《工厂供电第二章.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工厂供电第二章.ppt（98页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）第二章第二章 工厂供电系统的工厂供电系统的常用设备常用设备 第一节第一节电气设备中的电弧问题及对触头的要求电气设备中的电弧问题及对触头的要求 电弧电弧是电气设备运行中经常发生的一种物理现象，其特点是是电气设备运行中经常发生的一种物理现象，其特点是光亮光亮很强和温度很高很强和温度很高。电弧的产生对供电系统的安全运行有很大影响。电弧的产生对供电系统的安全运行有很大影响。首先，电弧延长了电路开断的时间。在开关分断短路电流时，开关首先，电弧延长了电路开断的时间。在开关分断短路电流时，开关触头上的
2、电弧就触头上的电弧就延长了短路电流通过电路的时间延长了短路电流通过电路的时间，使短路电流危害，使短路电流危害的时间延长，可能的时间延长，可能对电路设备造成更大的损坏对电路设备造成更大的损坏。同时，电弧的高温。同时，电弧的高温可能烧损开关的触头，烧毁电气设备和导线电缆，甚至可能引起火可能烧损开关的触头，烧毁电气设备和导线电缆，甚至可能引起火灾和爆炸事故。此外，强烈的灾和爆炸事故。此外，强烈的弧光可能损伤人的视力弧光可能损伤人的视力，严重的可致，严重的可致人失明。因此，开关设备在结构设计上要保证其操作时电弧能迅速人失明。因此，开关设备在结构设计上要保证其操作时电弧能迅速地熄灭地熄灭16:46:07
3、七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）一一.电弧的产生电弧的产生(一一).产生电弧的根本原因产生电弧的根本原因开关触头在分断电流时之所以会产生电弧，根本的原因在于触头本开关触头在分断电流时之所以会产生电弧，根本的原因在于触头本身及触头周围的介质中含有身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子大量可被游离的电子。这样，当分断的。这样，当分断的触头之间存在足够大的外施电压的条件下，这些电子就有可能强烈触头之间存在足够大的外施电压的条件下，这些电子就有可能强烈电离而产生电弧。电离而产生电弧。(二二).产生电弧的游离过程产生电弧的游
4、离过程(1).热电发射热电发射当开关触头分断电流时，阴极表面由于大电流逐渐当开关触头分断电流时，阴极表面由于大电流逐渐收缩集中而出现炽热的收缩集中而出现炽热的光斑光斑，温度很高，因而使触头表面分子中外，温度很高，因而使触头表面分子中外层电子吸收足够的热能而发射到触头的间隙中去，形成自由电子。层电子吸收足够的热能而发射到触头的间隙中去，形成自由电子。(2).电场发射电场发射开关触头分断之初，电场强度很大。在这种高电场开关触头分断之初，电场强度很大。在这种高电场的作用下，触头表面的电子可能被强拉出来，使之进入触头间隙，的作用下，触头表面的电子可能被强拉出来，使之进入触头间隙，也形成自由电子。也形成
5、自由电子。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）(3).碰撞游离碰撞游离当触头间隙存在着足够大的电场强度时，其中的自当触头间隙存在着足够大的电场强度时，其中的自由电子以相当大的动能向阳极移动。在高速移动中由电子以相当大的动能向阳极移动。在高速移动中碰撞碰撞到中性质点，到中性质点，就可能使中性质点中的电子游离出来，从而使中性质点变为带电的就可能使中性质点中的电子游离出来，从而使中性质点变为带电的正离子和自由电子。这些被碰撞游离出来的带电质点在电场力的作正离子和自由电子。这些被碰撞游离出来的带电质点在电场力的作用
6、下，继续参加碰撞游离，结果使触头间介质中的离子数越来越多，用下，继续参加碰撞游离，结果使触头间介质中的离子数越来越多，形成形成“雪崩雪崩”现象现象。当离子浓度足够大时，介质击穿而发生电弧。当离子浓度足够大时，介质击穿而发生电弧。(4).高温游离高温游离电弧的温度很高，表面温度达电弧的温度很高，表面温度达30004000，弧心，弧心温度可高达温度可高达10000。在这样的高温下，电弧中的中性质点可游离。在这样的高温下，电弧中的中性质点可游离为正离子和自由电子（据研究，一般气体在为正离子和自由电子（据研究，一般气体在900010000时发生时发生游离，而金属蒸气在游离，而金属蒸气在4000左右即发
7、生游离），从而进一步加强了左右即发生游离），从而进一步加强了电弧中的游离。触头越分开，电弧越大，高温游离也越显著。电弧中的游离。触头越分开，电弧越大，高温游离也越显著。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）二、二、电弧的熄灭电弧的熄灭(一一).电弧熄灭的条件电弧熄灭的条件要使电弧熄灭，必须使触头间电弧中的去游离率大于游离率，要使电弧熄灭，必须使触头间电弧中的去游离率大于游离率，即其中即其中离子消失的速率离子消失的速率大于大于离子产生的速率离子产生的速率。(二二).电弧熄灭的去游离方式电弧熄灭的去游离方式(1)
8、.复合复合复合就是正负带电质点重新结合为中性质点。这与复合就是正负带电质点重新结合为中性质点。这与电弧中的电场强度、电弧温度及电弧截面等因素有关。电弧中的电电弧中的电场强度、电弧温度及电弧截面等因素有关。电弧中的电场强度越弱，电弧的温度越低，电弧的场强度越弱，电弧的温度越低，电弧的截面越小截面越小，则带电质点的复，则带电质点的复合越强。合越强。(2).扩散扩散扩散就是电弧中的带电质点向周围介质中扩散开去，扩散就是电弧中的带电质点向周围介质中扩散开去，从而使电弧中的带电质点减少。扩散的原因，一是由于电弧与周围从而使电弧中的带电质点减少。扩散的原因，一是由于电弧与周围介质的温度差，另一是由于电弧与
9、周围介质的离子浓度差。扩散也介质的温度差，另一是由于电弧与周围介质的离子浓度差。扩散也与电弧截面有关。与电弧截面有关。电弧截面越小电弧截面越小，离子扩散也越强。，离子扩散也越强。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）(3).交流电弧的熄灭交流电弧的熄灭由于交流电流每半个周期要经过由于交流电流每半个周期要经过零值一次零值一次，而电流过零时，而电流过零时，电电弧将暂时熄灭弧将暂时熄灭，所以交流电弧每一个周期，所以交流电弧每一个周期(2电角度电角度)要暂时熄灭两要暂时熄灭两次，如图次，如图1-1所示。电弧熄灭的瞬间
10、，弧隙温度骤降，高温游离终所示。电弧熄灭的瞬间，弧隙温度骤降，高温游离终止，去游离（主要是复合）大大增强。这时弧隙虽然处于游离状态，止，去游离（主要是复合）大大增强。这时弧隙虽然处于游离状态，但是阴极附近空间差不多立刻获得很高的绝缘强度。随后弧隙的电但是阴极附近空间差不多立刻获得很高的绝缘强度。随后弧隙的电场强度又可能使之击穿，使电弧复燃。但是由于触头的迅速断开，场强度又可能使之击穿，使电弧复燃。但是由于触头的迅速断开，电场强度的迅速降低，一般交流电弧电场强度的迅速降低，一般交流电弧经过若干周期经过若干周期的熄灭、复燃的的熄灭、复燃的反复，最终完全熄灭。反复，最终完全熄灭。因此交流电弧的熄灭，
11、可利用交流电流过零因此交流电弧的熄灭，可利用交流电流过零时电弧要暂时熄灭这一特性，来加速电弧的熄灭时电弧要暂时熄灭这一特性，来加速电弧的熄灭。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）图图1-1开关断开交流电流时电路电压和电流的变动曲线开关断开交流电流时电路电压和电流的变动曲线16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）三三.开关电器中常用的灭弧方法电弧的熄灭开关电器中常用的灭弧方法电弧的熄灭(1).速拉灭弧法速拉灭弧法迅速拉长电弧，
12、可使弧隙的电场强度骤降，正负迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，正负离子的复合迅速增强，从而加快电弧的熄灭。这种灭弧方法是离子的复合迅速增强，从而加快电弧的熄灭。这种灭弧方法是开关开关电器中普遍采用的电器中普遍采用的最基本的一种灭弧法。最基本的一种灭弧法。(2).冷却灭弧法冷却灭弧法降低电弧的温度，可使电弧中的高温游离减弱，降低电弧的温度，可使电弧中的高温游离减弱，正负离子的复合增强，有助于加速电弧的熄灭。这种灭弧方法在正负离子的复合增强，有助于加速电弧的熄灭。这种灭弧方法在开开关电器中也应用较普遍关电器中也应用较普遍，同样是一种基本的灭弧方法。，同样是一种基本的灭弧方法。(3).吹弧灭弧法
13、吹弧灭弧法利用外力（如气流、油流或电磁力）来吹动弧使利用外力（如气流、油流或电磁力）来吹动弧使电弧加快冷却。加速电弧的电弧加快冷却。加速电弧的-有有横吹和纵吹横吹和纵吹两种，分别如两种，分别如图图2-1a、b所示。低压刀开关当迅速拉开其刀闸时，不仅迅速拉长了电弧，而所示。低压刀开关当迅速拉开其刀闸时，不仅迅速拉长了电弧，而且其本身回路电流产生的电动力作用于电弧，也吹动电弧使之加速且其本身回路电流产生的电动力作用于电弧，也吹动电弧使之加速拉长，如拉长，如图图2-2所示。有的开关采用专门的所示。有的开关采用专门的磁吹线圈来吹弧磁吹线圈来吹弧，如，如图图2-3所示。也有的开关利用所示。也有的开关利用
14、铁磁物质（如钢片）来吸动电弧铁磁物质（如钢片）来吸动电弧，相当于，相当于反向吹弧，如反向吹弧，如图图2-4所示。所示。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）图图2-1吹弧方式（吹弧方式（1-电弧；电弧；2-触头）触头）a)横吹横吹b)纵吹纵吹 图图2-2电动力吹弧（刀开关断开时）电动力吹弧（刀开关断开时）16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）图图2-3磁力吹弧磁力吹弧1-磁吹线圈；磁吹线圈；2-灭弧触头；灭弧触头；3-电弧电
15、弧图图2-4铁磁吸弧铁磁吸弧1-钢片钢片2-电弧电弧16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）(4).长弧切短灭弧法长弧切短灭弧法由于电弧的电压降主要降落在由于电弧的电压降主要降落在阴极阴极和和阳极阳极上，上，其中阴极电压降又比阳极电压降大得多，而电弧的中间部分（弧柱）其中阴极电压降又比阳极电压降大得多，而电弧的中间部分（弧柱）的电压降是很小的的电压降是很小的图图2-5所示的铁磁吸弧，将所示的铁磁吸弧，将电弧吸入钢灭弧栅电弧吸入钢灭弧栅。钢片对电弧还有一定的钢片对电弧还有一定的冷却降温作用冷却降温作用。图图2-5
16、钢灭弧栅对钢灭弧栅对电弧的作用电弧的作用1-钢栅片钢栅片；2-电弧；电弧；3-触头触头16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）(5).粗弧分细灭弧法粗弧分细灭弧法将将粗大的电弧分粗大的电弧分成若干平行的成若干平行的细小电弧细小电弧，使，使电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的散热条件，降低电弧的散热条件，降低电弧的温度温度，从而使电弧中正负离子的，从而使电弧中正负离子的复合复合和和扩散扩散都得到加强，使都得到加强，使电弧加电弧加速熄灭速熄灭。(6).真空灭弧法真空灭弧法真空
17、具有较高的绝缘强度。如果将真空具有较高的绝缘强度。如果将开关触头装在开关触头装在真空容器内，真空容器内，则在触头分断时其间产生的电弧（称为真空电弧）一则在触头分断时其间产生的电弧（称为真空电弧）一般较小，且在般较小，且在电流第一次过零时就能熄灭电弧。电流第一次过零时就能熄灭电弧。(7).六氟化硫（六氟化硫（SF6）灭弧法）灭弧法SF6气体具有优良的绝缘性能和灭气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，其弧性能，其绝缘强度约为空气的绝缘强度约为空气的3倍倍，其，其绝缘强度恢复的速度约比绝缘强度恢复的速度约比空气快空气快100倍倍，因此采用，因此采用SF6来灭弧，可以大大提高开关的来灭弧，可以大大提高开关
18、的断路容断路容量和缩短灭弧时间量和缩短灭弧时间。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）(8).狭沟灭弧法狭沟灭弧法使电弧在固体介质所形成的使电弧在固体介质所形成的狭沟狭沟中燃烧，改善了中燃烧，改善了电弧的电弧的冷却条件冷却条件，同时由于电弧与固体表面接触使其带电质点的，同时由于电弧与固体表面接触使其带电质点的复复合大大增强合大大增强，从而加速电弧的熄灭。例如有的熔断器熔管内，从而加速电弧的熄灭。例如有的熔断器熔管内充填石充填石英砂英砂，使熔丝在石英砂中熔断，就是利用狭沟灭弧原理。又如采用，使熔丝在石英砂中熔断
19、，就是利用狭沟灭弧原理。又如采用图图2-6所示绝缘灭弧栅所示绝缘灭弧栅，先利用电动力吹弧使电弧进入绝缘灭弧栅，先利用电动力吹弧使电弧进入绝缘灭弧栅内，然后利用内，然后利用狭沟灭弧原理狭沟灭弧原理来加速电弧的熄灭。来加速电弧的熄灭。图图2-6绝缘灭弧栅绝缘灭弧栅对电弧的作用对电弧的作用1-绝缘灭弧片；绝缘灭弧片；2-电弧电弧；3-触头触头16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）四四.对电气触头的基本要求对电气触头的基本要求电气触头是开关电器中极其重要的部件。开关电器工作的可靠程度，电气触头是开关电器中极其重要的部
20、件。开关电器工作的可靠程度，与触头的结构和状况有着密切的关系。与触头的结构和状况有着密切的关系。(1).满足正常负荷的发热要求满足正常负荷的发热要求正常负荷电流（包括过负荷电流）正常负荷电流（包括过负荷电流）长期通过触头时，触头的发热温度不应超过允许值。长期通过触头时，触头的发热温度不应超过允许值。(2).具有足够的机械强度具有足够的机械强度触头要能经受规定的触头要能经受规定的通断次数通断次数而不致发而不致发生生机械故障或损坏机械故障或损坏。(3).具有足够的动稳定度和热稳定度具有足够的动稳定度和热稳定度在可能发生的最在可能发生的最大短路冲击大短路冲击电流通过时，触头不致因电动力作用而损坏；并
21、在可能最长的短路电流通过时，触头不致因电动力作用而损坏；并在可能最长的短路时间内通过短路电流时，触头不致被其产生的时间内通过短路电流时，触头不致被其产生的热量过度烧损或熔焊热量过度烧损或熔焊。(4).具有足够的断流能力具有足够的断流能力在开断所规定的在开断所规定的最大负荷电流或短路电最大负荷电流或短路电流时流时，触头不应被，触头不应被电弧过度烧损电弧过度烧损，更不应发生，更不应发生熔焊现象熔焊现象。为了保证。为了保证触头在闭合时尽量降低触头电阻，有些开关触头分为触头在闭合时尽量降低触头电阻，有些开关触头分为工作触头工作触头和和灭灭弧触头弧触头两部分。两部分。工作触头采用导电性好的铜或镀银铜触头
22、工作触头采用导电性好的铜或镀银铜触头，而灭弧而灭弧触头采用耐高温的铜钨等合金触头触头采用耐高温的铜钨等合金触头。不致使工作触头烧损。不致使工作触头烧损。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）第二节第二节高压一次设备高压一次设备变配电所中承担变配电所中承担输送和分配电能输送和分配电能任务的电路，称为任务的电路，称为一次电一次电路或一次回路，路或一次回路，亦称主电路。一次电路中所有的电气设备，称亦称主电路。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备。为一次设备。凡用来凡用来控制、指示、监测和保护控制、指示、监测和保护
23、一次设备运行的电路，称一次设备运行的电路，称为为二次电路或二次回路二次电路或二次回路，亦称副电路。二次电路通常接在互感，亦称副电路。二次电路通常接在互感器的二次侧。二次电路中的所有设备，称为二次设备。器的二次侧。二次电路中的所有设备，称为二次设备。一、高压熔断器一、高压熔断器熔断器（熔断器（fuse,文字符号为文字符号为FU）是一种当所在电路的电流超过）是一种当所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体（规定值并经一定时间后，使其熔体（fuse-element）熔化而分）熔化而分断电流、断开电路断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电电路
24、和设备进行短路保护路和设备进行短路保护，但有的也具有，但有的也具有过负荷保护过负荷保护的功能。的功能。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统中，室内广泛采用工厂供电系统中，室内广泛采用RN1、RN2等型高压管式限流熔等型高压管式限流熔断器；室外则广泛采用断器；室外则广泛采用RW4-10、RW10-10F等型高压跌开式熔断等型高压跌开式熔断器，也有的采用器，也有的采用RW10-35型高压限流熔断器等。型高压限流熔断器等。高压熔断器全型号的表示和含义如下：高压熔断器全型号的表示和含义如下：/R高压熔断
25、器高压熔断器产品名称产品名称 安装场所安装场所 N户内式户内式 W户外式户外式 设计序号设计序号 额定电压（额定电压（kV）其他标志其他标志GY高原型高原型额定容量（额定容量（MVA）额定电流（额定电流（A）补充型号补充型号 F负荷型负荷型 G改进型改进型16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）1、RN1和和RN2型户内高压管式熔断器型户内高压管式熔断器RN1型和型和RN2型的结构基本相同，都是型的结构基本相同，都是瓷质熔管内充填石英砂瓷质熔管内充填石英砂的密闭管式熔断器。的密闭管式熔断器。RN1型主要用于型主
26、要用于高压线路和设备高压线路和设备的短路保护，的短路保护，也能起也能起过负荷保护过负荷保护的作用，其熔体要通过主电路的电流，因此其的作用，其熔体要通过主电路的电流，因此其结构尺寸较大，结构尺寸较大，额定电流可达额定电流可达100A。而。而RN2型只用作高压电压互型只用作高压电压互感器一次侧的短路保护感器一次侧的短路保护。由于电压互感器二次侧连接的都是阻抗。由于电压互感器二次侧连接的都是阻抗很大的电压线圈，致使它接近于空载工作，其一次侧电流很小，很大的电压线圈，致使它接近于空载工作，其一次侧电流很小，因此因此RN2型的结构尺寸较小，其熔型的结构尺寸较小，其熔体额定电流一般为体额定电流一般为0.5
27、A。图图2-7是是RN1、RN2型高压管式熔断器的外形结构，图型高压管式熔断器的外形结构，图2-8是其是其熔管的剖面示意图熔管的剖面示意图。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）图图2-7RN1、RN2型高压熔断器型高压熔断器1-瓷质熔管；瓷质熔管；2-金属管帽；金属管帽；3-弹性触座；弹性触座；4-熔断指示器；熔断指示器；5-接线端子；接线端子；6-瓷绝缘子；瓷绝缘子；7-底座底座图图2-8RN1、RN2型高压熔断器的型高压熔断器的内部结构示意图内部结构示意图1-管帽管帽；2-瓷管；瓷管；3-工作熔体；工作
28、熔体；4-指示熔体；指示熔体；5-锡球；锡球；6-石英砂填料；石英砂填料；7-熔断指示器熔断指示器16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）由由图图2-8可见可见，熔断器的工作熔体（铜熔丝）上焊有小锡球。锡是，熔断器的工作熔体（铜熔丝）上焊有小锡球。锡是低熔点金属，过负荷时锡球受热熔化，包围铜熔丝。铜锡的分子相低熔点金属，过负荷时锡球受热熔化，包围铜熔丝。铜锡的分子相互渗透而形成熔点较铜的熔
29、点低的铜锡合金，使铜熔丝能在较低的互渗透而形成熔点较铜的熔点低的铜锡合金，使铜熔丝能在较低的温度下熔断，这就是所谓温度下熔断，这就是所谓“冶金效应冶金效应”。它使得熔断器能在过负荷。它使得熔断器能在过负荷电流和较小的短路电流下动作，提高了保护灵敏度。又由该图可见，电流和较小的短路电流下动作，提高了保护灵敏度。又由该图可见，该熔断器采用几根熔丝并联，以便它们熔断时产生几根并行的电弧，该熔断器采用几根熔丝并联，以便它们熔断时产生几根并行的电弧，利用利用“粗弧分细灭弧法粗弧分细灭弧法”来加速电弧的熄灭。而且其熔管内充填有来加速电弧的熄灭。而且其熔管内充填有石英砂石英砂，熔丝熔断时产生的电弧完全在石英
30、砂内燃烧，又利用了，熔丝熔断时产生的电弧完全在石英砂内燃烧，又利用了“狭沟灭弧法狭沟灭弧法”，因此其灭弧能力很强，能在短路后不到半个周期即，因此其灭弧能力很强，能在短路后不到半个周期即短路电流未达冲击值之前就能完全熄灭电弧，切断短路电流，从而短路电流未达冲击值之前就能完全熄灭电弧，切断短路电流，从而使熔断器本身及其所保护的电路和设备，不必考虑短路冲击电流的使熔断器本身及其所保护的电路和设备，不必考虑短路冲击电流的影响，因此这种熔断器属于影响，因此这种熔断器属于“限流限流”熔断器熔断器。当短路电流或过负荷电流通过熔体时，工作熔体熔断后，指示熔体当短路电流或过负荷电流通过熔体时，工作熔体熔断后，指
31、示熔体也相继熔断，其红色指示器弹出，如图也相继熔断，其红色指示器弹出，如图2-8中虚线所示，给出熔体中虚线所示，给出熔体熔断的指示信号。熔断的指示信号。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）2、RW4-10和和RW10-10F型户外高压跌开式熔断器型户外高压跌开式熔断器功能是：功能是：既可作既可作610kV线路线路和设备的短路保护，又可在一定条和设备的短路保护，又可在一定条件下，直接用高压绝缘操作棒来操作件下，直接用高压绝缘操作棒来操作熔管的分合。熔管的分合。一般的跌开式熔一般的跌开式熔断器如断器如RW4-1
32、0G型等，型等，只能在无负荷下操作只能在无负荷下操作，或通断小容量的空，或通断小容量的空载变压器和空载线路等，其操作要求与下面将要介绍的高压隔离开载变压器和空载线路等，其操作要求与下面将要介绍的高压隔离开关相同。而关相同。而负荷型跌开式熔断器如负荷型跌开式熔断器如RW10-10F型，则能带负荷操作，型，则能带负荷操作，其操作要求与下面将要介绍的负荷开关相同。其操作要求与下面将要介绍的负荷开关相同。图图2-9是是RW4-10G型跌开式熔断器的基本结构。它串接在线路上。型跌开式熔断器的基本结构。它串接在线路上。正常运行时，其正常运行时，其溶管上端的动触头借熔丝张力拉紧溶管上端的动触头借熔丝张力拉紧
33、后，利用绝缘操后，利用绝缘操作棒将此动触头推入上静触头内锁紧，同时下动触头与下静触头也作棒将此动触头推入上静触头内锁紧，同时下动触头与下静触头也相互压紧，从而使电路接通。当线路上发生短路时，相互压紧，从而使电路接通。当线路上发生短路时，短路电流使熔短路电流使熔丝熔断，形成电弧丝熔断，形成电弧。消弧管（熔管）由于。消弧管（熔管）由于电弧烧灼而分解出大量气电弧烧灼而分解出大量气体，使管内压力剧增体，使管内压力剧增，并沿管道形成强烈的，并沿管道形成强烈的气流纵向吹弧气流纵向吹弧，使电弧，使电弧迅速熄灭。熔管的迅速熄灭。熔管的上动触头因熔丝熔断后失去张力而下翻上动触头因熔丝熔断后失去张力而下翻，使锁紧
34、，使锁紧机构释放熔管，在触头弹力及熔管自重作用下，回转跌开，造成明机构释放熔管，在触头弹力及熔管自重作用下，回转跌开，造成明显可见的显可见的断开间隙断开间隙，兼，兼起隔离开关起隔离开关的作用。的作用。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）(5).粗弧分细灭弧法粗弧分细灭弧法将将粗大的电弧分粗大的电弧分成若干平行的成若干平行的细小电弧细小电弧，使，使电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的电弧与周围介质的接触面增大，改善电弧的散热条件，降低电弧的散热条件，降低电弧的温度温度，从而使电弧中正负离子的，从而使电弧中正
35、负离子的复合复合和和扩散扩散都得到加强，使都得到加强，使电弧加电弧加速熄灭速熄灭。(6).真空灭弧法真空灭弧法真空具有较高的绝缘强度。如果将真空具有较高的绝缘强度。如果将开关触头装在开关触头装在真空容器内，真空容器内，则在触头分断时其间产生的电弧（称为真空电弧）一则在触头分断时其间产生的电弧（称为真空电弧）一般较小，且在般较小，且在电流第一次过零时就能熄灭电弧。电流第一次过零时就能熄灭电弧。(7).六氟化硫（六氟化硫（SF6）灭弧法）灭弧法SF6气体具有优良的绝缘性能和灭气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，其弧性能，其绝缘强度约为空气的绝缘强度约为空气的3倍倍，其，其绝缘强度恢复的速度约比绝缘强
36、度恢复的速度约比空气快空气快100倍倍，因此采用，因此采用SF6来灭弧，可以大大提高开关的来灭弧，可以大大提高开关的断路容断路容量和缩短灭弧时间量和缩短灭弧时间。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）(8).狭沟灭弧法狭沟灭弧法使电弧在固体介质所形成的使电弧在固体介质所形成的狭沟狭沟中燃烧，改善了中燃烧，改善了电弧的电弧的冷却条件冷却条件，同时由于电弧与固体表面接触使其带电质点的，同时由于电弧与固体表面接触使其带电质点的复复合大大增强合大大增强，从而加速电弧的熄灭。例如有的熔断器熔管内，从而加速电弧的熄灭。例
37、如有的熔断器熔管内充填石充填石英砂英砂，使熔丝在石英砂中熔断，就是利用狭沟灭弧原理。又如采用，使熔丝在石英砂中熔断，就是利用狭沟灭弧原理。又如采用图图2-6所示绝缘灭弧栅所示绝缘灭弧栅，先利用电动力吹弧使电弧进入绝缘灭弧栅，先利用电动力吹弧使电弧进入绝缘灭弧栅内，然后利用内，然后利用狭沟灭弧原理狭沟灭弧原理来加速电弧的熄灭。来加速电弧的熄灭。图图2-6绝缘灭弧栅绝缘灭弧栅对电弧的作用对电弧的作用1-绝缘灭弧片；绝缘灭弧片；2-电弧电弧；3-触头触头16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）四四.对电气触头的基本要
38、求对电气触头的基本要求电气触头是开关电器中极其重要的部件。开关电器工作的可靠程度，电气触头是开关电器中极其重要的部件。开关电器工作的可靠程度，与触头的结构和状况有着密切的关系。与触头的结构和状况有着密切的关系。(1).满足正常负荷的发热要求满足正常负荷的发热要求正常负荷电流（包括过负荷电流）正常负荷电流（包括过负荷电流）长期通过触头时，触头的发热温度不应超过允许值。长期通过触头时，触头的发热温度不应超过允许值。(2).具有足够的机械强度具有足够的机械强度触头要能经受规定的触头要能经受规定的通断次数通断次数而不致发而不致发生生机械故障或损坏机械故障或损坏。(3).具有足够的动稳定度和热稳定度具有
39、足够的动稳定度和热稳定度在可能发生的最在可能发生的最大短路冲击大短路冲击电流通过时，触头不致因电动力作用而损坏；并在可能最长的短路电流通过时，触头不致因电动力作用而损坏；并在可能最长的短路时间内通过短路电流时，触头不致被其产生的时间内通过短路电流时，触头不致被其产生的热量过度烧损或熔焊热量过度烧损或熔焊。(4).具有足够的断流能力具有足够的断流能力在开断所规定的在开断所规定的最大负荷电流或短路电最大负荷电流或短路电流时流时，触头不应被，触头不应被电弧过度烧损电弧过度烧损，更不应发生，更不应发生熔焊现象熔焊现象。为了保证。为了保证触头在闭合时尽量降低触头电阻，有些开关触头分为触头在闭合时尽量降低
40、触头电阻，有些开关触头分为工作触头工作触头和和灭灭弧触头弧触头两部分。两部分。工作触头采用导电性好的铜或镀银铜触头工作触头采用导电性好的铜或镀银铜触头，而灭弧而灭弧触头采用耐高温的铜钨等合金触头触头采用耐高温的铜钨等合金触头。不致使工作触头烧损。不致使工作触头烧损。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）第二节第二节高压一次设备高压一次设备变配电所中承担变配电所中承担输送和分配电能输送和分配电能任务的电路，称为任务的电路，称为一次电一次电路或一次回路，路或一次回路，亦称主电路。一次电路中所有的电气设备，称亦称主
41、电路。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备。为一次设备。凡用来凡用来控制、指示、监测和保护控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称一次设备运行的电路，称为为二次电路或二次回路二次电路或二次回路，亦称副电路。二次电路通常接在互感，亦称副电路。二次电路通常接在互感器的二次侧。二次电路中的所有设备，称为二次设备。器的二次侧。二次电路中的所有设备，称为二次设备。一、高压熔断器一、高压熔断器熔断器（熔断器（fuse,文字符号为文字符号为FU）是一种当所在电路的电流超过）是一种当所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体（规定值并经一定时间后，使其熔体（fuse-element）熔化而分）熔化
42、而分断电流、断开电路断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电电路和设备进行短路保护路和设备进行短路保护，但有的也具有，但有的也具有过负荷保护过负荷保护的功能。的功能。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统中，室内广泛采用工厂供电系统中，室内广泛采用RN1、RN2等型高压管式限流熔等型高压管式限流熔断器；室外则广泛采用断器；室外则广泛采用RW4-10、RW10-10F等型高压跌开式熔断等型高压跌开式熔断器，也有的采用器，也有的采用RW10-35型高压
43、限流熔断器等。型高压限流熔断器等。高压熔断器全型号的表示和含义如下：高压熔断器全型号的表示和含义如下：/R高压熔断器高压熔断器产品名称产品名称 安装场所安装场所 N户内式户内式 W户外式户外式 设计序号设计序号 额定电压（额定电压（kV）其他标志其他标志GY高原型高原型额定容量（额定容量（MVA）额定电流（额定电流（A）补充型号补充型号 F负荷型负荷型 G改进型改进型16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）1、RN1和和RN2型户内高压管式熔断器型户内高压管式熔断器RN1型和型和RN2型的结构基本相同，都是型的
44、结构基本相同，都是瓷质熔管内充填石英砂瓷质熔管内充填石英砂的密闭管式熔断器。的密闭管式熔断器。RN1型主要用于型主要用于高压线路和设备高压线路和设备的短路保护，的短路保护，也能起也能起过负荷保护过负荷保护的作用，其熔体要通过主电路的电流，因此其的作用，其熔体要通过主电路的电流，因此其结构尺寸较大，结构尺寸较大，额定电流可达额定电流可达100A。而。而RN2型只用作高压电压互型只用作高压电压互感器一次侧的短路保护感器一次侧的短路保护。由于电压互感器二次侧连接的都是阻抗。由于电压互感器二次侧连接的都是阻抗很大的电压线圈，致使它接近于空载工作，其一次侧电流很小，很大的电压线圈，致使它接近于空载工作，
45、其一次侧电流很小，因此因此RN2型的结构尺寸较小，其熔型的结构尺寸较小，其熔体额定电流一般为体额定电流一般为0.5A。图图2-7是是RN1、RN2型高压管式熔断器的外形结构，图型高压管式熔断器的外形结构，图2-8是其是其熔管的剖面示意图熔管的剖面示意图。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）图图2-7RN1、RN2型高压熔断器型高压熔断器1-瓷质熔管；瓷质熔管；2-金属管帽；金属管帽；3-弹性触座；弹性触座；4-熔断指示器；熔断指示器；5-接线端子；接线端子；6-瓷绝缘子；瓷绝缘子；7-底座底座图图2-8RN
46、1、RN2型高压熔断器的型高压熔断器的内部结构示意图内部结构示意图1-管帽管帽；2-瓷管；瓷管；3-工作熔体；工作熔体；4-指示熔体；指示熔体；5-锡球；锡球；6-石英砂填料；石英砂填料；7-熔断指示器熔断指示器16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）由由图图2-8可见可见，熔断器的工作熔体（铜熔丝）上焊有小锡球。锡是，熔断器的工作熔体（铜熔丝）上焊有小锡球。锡是低熔点金属，过负荷时锡球受
47、热熔化，包围铜熔丝。铜锡的分子相低熔点金属，过负荷时锡球受热熔化，包围铜熔丝。铜锡的分子相互渗透而形成熔点较铜的熔点低的铜锡合金，使铜熔丝能在较低的互渗透而形成熔点较铜的熔点低的铜锡合金，使铜熔丝能在较低的温度下熔断，这就是所谓温度下熔断，这就是所谓“冶金效应冶金效应”。它使得熔断器能在过负荷。它使得熔断器能在过负荷电流和较小的短路电流下动作，提高了保护灵敏度。又由该图可见，电流和较小的短路电流下动作，提高了保护灵敏度。又由该图可见，该熔断器采用几根熔丝并联，以便它们熔断时产生几根并行的电弧，该熔断器采用几根熔丝并联，以便它们熔断时产生几根并行的电弧，利用利用“粗弧分细灭弧法粗弧分细灭弧法”来
48、加速电弧的熄灭。而且其熔管内充填有来加速电弧的熄灭。而且其熔管内充填有石英砂石英砂，熔丝熔断时产生的电弧完全在石英砂内燃烧，又利用了，熔丝熔断时产生的电弧完全在石英砂内燃烧，又利用了“狭沟灭弧法狭沟灭弧法”，因此其灭弧能力很强，能在短路后不到半个周期即，因此其灭弧能力很强，能在短路后不到半个周期即短路电流未达冲击值之前就能完全熄灭电弧，切断短路电流，从而短路电流未达冲击值之前就能完全熄灭电弧，切断短路电流，从而使熔断器本身及其所保护的电路和设备，不必考虑短路冲击电流的使熔断器本身及其所保护的电路和设备，不必考虑短路冲击电流的影响，因此这种熔断器属于影响，因此这种熔断器属于“限流限流”熔断器熔断
49、器。当短路电流或过负荷电流通过熔体时，工作熔体熔断后，指示熔体当短路电流或过负荷电流通过熔体时，工作熔体熔断后，指示熔体也相继熔断，其红色指示器弹出，如图也相继熔断，其红色指示器弹出，如图2-8中虚线所示，给出熔体中虚线所示，给出熔体熔断的指示信号。熔断的指示信号。16:46:07七台河职业学院七台河职业学院工厂供电工厂供电 （第二章第二章工厂供电系统的常用设备）工厂供电系统的常用设备）2、RW4-10和和RW10-10F型户外高压跌开式熔断器型户外高压跌开式熔断器功能是：功能是：既可作既可作610kV线路线路和设备的短路保护，又可在一定条和设备的短路保护，又可在一定条件下，直接用高压绝缘操作
50、棒来操作件下，直接用高压绝缘操作棒来操作熔管的分合。熔管的分合。一般的跌开式熔一般的跌开式熔断器如断器如RW4-10G型等，型等，只能在无负荷下操作只能在无负荷下操作，或通断小容量的空，或通断小容量的空载变压器和空载线路等，其操作要求与下面将要介绍的高压隔离开载变压器和空载线路等，其操作要求与下面将要介绍的高压隔离开关相同。而关相同。而负荷型跌开式熔断器如负荷型跌开式熔断器如RW10-10F型，则能带负荷操作，型，则能带负荷操作，其操作要求与下面将要介绍的负荷开关相同。其操作要求与下面将要介绍的负荷开关相同。图图2-9是是RW4-10G型跌开式熔断器的基本结构。它串接在线路上。型跌开式熔断器的