发电厂及变电站电气设备第4章cbde.docx

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1、第四章 电气设备及载流导体 第 69 页 共 69 页第4章 电气设设备及载载流导体体教学要求求：掌握握高、低低压开关关电器的的结构特特点、工工作原理理、电气气参数及及其应用用，重点点掌握断断路器的的工作原原理；掌掌握互感感器的作作用、结结构、接接线方式式及准确确度等级级；掌握握母线、电电缆、绝绝缘子、限限流电器器的工作作原理、结结构及应应用。4.1高高压开关关电器4.1.1 概概述在电力系系统的各各类电力力装置中中，主要要电力元元件如发发电机、变变压器、线线路、母母线等，在在改变运运行方式式或停电电检修时时，需要要进行正正常的投投入与切切出；在在出现故故障时则则须迅速速分断短短路电流流，切除

2、除故障电电路，以以保证系系统或装装置的其其他部分分的正常常工作。这这种直接接用于正正常投切切和故障障切除电电路的电电气一次次设备称称为开关关电器。开关电器器的分类类有以下下三种方方式：1按电电压高低低分类开关电器器按使用用电压的的高低分分为高压压开关电电器和低低压开关关电器两两类，后后者用于于1kVV及以下下电力网网络中。2按安安装场所所分类 开关电电器按安安装场所所分为户户内式和和户外式式两类，其其中低压压开关电电器除少少数例外外，多为为户内式式；1110kVV及以上上的开关关电器主主要是户户外式。3按功功能分类类 根据开开关电器器在开断断和关合合电路中中所担负负的任务务的不同同，分为为以下

3、几几类：断断路器、隔隔离开关关、负荷荷开关、熔熔断器。将高压负负荷开关关和熔断断器装配配在一起起的组合合式开关关电器，具具有类似似高压断断路器的的功能，在在某些电电路中可可代替断断路器使使用。4.1.2 高压断断路器4.1.2.11 高高压断路路器的用用途高压断路路器是高高压电器器中最重重要的部部分，是是电力系系统一次次设备中中控制和和保护的的关键电电器，受受它控制制和保护护的电路路，无论论在空载载、负载载或短路路故障状状态，都都应可靠靠地动作作。总的来讲讲，高压压断路器器在电网网中起两两方面的的作用：一是控控制作用用，即根根据电网网运行的的需要，将将部分电电气设备备或线路路投入或或退出运运行

4、；二二是保护护作用，即即在电气气设备或或电力线线路发生生故障时时，继电电保护自自动装置置发出跳跳闸信号号，启动动断路器器，将故故障部分分设备或或线路从从电网中中迅速切切除，确确保电网网中无故故障部分分的正常常运行。4.1.2.22 高压压断路器器的基本本要求由于断路路器在电电路中担担负特别别重要的的任务，必必须满足足以下基基本要求求：1工作作可靠。断断路器应应能在规规定的运运行条件件下长期期可靠地地工作，并并能在正正常和故故障情况况下准确确无误地地完成关关合和开开断电路路和的指指令，其其拒动或或误动都都将造成成严重的的后果。2具有有足够的的开断能能力。断断路器的的开断能能力是指指能够安安全切断

5、断最大短短路电流流的能力力，它主主要决定定于断路路器的灭灭弧性能能，并保保证具有有足够的的热稳定定和动稳稳定。开开断能力力的不足足可能发发生触头头跳开后后电弧长长时续燃燃，导致致断路器器本身爆爆炸飞弧弧，引起起事故扩扩大的严严重后果果。3动作作快速。在在电路发发生故障障时，快快速地切切除故障障电路，不不仅能缩缩短电力力网的故故障时间间和减轻轻巨大短短路电流流对电气气设备的的损害，而而且能增增加电力力系统的的稳定性性，提高高整个系系统的供供电可靠靠性。4具有有自动重重合闸性性能。输输电线路路的短路路故障大大多数是是临时性性的。为为了提高高电力系系统运行行的稳定定性和供供电可靠靠性，线线路保护护多

6、采用用自动重重合闸方方式，即即在发生生短路故故障时，继继电保护护动作使使断路器器跳闸，切切断故障障点的短短路电流流，经很很短时间间后断路路器又自自动重合合闸，恢恢复正常常供电。若若故障仍仍然存在在，则断断路器必必须立即即跳闸，再再次切断断短路电电流，这这要求断断路器在在第一次次大电流流灭弧后后很快恢恢复灭弧弧能力，完完成后续续次的灭灭弧。5结构构简单，经经济合理理。在满满足安全全、可靠靠的同时时，还应应考虑到到经济性性。故要要求断路路器的结结构力求求简单、尺尺寸小、重重量轻、价价格合理理。4.1.2.33断路器器的基本本参数断路器的的特性和和工作性性能可用用以下基基本参数数来表征征：1额定定电

7、压。指指断路器器长时间间运行能能承受的的正常工工作电压压。它不不仅决定定了断路路器的绝绝缘水平平，而且且在相当当程度上上决定了了断路器器的总体体尺寸和和灭弧条条件。 由于输输电线路路有电压压降，电电网不同同地点的的电压可可能高出出额定电电压100%左右右,使断断路器可可能在高高于额定定电压下下长期工工作，故故制造厂厂规定断断路器的的最高电电压对于于102200kV的的为1.15倍倍额定电电压，对对于3330kVV及以上上为1.1倍额额定电压压。2额定定电流。它它是断路路器的触触头结构构和导电电部分在在规定环环境温度度下允许许通过的的长期工工作电流流，其相相应的发发热温度度不会超超过国家家标准。

8、它它决定了了断路器器触头及及导电部部分的截截面，并并且在某某种程度度上也决决定了它它的结构构。3额定定开断电电流。指指断路器器在额定定电压下下能可靠靠开断的的最大短短路电流流的有效效值。它它表征断断路器的的开断能能力。由由于开断断电流与与电压有有关，当当断路器器降低电电压级使使用（例例如100kV断断路器用用于36kVV电网）时时，具有有相应增增大的开开断电流流，但有有一最大大值，称称为极限限开断电电流。4额定定开断容容量。断断路器的的开断能能力也可可间接用用开断容容量Skkd来表表示，在在三相电电路中其其大小等等于额定定电压与与额定开开断电流流的倍。 5动稳稳定电流流。表明明断路器器在冲击击

9、短路电电流作用用下，承承受电动动力的能能力。其其值由导导电和绝绝缘等部部件的机机械强度度决定。6热稳稳定电流流。表明明断路器器承受短短路电流流热效应应的能力力。用通通电时间间（一般般取4SS）和最最大电流流有效值值来综合合表示。7开断断时间。从从操作机机构跳闸闸线圈接接通跳闸闸脉冲起起，到三三相电弧弧完全熄熄灭时止止的一段段时间称称为断路路器的开开断时间间，它等等于断路路器的固固有分闸闸时间ttg和熄熄弧时间间txhh之和，即即 tkdd= ttg+ttxh其中固有有分闸时时间tgg是从跳跳闸线圈圈接通跳跳闸脉冲冲到动、静静触头刚刚分离的的一段时时间；熄熄弧时间间txhh是从触触头刚分分离到各

10、各相电弧弧熄灭的的时间。4.1.2.44 断断路器的的操动机机构断路器在在工作过过程中的的合、分分闸动作作是由操操动系统统来完成成的。操操动系统统由相互互联系的的操动机机构和传传动机构构组成，后后者常归归入断路路器的组组成部分分。操动动机构的的工作性性能和质质量对断断路器的的工作性性能和工工作可靠靠性起着着重要的的作用。1、 操动机构构的组成成断路器的的操动机机构由图图4-11所示的的各个部部分组成成：图4-11 操操动机构构部分组组成（1） 操动机构构：由动动力机构构、扣住住机构、脱脱扣机构构等组成成。动力机构构：为原原动力机机构，其其操动能能源由气气压能、弹弹簧能、电电磁能或或液压能能形成

11、。扣住机构构：当断断路器合合闸到终终了位置置时，将将机构固固定在合合闸位置置。脱扣机构构：当断断路器分分闸时，能能将死点点机构脱脱开，实实现分闸闸。自由脱扣扣机构：由合闸闸电磁铁铁动作，顶顶起机构构到合闸闸终点位位置不落落下，分分闸电磁磁铁脱扣扣动作，机机构能自自由分闸闸。（2） 传动机构构：由拉拉杆、提提升机构构、缓冲冲机构等等组成。拉杆：是是操动机机构过渡渡到提升升机构的的一种连连接传动动机构。提升机构构：用来来提升触触头进行行分、合合闸。缓冲机构构：用来来在分、合合闸终了了位置吸吸收剩余余动作，使使操动平平稳。 操动机机构按照照分、合合闸信号号进行操操动，除除此之外外，根据据运行和和维护

12、要要求，还还应有分分、合闸闸位置的的机械指指示器。2、操动动机构的的分类操动机构构按操动动能源来来进行分分类，可可分为手手动型、电电磁型、液液压型、气气压型和和弹簧型型等多种种类型。手动型操操动机构构是指靠靠人力合合闸，靠靠弹簧力力分闸的的操动机机构；电磁型操操动机构构是直接接依靠电电磁力来来合闸的的操动机机构；液压型操操动机构构是用高高压油推推动活塞塞实现合合闸与分分闸的操操动机构构。气压型操操动机构构是以压压缩空气气推动活活塞实现现合闸与与分闸的的操动机机构。弹簧型操操动机构构是用小小功率电电动机将将弹簧拉拉伸储能能实现合合闸与分分闸的操操动机构构。除手动型型外，其其他均为为自动操操动机构

13、构。其中中，电磁磁型需直直接依靠靠合闸电电源提供供操动功功率；液液压型、气气压型和和弹簧型型则只需需间接利利用电能能，并经经转换设设备和储储能装置置用非电电能形式式操动合合闸，故故短时失失去电源源后可由由储能装装置提供供操动功功率，因因而减少少了对电电源的依依赖程度度。图4-22给出的的是由电电磁型操操动机构构操动的的断路器器动作原原理示意意图。图4-22 断断路器动动作原理理示意图图其合闸过过程如下下：当合合闸线圈圈1接通通时，合合闸铁芯芯2被吸吸向上，推推动合闸闸机构33绕O11轴作反反时针旋旋转，同同时通过过绝缘连连杆122和固定定在断路路器轴上上的拐臂臂11带带动断路路器轴99转动，使

14、使动触头头系统88向上运运动，并并把装在在动触头头系统上上的分闸闸弹簧55压紧。合合闸完成成后，分分闸机构构的搭钩钩4将合合闸机构构3扣住住，使断断路器保保持在合合闸位置置。合闸闸所需的的能量是是由合闸闸电磁铁铁提供的的。其分闸过过程如下下：当分分闸线圈圈7接通通时，分分闸铁芯芯6被吸吸向上，推推动搭构构4绕OO2轴作反反时针旋旋转，释释放合闸闸机构33。此时时，在分分闸弹簧簧的作用用下动触触头系统统向下运运动而完完成分闸闸。断路路器的分分闸是靠靠分闸弹弹簧实现现的，分分闸所需需的能量量是操动动机构在在合闸过过程中储储藏在分分闸弹簧簧的。3、操动动机构的的基本要要求断路器操操动机构构的类型型和

15、产品品型式多多种多样样，但其其基本要要求是一一致的，主主要有以以下几个个方面。（1）具具有足够够的合闸闸功率，保保证所需需的合闸闸速度，并并使断路路器在关关合短路路的情况况下关合合到底。（2）能能维持断断路器处处在合闸闸位置，不不因外界界震动和和其他原原因产生生误分闸闸功率。（3）有有可靠的的分闸装装置和足足够的分分闸速度度，为了了设备和和系统的的安全，分分闸装置置务必工工作可靠靠、灵敏敏快速，在在任何情情况下不不允许误误动或拒拒动。断断路器分分闸后，操操动机构构应自动动回复到到准备合合闸位置置。（4）具具有自由由脱扣装装置。在在断路器器进行合合闸的过过程中又又接到分分闸命令令时，操操动机构构

16、应立即即终止合合闸过程程，迅速速进行分分闸。这这种在合合闸过程程中的分分闸叫做做自由脱脱扣。可可见自由由脱扣装装置是分分闸装置置的重要要补充，二二者常结结合在一一起。无无论对自自动或手手动操动动机构，该该装置都都是不可可缺少的的。（5）在在控制回回路中，要要保证分分、合动动作准确确、连续续，即分分后准备备合、合合后准备备分。（6）结结构简单单、体积积小、价价格低廉廉。4.1.2.55高压断断路器的的分类高压断路路器一般般按灭弧弧介质的的不同进进行分类类。1油断断路器。指采用变变压器油油作为灭灭弧介质质的断路路器。它它又可分分为多油油断路器器和少油油断路器器。多油油断路器器的油除除了作灭灭弧介质

17、质和触头头开断后后绝缘外外，还作作为带电电部分对对地的绝绝缘。少少油断路路器的油油只作为为灭弧介介质和触触头开断断后绝缘缘外，而而带电部部分对地地绝缘采采用瓷件件或其他他介质，和和多油断断路器相相比，具具有用油油量少，体体积小，重重量轻，运运输安装装方便，有有利于防防火等优优点。2压缩缩空气断断路器指采用压压缩空气气作为灭灭弧介质质和弧隙隙绝缘介介质的断断路器。压压缩空气气断路器器的特点点是灭弧弧能力强强，动作作迅速，能能快速自自动重合合闸。此此外，其其体积小小，防火火防爆，在在低温下下能可靠靠的工作作，维护护检修方方便。其其缺点是是工艺要要求高，消消耗有色色金属多多，操作作时噪声声大，并并需

18、一套套专供操操作用的的压缩空空气设备备等。3真空空断路器器。指采用真真空的高高绝缘强强度来灭灭弧的断断路器。这这种断路路器的动动静触头头密封在在真空泡泡内，利利用真空空作为灭灭弧介质质和绝缘缘介质。它它的特点点是：体体积小，能能频繁操操作，维维修工作作量小。4六氟氟化硫（SSF6）断路路器。指利用具具有优异异的绝缘缘性能和和灭弧性性能的SSF6气体作作为灭弧弧介质和和绝缘介介质的断断路器。由由于SFF6气体的的电气性性能好，所所以SFF6断路器器的断口口电压较较高，在在电压等等级相同同、开断断电流和和其他性性能相近近的情况况下，SSF6断路气气比少油油断路器器串联断断口要少少，可使使制造、安安

19、装、调调试和运运行比较较方便和和经济。它的特点点是：灭灭弧能力力强，绝绝缘强度度高，开开断电流流大，燃燃弧时间间短；开开断电容容电流或或电感电电流时，无无重燃，过过电压低低；电气气寿命长长，检修修周期长长，适于于频繁操操作；操操作功小小，机械械特性稳稳定，操操作噪音音小。4.1.2.66 高压压断路器器的基本本结构和和灭弧过过程1 少油断路路器少油断路路器分为为户内式式和户外外式。低低于355kV的的少油式式断路器器只有户户内式，高高于355kV的的只有户户外式，335kVV的少油油式则兼兼有户内内式和户户外式。目目前我国国生产的的少油断断路器有有多种系系列，下下面主要要介绍SSN100和SW

20、W6两种种。（1）SSN100系列户户内式少少油断路路器SN100系列少少油断路路器的结结构基本本相似，图图4-33所示为为SN110-110型少油油断路器器的结构构图。它它由箱体体、框架架和机械械传动机机构三大大部分组组成。箱箱体下部部用两个个支持绝绝缘子垂垂直壁挂挂于框架架上，并并经一绝绝缘连杆杆与传动动机构相相连。断断路器分分合时，操操作机构构通过主主轴277、绝缘缘拉杆229和基基座内的的变直机机构，使使导电杆杆上下动动作，实实现断路路器的分分合。图4-33 SSN100-100型少油油断路器器结构少油断路路器的导导电回路路从上到到下由上上接线座座5、静静触座77、静触触头133、弧触

21、触指144、导电电杆200、滚动动触头119和下下接线座座18等等组成。 导电杆杆的端部部和静触触头的弧弧触指上上均装有有耐弧铜铜钨合金金，以增增强触头头的抗弧弧能力和和短路开开断能力力，延长长其使用用寿命。箱体中间间部位是是灭弧室室，采用用纵横吹吹和机械械油吹联联合作用用的灭弧弧原理。图图4-44是SNN10-10型断路路器灭弧弧室结构构原理图图，图44-4（aa）中，绝绝缘筒111由高高强度的的玻璃钢钢制成，其其内叠装装用耐弧弧耐热的的三聚氰氰胺玻璃璃纤维热热压而成成的隔弧弧板15（共共5片），内内衬筒77和8（两两个），绝绝缘垫圈圈6和110（两两个）；上面用用螺纹压压圈9旋旋紧。第第2

22、、33、4片片隔弧板板带有横横吹喷口口，第55片隔弧弧板具有有纵吹油油囊，形形成三级级横吹和和一级纵纵吹。此此外还具具有因导导电杆分分闸运动动引起的的机械油油吹作用用。图4-44 SSN100-100型少油油断路器器灭弧室室结构原原理图在灭弧室室的上部部空间放放置静触触头，如如图4-3所示示。静触触头座上上套有一一绝缘罩罩筒177，把灭灭弧室上上部空间间分为内内、外两两个部分分。内空空间向下下可通过过隔弧片片中心孔孔和横吹吹孔与外外空间相相通；向向上通过过静触头头座回油油孔道中中的逆止止阀与外外空间相相通。当当断路器器处于合合闸位置置时，下下通道被被导电杆杆塞闭，上上通道因因逆止阀阀钢球下下落

23、而开开启，以以接受回回油。在在分闸过过程中，动动静触头头一分离离便于工工作产生生电弧，分分解变压压器油，首首先将逆逆止阀钢钢球上推推堵住回回油孔，造造成密闭闭燃弧，使使内腔压压力迅速速升高。随随着导电电杆向下下运动，顺顺序打开开第1、22、3横横吹孔和和下部油油囊的纵纵吹孔，造造成压力力油气流流的纵横横吹。此此外，在在导电杆杆快速向向下运动动的同时时，总的的过程如如图4-4（bb）所示示。图中中在开断断小电流流时，由由于横吹吹缺乏足足够的压压力，电电弧被拉拉至纵吹吹油囊后后，在油油气纵横横吹及机机械压油油吹弧的的联合作作用下熄熄灭。当当开断大大电流时时，由于于电弧的的能量大大，油气气压力高高，

24、一般般在开启启第1或或第2横横吹孔时时即能熄熄灭，燃燃弧时间间很短，约约为816mms。 （22）SWW系列户户外式少少油断路路器户外式少少油断路路器采用用串联灭灭弧室、多多断口积积木式结结构形式式，其结结构外型型如图44-3所所示。断断路器每每相由两两个结构构完全相相同的灭灭弧室11串联，对对称地布布置成VV形，固固定在中中间机构构箱2上上，与支支柱绝缘缘子3一一起组成成一个YY形落地地式结构构，每相相有一单单独的底底座4,三相共共用一套套操动机机构实现现三相联联动。1110KKV少油油断路器器采用单单柱双断断口结构构，按照照积木式式组装方方式，用用于2220KVV、3330KVV的少油油断

25、路器器可分别别采用双双柱四断断口和三三柱六断断口的结结构，如如图4-4所示示。图4-55 户外式式少油断断路器的的结构外外型图4-66 断断路器的的积木组组合这种每相相导电回回路采用用多断口口的方式式可以增增强灭弧弧能力、缩缩短分合合闸时间间和降低低灭弧室室的高度度。灭弧室里里的结构构大体与与户内式式少油断断路器相相似，也也采用纵纵横吹和和机械油油吹联合合作用的的灭弧原原理。油断路器器的优点点是结构构简单，价价格便宜宜，但油油在灭弧弧过程中中容易被被碳化，所所以检修修周期短短，维护护工作量量大，再再加油既既会对造造成对环环境的污污染又容容易引发发火灾，所所以在1110KKV及以以上的电电力系统

26、统中已有有被六氟氟化硫断断路器取取代的趋趋势，而而且在110KVV电力系系统中也也有被真真空断路路器取代代的趋势势。2.SFF6断路器器（1）SSF6断路器器的发展展SF6气气体出现现于19900年年，直至至19440年才才被用来来作为电电器设备备的绝缘缘介质，以以此为起起点，使使SF66气体在在高压开开关，变变压器、电电缆和其其他电气气设备中中得到了了广泛的的应用。SSF6在断路路器中的的应用是是在600年代中中期，由由于基础础工业的的发展，材材料和操操动机构构有了新新的突破破，找到到了适应应SF66特点的的气压式式灭弧室室结构，才才使SFF6断路器器走上了了电力工工业实践践的舞台台，获得得

27、了飞跃跃的发展展。在60年年代以前前，355kV以上上的电网网主要使使用油断断路器和和空气断断路器，至至70年年代，SSF6断路器器逐渐排排挤了这这两种断断路器，而而且显现现出其有有力的竞竞争锋芒芒。现在在，世界界上生产产35kkV以上上电压等等级SFF6断路器器的国家家有美国国、日本本、英国国、瑞士士、法国国、意大大利等117个国国家，这这些国家家可生产产108000kV的SSF6断路器器，正在在研究和和制造110000kV的SSF6断路器器。从今今日的用用户需求求和制造造厂家的的产品上上来看，尽尽管少油油断路器器目前还还占有相相当大的的市场，但但总的说说来，是是处于被被淘汰的的趋势。SSF

28、6断路器器已逐渐渐雄踞高高压开关关的主导导地位，这这已成为为国内外外公认的的发展方方向。我国对SSF6断路器器的研制制是从研研制全封封闭组合合电器GGIS开开始的，目目前2220kVV的SFF6断路器器已投入入运行，现现已能生生产1005550kVV的SFF6断路器器，100kV、335kVV的SFF6断路器器正在迅迅速地被被推广使使用。我我国生产产的100kVSFF6断路器器的代表表型号为为LW3310型和LLW310型（如如图4-5所示示）。这这两种类类型的断断路器采采用先进进自能旋旋弧式原原理进行行设计，具具有结构构简单、操操作能量量小、机机电磨损损小等优优点，基基本做到到在运行行期内“

29、无维修修”。与真真空和油油开关灭灭弧室相相比，在在结构、安安全性、耐耐过电压压、使用用寿命和和价格方方面都优优越得多多。LW31011型断路路器配手手动弹簧簧储能操操动机构构具有手手动储能能、手动动开断和和过电流流自动脱脱扣开断断四种功功能，其其主要用用于100kV分支支线路，完完全可以以取代现现有的柱柱上油断断路器。LW310型断路路器配有有交直流流2200V电动动储能弹弹簧操动动机构，具具有电动动关合、电电动开断断、手动动关合、手手动开断断以及过过电流自自动脱扣扣开断功功能。图4-77 LWW310、型SFF6断路器器外形图图（2）SSF6气体的的特点SF6气气体是一一种无色色、无嗅嗅、无

30、毒毒和不可可燃的惰惰性气体体，是目目前在高高压电器器中使用用的最优优良的灭灭弧介质质和绝缘缘介质。在在均匀电电场下SSF6气体的的绝缘性性能大约约是空气气的3倍倍，在00.4MMPa（约44个大气气压）的的压力下下，SFF6气体的的绝缘性性能则与与变压器器油相当当。SF6气气体是电电负性气气体，即即其分子子和原子子具有很很强的吸吸附自由由电子的的能力，可可以大量量吸附弧弧隙中参参与导电电的自由由电子，生生成负离离子。由由于负离离子的运运动要比比自由电电子慢得得多，因因此很容容易和正正离子复复合成中中性的分分子和原原子，大大大加快快了电流流过零时时的弧隙隙介质强强度的恢恢复。（3）SSF6断路器

31、器的灭弧弧装置现在世界界各国生生产的SSF6断路器器，采用用三种灭灭弧室结结构，这这三种灭灭弧室结结构是：其一是是压气式式；其二二是旋弧弧式；其其三是自自能式。压气式灭灭弧装置置（见图图4-88）中只只有一种种压力的的SF66气体，开开断过程程中，压压气缸与与动触头头同时运运动，将将压气缸缸内的SSF6气体压压缩而使使压力升升高。触触头分离离后，即即喷口被被打开，高高压力的的气体由由喷口处处向外排排出，实实现纵吹吹而将电电弧熄灭灭。目前前在1110KVV及以上上的电力力系统中中广泛使使用这种种灭弧装装置。图4-88 压气气式灭弧弧装置的的工作原原理旋弧式灭灭弧装置置（见图图4-99）多用用于1

32、00355KVSSF6断路器器中。其其中磁场场由线圈圈2形成成，线圈圈的一端端和静触触头相连连，另一一端和圆圆筒电极极相连，圆圆筒电极极内部设设置一个个向静触触头凸出出的圆环环。当导导电杆44和静触触头1分分开产生生电弧后后，电弧弧会很快快转移到到动触头头和圆筒筒电极间间，把线线圈2接接入电路路，使被被断开的的电流流流经线圈圈。由于于电弧电电流是沿沿半径方方向流动动的，而而线圈生生成的磁磁场是轴轴线方向向的，所所以电弧弧会沿圆圆周旋转转而与SSF6气体介介质发生生相对运运动，实实现吹弧弧。图4-99旋弧式式灭弧装装置的工工作原理理自能式灭灭弧装置置（见图图4-110）是是正在发发展中的的新一代

33、代的灭弧弧装置，目目前在11102200KV电电力系统统中使用用。其灭灭弧室由由主气室室3、辅辅助气室室6、气气孔4、气气缸5和和喷口11组成。当当动静触触头分开开产生电电弧后，被被电弧加加热的气气体可通通过气孔孔进入主主气室，使使主气室室的压力力升高，高高压气体体对喷口口吹弧使使电弧熄熄灭。如如果开断断的电流流较小，电电弧产生生的热量量小使主主气室的的压力不不够时，辅辅助气室室中的气气体将通通过上部部开启的的阀门进进入到主主气室内内起助吹吹作用，从从而增强强了开断断小电流流的吹弧弧能力。 图图4-110 自自能式灭灭弧装置置的工作作原理4.1.3隔离离开关隔离开关关是高压压电气装装置中保保证

34、工作作安全的的开关电电器,其其结构简简单。隔隔离开关关在分闸闸状态下下,动静静触头间间应有明明显可见见的断口口,绝缘缘可靠；在关合合状态下下，其导导电系统统中可以以通过正正常的工工作电流流和故障障下的短短路电流流。隔离离开关没没有灭弧弧装置，除除了能开开断很小小的电流流外，不不能用来来开断负负荷电流流，更不不能用来来开断短短路电流流，但隔隔离开关关必须具具备一定定的动、热热稳定。4.1.3.11隔离开开关的作作用和分分类1.隔离离开关的的作用隔离开关关的作用用主要有有以下三三种：（1）隔隔离电源源，保证证安全。利利用隔离离开关将将高压电电气装置置中需要要检修的的部分与与其他带带电部分分可靠地地

35、隔离，这这样，工工作人员员可以安安全地进进行作业业，不影影响其余余部分的的正常工工作。（2）倒倒闸操作作。隔离离开关经经常用来来进行电电力系统统运行方方式改变变时的倒倒闸操作作。例如如，当主主接线为为双母线线时，利利用隔离离开关将将设备或或线路从从一组母母线切换换到另一一组母线线。（3）接接通或切切断小电电流电路路。可以以利用隔隔离开关关接通或或切断下下列电路路：电压压互感器器、避雷雷器、长长度不超超过100km的的35KKV空载载线路或或长度不不超过55km的的10kkV空载载线路、335kVV1000 kVVA及以以下和1110 kV332000 kVVA及以以下的空空载变压压器等。特别强

36、调调，隔离离开关在在任何情情况下，均均不能接接通或切切断负荷荷电流和和短路电电流，并并应设法法避免可可能发生生的误操操作。2. 隔隔离开关关的分类类隔离开关关可按以以下不同同方法进进行分类类：（1）按按装设地地点的不不同，分分为户内内式和户户外式两两种。（2）按按绝缘支支柱数目目分为单单柱式、双双柱式和和三柱式式三种。（3）按按动触头头运动方方式，可可分为水水平旋转转式、垂垂直旋转转式、摆摆动式和和插入式式等。（4）按按有无接接地闸刀刀，可分分为无接接地闸刀刀、一侧侧有接地地闸刀、两两侧有接接地闸刀刀三种。（5）按按操动机机构的不不同，分分为手动动式，电电动式、气气动式和和液动式式等。（6）按

37、按极数分分为单极极、双极极、三极极三种。4.1.3.22隔离开开关的操操作原则则隔离开关关都配有有手动操操作机构构，操作作时要先先拔出定定位销，分分、合闸闸动作要要果断、迅迅速，终终了时注注意不要要用力过过猛，操操作完毕毕一定要要用定位位销销住住，并目目测其动动触头位位置是否否符合要要求。不管合闸闸还是分分闸操作作，都应应在不带带负荷或或负荷在在隔离开开关允许许的操作作范围之之内时才才进行。为为此，操操作隔离离开关之之前，必必须先检检查与之之串联的的断路器器，应确确实处于于断开位位置。如果发生生了带负负荷切投投隔离开开关的误误操作，则则应冷静静地避免免可能发发生的另另一种反反方向的的误操作作，

38、就是是：当发发现带负负荷误合合闸后，不不得再立立即拉开开；当发发现带负负荷误分分闸后，不不得再合合上。除除非刚拉拉开一点点，发现现有火花花产生时时，可立立即合上上。4.1.3.33隔离开开关的结结构1 户内式隔隔离开关关户内式隔隔离开关关（型号号为GNN）其额额定电压压一般在在35KKV以下下，图44-111为户内内配电用用隔离开开关的结结构图。隔隔离开关关的三相相共装在在同一个个底座上上，操作作机构通通过连杆杆操动转转轴完成成分合闸闸操作。导导电回路路主要由由闸刀（动动触头）、静静触头及及接线端端组成。静静触头固固定在支支柱绝缘缘子上；闸刀由由两片刀刀片做成成，一端端通过销销轴固定定在另一一

39、组支柱柱绝缘子子的触头头座上。合合闸时两两片刀片片夹紧静静触头。为为了保证证动、静静触头间间的接触触压力和和压缩行行程，在在闸刀与与静头接接触处装装有弹簧簧。对额额定电流流较大的的还普遍遍采用磁磁锁装置置来加强强动、静静触头间间通过短短路电流流时的接接触压力力。图4-111 户户内配电电用隔离离开关的的原理图图磁锁装置置的作用用原理如如图4-12所所示，当当短路电电流沿并并行的两两片闸刀刀流向静静触头时时，刀闸闸外侧的的两片钢钢片受磁磁力作用用互相吸吸引，增增加了刀刀闸对静静触头的的接触压压力，从从而保证证触头对对短路电电流的稳稳定性。图4-112 磁磁锁装置置的作用用原理隔离开关关利用操操动

40、机构构通过传传动连杆杆使三相相连动的的转轴转转动，再再通过每每相的拐拐臂连杆（即即拉杆瓷瓷瓶）驱驱动各相相闸刀作作垂直旋旋转，从从而达到到合分闸闸操动的的目的。2户外外隔离开开关户外隔离离开关（型型号为GGW）由由于触头头直接暴暴露于大大气中，其其工作条条件比较较复杂，应应能抵抗抗冰、雪雪、雨、风风、暴晒晒、酷热热等恶劣劣气候的的长期反反复地作作用，一一般要求求有较高高的绝缘缘和机械械强度。户外隔离离开关按按绝缘支支柱结构构的不同同，可分分为单柱柱式、双双柱式和和三柱式式，有的的还带有有接地闸闸刀。（1） 单柱式隔隔离开关关图4-113为单单柱式隔隔离开关关，这种种隔离开开关的静静触头被被独立

41、地地安装在在架空母母线上，可可动闸刀刀安装在在瓷柱顶顶部，由由操动机机构通过过传动机机构带动动，象剪剪刀一样样向上运运动，夹夹住装在在母线上上的静触触头以实实现合闸闸；或向向下运动动，释放放装在母母线上的的静触头头以实现现分闸。使使用单柱柱式隔离离开关可可以显著著地节省省变电站站的占地地面积，但但由于结结构复杂杂，一般般只在2220KKV及以以上的电电力系统统中用。图4-113 单柱式式隔离开开关的原原理图（2） 双柱式隔隔离开关关图4-114所示示是GWW4-355G（DD）型双双柱式隔隔离开关关的结构构图。它它由底座座1，绝绝缘支柱柱2，导导电回路路3、44、5、66，接地地闸刀77，操动

42、动机构114及传传动机构构9、110、111、112、113等组组成。两两个绝缘缘支柱22分别装装在底座座1的轴轴承座上上，用交交叉连杆杆9连接接两绝缘缘支柱主主轴8和和8的拐臂臂，可使使两主轴轴同步反反向转动动90导电杆杆分成33和5两两段，分分别固定定在两个个绝缘支支柱顶部部，其触触头为指指形结构构。接地地闸刀取取垂直转转动，并并通过单单独的一一套操动动机构和和传动机机构作三三相连动动操作。图4-114 GW44-355G（DD）型隔隔离开关关结构图图GW4-1100D型隔隔离开关关结构上上与GWW4-355G（DD）型相相同，但但绝缘距距离及相相关尺寸寸增大。双柱式隔隔离开关关结构简简单

43、，尺尺寸小，重重量轻，破破冰雪能能力强，动动稳定性性好。但但闸刀在在水平面面内转动动，要求求相间距距离较大大。为满满足特殊殊方式安安装的需需要，也也可将两两个绝缘缘支柱按按V型布布置，称称为V型型双柱式式隔离开开关，如如GW55-355D型隔隔离开关关（如图图4-115所示示）。图4-115 GW55-355D型隔隔离开关关外形图图GW5-35DD型隔离离开关与与GW44-355G（DD）型基基本相同同，它也也是双柱柱式结构构，制成成单极型型式，借借助连杆杆构成三三极联动动。其主主要不同同之外是是每极的的两个支支柱瓷瓶瓶组成VV形装在在同一个个底座内内的两个个轴承座座上。闸闸刀也做做成两段段式

44、，各各固定在在支柱瓷瓷瓶的顶顶端。操操作动轴轴转动，通通过底座座内的伞伞形齿啮啮合，带带动两个个支柱瓷瓷瓶同速速反向旋旋转900，达到到分合闸闸的目的的。 GWW5-1110D型型隔离开开关与GGW5-355D型的的结构相相同，只只是绝缘缘距离和和相关尺尺寸增加加。（3） 三柱式隔隔离开关关 图4-16为为三柱式式隔离开开关，这这种隔离离开关与与双柱式式隔离开开关相比比相间距距离要求求小，两两边的绝绝缘支柱柱固定在在支架上上，中间间的绝缘缘支柱安安装在轴轴上。分分闸时中中间的绝绝缘支柱柱带动转转臂刀闸闸60，使闸闸刀在水水平面上上转动而而分闸。三柱式隔离开关与双柱式的基本元件相同，动作原理相似

45、，只是刀闸转动的方向不同。图4-116 三柱式式隔离开开关结构构图4.1.4高压压熔断器器熔断器是是最简单单和最早早使用的的一种保保护电器器，它串串联在电电路中，当当电路发发生短路路或过载载时，熔熔断器自自动断开开电路，使使其他电电气设备备得到保保护。与与现代受受电保护护控制的的断路器器相比较较，熔断断器保护护显得较较为原始始和简陋陋，如每每次熔断断后须停停电更换换熔件才才能再次次使用；且其保保护特性性不够稳稳定，常常使动作作的选择择性配梧梧发生困困难。但但它直接接动作，无无需断电电保护和和二次回回路相配配合；本本身结构构简单、体体积小、布布置紧凑凑、使用用维护简简便。4.1.4.11基本知知

46、识1.基本本构成和和工作原原理熔断器主主要由金金属熔件件（又称称熔体）、支支持熔件件的触头头、灭弧弧装置和和绝缘底底座等四四部分构构成。其其中决定定其工作作特性的的主要是是熔体和和灭弧装装置。熔断器串串联在电电路中，正正常工作作时，熔熔件载流流不大于于其额定定电流，熔熔断器应应长期安安全地工工作而不不发生误误熔断现现象。当当电路发发生短路路或过载载时，熔熔件被加加热，在在被保护护设备的的温度未未达到破破坏其绝绝缘之前前熔断，使使电路断断开，设设备得到到保护。熔断器的的工作过过程由以以下四个个阶段组组成： （11）熔断断器的熔熔件因过过载和短短路而加加热到熔熔化温度度； （22）熔件件的熔化化和

47、气化化； （33）触头头之间的的间隙击击穿，产产生电弧弧；（4）电电弧熄灭灭，电路路被断开开。 根根据以上上工作过过程，熔熔件应满满足以下下几方面面的要求求： （11）有良良好和稳稳定的导导电性能能，能长长期安全全地通过过允许电电流而不不发生误误熔断。 （22）有较较低的熔熔点。熔熔点高不不仅使正正常工作作温度偏偏高，对对触头、金金属材料料和绝缘缘材料均均不利，而而且延长长了加热热熔化的的时间，不不利于熔熔断器的的快速动动作。（3）有有利于灭灭弧。熔熔体截面面越大，熔熔点越低低和电弧弧越强烈烈，产生生的金属属蒸气就就越多，灭灭弧就越越困难。 22熔件件材料 常用的的熔件材材料有铅铅锡合金金、铅、锌锌、铜和和银等。 铅锡锡合金、铅铅和锌的的熔点较较低，分分别为2200C、3327C和4420C，但但电阻率率都较大大，故熔熔件的截截面较大大（尤其其是额定定电流大大时），产产生的金金属蒸气气多，不不利于灭灭弧。故故这类材材料的熔熔体只用用于5000V及及以下的的低压熔熔断器。锌锌与其他他