超过5A的10KV及以下、长5Km的空载输电线路以及电压互感器和避雷器回路等。3.类型1)按安装地点分户内式和户外式；2)按有无接地开关分不接地、单接地、双接地。三、高压隔离开关295.户内式高压隔离开关户内式高压隔离开关型号较多，常用的有GN8、GNl9、GN24、GN28、GN30等户内式系列，图10所示为GN8-10高压隔离开关的外形结构图。它的三相闸刀安装在同一底座上，闸刀均采用垂直回转运动方式。GN型高压隔离开关一般采用手动操动机构进行操作。三、高压隔离开关4.高压隔离开关型号含义30图10GN8-10型高压隔离开关外形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－支柱绝缘子三、高压隔离开关316.户外高压隔离开关户外高压隔离开关常用的有GW4、GW5、和GW1等系列。GW4-35型的户外高压隔离开关的外形如图11所示。为了熄灭小电流电弧，该隔离开关安装有灭弧角条