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第三章高压电器及成套配电装置一、什么是电力系统短路？短路的基本类型有哪几种？答：电力系统中相与相之间或相与地之间通过金属导体、电弧或其他较小阻抗连结而形成非常状态称为短路。
类型有：三相短路、两相短路、两相接地短路和单相短路。
二、高压电器中加速电弧熄灭有哪几种常用的方法？答：1、气体吹动电弧；2、拉长电弧；3、电弧与固体介质接触。
三、简述高压断路器的用途、分类和型号含义？答：用途：在高压电路中起控制作用，是高压电路中的重要电器元件之一。
断路器用于在正常运行时接通和断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路，特殊情况下可靠地接通短路电流。
分类：可按下列方法分：按断路器的安装地点分为户内式户外式两种；按断路器的灭弧原理或灭弧介质可分为油断路器、真空断路器、六氟化硫断路器等。
型号含义：例如ZN4—10/600型断路器，表示该断路器为室内式真空断路器，设计序号为4，额定电压为10KV，额定电流为600A。
第一框：断路器名称S：少油式；D：多油式；Q：产气式；Z：真空式；L：六氟化硫。
第二框：使用环境 N：户内式；W：户外式。
第三框：设计序号第四框：额定电压（KV）。
第五框：其它标志 G：改进型；C：手车型。
第六框：额定电流(A)。
四、真空断路器的基本工作原理。
答：真空断路器中的触头断开过程中，依靠触头产生的金属蒸气使触头间产生电弧。
当电流接近零值时，电弧熄灭。
一般情况下，电弧熄灭后，弧隙中残存的带电质点继续向外扩散，在电流过零值后很短时间内弧隙便没有多少金属蒸气，立刻恢复到原有的“真空”状态，使触头之间的介质击穿电压迅速恢复，达到触头间介质击穿电压大于触头间恢复电压条件，使电弧彻底熄灭。
五、对SF6断路器中SF6的基本要求是什么？答：当断路器中的SF6气体中的SF6气体含有水量较多时，在断路器使用过程中，由于电弧使SF6气体分解后会产生在严重腐蚀性的氟化物和低氟氧化物，会腐蚀断路器内部结构的部件，威胁运行和检修人员的安全。
第三章高压电气及成套配电装置第三章高压电气及成套配电装置概述：变电所（站）的任务是接受电网电能和分配电能，为了完成此项任务，在变配电所（站）内必须采用各类电器，以起到控制、分配、保护和测量的作用，使电网及设备安全运行，因此变配电所（站）电气工作人员必须了解其结构、性能、维修、故障的判别和使用、操作、安全等方面的要求。
一、电气按照它在变电所（站）内的作用分类1、开关电器：断路器、隔离开关、负荷开关熔断器等。
2、测量电器：电压互感器、电流互感器。
3、限流电器：电抗器、电阻器。
4、无功补偿电器：静电电容器。
5、成套电器与组合电器。
二、各类电器应满足的要求1、绝缘安全可靠，既能承受工频最高电压的长期作用，又要能承受内部和外部（大气）过电压的短期作用。
2、在额定电流下长期运行时，其温升符合国家标准，且有一定的短时过载能力。
3、能承受短路电气的热效应和电动力效应不致损坏。
4、开关电器应能安全可靠地关合和开断额定电流。
5、对使用在户外的电器应能承受一定自然条件的作用、大气压力、温度、风、霜、雨、雾、雪、冰和凝露等自然条件都会影响电器的工作性能。
在规定使用环境下的均要安全可靠运行。
一、电力系统短路基本概念1、当电力系统正常运行时，电气设备的各相之间是绝缘的，当电力系统故障时，由于外加因素和电气设备自身的因素造成故障时，会产生以下几种常见的故障的现象：⑴、单相接地短路⑵、两相接地短路⑶、两相短路⑷、三相短路2、当系统发生三相短路时，由于短路回路阻抗很小，所以短路回路电流（称为短路电路）很大，可能达到几万甚至几十万千安培，短路电流由电源流到短路点，会对电力系统和电器设备产生严重的影响。
短路电流通过导体时，使导体大量发热，温度上升很快，就可能使绝缘损坏，甚至起火燃烧。
同时导体还会受到很大的电动力作用，发生变形或机械破坏，所以短路电流对电气设备的损害是相当危险的。
因此电气装置中的电气设备应有足够的动（机械）稳定性和热稳定性，即保证电气设备在流过最大短路电流的时间内不至于受到损坏。
第三章高压电器及成套配电装置3~35kV常用的高压电器有断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器和电容器等多种设备。
高压开关电器在高压电路中起着控制或保护等作用。
第一节高压电器相关知识一、电力系统短路基本概念电力系统中相与相之间或相与地之间（对中性点直接接地系统而言）通过金属导体、电弧或其他较小阻抗连接而形成的非正常状态称为短路。
短路类型：三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路。
短路的危害：⑴I d使导体严重发热，导体温度升高甚至熔化，并损坏绝缘。
⑵I d在相间产生很大的电动力，可能造成设备变形或损坏。
⑶短路点的电弧，会烧毁故障设备或烧伤人员，甚至引起火灾。
⑷I d通过变压器、线路等阻抗元件时，产生很大压降，还会引起机端电压降低，影响系统正常供电。
二、高压电器中的电弧1、开关电器中电弧的产生与熄灭开关电器切断具有电流的电路时，断开的触头之间将会产生电弧。
电弧电流的本质是离子导电，即触头之间的正离子、负离子和自由电子在触头间电场力的作用下相互运动而产生的电流。
在交流电路中，当i=0时，电弧暂时熄灭；在下半个周期内能否再次产生电弧，则由触头间介质击穿电压与触头间恢复电压互相比较来决定。
触头间介质击穿电压是指触头间产生电弧的最小电压。
触头间恢复电压是指触头间电弧暂时熄灭后外电路施加在触头之间的电压。
u j的大小与触头之间的温度、离子浓度和距离（电弧长度）等因素有关。
u hf主要由电路中电源电压、电路中电感（或电容）性负载与电阻性负载所占比例，以及电弧暂时熄灭前电弧电流的变化速率等因素有关。
2、加速电弧熄灭的方法⑴气体吹动电弧⑵拉长电弧⑶电弧与固体介质接触第二节高压断路器一、高压断路器的用途、类型和主要技术数据1.用途：控制和保护电路。
2.类型：⑴油断路器：多油和少油两种。
⑵真空断路器⑶六氟化硫断路器3.主要参数⑴额定电压：断路器正常工作时所能承受的电压等级，它决定了断路器的绝缘水平。
额定电压及最高电压等级：3（3.6）、10（12）、20（24）、35（40.5）、110（126）kV……⑵额定电流：在规定的环境温度下（40℃），断路器长期允许通过的最大工作电流。
额定电流等级：200、400、630、1000、1250、1600、2000、3150A……⑶额定开断电流：在额定电压下断路器能够可靠开断的最大短路电流值，反映灭弧能力的技术参数。
⑷关合电流：保证断路器能可靠关合而又不会发生触头熔焊或其他损伤时，断路器所允许接通的最大短路电流。
4.断路器型号及含义例如：ZN28-10/1250、LW8-35/1600二、真空断路器特点：价高、体积小、重量轻、噪音小、无可燃物、少维护或免维护，广泛应用于3～35kV中压系统。
1、真空灭弧室真空断路器的关键元件是真空灭弧室。
动、静触头安装在真空灭弧室内。
玻璃绝缘外壳：易加工、易于与金属封接、透明性好。
陶瓷绝缘外壳：机械强度远大于玻璃、与金属密封端盖的装配焊接工艺较复杂。
⑴波纹管：真空灭弧室的重要部件，它的一端与动触头杆焊接，另一端与下端盖焊接，它即要保证动触头作直线运动，又不能破坏灭弧室的真空度。
波纹管常采用0.12~0.14mm的铬-镍-钛不锈钢材料经液压或机械滚压焊接成形，以保证其密封性。
每次分合闸时，波纹管就有一次伸缩变形，易损坏，其寿命决定了断路器的机械寿命。
⑵触头材料：影响灭弧性能。
常用材料为铜铬合金、铜合金等。
⑶屏蔽罩：包围在触头周围的金属圆筒。
用以吸附电弧燃烧时释放的金属蒸汽，提高弧隙的击穿电压，并防止弧隙的金属喷溅到绝缘外壳内壁上，降低外壳的绝缘强度。
真空灭弧室中的触头断开过程中，依靠触头产生的金属整蒸汽使触头间产生电弧。
当电流接近零值时，电弧熄灭。
2、ZN28-10系列真空断路器三、SF6断路器1.SF6气体性质⑴无色、无味、无毒、不可燃、易液化、对电气设备不腐蚀。
⑵绝缘性能好、灭弧能力强。
绝缘强度是空气的2.33倍，灭弧能力是空气的100倍。
因此，SF6断路器体积小、占地少。
⑶在电弧高温作用下会分解为低氟化合物，但在电弧过零值后，又很快再结合成SF6气体。
⑷SF6气体与水分或其他杂质成分混合后，在电弧作用下会分解为低氟化合物和低氟氧化物，这些物质具有严重的腐蚀性和较强的毒性。
因此，SF6断路器应设有气体检漏设备和气体回收装置。
严禁向大气排放。
2. SF6断路器结构⑴支柱式：广泛应用于3~220kV系统。
⑵罐式：耗材多、工艺复杂。
适用于多地震、污染严重地区。
对断路器SF6气体要求：①新安装SF6断路器投入运行前必须复测气体含水量和漏气率，要求灭弧室的含水量应小于150ppm（体积比）、其他气室小于250ppm（体积比）；年漏气量小于1%。
②运行中SF6断路器应定期测量SF6气体含水量，断路器新安装或大修后，每三个月测量一次，待含水量稳定后可每年测量一次。
四、断路器操动机构1.作用与要求作用：控制断路器跳闸、合闸和维持合闸状态。
要求：⑴足够的操作功⑵较高的可靠性：不拒动、不误动。
⑶动作迅速⑷具有自由脱扣装置：该装置是保证在合闸过程中，若继电保护装置动作需要跳闸时，能使断路器立即跳闸，而不受合闸机构位置状态限制的连杆机构。
自由脱扣装置是实现线路故障情况下合闸过程中快速跳闸的关键设备之一。
2.操动机构分类一般按合闸能源取得方式的不同进行分类：手动操动机构、电磁操动机构、弹簧储能操动机构、气动操动机构、液压操动机构。
⑴电磁操动机构：用直流螺管电磁力合闸的操动机构。
特点：结构简单、价低、工艺低、可靠；合闸功率大、需大容量的直流电源、笨重、耗材多。
逐渐被弹簧机构所取代。
⑵弹簧储能操动机构：利用合闸弹簧张力合闸。
合闸前，采用电动机或人力使合闸弹簧拉伸储能。
合闸时，合闸弹簧收缩释放已储存的能量将断路器合闸。
特点：合闸功率小（交、直流均可）；结构复杂、工艺高、零件强度要求高、安装调试困难。
⑶液压操动机构：利用气体压力储存能源，依靠液体压力传递能量进行分合闸。
特点：体积小、操作功大、动作平稳、速度快、无噪音、合闸功率小；结构复杂、工艺高、动作速度受温度影响大、价高。
3.操动机构型号及含义例如：CD5、CT19、CY3等。
4.CT19弹簧操动机构五、断路器运行维护1.断路器投入运行：投运前应符合以下要求。
⑴新安装或大修后的断路器，投运前必须验收合格才能施加运行电压；⑵新安装的断路器验收项目按《电气装置安装工程及施工验收规范》及有关规定要求执行。
2.断路器正常运行巡视检查⑴投运或处于备用状态的断路器必须定期进行巡视检查，有人值班变电所由当班值班员负责巡视检查，无人值班变电所按计划日程定期巡视检查。
⑵巡视检查周期：有人值班变电所和升压变电所每天巡视不少于一次，无人值班变电所，一般每月不少于2次。
⑶对运行断路器及操动机构的一般要求：①断路器应有标出基本参数等内容的制造厂铭牌。
若增容改造，应修改铭牌。
技术参数必须满足装设地点运行工况的要求。
②分、合闸指示器易于观察，并指示正确。
③接地金属外壳应有明显的接地标志，接地螺栓不应小于M12，并要求接触良好。
④接线板的连接处或其他必要的地方应有监视运行温度的措施，如示温蜡片等。
⑤每台断路器应有运行编号和名称。
⑥断路器外露的带电部分应有明显的相位漆标识。
3.油断路器巡视检查⑴分、合闸位置指示正确，并于实际相符。
⑵无过热现象。
少油开关示温蜡片不熔化，变色漆不变色，内部无异常声响。
⑶油位指示正常，油色透明无碳黑悬浮物。
⑷无渗、漏油痕迹，放油阀门关闭紧密。
⑸套管、瓷瓶无裂痕，无放电声和电晕放电。
⑹排气装备完好，隔栅完整。
⑺接地完好。
⑻环境良好，户外断路器栅栏完好，设备附近无杂草和杂物，放雨帽无鸟窝，配电室的门窗、通风及照明应良好。
1.SF6断路器的巡视检查⑴每日定时记录SF6气体压力和温度。
⑵断路器各部分及管道无异声（漏气声、振动声）及异味，管道夹头正常。
⑶套管无裂痕、放电声和电晕放电。
⑷引线连接部位无过热、引线弛度适中。
⑸分、合闸位置指示正确，并于实际相符。
⑹接地完好。
⑺环境条件良好，附近无杂物。
2.真空断路器巡视检查⑴分、合闸位置指示正确，并于实际相符。
⑵支持绝缘子无裂痕及放电异声，绝缘杆、撑板、绝缘子洁净。
⑶真空灭弧室无异常。
⑷接地完好。
⑸引线连接部位无过热、引线弛度适中。
3.弹簧机构巡视检查⑴机构箱门平整、开启灵活、关闭紧密。
⑵断路器处于运行状态时，储能电动机的电源闸刀应在闭合位置。
⑶加热器正常完好。
4.断路器特殊巡视⑴新设备投运后，应相对缩短巡视周期，投运72h后再转入正常巡视检查。
⑵变（配）电所应根据设备具体情况安排夜间巡视，应闭灯进行。
⑶气温突变和高温季节应加强巡视检查。
⑷雷雨季节雷电活动后进行巡视检查。
⑸有重要活动或高峰负荷期间应加强巡视检查。
5.断路器正常维护工作⑴不带电部分的定期清扫。
⑵配合其他设备的停电机会，进行转动部位检查，清扫瓷瓶积存的污垢及处理缺陷。
⑶按设备使用说明书规定对机构添加润滑油。
⑷油断路器根据需要补充油或放油。
⑸检查合闸电源熔丝是否正常，核对容量是否相符。
6.断路器的操作⑴断路器经检修恢复运行，操作前应检查检修中为保证人身安全所设置的措施（如接地线等）是否全部拆除，防误操作闭锁装置是否正常。
⑵长期停运的断路器在重新投运前应通过远方控制方式进行2~3次操作，操作无异常后方能投运。
⑶操作前控制回路、辅助回路、控制电源或液压回路均正常、弹簧操动机构已储能，弹簧机构合闸后能自动储能。
⑷操作中应同时监视有关电压、电流、功率等表计的指示及红绿灯的变化，操作把手不应返回太快。
7.断路器不正常运行和事故处理⑴值班人员在断路器运行中发现任何异常现象时（如漏油、渗油、油位过低，SF6气压下降或有异常声、分合闸位置指示不正确等），应及时予以消除，不能及时消除时要报告上级领导，并相应记入运行记录簿和设备缺陷记录簿内。
⑵值班人员若发现设备有威胁电网安全运行，且不停电难以消除的缺陷时，应及时报告上级领导，同时向供电部门和调度部门报告，申请停电处理。
⑶断路器有下列情形之一者，应申请立即停电处理：①套管有严重破损和放电现象；②油断路器灭弧室冒烟或内部有异常声响；③油断路器严重漏油，油位器中见不到油面；④SF6气室严重漏气，发出操作闭锁信号；⑤真空断路器出现真空损坏的丝丝声、不能可靠合闸、合闸后声音异常、合闸铁芯上升不返回、分闸脱扣器拒动；⑥断路器动作分闸后，值班人员应立即记录故障发生时间，并立即进行“事故特巡”检查，判断断路器本身有无故障；⑦断路器对故障分闸强行送电后，无论成功与否，均应对断路器外观进行仔细检查；⑧断路器对故障跳闸时发生拒动，造成越级分闸，在恢复系统送电前，应将发生拒动的断路器脱离系统并保持原状，待查清拒动原因并消除缺陷后方可投运；⑨SF6断路器发生意外爆炸或严重漏气等事故，值班人员接近设备要谨慎，尽量选择从“上风”接近设备，必要时要戴防毒面具，穿防护服。
