第二章建筑供配電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備28765341建筑供配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的分類電氣設(shè)備中的電弧問(wèn)題高低壓熔斷器高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備電流互感器和電壓互感器高低壓成套配電裝置電力變壓器與柴油發(fā)電機(jī)思考題第三、四節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)高低壓電氣設(shè)備及其滅弧方法舉一反三、觸類旁通高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備一、概述高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備用于電路的通、斷。但由于其結(jié)構(gòu)的不同，有的不能帶負(fù)荷操作，只能用來(lái)隔離電源以保證安全檢修，例如高壓隔離開(kāi)關(guān)和低壓刀開(kāi)關(guān)等；有的雖可帶負(fù)荷操作但不能斷開(kāi)短路電流，例如高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)和帶滅弧罩的低壓刀開(kāi)關(guān)等；還有的既能帶負(fù)荷操作又能斷開(kāi)短路電流，例如高、低壓斷路器等。因此，對(duì)于各種開(kāi)關(guān)設(shè)備，應(yīng)結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)了解其功能和操作要求，并逐漸熟悉其型號(hào)、規(guī)格及用途。04

第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備一、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備(一)高壓隔離開(kāi)關(guān)——文字符號(hào)：QS1.主要功能隔離高壓電源，以保證對(duì)其他電器設(shè)備及線路的安全檢修及人身安全。因此其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是斷開(kāi)后具有明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙，且斷開(kāi)間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的。2.使用特點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，所以不容許帶負(fù)荷操作。但可容許通斷一定的小電流。3.類型1)按安裝地點(diǎn)分戶內(nèi)式和戶外式；2)按有無(wú)接地開(kāi)關(guān)分不接地、單接地、雙接地；高壓隔離開(kāi)關(guān)第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備

圖2-11

GN19-10/600型高壓隔離開(kāi)關(guān)第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備圖2-12

CS6型手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)與GN8型隔離開(kāi)關(guān)配合的一種安裝方式第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備(2)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)大多還具有隔離高壓電源，保證其后的電氣設(shè)備和線路安全檢修的功能，這種負(fù)荷開(kāi)關(guān)又稱“功率隔離開(kāi)關(guān)”或“負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)”。(二)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)——文字符號(hào)QL(1)能通斷一定的負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流，但是不能用它來(lái)斷開(kāi)短路電流。(1)只具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，必須借助熔斷器來(lái)切斷短路電流，故負(fù)荷開(kāi)關(guān)常與熔斷器一起使用。(2)負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后通常有明顯的斷開(kāi)間隙，與高壓隔離開(kāi)關(guān)一樣。(2)按安裝場(chǎng)所分：戶內(nèi)式和戶外式兩種。作用特點(diǎn)分類(1)根據(jù)所采用的滅弧介質(zhì)不同分：固體產(chǎn)氣式、壓氣式、油浸式、真空式和六氟化硫。第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備

圖2-13

FN3-10RT型高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備

圖2-14

FN3-10型高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)壓氣式滅弧裝置工作示意圖第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備負(fù)荷開(kāi)關(guān)不便配用保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置來(lái)自動(dòng)跳閘，但熱脫扣器在過(guò)負(fù)荷時(shí)能使負(fù)荷開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘。圖2-15是CS2型手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的外形結(jié)構(gòu)及它與FN3型負(fù)荷開(kāi)關(guān)配合的一種安裝圖。在10kV高壓環(huán)網(wǎng)柜中裝設(shè)的高壓熔斷器與負(fù)荷開(kāi)關(guān)之間有聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，當(dāng)熔斷器熔斷時(shí)，會(huì)帶動(dòng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)自動(dòng)打開(kāi)。當(dāng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘時(shí)，CS2型手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的跳閘指示牌會(huì)轉(zhuǎn)到水平位置，以此告知值班人員。若要重新合閘，需先將手柄向下扳到分閘位置，這時(shí)指示牌掉下，然后才能合閘。第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備

圖2-15

CS2型手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其與FN3型負(fù)荷開(kāi)關(guān)配合的一種安裝方式第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備(三)高壓斷路器—文字符號(hào)QF1．高壓斷路器的功能和類型功能（1）通斷正常的負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流（2）通斷一定的短路電流（3）在保護(hù)裝置作用下，自動(dòng)跳閘，切斷短路電流類型油斷路器六氟化硫(SF6)斷路器真空斷路器壓縮空氣斷路器磁吹斷路器第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備2.真空斷路器分類按使用場(chǎng)合分有戶內(nèi)式和戶外式。根據(jù)其結(jié)構(gòu)分有落地式、懸掛式、手車式三種形式；是利用“真空”作為絕緣和滅弧介質(zhì)，滅弧能力強(qiáng)、無(wú)爆炸、低噪音、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、電磨損少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)污染、可靠性高、維修方便，屬高速斷路器，是實(shí)現(xiàn)無(wú)油化改造的理想設(shè)備。因此，雖然價(jià)格較貴，在要求頻繁操作和高速開(kāi)斷的場(chǎng)合，尤其是安全要求較高的工礦企業(yè)、住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)等被廣泛采用。高壓真空斷路器第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備ZN63A-12（即VS1-12）型真空斷路器1)主要用途和適用范圍

ZN63A-12型戶內(nèi)交流高壓真空斷路器是三相交流50HZ，額定電壓12KV的戶內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。主要用于工礦企業(yè)、發(fā)電廠及變電站等場(chǎng)合，作為電氣設(shè)施的控制和保護(hù)之用，并可投切各種不同性質(zhì)的負(fù)荷，尤其適用于需要頻繁操作的場(chǎng)所。2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)真空斷路器總體結(jié)構(gòu)是由彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)和真空滅弧室組成統(tǒng)一整體的形式。采用銅鉻觸頭材料，杯狀縱磁場(chǎng)觸頭結(jié)構(gòu)，觸頭具有電磨損速率小、電壽命長(zhǎng)、耐壓水平高、介質(zhì)絕緣強(qiáng)度穩(wěn)定且弧后恢復(fù)迅速、截流水平低、開(kāi)斷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備

真空斷路器的核心部件為真空滅弧室，它縱向安裝在一個(gè)橢圓形管狀絕緣筒內(nèi)，絕緣筒為高爬電比距結(jié)構(gòu)，由環(huán)氧樹脂經(jīng)APG工藝澆注或SMC材料壓制而成。這種安裝方式，可減少粉塵等在真空滅弧室表面的聚積，同時(shí)可防止真空滅弧室受到損壞，并且可確保在濕熱及嚴(yán)重污穢環(huán)境下，也可對(duì)電壓效應(yīng)呈現(xiàn)出高阻態(tài)。優(yōu)點(diǎn)：由于高度的真空具有極高的絕緣強(qiáng)度，因而真空斷路器只需很小的觸頭開(kāi)距就能滿足絕緣的要求。圖2-17和圖2-18分別是ZN63A-12型真空斷路器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（一）和（二）。真空滅弧室是以真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)的電真空器件。3)滅弧原理第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備

圖2-17

真空斷路器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（一）第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備

圖2-18真空斷路器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（二）第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備3.六氟化硫（SF6）斷路器原理：SF6氣體有優(yōu)異的絕緣及滅弧能力，與空氣相比，它的絕緣能力約高3倍，滅弧能力則高約100倍，因此，采用SF6作為斷路器的絕緣介質(zhì)或滅弧介質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：大大縮小電器的外形尺寸、可利用簡(jiǎn)單的滅弧結(jié)構(gòu)達(dá)到很大的開(kāi)斷能力、電弧電壓低、燃弧時(shí)間短，觸頭燒損輕微、適用于頻繁操作、延長(zhǎng)了檢修周期。缺點(diǎn)：電氣性能受電場(chǎng)均勻程度及水分等雜質(zhì)影響特別大，對(duì)其密封結(jié)構(gòu)、元件結(jié)構(gòu)的加工精度以及SF6氣體本身質(zhì)量的要求嚴(yán)格，價(jià)格較貴。原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備

圖2-19

LN2-10型高壓SF6斷路器第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備4.操動(dòng)機(jī)構(gòu)

操動(dòng)機(jī)構(gòu)又稱操作機(jī)構(gòu)，是供高壓斷路器、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)和高壓隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行分、合閘及自動(dòng)跳閘的設(shè)備。一般常用的有手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)和彈簧儲(chǔ)能操動(dòng)機(jī)構(gòu)。SN10-10型少油斷路器可配用CS2型手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)或CD10型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)或CT8等型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。真空斷路器一般配電磁或彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)；也有真空斷路器與操動(dòng)機(jī)構(gòu)作成一體化結(jié)構(gòu)的，例如上述ZN63A-12型(VS1-12)等。SF6斷路器則主要配用彈簧或液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)。（1）CS2型手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)CS2型手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖2-15）能手動(dòng)或電動(dòng)分閘，但只能手動(dòng)合閘，且因操作速度所限，其所操作的斷路器開(kāi)斷的短路容量不宜大于100MVA；但它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，且為交流操作，可使控制和保護(hù)裝置大為簡(jiǎn)化，因此尚應(yīng)用于以前設(shè)計(jì)的一些中小型供配電系統(tǒng)中。操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘機(jī)構(gòu)分閘機(jī)構(gòu)保持合閘機(jī)構(gòu)第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備（2）CD10型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)CD10型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)能手動(dòng)或遠(yuǎn)距離電動(dòng)分閘和合閘，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但需直流操作電源。圖2-20是CD10型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的外形圖和剖面圖，圖2-21是其傳動(dòng)原理示意圖。跳閘時(shí)，如圖2－21a所示，跳閘鐵心上的撞頭，因手動(dòng)或因遠(yuǎn)距離控制使跳閘線圈通電而向上撞擊連桿機(jī)構(gòu)，破壞了連桿機(jī)構(gòu)原來(lái)在合閘位置時(shí)的穩(wěn)定平衡狀態(tài)，使搭在L形搭鉤上的連桿滾軸下落，于是主軸在斷路彈簧作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，使斷路器跳閘，并帶動(dòng)輔助開(kāi)關(guān)切換。斷路器跳閘后，跳閘鐵心下落，正對(duì)此鐵心的兩連桿也回復(fù)到跳閘前的狀態(tài)。合閘時(shí)，如圖2-21b所示，合閘鐵心因手動(dòng)或因遠(yuǎn)距離控制使合閘線圈通電而上舉，使連桿滾軸又搭在L形搭鉤上，同時(shí)使主軸反抗斷路彈簧的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，使斷路器合閘，并帶動(dòng)輔助開(kāi)關(guān)切換，整個(gè)連桿機(jī)構(gòu)又處于新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)。CD10型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備

圖2-20

CD10型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備圖2-21

CD10型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理示意圖第四節(jié)高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備（3）CT8型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種彈簧儲(chǔ)能式電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。它由交直流兩用串激電動(dòng)機(jī)使合閘彈簧儲(chǔ)能，在合閘彈簧釋放能量的過(guò)程中將斷路器合閘。彈