发电厂电气一次设备.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流发电厂电气一次设备.精品文档.发电厂电气一次设备一、断路器：断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。而高压断路器要开断1500V，电流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。 吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。 断路器的选择 断路器的选择必须按正常的工作条件进行选择，并且按断路情况校验其热稳定和动稳定。此外，还应考虑电器安装地点的环境

2、条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取有效措施。对高压断路器有以下几个方面的要求，这些要求在断路器的基本技术参数上得到体现。(1)断路器在额定条件下（额定电压、额定电流）可以长期工作。(2)应有足够的开断能力，并保证有足够的热稳定和动稳定（开断电流、额定关合电流、极限通过电流、热稳定电流）。(3)具有尽可能短的开断时间，这对减少电网的故障时间，减轻故障设备的损害，提高系统稳定性都是有利的。 (4)结构简单、价格低廉、体积小、重量轻、便于安装。下面是几种常用断路器的特点： 1.多油断路器实现简单、价格便宜，但由于用油量大、体积大、

3、检修工作量大、且易发生爆炸和火灾现象，一般情况下不采用。 2.少油断路器用油少、油箱结构小而坚固，具有节省材料、防爆防火特点。少油断路器使用安全，使配电装置大大简化，体积小、便于运输、目前被大量采用。 3.空气断路器断路能力大、动作时间快、尺寸小、重量轻、无火灾危险，但结构复杂、价格贵、需要装设压缩空气系统等，主要用于110KV及以上对电气参数及断路时间有较高要求的系统中。 4.SF6电气性能好、断口电压可较高。设备的操作维护和检修都很方便、检修周期长而且它的开断性能好、占地面积小、特别是发展SF6封闭组合电器可大大减少变电所的占地面积。SF6断路器广泛应用于90年代，目前我国已成功生产和研制

4、了220、330、500KV的SF6断路器。 1、SF6断路器：SF6断路器，是用SF6气体作为来弧和绝缘介质的断路器。它与空气断路器同属于气吹断路器，不同之处在于：工作气压较低；在吹弧过程中，气体不排向大气，而在封闭系统中循环使用。 （1）SF6的优点 SF6的分子和自由电子有非常好的混合性。当电子和SF6分子接触时几乎100%的混合而组成重的负离子，这种性能对剩余弧柱的消电离及灭弧有极大的的使用价值。即SF6具有很好的负电性，它的分子能迅速捕捉自由电子而形成负离子。这些负离子的导电作用十分迟缓，从而加速了电弧间隙介质强度的恢复率，因此有很好的灭弧性能。在1.01105Pa气压下，SF6的灭

5、弧性能是空气的100倍，并且灭弧后不变质，可重复使用。 SF6气体优良的绝缘和灭弧性能，使SF6断路器具有如下优点：开断能力强，断口电压使于做得较高，允许连续开断次数较多，适用于频繁操作，噪音小，无火灾危险，机电磨损小等，是一种性能优异的无维修断路器。一般来说,SF6断路器主要由三部分组成：三个垂直瓷瓶单元，每一单元有一个气吹式灭弧室；弹簧操作机构及其单箱控制设备；一个支架及支持结构。每个灭弧室通过与三个灭弧室共连的管子填充SF6气体。（2）SF6的缺点 纯净的SF6气体是良好的灭弧介质，若用于频繁操作的低压电器中，由于频繁操作的电弧作用，金属蒸汽与SF6气体分解物起反应，结合而生成绝缘性很好

6、的细粉末(氢氟酸盐、硫基酸盐等)，沉积在触头表面，并严重腐蚀触头材料，从而接触电阻急剧增加，使充有SF6气体的密封触头不能可靠地工作。因此对于频繁操作的低压电器不适宜用SF6作灭弧介质。 因为SF6气体在放电时的高温下会分解出有腐蚀性的气体，对铝合金有严重的腐蚀作用，对酚醛树脂层压材料、瓷绝缘也有损害。若把SF6和N2混合使用，当SF6含量超过20%30%时，其绝缘强度已和全充SF6时绝缘强度相同，而腐蚀性又大大减少，因此SF6常混合N2使用，在SF6断路器中，SF6气体的含水量必须严格规定不能超过标准。水会与电弧分解物中的SF4产生氢氟酸(H2O+SF4SOF2+2HF)而腐蚀材料。当水分含

7、量达到饱和时，还会在绝缘件表面凝露，使绝缘强度显著降低，甚至引起沿面放电。运行经验及上述论析都表明：SF6断路器由于绝缘结构体积较小，若SF6气体的含水量较高，则将使绝缘水平大大下降，接触电阻急剧增加，在运行中易发生损坏或爆炸事故。因此，各制造厂及运行部门都要求有严格的密封工艺，同时规定SF6气体的含水量不得超过标准。我国的标准是SF6气体的含水量应小于300ppm(容积比)。 SF6断路器以SF6气体为灭弧介质。在正常情况下，SF6是一种不燃、无臭、无毒的惰性气体，密度约有空气的2倍。但SF6气体在电弧作用下，小部分会被分解，生成一些有毒的低氟化物，如SOF2、SF4、SOF4和SO2F2等

8、，对体健康有影响，对金属部件也有腐蚀和劣化作用。因此，在SF6断路器中，一般均装有吸附装置，吸附剂为活性氧化铝、活性碳和分子筛等。吸附装置可完全吸附SF4气体在电弧的高温下分解生成的毒质。 （3）SF6断路器的检修 (1)SF6断路器在检修前，应先将断路器分闸，切断操作电源，释放操作机构的能量，用SF6气体回收装置将断路器内的气体回收，残存气体必须用真空泵抽出，使断路器内真空度低于133.33Pa。 (2)断路器内充入合适压力的高纯度的氮气(纯度在99.99%以上)，然后放空，反复两次，以尽量减少内部残留的SF6气体及其生物。 (3)解体检修时，环境的空气相对湿度不得大于80%，工作场所应干燥

9、、清洁，并应加强通风；检修人员应穿尼龙工作衣帽，戴防毒口罩、风镜，使用乳胶薄膜手套；工作场所严禁吸烟工作间隙应清洗手如面部，重视个人卫生。 (4)断路器解体中发现容器内有白色粉末状的分解物时，应用吸尘或柔软卫生纸拭净，并收集在密封的容器中深埋，以防扩散。切不可用压缩空气吹或用其他使粉末飞扬的方法清除。 (5)断路器的金属部件可用清洗剂或汽油清洗。绝缘件应用无水酒精或丙酮清洗。密封件不能用汽油或氯仿清洗。一般应全部换用新的。 (6)与SF6气体接触的零部件及密封圈可涂一薄层HL#8或HL#10聚四氟乙烯润滑脂密封圈外侧法兰面应涂中性凡土林或#2防冻脂。引进的国外产品应根据使用说明书的要求选用适当

10、油脂。法兰拼命缝隙及法兰连接螺丝等处应涂703密封胶密封。 (7)断路器容器内的吸附剂应在解体检修时更换，换下的吸附剂应妥善处理防止污染扩散。新换上的吸附剂应先在200300的烘箱中烘燥处理12小时以上，待自然冷却后立即装入断路器，要尽量减少在空气中的暴露时间。吸附剂的装入量为充入断路器的SF6气体质量的1/10。 (8)断路器解体后如不及时装复，应将绝缘件放置在烘箱或烘间内以保持干燥。 2、真空断路器（1）真空的绝缘特性真空具有很强的绝缘特性，在真空断路器中，气体非常稀薄，气体分子的自由行程相对较大，发生相互碰撞的几率很小，因此，碰撞游离不是真空间隙击穿的主要原因，而在高强电场作用下由电极析

11、出的金属质点才是引起绝缘破坏的主要因素。真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小，电场的均匀程度有关，而且受电极材料的性质及表面状况的影响较大。真空间隙在较小的距离间隙（23毫米）情况下，有比高压力空气与SF6气体高的绝缘特性，这就是真空断路器的触头开距一般不大的原因。电极材料对击穿电压的影响主要表现在材料的机械强度（抗拉强度）和金属材料的熔点上。抗拉强度和熔点越高，电极在真空下的绝缘强度越高。实验表明，真空度越高，气体间隙的击穿电压越高，但在10-4托以上，就基本保持不变了，所以，要保持真空灭弧室的绝缘强度，其真空度应不低于10-4托。（2）真空中电弧的形成与熄灭真空电弧和我们以前学习的气体电弧

12、放电现象有很大的差别，气体的游离现象不是产生电弧的主要因素，真空电弧放电是在触头电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。同时，开断电流的大小不同，电弧表现的特点也不同。我们一般把它分为小电流真空电弧和大电流真空电弧。A.小电流真空电弧触头在真空中开断时，产生电流和能量十分集聚的阴极斑点，从阴极斑点上大量地蒸发金属蒸汽，其中的金属原子和带电质点的密度都很高，电弧就在其中燃烧。同时，弧柱内的金属蒸汽和带电质点不断地向外扩散，电极也不断的蒸发新的质点来补充。在电流过零时，电弧的能量减小，电极的温度下降，蒸发作用减少，弧柱内的质点密度降低，最后，在过零时阴极斑消失，电弧熄灭。有时，蒸发作用不能维持弧柱的扩散速

13、度，电弧突然熄灭，发生截流现象。B.大电流真空电弧在触头断开大的电流时，电弧的能量增大，阳极也严重发热，形成很强的集聚型的弧柱。同时，电动力的作用也明显了，因此，对于大电流真空电弧，触头间的磁场分布就对电弧的稳定性和熄弧性能有决定性的影响。如果电流太大，超过了极限开断电流，就会造成开断失败。此时，触头发热严重，电流过零以后仍然蒸发，介质恢复困难，不能断开电流。（3）断路器的结构和工作原理真空断路器的生产厂家比较多，型号也较繁杂。按使用条件分为户内（ZNx*）和户外（ZWx*）两种类型。主要由框架部分，灭弧室部分(真空泡)，和操动机构部分组成。下面以浙江华仪电器科技股份有限公司生产的ZW2712

14、型户外高压真空断路器为例，说明其结构与工作原理。A. 断路器本体结构如图一断路器本体部分由导电回路，绝缘系统，密封件和壳体组成。整体结构为三相共箱式。其中导电回路由进出线导电杆，进出线绝缘支座，导电夹，软连接与真空灭弧室连接而成。B. 操作机构如图二此机构为电动储能，电动分合闸，同时具有手动功能。整个结构由合闸弹簧，储能系统，过流脱扣器，分合闸线圈，手动分合闸系统，辅助开关，储能指示等部件组成。C工作原理 真空断路器利用高真空中电流流过零点时，等离子体迅速扩散而熄灭电弧，完成切断电流的目的。D动作原理储能过程：当储能电机14接通电源时，电机带动偏心轮转动，通过紧靠在偏心轮上的滚子10带动拐臂9

15、及连板7摆动，推动储能棘爪6摆动，使棘轮11转动，当棘轮11上的销与储能轴套32的板靠住以后，二者一起运动，使挂在储能轴套上32上的合闸弹簧21拉长。储能轴套32由定位销13固定，维持储能状态，同时，储能轴套32上的拐臂推动行程开关5切断储能电机14的电源，并且储能棘爪被抬起，与棘轮可靠脱离。合闸操作过程：当机构接到合闸信号后（开关处于断开，已储能状态），合闸电磁铁15的铁心被吸向下运动，拉动定位件13向逆时针方向转动，解除储能维持，合闸弹簧21带动储能轴套32逆时针方向转动，其凸轮压动传动轴套30，带动连板29及摇臂27运动，使摇臂27扣住半轴25，使机构处于合闸状态。此时，连锁装置28锁住

16、定位件，使定位牛不能逆时针方向转动，达到机构联销的目的，保证了机构在合闸位置不能合闸操作。分闸操作过程：断路器合闸后，分闸电磁铁接到信号，铁芯吸合，分闸脱扣器19中的顶杆向上运动，使脱扣轴16转动，带动顶杆18向上运动，顶动弯板26并带动半轴25向反时针方向转动。半轴25与摇臂27解扣，在分闸弹簧的作用下，断路器完成分闸操作。（4）.运行维护与检修试验真空断路器的燃弧时间短，绝缘强度高，电气寿命也较高，触头的开距与行程小，操作的能量小，因此，机械寿命也较高。在日常的运行中，维护工作量很小，主要检查机构的运动部件磨损情况，紧固件有无松动，清除绝缘表面的灰尘，在活动部位注入一些润滑脂等。在春检预防

17、性试验中，对开关的直流电阻测试要与历史数据进行比较，发现问题及时处理更换，对断口的工频耐压试验，是检验真空泡是否漏气的有效方法。（户内真空断路器可以借鉴断开负荷时，真空泡内闪光的颜色来初步判断真空泡的真空度，颜色暗红时表明真空度降低，颜色淡蓝时，表明真空度良好）保护定植校验时，对断路器做低电压掉合闸试验，检验开关在母线故障状态时，电压降低时动作是否可靠。二、隔离开关隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，以保证检修工作的安全。隔离开关的触头全部敞露在空气中，具有明显的断开点，隔离开关没有灭弧装置，因此不能用来切断负荷电流或短路电流，否则在高压作用下，断开点将产生强烈

18、电弧，并很难自行熄灭，甚至可能造成飞弧（相对地或相间短路），烧损设备，危及人身安全，这就是所谓“带负荷拉隔离开关”的严重事故。 高压隔离开关具有明显的分段间隙，因此它主要用来隔离高压电源，保证安全检修，并能够通断一定的小电流。它没有专门的灭弧装置，因此不允许切断正常的复合电源，更不能用来切断短路电流。因隔离开关具有明显的分段间隙，因此它通常与断路器配合使用。 根据隔离开关的使用场所，可以把高压隔离开关分成户内和户外两大类。 在操作隔离开关时，应该注意操作顺序，停电时先拉线路侧隔离开关，送电时先合母线隔离开关，而且在操作隔离开关前，先注意检查断路器却实在断路位置后才能操作隔离开关。 1合上隔离开

19、关时的操作： （1） 无论用手动传动装置或用绝缘操作杆操作，均必须迅速而果断，但在合闸终了时用力不可过猛，以免损坏设备，使机构变形，此瓶破裂等。 （2） 隔离开关操作完毕后，应检查是否合上。和好后应该隔离开关完全进入固定触头，并检查接触的严密性。 2拉开隔离开关时操作： （1） 开始时应该慢而谨慎，当刀片纲要离开固定触头时应迅速。特别是切断变压器的空载电流，架空线路和电缆的充电电流，架空线路小负载电流以及环路电流时，拉开隔离开关时，更应迅速果断，以便能迅速消弧。 （2） 拉开隔离开关后，应检查隔离开关每相确实已在断开位置并应使刀片尽量拉到头。 3在操作中误拉误合隔离开关时： （1） 操作中误和

20、隔离开关时，既适合错，甚至在合闸中发生电弧，也不准将隔离开关在拉开。因为带负荷隔离开关，将造成三相弧光短路事故。 （2） 误拉隔离开关时，在刀片纲要离开固定触头时，便发生电弧，这时，应立即合上可以消灭电弧，避免事故。如果隔离开关已经全部拉开，则绝不允许将误拉的隔离开关再合上。 如果是单极隔离开关，操作一相后发现误拉，对其它两项则不允许继续操作。三、电流互感器（包括SF6电流互感器、一般电流互感器）（以上次孔军误操作事件说明）电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器(以下简称电流互感器)，它的工作原理和变压器相似。电流互感器的原理接线，如左图所示。 电流互感器的特点是：(1)一次线圈串联在电路中，

21、并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流而与二次电流无关；(2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。 电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比：kn=I1n/I2n 因为一次线圈额定电流I1n己标准化，二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安，所以电流互感器额定互感比亦已标准化。kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比，即knkN=N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数。电流互感器作用是:1、将大的一次电流转变为标准的5安培；2、为测量装置和继电保护的线圈提供电流；3

22、、对一次设备和二次设备进行隔离。四、电压互感器（电磁式、电容式）按原理分为电磁感应式和电容分压式两类。电磁感应式多用于 220kV及以下各种电压等级。电容分压式一般用于110kV以上的电力系统,330765kV超高压电力系统应用较多。电压互感器按用途又分为测量用和保护用两类。对前者的主要技术要求是保证必要的准确度；对后者可能有某些特殊要求，如要求有第三个绕组，铁心中有零序磁通等。 电磁感应式电压互感器 其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的

23、原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用,也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形（图1）， 开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时,中性点出现位移,开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动

24、作，从而对电力系统起保护作用。线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。为此，这种三相电压互感器采用旁轭式铁心（10kV及以下时）或采用三台单相电压互感器。对于这种互感器，第三线圈的准确度要求不高，但要求有一定的过励磁特性（即当原边电压增加时，铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏）。 电磁感应式电压互感器的等值电路与变压器的等值电路相同。 电容分压式电压互感器 在电容分压器的基础上制成。其原理接线见图2。 电容C1和C2串联，U1为原边电压,为C2上的电压。空载时,电容C2上的电压为 由于C1和C2均为常数，因此正比于原边电压。但实际上，当负载并联于电容C2两端时,将大大减小,以致误

25、差增大而无法作电压互感器使用。为了克服这个缺点，在电容C2两端并联一带电抗的电磁式电压互感器YH，组成电容分压式电压互感器(图3)。 电抗可补偿电容器的内阻抗。YH有两个副绕组，第一副绕组可接补偿电容Ck供测量仪表使用；第二副绕组可接阻尼电阻Rd，用以防止谐振引起的过电压。 电容式电压互感器多与电力系统载波通信的耦合电容器合用，以简化系统，降低造价。此时，它还需满足通信运行上的要求。电压互感器高压熔断器的作用保护电压互感器本身。当电压互感器本身故障时，熔断器迅速熔断，防止事故扩大； 防止电压互感器本身或高压引线上发生故障时，对系统造成影响。五、熔断器熔断器是防止电路中电流的过载和短路的保护电器

26、。 熔断器有：管式；插式；螺旋式。断路器作用: 1.正常情况下接通和断开高压电路中的空载及负荷电流. 2.在系统发生故障时能与保护装置和自动装置相配合,迅速切断故障电流,防止事故扩大,从而保证系统安全运行. 从其实断路器就是一种开关,它和其他普通开关的不同点主要在:1.适用电压等级高2.灭弧介质及方式,有真空,少油,多油及六氟化硫等等3.灭弧能力强,效果好. 一般情况下断路器本身不存在润滑方面的问题,需要润滑的常常是它的操动机构 热继电器作用： 热继电器的作用是电动机过负荷时自动切断电源，热继电器的构造是两片膨胀系数不同的金属片构成，电流过大时膨胀系数大的先膨胀，起到切断电源的作用。热继电器动

27、作后有人工复位和自动复位。 熔断器作用： 当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用 如果电路中安装了断路器就可以不用熔断器，热继电器需要与交流接触器配合使用，因过载时热继电器上的触点断开切断控制回路，目前熔断器一般多用于控制回路。六、避雷器1、避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙

28、、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护，在500KV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。2、组合式过电压保护器的选用分析组合式过电压保护器是一种新型过电压保护装置 ，主要应用于35KV及以下电力系统中，用以限制雷电过电压、真空断路器操作过电压以及电力系统中可能出现的各种暂态过电压，可有效地保护电动机、变压器、开关、电容器、电缆、母线等电力设备的绝缘不受损害，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。真空断路器装置目前的广泛应

29、用，使人们对由于操作过电压引起的危害越来越重视，而组合式过电压保护器的种类较多，使我们在应用选择上有很大的空间，但同时又会使我们选择更为慎重。A组合式过电压保护器应用的由来我国避雷器产品的发展历经普通阀型避雷器、磁吹避雷器和金属氧化物避雷器（MOA）几个阶段，近年来避雷器整体制造水平和质量都有了很大提高。随着真空断路器的广泛应用，为限制其操作过电压和避免受电设备绝缘损害，在限制过电压方面采取了许多措施。通常真空断路器装置操作过电压的保护装置有以下几类：（1）阻容吸收装置；（2）无间隙氧化锌避雷器；（3）带串联间隙氧化锌避雷器。阻容吸收装置最大优点是能缓和入侵到被保护设备的过电压波的陡度，改善设

30、备绕组上的电压梯度，但有体积大，无明显过电压限制值，吸收过电压能量容量小，会产生高次谐波污染等问题。无间隙氧化锌避雷器是一种较先进的过电压保护设备，与传统的碳化硅避雷器相比，在保护特性、通断能力和抗污秽等方面均有优异的特性，其ZnO电阻片的非线性极其优异，使其在正常工作下接近绝缘状态。但它保护残压较高，无法满足在操作过电压下频繁动作的要求，存在工频老化和承受荷电率和热平衡条件的限制，这对于保护电动机类绝缘耐压水平的设备来说还存在不足的。带串联间隙氧化锌避雷器由于增加了串联间隙，MOA可以用数量较少的ZnO电阻片，这时残压可以做的很低，如果火花间隙的放电电压也很低，则可使避雷器既有很低的保护水平

31、又不致因为泄漏电流阻性分量大以及由此带来的劣化现象和功率损耗问题。有串联间隙的MOA与无间隙MOA相比，具有较高的耐受系统暂过电压能力，可在系统发生接地故障时保证自身安全，而且具有较低的雷电冲击放电电压和残压水平，可以为绝缘水平比较弱的设备提供良好的保护，特别适用于中性点非有效接地系统使用。近几年来我国已研制开发了多种三相组合式有串联间隙或无间隙氧化锌避雷器，它们在相间和相地之间都连接有一定比例的ZnO电阻片或带火花间隙，是一种复合型避雷器，该过电压保护装置对相间过电压有比较好的保护作用。组合式过电压保护器因采用复合绝缘结构，所以在安装上受开关柜尺寸的影响较小，因此越来越被人们所认可。B组合式

32、过电压保护器间隙结构和特点组合式过电压保护器分无间隙和有带串联间隙两种，本文主要探讨带串联间隙氧化锌避雷器。组合式氧化锌避雷器由特殊间隙体和氧化锌阀片（ZnO）组成，根据生产厂家技术方案不同，间隙结构也不同，间隙主要有四间隙、三间隙、菱形间隙（单间隙），六间隙等，同时间隙上有并联电阻和无并联电阻两种。间隙的不同技术特点也不同。（1）四间隙星形接法组合式过电压保护器由四个完全相同的保护单元组成过电压保护器，每个单元都有放电间隙和ZnO电阻片构成，其接线原理图见图一所示。在该保护器中采用ZnO和放电间隙相结合使两者互为保护。放电间隙使ZnO的荷电率为零，ZnO的优异的非线性又使放电间隙动作后立即熄

33、弧、无截流、无续流，放电间隙不再承担灭弧任务，冲击系数可以达到1，放电电压值不随放电波形变化而变化，因而使用寿命得到提高。该接线方式可将相间过电压大幅度降低，与常规的MOA相比，相间过电压下降60%70%。在单相接地、间隙性弧光接地和谐振过电压下可长期安全运行。由于相相、相地都是双间隙，每个间隙承担1/2工频放电电压，在正常情况下中心点电位是“零”，则由相间隙承担工频电压，同时对地存在寄生电容，寄生电容的存在会使实际放电值出现不稳定。（2）三间隙星形接法组合式过电压保护器由三个间隙和四个单元组成过电压保护器，其接线原理图见图二所示。其结构与四间隙不同点在于取消了接地保护单元间隙，相地保护采用单

34、间隙，接地保护单元由纯电阻性材料组成，在中心点受寄生电容和杂散电容等外界因素相对小。相相过电压时由相间保护单元和接地保护单元共同完成，相相过电压也是由两个间隙来承担。通过接地保护单元的调整可以使相相、相地工频放电电压做成一样。（3）菱形间隙星形接法组合式过电压保护器由一个菱形间隙和四个单元组成过电压保护器，其接线原理图见图三所示。其结构与四间隙星形接法不同点在于采用了菱形间隙结构，将带串联间隙的三相组合式过电压保护器放电间隙的数量降到1，从而降低了分布电容和杂散电容对放电数值的影响，相间过电压和相地过电压过程均由一个间隙完成。由于间隙和ZnO可以分别装置， 这样ZnO可直接和外壳材料热压铸在一

35、起，使阀片周围空腔几乎不存在， 在ZnO的密封受潮和防爆问题解决的比较好。（4）间隙并联高压电阻间隙上并联了一个高压电阻，在工频时，间隙的容抗远大于并联电阻的阻抗，间隙两端的电压取决于电阻的分压值。在冲击时，由于波前很陡，其等值频率远高于工频，此时间隙的容抗远小于阻抗，电压分布由容抗决定，故不受并联电阻的影响。C组合式过电压保护器的选用在选用组合式过电压保护器时，首先要了解被选产品结构特点、ZnO电阻片和间隙的产品质量、整体的绝缘性能和密封性能，因为产品的制造质量是至关重要的。同时必须了解其各性能指标全部符合ZBK49005-90交流有串联间隙金属氧化物避雷器 的规定，满足DL/T620-19

36、97交流电气装置的过电压保护和绝缘配合标准的要求。选择MOA的重要技术参数是额定电压、最大持续电压、标称电流、雷电冲击保护水平、操作冲击保护水平等，下面就6-35kV系统开关装置内避雷器选择进行阐述。 (1) 避雷器额定电压Ur的选择a.按避雷器持续运行电压UC的选择由于6-35kV系统多为中性点不接地系统，出现单相接地以后，相对地电压上升为线电压Um（Um为系统最高工作电压），属暂时过电压，故障持续时间10s，故避雷器持续运行电压的选择为： 6-10kV时UC1.1Um ， 则6kV避雷器UC1.1x7.2=7.92kV10kV避雷器UC1.1x12=13.2kV35kV时UC1.0Um ，

37、则35kV避雷器UC1.0x40.5=40.5kVb.按避雷器暂时过电压Ut的选择暂时过电压包括工频和谐振两大类。只有单相接地引起的工频过电压，才是确定和选择避雷器额定电压的主要依据。根据电力部1993年10月30日“关于提高3-66kV无间隙金属氧化物避雷器额定电压和持续运行电压有关情况的通报”，3-15.75kV Ur1.4Um ，35-66kVUr1.3Um 。实际选择中略小于上述值：6-10kV Ur1.38Um则6kV避雷器Ur1.38x7.2=9.94kV10kV避雷器Ur1.38x12=16.6kV35kVUr1.25Um 则35kV避雷器Ur1.25x40.5=50.6kV (

38、2) 标称放电电流的选择避雷器的标称放电电流In是波形为8/20s用以划分其等级的重要参数，有1.5、2.5、5、10、20kA等五级，前三级分别与中性点、电机避雷器、电容器避雷器等相对应，电站避雷器则分为后三种，一般6-35kV系统选择5kA。(3) 雷电冲击保护水平避雷器标称放电电流(8/20s)下的残压值为避雷器的雷电冲击保护水平。陡波标称放电电流(1/5s)下的残压值与标称放电电流下的残压值之比不得大于1.15。 避雷器雷电冲击保护水平应满足保护电力设备绝缘配合的要求，即满足电气设备全波冲击绝缘水平与雷电冲击保护水平之比值不得小于1.4。 根据持续运行电压查GB11032-2000交流

39、无间隙金属氧化物避雷器：6kV避雷器UC7.92kV时，电站型MOA，残压为27kA，配电型MOA，残压为30kV；10kV避雷器UC13.2kV时，电站型MOA，残压为45kA，配电型MOA，残压为50kV；35kV避雷器UC40.5kV时，电站型MOA，残压为134kA。(4) 操作冲击保护水平避雷器操作冲击电流(30100s内)的最大残压。操作冲击绝缘配合系数，应满足电气设备的操作绝缘水平与操作冲击保护水平之比值不得小于1.15。根据持续运行电压查GB11032-2000交流无间隙金属氧化物避雷器：6kV避雷器UC7.92kV时，电站型MOA，残压为23kA，配电型MOA，残压为25.6

40、kV；10kV避雷器UC13.2kV时，电站型MOA，残压为38.3kA，配电型MOA，残压为42.5kV；35kV避雷器UC40.5kV时，电站型MOA，残压为114kA。 另外，还要考虑爬电距等因素，使之达到交接试验要求。D投运前的检测为防止有意外因素对产品的损坏， 在避雷器投运之前，应进行试验及定期检测。试验应在相对相间及相对地间进行，测量次数为三次，求其平均值。每二次试验的时间间隙不小于10S，放电后子0.2S内切断工频电源。试验时可在试验变压器旁边串联一只10A以上的电流表，观察电流值，当电流发生突变时，表明试品已放电，此刻的电压值即为工频放电电压值。若现场有条件，可通过高压测试仪直

41、接读取脉冲电电压值。每3-4年应做一次工频放电试验的常规检测。电力设备预防性试验规程规定：35kV及以下的MOA避雷器用2500V兆欧表测量，其绝缘电阻不低于1000M。对无间隙MOA避雷器还要测量1mA(直流)时的临界动作电压U1mA和75%U1mA直流下的泄露电流 ，测量的U1mA主要是检查其阀片是否受潮，确定其动作性能是否符合要求。U1mA实测值与初始值或制造值相比，其变化不应大于5%，U1mA过高使保护电气设备的绝缘裕度降低，U1mA过低使MOA避雷器在各种操作和故障的瞬态过电压下发生爆炸，测量75%U1mA下的直流泄露电流，主要检测长期允许工作电流的变化情况。规程规定，75%U1mA

42、下的泄露电流不大于50A。E总结组合式过电压保护器因采用复合绝缘结构，相间残压水平较低，对相间、相地都有比较好的过电压保护作用。特别是对开关柜内受安装尺寸影响的场所，相对单体式避雷器来说，结构更为紧凑，其优越性更为突出，非常适合高压开关柜内使用。目前组合式的氧化锌避雷器可靠程度还在不断完善，各生产厂家制造工艺水平存在差异，因此在选用时首先是讲究产品质量。组合式过电压保护器的技术参数选择也是非常重要的，参数的不同保护程度也不同，因此在不同的应用场合应合理选择其参数。七、共箱母线封闭母线是单机容量50MW至1350MW发电厂（站）使用的大型成套设备，其优良的载流和屏蔽、密封特性，使其具有高度的安全

43、、可靠和容易维修的特点。金属封闭母线 metalenclosed bus 用金属外壳将导体连同绝缘等封闭起来的组合体。离相封闭母线 isolatedphase bus 每相具有单独金属外壳且各相外壳间有空隙隔离的金属封闭母线。微正压充气离相封闭母线 micropressure aircharge isolatedphase bus 在外壳内充以微正压气体的离相封闭母线。共箱封闭母线 common enclosure bus 三相母线导体封闭在同一个金属外壳中的金属封闭母线。八、接地系统接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。

44、现分别说明如下。（一）防止人身遭受电击电击所产生的电击电流通过人体或动物躯体将产生病理性生理效应，例如肌肉收缩、呼吸困难、血压升高、形成心脏兴奋波、心房纤维性颤动及无心室纤维性颤动的短暂心脏停跳、心室纤维性颤动，直至死亡，所以必须采取防护措施。人或家畜触及电气设备的带电部分，称为直接接触。人或家畜与故障下带电的金属外壳接触，称为间接接触。直接接触及间接接触所造成的电击称为直接电击和间接电击。为了防止电击，必须先了解电击机理，然后对直接电击、间接电击以及兼有该两者电击采取适当的防护措施，以保证人、畜及设备的安全。（二）保障电气系统正常运行 电力系统接地一般为中性点接地。中性点的接地电阻很小，因此

45、中性点与地间的电位接近于零。当相线碰壳或接地时，其它两相对地电压，在中性点绝缘系统中将升高为相电压的 3 倍；而在中性点接地的系统中则接近于相电压，有利于系统稳定运行，防止系统振荡，而且系统中的电气设备和线路只要按相电压考虑其绝缘水平，降低了电气设备的制造成本和线路的建设费用。由于有了中性点的接地线，也可保证继电保护的可靠性。 工程通信系统一般采用正极接地，可防止杂音窜入和保证通信设备正常运行。电子线路需要稳定的参考点，才能正常运行，因此也要接地。（三）防止雷击和静电的危害雷击时产生静电感应和电磁感应，物料在生产和运输中因摩擦而引起的静电，都可能造成电击或火灾危险。直接遭受雷击的危害，比之于感

46、应雷那就更大了，而且发生的机会亦更多。所以，为了防止直击雷，必须装设防雷装置。所有防雷装置和防止静电危险的措施，最主要的方法是设置接地装置。现在将其作用分述如下：1直击雷天气炎热时，天空中往往存在着大量雷云。比如当带有正电荷的雷云飘近地面时，就在附近地面特别是突出地面的高大建筑物上感应有负电荷。当地面和建筑物上积聚的电荷密度很高，而雷云又十分接近地面或建筑物时，就会产生强烈的放电现象。这就是通常所谓雷击。雷击的破坏作用是很大的。它不仅要击毙人畜，烧焦或劈倒树木，而且还破坏建筑物，甚至引起火灾和爆炸。为了防止直击雷，往往在建筑物的顶部装设避雷针或避雷带。避雷针或避雷带都是经引下线连接到接地装置的

47、，与大地间有良好连接。这样，当建筑物上空附近出现有雷云时，地面上感应产生的相反的电荷，就会沿接地装置、引下线和避雷针或避雷带跑进大气里，与雷云中的电荷中和，从而避免发生大规模的强烈放电现象。这就防止了雷击的发生。 根据采用防雷装置的经验证明，防雷装置必须有正确的设计和合理的安装。否则，不但不能防雷，甚至更容易招致雷害。这是因为雷击时能产生反击的缘故。反击的发生，可能引起电气设备绝缘的破坏、金属管道被烧穿，甚至于引起火灾、爆炸和人身事故。 防雷的接地装置所引起的高电位，可能对建筑物地下的金属管道、电缆等放电，形成电气反击，因此，在防雷接地装置与地下金属管道、电缆等之间，必须保持有一定的距离或将它们进行等电位联结。 2静电感应雷当金属屋顶或其它导体处于雷云和大地间所形成的电场中时，屋顶或导体上就会感应出与雷云异性的大量电荷。雷云放电后，云与大地间的电场消失，导体和屋顶上的电荷来不及立即流散，因而会产生对地很高的静电感应过电压并可能引起火灾或爆炸。为了防止静电感应过电压的危害，应将建筑物的金属屋顶和建筑物内所有大型金属物体，如钢屋架、钢筋混凝土柱子