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1、供电系统(n din x tn)及电气控制主讲人：董密信息科学信息科学(xn x k xu)与工与工程学院学院程学院学院第一页，共92页。第二章第二章 供配电系统供配电系统(xtng)(xtng)的主的主要电气设备要电气设备本章首先概述供配电系统电气设备的分类，本章首先概述供配电系统电气设备的分类，然后分别讲述电力然后分别讲述电力(dinl)变压器和互感器、高低压开关变压器和互感器、高低压开关电器、熔断器、避雷器和无功补偿设备等的功用、电器、熔断器、避雷器和无功补偿设备等的功用、结构特点、主要性能及使用注意事项，最后介绍结构特点、主要性能及使用注意事项，最后介绍高低压成套配电装置的类型和结构特
2、点。高低压成套配电装置的类型和结构特点。第二页，共92页。第五节无功第五节无功(w n)(w n)补偿设备和成套配电装置补偿设备和成套配电装置第四节高低压熔断器和避雷器第四节高低压熔断器和避雷器第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器和互感器变压器和互感器第二章第二章 供配电系统的主供配电系统的主要电气设备要电气设备第一节电气设备概述第一节电气设备概述第三页，共92页。一次电路一次电路供配电系统中担负输送和分配电力任供配电系统中担负输送和分配电力任务务(rn wu)(rn wu)的电路，也称的电路，也称“主电路主电路
3、”。二次电路二次电路用来控制、指示、监测和保护一次电用来控制、指示、监测和保护一次电路及其电气设备运行的电路，通称路及其电气设备运行的电路，通称“二次回路二次回路”。电气设备分为两大类：电气设备分为两大类：一次设备一次设备一次电路中的所有电气设备一次电路中的所有电气设备二次设备二次设备二次回路中的所有电气设备二次回路中的所有电气设备第一节电气设备概述第一节电气设备概述(i(i sh)sh)第四页，共92页。一次设备功能分类：一次设备功能分类：()变换设备指按系统工作要求来改变电压、电流或频率的设变换设备指按系统工作要求来改变电压、电流或频率的设备，例如电力变压器、电压互感器、电流互感器及变流或
4、变频设备，例如电力变压器、电压互感器、电流互感器及变流或变频设备等。备等。()控制控制(kngzh)设备指按系统工作要求来控制设备指按系统工作要求来控制(kngzh)电电路通断的设备，例如各种高低压开关。路通断的设备，例如各种高低压开关。()保护设备指用来对系统进行过电流和过电压保护的设备，保护设备指用来对系统进行过电流和过电压保护的设备，例如高低压熔断器和避雷器。例如高低压熔断器和避雷器。()无功补偿设备指用来补偿系统中的无功功率、提高功率因无功补偿设备指用来补偿系统中的无功功率、提高功率因数的设备，例如并联电容器。数的设备，例如并联电容器。()成套配电装置它是按照一定的线路方案的要求，将有
5、关一成套配电装置它是按照一定的线路方案的要求，将有关一次设备和二次设备组合为一体的电气装置，例如高低压开关柜、次设备和二次设备组合为一体的电气装置，例如高低压开关柜、动力和照明配电箱等。动力和照明配电箱等。第一节电气设备概述第一节电气设备概述(i sh)(i sh)第五页，共92页。第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器和变压器和互感器互感器一、电力一、电力(dinl)(dinl)变压器（变压器（T T或或TMTM）(一一)概述概述变电所中最关键的设备，其将电力变电所中最关键的设备，其将电力(dinl)(dinl)系统中的电压系统中的电压升高或降低，以利于电力升高或降低，以利于电力
6、(dinl)(dinl)的合理输送、分配和使的合理输送、分配和使用。用。第六页，共92页。第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器和变压器和互感器互感器1.1.电电力力(dinl)(dinl)变压变压器的器的类类型型 按功用按功用(gngyng)分分 按容量分按容量分 按相数分按相数分 按调压方式分按调压方式分 按绕组导体材质分按绕组导体材质分 按绕组形式分按绕组形式分 按绕组绝缘和冷却方式分按绕组绝缘和冷却方式分 按结构性能分按结构性能分变压器一二次绕组采用不同连接方式形成变压器一变压器一二次绕组采用不同连接方式形成变压器一二次侧对应的线电压之间不同的相位关系。二次侧对应的线电压之
7、间不同的相位关系。第七页，共92页。图图2-1变压器变压器Yyn0联结联结(linji)组组(1)Yyn0联结和联结和Dyn11联结的两种配电变压器联结的两种配电变压器Yyn0联结的变压器一次和二次线电压相位关系联结的变压器一次和二次线电压相位关系(gun x)同同时钟在零点时的分针与时针的关系时钟在零点时的分针与时针的关系(gun x)。第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第八页，共92页。Dyn11联结的变压器，一次与对应的二次线电压之间联结的变压器，一次与对应的二次线电压之间的相位的相位(xingwi)关系如同时钟在关系如同时钟在11点时的分针与时针的
8、点时的分针与时针的关系。关系。图图2-2变压器变压器Dyn11联结联结(linji)组组第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第九页，共92页。DYn11联结较之联结较之Yyn0联结的优点：联结的优点：有利于抑制高次谐波电流：有利于抑制高次谐波电流：Dyn11联结的变压器，对联结的变压器，对3次及其整数倍次的谐次及其整数倍次的谐波电流可在其三角形联结的一次绕组内形成环流，从而不致注入高压公用波电流可在其三角形联结的一次绕组内形成环流，从而不致注入高压公用电网中去。电网中去。有利于低压侧单相接地短路故障的保护和切除有利于低压侧单相接地短路故障的保护和切除(qic
9、h)：Dyn11联结的变压联结的变压器，其零序阻抗较之器，其零序阻抗较之Yyn0联结的变压器的零序阻抗小得多，因此联结的变压器的零序阻抗小得多，因此Dyn11联联结变压器二次侧的单相接地短路电流较之结变压器二次侧的单相接地短路电流较之Yyn0联结变压器二次侧的单相接联结变压器二次侧的单相接地短路电流大得多。地短路电流大得多。当接用单相不平衡负荷时，由于当接用单相不平衡负荷时，由于Yyn0联结变压器要求中性线联结变压器要求中性线(线线)电流不宜电流不宜超过二次绕组额定电流的超过二次绕组额定电流的25%，因而严重限制了接用单相用电负荷的容量，因而严重限制了接用单相用电负荷的容量，影响了变压器负荷能
10、力的充分发挥。影响了变压器负荷能力的充分发挥。第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第十页，共92页。由于由于Yyn0联结变压器一次绕组的绝缘强度要求比联结变压器一次绕组的绝缘强度要求比Dyn11联结变压器稍低（前者承载相电压后者承载线电压）联结变压器稍低（前者承载相电压后者承载线电压），使得，使得Yyn0联结变压器的制造成本稍低于联结变压器的制造成本稍低于Dyn11联结变压联结变压器，因此在器，因此在TN及及TT系统中，由单相不平衡系统中，由单相不平衡(pnghng)负负荷引脚的中性线电流不至超过低压绕组额定电流的荷引脚的中性线电流不至超过低压绕组额定电流的
11、25%时，时，宜选用宜选用Yyn0联结变压器。联结变压器。第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器和变压器和互感器互感器第十一页，共92页。(2)Yzn11联结联结(linji)的防雷变压的防雷变压每一铁心柱上的二次绕组都分为两个匝数相等的绕组，而且采用曲折（每一铁心柱上的二次绕组都分为两个匝数相等的绕组，而且采用曲折（Z形）联结形）联结(linji)当雷电过电压沿变压器一次当雷电过电压沿变压器一次侧（高压侧）线路侵入时，由于侧（高压侧）线路侵入时，由于二次侧（低电压）同一铁心柱上二次侧（低电压）同一铁心柱上的两个绕组的感应电动势相互抵的两个绕组的感应电动势相互抵消消(dxio)，所
12、以二次侧不会出，所以二次侧不会出现过电压。同理，当雷电过电压现过电压。同理，当雷电过电压侵入二次侧线路时，由于变压器侵入二次侧线路时，由于变压器二次侧同一铁心柱上两个绕组的二次侧同一铁心柱上两个绕组的电流相反，磁动势相互抵消电流相反，磁动势相互抵消(dxio)，所以过电压也不会感，所以过电压也不会感应到一次侧线路上去。应到一次侧线路上去。第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器和变压器和互感器互感器第十二页，共92页。3.3.电电力力变压变压器的器的结结构和型号构和型号(xngho)(xngho)机构包括机构包括铁铁心和一、二次或一、二、三次心和一、二次或一、二、三次绕组绕组两大部分
13、。两大部分。图图2-4三相三相(sn xin)油浸式电油浸式电力变压器力变压器图图2-5三相树脂三相树脂(shzh)浇注绝缘干式电力变压浇注绝缘干式电力变压器器第二节电力变压器和互感器第二节电力变压器和互感器第十三页，共92页。(二二)电力变压器的容量和过负荷能力电力变压器的容量和过负荷能力1.额定容量和实际容量额定容量和实际容量额定容量额定容量S：在规定的环境温度条件下，室外安装时，在规定的使用年：在规定的环境温度条件下，室外安装时，在规定的使用年限（限（20年）内所能连续输出的最大视在功率（年）内所能连续输出的最大视在功率（kVA）。）。变压器正常使用的最高平均气温为变压器正常使用的最高平
14、均气温为+20oC。如果安装地点的年平均气温。如果安装地点的年平均气温o,av 20oC，则每升高，则每升高1oC，变压器容量减少，变压器容量减少(jinsho)1%。因此变。因此变压器的实际容量（出力）压器的实际容量（出力）ST为：为：考虑室内比室外温度高考虑室内比室外温度高8oC，室内变压器的实际，室内变压器的实际(shj)容量为：容量为：第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第十四页，共92页。电力变压器全型号的表示电力变压器全型号的表示(biosh)和含义和含义第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第十五页，共92页。
15、正常过负荷正常过负荷(1)因昼夜因昼夜(zhuy)负荷不均衡而允许的过负荷负荷不均衡而允许的过负荷 油浸式电力变压器因昼夜油浸式电力变压器因昼夜(zhuy)负荷不均衡而允许的过负荷系数负荷不均衡而允许的过负荷系数KOL，可根据日负荷填充系数，可根据日负荷填充系数(日负荷率日负荷率)和最大负荷持续时间和最大负荷持续时间t去查去查图图2-6所示曲线求得。所示曲线求得。图图2-6油浸式电力变压器允许过负荷系数油浸式电力变压器允许过负荷系数(xsh)与日负荷率及最大负荷持续时间的关系曲线与日负荷率及最大负荷持续时间的关系曲线第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第十六
16、页，共92页。(2)因季节性负荷差异而允许的过负荷因季节性负荷差异而允许的过负荷 如果夏季如果夏季(或冬季或冬季(dngj)的平均日负荷曲线中的最大负荷的平均日负荷曲线中的最大负荷Sm低低于油浸式变压器的实际容量于油浸式变压器的实际容量ST时，则每低时，则每低1%，可在冬季，可在冬季(dngj)(或或夏季夏季)过负荷过负荷1%。但此过负荷不得超过。但此过负荷不得超过15%。因此允许的过负荷。因此允许的过负荷KOL为为但油浸式电力变压器总的正常过负荷系数不得超过：户内变压器为但油浸式电力变压器总的正常过负荷系数不得超过：户内变压器为20%；户外变压器为；户外变压器为30%。因此。因此(ync)油
17、浸式电力变压器的正常过负油浸式电力变压器的正常过负荷能力可达：荷能力可达：户内变压器户内变压器且且户外户外(h wi)变变压器压器且且第二节电力变压器和互感器第二节电力变压器和互感器第十七页，共92页。例例2-1某用户变电所的变压器室有一台某用户变电所的变压器室有一台1000kVA的油浸式电力的油浸式电力(dinl)变压器，已知该用户的平均日负荷率变压器，已知该用户的平均日负荷率，日最大负荷持续时，日最大负荷持续时间为间为8h，夏季的平均日最大负荷为，夏季的平均日最大负荷为840kVA，当地的年平均气温为，当地的年平均气温为16。试求该变压器的实际容量和冬季可允许的过负荷能力。试求该变压器的实
18、际容量和冬季可允许的过负荷能力。解解(1)求变压器的实际求变压器的实际(shj)容量容量(2)求变压器冬季允许的过负荷求变压器冬季允许的过负荷(fh)能力能力由由和和t=8h查图查图2-6得得KOL冬季允许的过负荷能力冬季允许的过负荷能力则取过负荷系数，实际过负荷能力为则取过负荷系数，实际过负荷能力为第二节电力变压器和互感器第二节电力变压器和互感器第十八页，共92页。3.电力电力(dinl)变压器的事故过负荷变压器的事故过负荷表表2-1电力电力(dinl)变压器事故过负荷允许值变压器事故过负荷允许值电力变压器在事故情况下，允许短时间较大幅度地过负荷运行，而不论故障前的负荷情况如何，这种事故过负
19、荷运行时间不得(bu de)超过下表规定的时间。变压器事故过负荷对其使用寿命是有影响的第二节电力变压器和互感器第二节电力变压器和互感器第十九页，共92页。(三三)电力变压器的并列运行条件电力变压器的并列运行条件 额定一次电压和二次电压必须对应相等额定一次电压和二次电压必须对应相等 所有并列变压器的电压比所有并列变压器的电压比必须相同，允许差值范围为必须相同，允许差值范围为5%5%。阻抗电压必须相等由于并列变压器二次侧的负荷是按其阻抗电压阻抗电压必须相等由于并列变压器二次侧的负荷是按其阻抗电压值成反比分配的，因此并列变压器的阻抗电压如果不同，将导致阻值成反比分配的，因此并列变压器的阻抗电压如果不
20、同，将导致阻抗电压较小的变压器过负荷甚至烧毁。允许差值范围为抗电压较小的变压器过负荷甚至烧毁。允许差值范围为10%10%。联结组别必须相同联结组别必须相同 所有并列变压器的一次电压和二次电压的相序所有并列变压器的一次电压和二次电压的相序和相位和相位(xingwi)(xingwi)都必须对应相同，否则不允许并列运行。都必须对应相同，否则不允许并列运行。此外，并列运行此外，并列运行(ynxng)(ynxng)的变压器容量应尽量相同或相近，其最大的变压器容量应尽量相同或相近，其最大容量和最小容量之比不宜超过容量和最小容量之比不宜超过3:13:1第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器
21、和互感器和互感器第二十页，共92页。例例2-2现有一台现有一台S9-800/10型变压器与一台型变压器与一台S9-2000/10型变压器并列运型变压器并列运行，均为行，均为Dyn11联结。问负荷达到联结。问负荷达到2800kVA时，上列变压器中哪一台变时，上列变压器中哪一台变压器将要压器将要(jingyo)过负荷过负荷?过负荷将达到多少过负荷将达到多少?(例例4-3)解并列运行的变压器之间的负荷分配是与阻抗的标幺值成反比的，因解并列运行的变压器之间的负荷分配是与阻抗的标幺值成反比的，因此先计算各台变压器的阻抗标幺值。此先计算各台变压器的阻抗标幺值。UZ%为变压器的阻抗电压百分值；Sd为基准容量
22、(kVA)，通常(tngchng)取Sd=105kVA；SN为变压器的额定容量（kVA）查附表5-1得，S9-800/10的UZ%=5%，S9-2000/10的UZ%=6%，第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第二十一页，共92页。由此得两台(lin ti)变压器在负荷达2800kVA时各自负担负荷为：可得S9-800/10型变压器将过负荷(908-800)kVA=108kVA，超过其额定容量(108kVA/800kVA)*100%=13.5%按正常过负荷可达20%(户内)或30%(户外)来衡量，S9-800/10型变压器过负荷13.5%是允许的。从两台变压
23、器的容量比看，未达到1:3。但考虑到负荷发展(fzhn)，S9-800/10型变压器宜换成较大容量变压器。第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器和变压器和互感器互感器第二十二页，共92页。你能回答(hud)吗？什么是电力变压器的联什么是电力变压器的联结组别？配电变压器在结组别？配电变压器在哪些情况下宜采用哪些情况下宜采用Dyn11Dyn11联结？哪些情况下采用联结？哪些情况下采用Yyn0Yyn0联结？联结？什么是什么是电力变电力变压器的压器的额定容额定容量和实量和实际容量际容量？电力？电力变压器变压器的正常的正常过负荷过负荷(fh)(fh)与哪些与哪些因素相因素相关？关？什么叫一次
24、什么叫一次电路？什么电路？什么叫二次电路叫二次电路？一次电路？一次电路设备按功能设备按功能可分为哪几可分为哪几类？类？第二十三页，共92页。二、电流互感器二、电流互感器(文字符号文字符号TA)TA)(一一)电流互感器的功用和接线方案电流互感器的功用和接线方案.功用功用 用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘 用来扩大仪表、继电器等二次设备应用用来扩大仪表、继电器等二次设备应用(yngyng)(yngyng)的电流范围的电流范围第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器和变压器和互感器互感器第二十四页，共92页。结结构特点构特点(tdin)(td
25、in)：一次：一次绕组绕组匝数匝数很少，且很少，且导导体相当粗；二次体相当粗；二次绕组绕组匝匝数很多，数很多，导导体体较细较细；其工作；其工作时时二次二次回路接近于短路状回路接近于短路状态态。二次。二次绕组额绕组额定定电电流一般流一般为为5A5A，少数，少数为为1A1A。图图2-8电流互感器的原理结构电流互感器的原理结构(jigu)和接线和接线1 铁心铁心2 一次绕组一次绕组 3 二次绕组二次绕组PA电流表电流表 KA电流继电器电流继电器第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第二十五页，共92页。四种常见接线方式：四种常见接线方式：(1)一相式接线电流线圈中通
26、过的电流反映一次电路对应相的电流。一相式接线电流线圈中通过的电流反映一次电路对应相的电流。(2)两相形接线两相不完全星形接线。两相形接线两相不完全星形接线。(3)两相电流差接线两相交叉两相电流差接线两相交叉(jioch)接线。接线。(4)三相星形接线三个电流线圈正好反映各相的电流。三相星形接线三个电流线圈正好反映各相的电流。第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第二十六页，共92页。(二二)电流互感器的类型电流互感器的类型(lixng)和型号和型号图图2-12 LQJ-10型电流型电流(dinli)互感器互感器 按一次绕组匝数分按一次绕组匝数分 按一次电压按一
27、次电压(diny)分分 按用途分按用途分图型电流互感器图型电流互感器第二节电力变压器和互感器第二节电力变压器和互感器 按准确度等级分按准确度等级分 按绝缘和冷却方式分按绝缘和冷却方式分第二十七页，共92页。电流电流(dinli)互感器全型号的表示和含义互感器全型号的表示和含义第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第二十八页，共92页。(三三)电流电流(dinli)互感器使用注意事项互感器使用注意事项第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第二十九页，共92页。三、电压互感器三、电压互感器(文字符号文字符号(fho)TV)(fho
28、)TV)(一一)电压互感器的功用和接线方案电压互感器的功用和接线方案(1)(1)用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘(2)(2)用来扩大仪表、继电器等二次设备应用的电压范围用来扩大仪表、继电器等二次设备应用的电压范围第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第三十页，共92页。2.电压互感器的结构和接线方案电压互感器的结构和接线方案结构特点：一次绕组匝数很多，二次绕组匝数较少，相当于降结构特点：一次绕组匝数很多，二次绕组匝数较少，相当于降压压(jin y)变压器。由于电压线圈的阻抗很大，其工作时二次变压器。由于电压线圈的
29、阻抗很大，其工作时二次侧接近于空载状态。二次绕组额定电压一般为侧接近于空载状态。二次绕组额定电压一般为100V。图图2-14电压互感器的原理结构和接线电压互感器的原理结构和接线(ji xin)1铁心铁心2一次绕组一次绕组3二次绕组二次绕组PV电压表电压表KV电压继电器电压继电器第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第三十一页，共92页。四种常见接线方式：四种常见接线方式：(1)一个单相电压互感器接线供仪表、继电器一个单相电压互感器接线供仪表、继电器的电压线圈接于三相电路的一个线电压。的电压线圈接于三相电路的一个线电压。(2)两个单相电压互感器接成两个单相电压互
30、感器接成V/V形供仪表、形供仪表、继电器的电压线圈接于三相三线继电器的电压线圈接于三相三线(sn xin)制电制电路的各个线电压，广泛应用在变配电所的路的各个线电压，广泛应用在变配电所的610kV高压配电装置中。高压配电装置中。(3)三个单相电压互感器接成三个单相电压互感器接成Y0/Y0形供要求形供要求线电压的仪表、继电器，并供接相电压的绝缘线电压的仪表、继电器，并供接相电压的绝缘监视电压表。监视电压表。(4)三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器接成柱三绕组电压互感器接成Y0/Y0/(开口三角开口三角)形形其接成其接成Y0的二次绕组，供
31、电给需线电压的仪表、的二次绕组，供电给需线电压的仪表、继电器及接相电压的绝缘监视用电压表，与继电器及接相电压的绝缘监视用电压表，与(3)的二次接线相同；其接成的二次接线相同；其接成(开口三角开口三角)形的辅助形的辅助二次绕组，则接电压继电器。二次绕组，则接电压继电器。第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器变压器和互感器和互感器第三十二页，共92页。(二二)电压互感器的类型电压互感器的类型(lixng)和型号和型号(三三)电压电压(diny)互感器使用注意事项互感器使用注意事项第二节电力第二节电力(dinl)(dinl)变压器和变压器和互感器互感器 按相数分按相数分 按绕组绝缘和冷却
32、方式分按绕组绝缘和冷却方式分第三十三页，共92页。第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器一、开关电器中的电弧问题一、开关电器中的电弧问题 高低压开关电器用于高低压电路的通断控制高低压开关电器用于高低压电路的通断控制(kngzh)。(一一)电弧的产生电弧的产生 (1)热电发射热电发射 (2)高电场发射高电场发射 (3)碰撞游离碰撞游离 (4)热游离热游离第三十四页，共92页。(二二)电弧的熄灭电弧的熄灭 去游离率去游离率 游离率。游离率。熄灭电弧的去游离方式有：熄灭电弧的去游离方式有：(1)(1)正负带电质点的正负带电质点的“复合复合”复合就是正负带电质点重复合就是
33、正负带电质点重新结合为中性质点。新结合为中性质点。(2)(2)正负带电质点的正负带电质点的“扩散扩散”扩散就是电弧中的带电质扩散就是电弧中的带电质点向周围介质中扩散开去，从而使电弧区域内的离子浓度点向周围介质中扩散开去，从而使电弧区域内的离子浓度(nngd)(nngd)降低，带电质点减少。降低，带电质点减少。第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第三十五页，共92页。(三三)开关开关电电器中常用的器中常用的灭灭弧方法弧方法(1)(1)速拉速拉灭灭弧法迅速拉弧法迅速拉长电长电弧，使弧隙的弧，使弧隙的电场电场强强度度骤骤降，使离子降，使离子的复合迅速增的复合迅速增强强
34、，从而加速，从而加速灭灭弧。弧。(2)(2)冷却冷却灭灭弧法降低弧法降低电电弧温度，可使弧温度，可使电电弧中的弧中的热热游离减弱游离减弱(jinru)(jinru)，正，正负负离子的复合增离子的复合增强强，从而有助于，从而有助于电电弧熄弧熄灭灭。(3)(3)吹弧或吸弧吹弧或吸弧灭灭弧法利用外力来吹弧法利用外力来吹动动或吸或吸动电动电弧，使弧，使电电弧加速弧加速冷却，同冷却，同时时拉拉长电长电弧，降低弧，降低电电弧中的弧中的电场电场强强度，使度，使电电弧中离子的复弧中离子的复合和合和扩扩散加散加强强，从而加速，从而加速灭灭弧。弧。第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电
35、器第三十六页，共92页。(4)(4)长弧切短灭弧法利用金属片将长弧切割成若干长弧切短灭弧法利用金属片将长弧切割成若干(rugn)(rugn)短短弧，则电弧中的电压降将近似地增大若干弧，则电弧中的电压降将近似地增大若干(rugn)(rugn)倍。当外施电倍。当外施电压小于电弧中总的电压降时，则电弧就不能维持而迅速熄灭。压小于电弧中总的电压降时，则电弧就不能维持而迅速熄灭。图图2-21钢灭弧栅对电弧钢灭弧栅对电弧(dinh)的作用的作用第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器钢栅片钢栅片电弧电弧触头触头第三十七页，共92页。(5)(5)粗弧分细灭弧法将粗大粗弧分细灭弧法
36、将粗大(cd)(cd)的电弧分散成若干平行的细小电的电弧分散成若干平行的细小电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的散热条件，降低电弧弧，使电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的散热条件，降低电弧的温度，从而使电弧中离子的复合和扩散都得到增强，加速电弧的熄灭。的温度，从而使电弧中离子的复合和扩散都得到增强，加速电弧的熄灭。(6)(6)狭沟灭弧法使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，由于电弧狭沟灭弧法使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，由于电弧的冷却条件改善，从而使去游离增强，同时固体介质表面的复合也比较的冷却条件改善，从而使去游离增强，同时固体介质表面的复合也比较强烈，从而有利于加速灭弧。
37、强烈，从而有利于加速灭弧。图图2-22绝缘绝缘(juyun)灭弧栅对电弧的作用灭弧栅对电弧的作用1绝缘绝缘(juyun)栅片栅片2电弧电弧3触头触头第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第三十八页，共92页。(7)(7)真空灭弧法真空具有相当高的绝缘强度。装在真空容器真空灭弧法真空具有相当高的绝缘强度。装在真空容器(rngq)(rngq)内的触头分断时，在交流电流过零时即能熄灭电弧而不致复燃。内的触头分断时，在交流电流过零时即能熄灭电弧而不致复燃。(8)(8)六氟化硫六氟化硫(SF6)(SF6)灭弧法灭弧法 SF6 SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，气体具有
38、优良的绝缘性能和灭弧性能，其绝缘强度约为空气的其绝缘强度约为空气的3 3倍，其绝缘恢复的速度约为空气的倍，其绝缘恢复的速度约为空气的100100倍，因此倍，因此它能快速灭弧。它能快速灭弧。在现代的电气开关中，根据具体情况综合利用上述某几种灭弧方法来实在现代的电气开关中，根据具体情况综合利用上述某几种灭弧方法来实现快速灭弧的目的。现快速灭弧的目的。第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第三十九页，共92页。二、高压隔离开关和负荷开关二、高压隔离开关和负荷开关(一一)高压隔离开关（文字符号高压隔离开关（文字符号QSQS）用来隔离高压电源，以保证用来隔离高压电源，以保证
39、(bozhng)(bozhng)其他设备和线路的其他设备和线路的安全检修。安全检修。结构特点：结构特点：（1 1）断开后有明显的断开间隙，断开间隙的绝缘及相互绝）断开后有明显的断开间隙，断开间隙的绝缘及相互绝缘足够可靠，保障人身和设备的安全。缘足够可靠，保障人身和设备的安全。（2 2）没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。）没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。（3 3）可用来通断一定的小电流。）可用来通断一定的小电流。第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第四十页，共92页。GW2-35型户外型户外(h wi)式高压隔离开关式高压隔离开关GN8-10型户
40、内式高压型户内式高压(goy)隔离开关隔离开关户内式和户外户内式和户外(h wi)(h wi)式两大类：式两大类：户内式高压隔离开关通常采用户内式高压隔离开关通常采用CS6CS6型手力操动机构操作。型手力操动机构操作。户外式高压隔离开关，户外式高压隔离开关，35kV35kV以下的通常采用杠杆传动的手力操作以下的通常采用杠杆传动的手力操作机构，而机构，而10kV10kV及以下的则大多采用绝缘操作棒进行操作。及以下的则大多采用绝缘操作棒进行操作。第三节高低压开关电器第三节高低压开关电器第四十一页，共92页。(二二)高压负荷开关（文字符号高压负荷开关（文字符号QSQS）具有简单的灭弧装置，能通断一定
41、的负荷电流，但不能断开短路电流。具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流，但不能断开短路电流。因此必须与高压熔断器串联使用。负荷开关断开后，有明显可见的断因此必须与高压熔断器串联使用。负荷开关断开后，有明显可见的断开间隙，因此具有隔离电源、保证安全检修开间隙，因此具有隔离电源、保证安全检修(jinxi)(jinxi)的功用。的功用。图图2-27FN-10RT型高压型高压(goy)负荷开关负荷开关第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第四十二页，共92页。三、高压断路器（文字符号三、高压断路器（文字符号QFQF）能用来能用来(yn li)(yn li)通断正常的负荷
42、电流，还能通断一定的短路通断正常的负荷电流，还能通断一定的短路电流，并能在短路保护的作用下自动跳闸。电流，并能在短路保护的作用下自动跳闸。高压断路器有相当完善的灭弧结构。高压断路器有相当完善的灭弧结构。图图2-29CS2型手力型手力(shu l)操动机构及其与操动机构及其与FN3型型负荷负荷开关配合的一种安装方式开关配合的一种安装方式第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第四十三页，共92页。图图2-30SN10-10型高压少油断路器型高压少油断路器1铝帽铝帽2上接线上接线(ji xin)端子端子3油标油标4绝缘筒绝缘筒5下接线下接线(ji xin)端子端子6基座
43、基座7主轴主轴8框架框架9断路弹簧断路弹簧(一一)SN10-10)SN10-10型高压少油断路器型高压少油断路器应用最广的一种户内式少油断路器。由框架、传动机构应用最广的一种户内式少油断路器。由框架、传动机构(jgu)(jgu)和油箱和油箱等三个主要部分组成，油箱是其核心部分。等三个主要部分组成，油箱是其核心部分。第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第四十四页，共92页。(二二)高压六氟化硫断路器高压六氟化硫断路器 利用利用SF6气体作灭弧介质及触头断开间隙绝缘介质的断路器。气体作灭弧介质及触头断开间隙绝缘介质的断路器。优点：断流能力强，灭弧速度快，绝缘性能好，
44、检修周期长，优点：断流能力强，灭弧速度快，绝缘性能好，检修周期长，适于频繁操作，而且没有燃烧爆炸危险。适于频繁操作，而且没有燃烧爆炸危险。缺点缺点(qudin)：要求加工精度高，密封性能要求更严，价：要求加工精度高，密封性能要求更严，价格较贵。格较贵。主要用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所，特别适于作主要用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所，特别适于作全封闭组合电器。全封闭组合电器。第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器图图2-34LN2-10型高压型高压F6断路断路(dun l)器器1上接线端子上接线端子2绝缘筒绝缘筒(内为气缸及内为气缸及触头灭弧系统触头灭弧
45、系统)3下接线端子下接线端子4操动机操动机构箱构箱5小车小车6断路断路(dun l)弹簧弹簧第四十五页，共92页。(三三)高压真空断路器高压真空断路器利用利用“真空真空”灭弧的断路器，其触头装在真空灭弧室内。灭弧的断路器，其触头装在真空灭弧室内。真空中不存在气体游离问题。真空中不存在气体游离问题。但在感性但在感性(gnxng)电路中，灭弧速度过快，会使电路产生过电压，因电路中，灭弧速度过快，会使电路产生过电压，因此此“真空真空”不是绝对的，在触头带载断开时，高电场发射和热发射会不是绝对的，在触头带载断开时，高电场发射和热发射会产生一点电弧，称为产生一点电弧，称为“真空电弧真空电弧”。真空电弧能
46、在交流电流第一次过。真空电弧能在交流电流第一次过零时熄灭，灭弧时间极短（至多半个周期），又不至产生危险的过电零时熄灭，灭弧时间极短（至多半个周期），又不至产生危险的过电压。压。优点：体积小、重量轻、动作快、寿命长、安全可靠、便于维护检修。优点：体积小、重量轻、动作快、寿命长、安全可靠、便于维护检修。但价格较贵，过去主要用于频繁操作和安全要求较高的场所，现在开但价格较贵，过去主要用于频繁操作和安全要求较高的场所，现在开始取代少油断路器，广泛应用于始取代少油断路器，广泛应用于35kV及以下高压配电中。及以下高压配电中。第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第四十六页，
47、共92页。图图2-36ZN12-12型户内式真空型户内式真空(zhnkng)断路器断路器1绝缘子绝缘子2上出线端上出线端3真空真空(zhnkng)灭弧室灭弧室4出线导电夹出线导电夹5出线软连接出线软连接6下出线端下出线端7万向杆端轴承万向杆端轴承8转向杠杆转向杠杆9绝缘拉杆绝缘拉杆10触头压力弹簧触头压力弹簧11主轴主轴12操动机构箱操动机构箱注：虚线为合闸位置，实线为分闸位置。注：虚线为合闸位置，实线为分闸位置。第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第四十七页，共92页。(四四)高压断路器的操动机构高压断路器的操动机构.CD10型电磁操动机构型电磁操动机构 CD
48、10型电磁操作机构能手动和远距离控制型电磁操作机构能手动和远距离控制(kngzh)分闸和合闸，分闸和合闸，适于实现自动化，但它需直流操作电源。适于实现自动化，但它需直流操作电源。图图2-38CD10型电磁操动机构型电磁操动机构1外壳外壳2跳闸线圈跳闸线圈3手动跳闸按钮手动跳闸按钮(跳闸铁心跳闸铁心)4合闸线圈合闸线圈 5合闸操作手柄合闸操作手柄6缓冲底座缓冲底座7接线端子排接线端子排8辅助开关辅助开关(kigun)9分合指示分合指示第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第四十八页，共92页。图图2-39CD10型电磁操动机构的传动原理示意图型电磁操动机构的传动原理
49、示意图1高压断路器高压断路器2断路弹簧断路弹簧3跳闸线圈跳闸线圈4合闸线圈合闸线圈5L形搭钩形搭钩6连杆连杆(lin n)7辅助开关辅助开关8操动机构主轴操动机构主轴第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第四十九页，共92页。图图2-40CT7型弹簧操动机构外形示意图型弹簧操动机构外形示意图1合闸按钮合闸按钮2分闸按钮分闸按钮3储能指示储能指示(zhsh)灯灯4分合指示分合指示(zhsh)5手动储能转轴手动储能转轴6输出轴输出轴第三节高低压开关第三节高低压开关(kigun)(kigun)电器电器第五十页，共92页。2.CT7型弹簧操动机构型弹簧操动机构(1)电动机
50、储能电动机电动机储能电动机2通电转动时，通过皮带通电转动时，通过皮带1、链条、链条3和偏心和偏心轮轮4，带动棘爪，带动棘爪(jzhu)7和棘轮和棘轮8，棘轮，棘轮8推动偏心凸轮推动偏心凸轮12使合闸弹使合闸弹簧簧6拉伸。拉伸。()手力储能沿顺时针方向转动手柄手力储能沿顺时针方向转动手柄5，与上述电动机储能动作，与上述电动机储能动作过程相同，使合闸弹簧储能。过程相同，使合闸弹簧储能。图图2-412-41CT7CT7型弹簧操动机构传动原理示意图型弹簧操动机构传动原理示意图11传动皮带传动皮带(p di)(p di)22储能电动机储能电动机33链条链条44偏心轮偏心轮55手柄手柄66合闸弹簧合闸弹簧