建筑电气第4章电气设备选择(二)14015.pptx

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1、4.3 高压开关设备及选择 高压开关设备包括高压断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器及高压开关柜等。1 高压断路器（1）功能 通断正常负荷电流；接通和承受一定的短路电流；在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。（2）组成 高压断路器主要由以下部分组成：触头 是电路通断的重要部分，一般分为动触头和静触头两部分：在开关进行分闸或合闸操作时，静触头不运动，动触头运动；灭弧室 熄灭电弧的地方；绝缘介质 分为灭弧用绝缘介质和支持用绝缘介质，前者在熄灭电弧中起作用，一般有矿物油（又称绝缘油）、SF6气体、真空等；后者用于支持运动机构、触头、灭弧室等，一般有电工瓷、环氧树脂等；壳体结构 断路器的各个部分安装为

2、一体；运动机构 推动动触头运动的机构，多由连杆机构组成。（3）型号和类型第一单元是产品字母代号：S少油断路器；D多油断路器；K空气断路器；L六氟化硫断路器；Z真空断路器；Q自产气断路器；C磁吹断路器；G 隔离开关。第二单元 是装设地点代号：N户内式；W户外式。第三单元 是设计序号。第四单元 是额定电压，kV。第五单元 是补充工作特性标志：G改进型；F分相操作。第六单元 是额定电流，A。第七单元 是额定开断电流，kA。A 油断路器 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 少油断路器：开关触头在绝缘油中闭合

3、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。610kv多用。B 空气断路器 利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄灭。灭弧能力强，分断时间短，断流容量大。结构复杂，价贵，维护要求高。多用于110kv及以上大型电站或变电所及不适应采用六氟化硫断路器的高寒地区。C 六氟化硫断路器 开关触头在SF6气体中闭合和断开。SF6气体兼有灭弧和绝缘功能。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。本身无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧

4、毒物，检修时，应注意防毒。SF6(六氟化硫)断路器 D 真空断路器 开关触头在真空的容器内闭合和断开。灭弧能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。结构简单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。由于开断速度高,易产生截流过电压,对变压器等感性负载易造成危害,应配置过电压吸收装置。D 高压真空断路器 真空断路器利用真空度约为10-4Pa（在运行过程中不低于10-2Pa）的高真空作为内绝缘和灭弧介质。真空间隙的气体稀薄，分子的自由行程较大，发生碰撞游离的几率很小。所以，真空击穿产生电弧，是由触头蒸发出来的金属蒸气帮助形成的。真空断路器是由真空灭弧室、绝缘支撑、传动机构、操

5、动机构、机座（框架）等组成，如右图所示。导电回路由导电夹、软连接、出线板通过灭弧室两端组成。真空断路器的固定方式不受安装角度限制，既可以水平安装，又可以垂直安装，还可以任意角度安装。按真空灭弧室的布置方式可分为落地式和悬挂式两种基本形式，以及这两种方式相结合的综合式和接地箱式。（1）落地式 是将真空灭弧室安装在上方，用绝缘子支持，操动机构设置在底座的下方，上下两部分由传动机构通过绝缘杆连接起来。落地式优点：传动效率高，分合闸操作时直上直下，传动环节少，摩擦阻力小；稳定性好，操作时振动小；便于操作人员观察和更换灭弧室；产品系列性强，而且容易实现户内外产品的相互交换。落地式缺点：总体高度较高，操动

6、机构检修不方便。真空断路器的分类：（）悬挂式真空断路器，是将真空灭弧室用绝缘子悬挂在底座框架前方，而操动机构设置在后方（即框架内部），前后两部分用（绝缘传动）杆连接起来。悬挂式优点：宜用于手车式开关柜。由于操动机构与高电压隔离，便于检修。悬挂式缺点：总体深度尺寸大，用铁多，质量重；绝缘子承受弯曲力；操作时灭弧室振动大；传动效率不高。因此，悬挂式真空断路器一般只适用于中等电压以下的产品。ZN28-10 ZN28-10型断路器外型图它采用悬挂式结构，真空断路器装在一个手车上，主要由机架、真空灭弧室及传动系统组成。真空断路器的发展状况 目前国际上，真空断路器的设计、制造领域里逐步形成了以德国西门子公

7、司为代表的空气绝缘产品和以ABB公司为代表的复合绝缘产品的两大派别。西门子公司的产品有3AF、3AG及3AH等系列产品。ABB公司的代表产品有VD4。国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为三类：引进技术并国产化的产品。如ZN12-12，引进西门子3AF；ZN18-12，引进日本东芝公司VK系列产品；ZN21-12，引进比利时EIB公司的产品技术；ZN67-12，引进日本三菱电机VPR型真空断路器等。在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品，如：ZN63-12和ZN65-12分别效仿ABB的VD4和西门子3AH。自行设计的产品，如：ZN15-12，ZN28-12，ZN30-12等。(3)高压断路器铭

8、牌所列的技术数据 额定电压UrQF：保证长期正常工作时断路器所耐受的 电压值。名牌上所标的电压系指线电 压的额定值。额定电流IrQF:是断路器可以长期通过的最大电流。我国额定电流的等级有：200A、400A、600A、1000A、1500A、2000A、3000A、4000A、5000A、6000A、8000A、10000A 额定开断电流Iroff:是指断路器在额定的电压下能正常 开断的最大电流。开断电流Iroff必 须大于或等于其安装处的短路电 流，即 Iroff Ik(3)额定断流容量SrQF:额定电压与额定开断电流的乘积。额定断流容量必须大于或等于其安装处的短路容量，即 SrQFSk(3

9、)热稳定电流Its:表示断路器能承受的短路电流热效应的能力。物理意义：当热稳定电流通过断路器时，在规定时间ts内，断路器各部分温度不超过国家规定的短时发热温度、保证断路器不被破坏。动稳定电流irs:表示断路器能承受的短路电流电动力作用的能力。物理意义：当断路器在闭合状态时，所能承受通过的最大电流峰值，而不会因为电力的作用发生任何机械损坏。该最大电流峰值称为动稳定电流，也成为极限通过电流。（4）高压断路器的选择 首先考虑工作条件,确定断路器的额定值（电压、电流、频率、机械负载）。结合环境条件选用断路器的型号和规格。据短路电流进行断流容量,动、热稳定校验。尽量选用维修方便，价格便宜，运行费用少设备

10、。2 高压隔离开关 隔离开关又称隔离刀闸，是一种高压开关电器。因为它没有专门的灭弧装置，故不能用来切断负荷电流和短路电流。使用时应与断路器配合，只有在断路器断开时才能进行操作。隔离开关在分闸时，动静触头间形成明显可见的断口，绝缘可靠。（1）高压隔离开关功能 高压隔离开关功能（1）隔离电源。（2）倒闸操作。（3）接通和断开小电流电路。（2）类型：a.户内型（GN）三相刀闸同一底座。b.户外型（GW）单柱式、双柱式、三柱式。（3）选择 a.首先按安装地点选择户内型或户外型。b.结合工作条件确定额定值，校验动、热稳定值。c.35kv及以上宜选用带接地刀闸。d.考虑开关接线端的机械负荷。3 高压负荷开

11、关 我们知道断路器分闸时不单能分合正常的负荷电流，通常在设计合理的前提下，还能安全分合短路电流。当然，断路器的综合价格也不低（不单涉及断路器本身的采购价格，还涉及建安费、配套设备和检修等费用），在某些场合下，采用断路器将存在投资浪费，因此负荷开关应运而生。显然，高压负荷开关是用来分合负荷电流的，一般具有一定的灭弧能力，多使用产气管灭弧，但对于短路电流，通常也能关合一定的短路电流，但不能开断短路电流。因此，高压负荷开关可用于控制供电线路的负荷电流，也可用来控制空载线路、空载变压器及电容器等。高压负荷开关在分闸时有明显的断口，可起到隔离开关的作用，与高压熔断器串联使用，前者作为操作电器投切电路的正

12、常负荷电流，而后者作为保护电器开断电路的短路电流及过负荷电流。（1）按使用地点分为户内型和户外型。（2）按灭弧方式的不同，可以分为产气式、压气式、压缩空气式、油浸式、真空式、SF6式等，近年来，真空式发展很快，在配电网中得到了广泛应用。（3）按是否带熔断器可分为带熔断器和不带熔断器。高压负荷开关的类型 一单元：F，表示负荷开关；Z，表示真空负荷开关。二单元：N，户内型；W，户外型。三单元；设计序号。四单元：额定电压。五单元：操动机构代号，有D表示电动操动机构，无D手动。六单元：熔断器代号，有R表示带熔断器，无R不带熔断器。七单元：S，表示熔断器装在开关上端，没S时装在下端。八单元：额定工作电流

13、，A。九单元：额定开断电流，kA。4 高压熔断器 熔断器就是我们通常所说的保险，只不过高压熔断器和我们日常生活中所使用的保险有一些差别。（1）熔断器的组成：熔件（合金材料）、触头和外壳。（2）工作原理：熔件的熔点不高，电流流过熔件时会产生热量使熔件温度升高，当温度升高到其熔点后，熔件逐步烧断，从而切断电源。熔件熔断的电流和时间之间是非线形关系，大致与继电保护中反时限电流保护特性相同。熔断器的保护特性，也称安秒特性。安秒特性。熔件熔断后，只要重新更换新的熔件，熔断器就可以继续工作。熔断器兼有开关和保护的功能。是一种供电末端广泛采用的设备。熔断器按使用地点可分为户内（RN)和户外(RW)两种类型。

14、户外高压熔断器多以跌落式出现，即熔断器在安装时带有一个向下的角度，当熔断器中熔件熔断时，熔断器的触头分离。高压熔断器按照是否有限流作用又可分为限流式和非限流式。限流式熔断器即带有用于灭弧的石英砂或产气纤维管等灭弧装置。（3）高压熔断器的技术参数：a.熔断器的额定电压。它既是绝缘所允许的电压等级，又是熔断器允许的灭弧电压等级。对于限流式熔断器，不允许降低电压等级使用，以免出现大的过电压。b.熔断器的额定电流。指一般环境温度（40）下熔断器壳体载流部分和接触部分允许通过的长期最大工作电流。c.熔体的额定电流。熔体允许长期通过而不致发生熔断的最大有效电流。该电流可以小于或等于熔断器的额定电流，但不能

15、超过。d.熔断器的开断电流。熔断器所能正常开断的最大电流。若被开断的电流大于此电流时，有可能导致熔断器损坏，由于电弧不能熄灭引起相间短路。（4）特点 RN1 主要用作高压线路和设备的短路保护，也起过负 荷保护。RN2 用作高压互感器的短路保护。RN1、RN2灭弧能力很强，为“限流”式熔断器。RW3 即可作610kv线路和变压器的短路保护，又可 在一定条件下直接用高压绝缘棒（俗称令克棒 来操作熔管分合，以断开或接通小容量的空载 变压器和空载线路等。其灭弧能力不强，为“非限流”式熔断器。（5）选择 a.其额定电压应符合线路或设备的额定电压。b.熔断器额定电流 Ir.FU（指熔管的额定电流）和熔体

16、的额定电流 Ir.FE的确定：Ir.FE(1.4-2.5)IC Ir.FE=(0.3-1.0)IN.FU c.前后选择性的配合要求。即后级或上级的Ir.FE，要 比前级或下级的Ir.FE相差23个额定电流级。d.断流能力的校验，即：熔断器最大分断电流。熔断器最小分断电流。熔断器安装点的三相短路电 流。熔断器安装点的三相短路冲击 电流。熔断器所保护线路末端的两相短 路电流。5 高压开关柜 按一定线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置。（1）用途 作为电能接受、分配的通断和监视保护之用。（2）类型 固定式、手车式 a.固定式 制造工艺简单，节省钢材，价格便宜，但体积较大防护等级较

17、低 b.手车式 维护方便，安全可靠，更换断路器容易,占用建筑体积少等。（3）选择 据使用环境和工作条件决定开关柜类型和相应的电气设备。据变配电所一次电路图的要求并经几个方案的技术经济比较，优选开关柜及其一次方案编号，并确定一、二次设备型号和规格。结合控制、计量、保护和信号等方面要求，选用或自行设计二次接线，并确定二次设备型号和规格。向厂家订购时，应要求厂家提供一、二次电路图纸等有关技术资料。谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH