高压电气及成套配电装置幻灯教材(培训)

支柱式SF 支柱式SF6断路器
支柱式SF 支柱式SF6断路器
对断路器SF6气体要求 对断路器SF6气体要求
对SF6气体的要求：——新装SF6断路器 SF6气体的要求：——新装SF6断路器 投入运行前必须复测气体含水量和漏气率。 灭弧室应小于150ppm，其它气室应小于 灭弧室应小于150ppm，其它气室应小于 250ppm，SF6气体的年漏气量小于1 250ppm，SF6气体的年漏气量小于1％。 SF6断路器定期检测微水，静置24h后， SF6断路器定期检测微水，静置24h后， 方可测量，新装或大修后，每三个月测量 一次，待含水量稳定后可每年测量一次。
波纹管的作用
由厚度为0.1～0.2mm的不锈钢制成的薄 由厚度为0.1～0.2mm的不锈钢制成的薄 壁元件，使动触头在真空状态下运动成为 可能，动触头的运动而又不破坏灭弧室的 密封状态。真空开关的每次合分操作，都 会使波纹管产生一次机械变形，因此，它 是真空泡中最易损坏的部件。波纹管的疲 是真空泡中最易损坏的部件。波纹管的疲 劳寿命就决定了真空灭弧室的机械寿命。 劳寿命就决定了真空灭弧室的机械寿命。 （波纹管有液压成型和膜片焊接两种，使用 的材料大多是不锈钢）
高压电器及成套配电装置
2、短路的类型：三相短路、两相短路、两相 接地短路和单相短路。
短路电流的电动力效应和热效应
短路电流通过平行导体产生的电磁效应,当 两根平行导体中分别有电流对过时,导体间 将产生作用力。 同时短路电流在导体和电器中引起的热效应。
第一节 高压电器相关知识
3、短路电流的危害
1）短路电流通过电器设备时，将引起导体严重发热，造成 导体温度升高甚至溶化，并且回损坏绝缘。 2）短路电流通过电器设备时，在相间产生很大的电动力作 用于导体之上，可能造成设备的变形或损坏。 3）短路处往往有电弧产生，高温电弧会烧毁故障设备或烧 伤周围人员，甚至引起火灾。 4）短路电流通过变压器、线路等阻抗元件时，将产生很大 的电压降，还会引起发电机端电压的降低，因此影响电力 系统的正常供电。
第二节 高压断路器
真空断路器
一、真空断路器的特点
具有体积小、重量轻、 噪音小、无可燃物、 维护工作量少等突出 的优点。尤其适用于 频繁操作及故障较多 的场合。
真空断路器的组成结构
导电部分
真空灭弧室
绝缘部分
真空断路器
传动部分
机构部分
框架
真空断路器的组成结构
真空灭弧室
动静触头
真 空 灭 弧 室
第一节 高压电器相关知识
触头断开后，触头之间如果有电弧存在， 则电路实际上没有被断开，直到触头间电 弧熄灭后电路才真正断开。
第一节 高压电器相关知识
交流电弧的熄灭条件 交流电弧中电流每半个周期要经过一次零 值，这时电弧暂时自然熄灭，电流停止向 弧隙输入电能，弧隙介质因高温而产生的 热游离迅速减弱，此时，设法加强去游离 ，使弧隙介质的绝缘能力达到不会被弧隙 外施电压击穿的程度，则在下半周电弧就 不会重燃而最终熄灭。因此交流电弧的熄 灭条件就是电弧不发生重燃的条件。
SF6气体中含水量增大的可能原因 SF6气体中含水量增大的可能原因
(1)气体或再生气体本身含有水分。 (1)气体或再生气体本身含有水分。 (2)组装时进入水分。组装时由于环境、现 (2)组装时进入水分。组装时由于环境、现 场装配和维修检查的影响，高压电器内部 的内壁附着水分。 (3)管道的材质自身含有水分，或管道连接 (3)管道的材质自身含有水分，或管道连接 部分存在渗漏现象，造成外来水分进入内 部。 (4)密封件不严而渗入水分。 (4)密封件不严而渗入水分。
电工进网作业许可考试参 考教材高压类理论部分
高压电器及成套配电装置
高压电器及成套配电装置
包括断路器、隔离开关、负荷开关、熔断 器、电容器等 作用：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、电力系统短路的基本概念 1、短路：电力系统中相与相之间或相对地之 间（中性点直接接地系统而言）通过金属 导体、电弧或较小阻抗连接而形成的非正 常状态。
真空泡的工作原理
真空泡是用密封在真空中的一对触头来实现电力 回路的接通与分断功能的一种电真空器件，是利 用高真空作绝缘灭弧介质。真空灭弧室中的触头 断开过程中，依靠触头产生的金属蒸汽使触头间 产生电弧。当电流接近零值时，电弧洗煤。一般 情况下，电弧熄灭后，弧隙中残存的带电质点继 续继续向外扩散，在电流过零后很短时间（约几 微秒）内弧隙便没有多少金属蒸汽，立刻恢复到 原有的“真空” 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。
第一节 高压电器相关知识
二、高压电器中的电弧
1、什么是电弧？电弧是电气设备运行中产生的一 种物理现象, 种物理现象,其特点是光亮很强温度很高。 2、高压电路中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。电弧温度极高， 可达5000℃以上, 可达5000℃以上,对电器设备有很大危害。研究 电弧的目的,是要迅速熄灭电弧, 电弧的目的,是要迅速熄灭电弧,以保证电器设备 运行安全。
真空灭弧室内触头的技术要求
真空熄弧时触头(最重要构件)必须满足下述 要求：导电好、耐弧性好、含气量低、导 热好、机械强度高和加工方便的优点。 常用材料：铜铬合金、铜合金等等
触头分闸过程中，开断电流将产生金属蒸 汽电弧放电并持续在等离子体内流动，一 直到下一个电流过零点为止。电弧在接近 电流零点处熄弧，金属蒸汽在几微秒内不 再导电，断口间迅速恢复绝缘。真空灭弧 室真空度高于10-9 bar，6 - 20mm的触 头开距足以保证真空灭弧室的绝缘强度。
ZN系列真空断路器 ZN系列真空断路器
ZN系列真空断路器 ZN系列真空断路器
第二节 高压断路器
SF6断路器
SF6气体
SF6气体作为绝缘介质 和灭弧介质使用 ，目 前使用SF 前使用SF6的电气设备 在电力系统中广泛使 用。
SF6气体性质
SF6气体是一种无色、无味、无毒、不可燃、易液化， SF6气体是一种无色、无味、无毒、不可燃、易液化， 对电器设备不腐蚀的气体。但开断后的SF6气体是有毒 对电器设备不腐蚀的气体。但开断后的SF6气体是有毒 的。比重比空气重5 的。比重比空气重5倍。 SF6气体绝缘性能和灭弧性能强。它的绝缘强度是空气 SF6气体绝缘性能和灭弧性能强。它的绝缘强度是空气 的2.33倍，灭弧能力是空气的100倍。 2.33倍，灭弧能力是空气的100倍。 SF6气体在电弧高温作用下会分解为低氟化物，但在电 SF6气体在电弧高温作用下会分解为低氟化物，但在电 弧过零值后，又很快再结合成SF6气体。 弧过零值后，又很快再结合成SF6气体。 SF6气体化学性质稳定，但是遇有水份后，在电弧的作 SF6气体化学性质稳定，但是遇有水份后，在电弧的作 用下分解为低氟化合物和低氟氧化物，其中某些成份决 有严重腐蚀性，会腐蚀内部的金属部件，并会威胁运行 及检修人员的安全。——SF6微水测试——缺点 及检修人员的安全。——SF6微水测试——缺点 SF6气体的检漏和气体回收。 SF6气体的检漏和气体回收。
第一节 高压电器相关知识
3、电弧产生的原因？
在拉开刀闸时，动、静触头之间的空气原来是绝缘体为什么会形成导电的弧道呢？这是由于此时的 空气已被游离，游离状态下的空气和导体一样具有导电性能。在切断电路时介质（如空气）由绝缘 状态转变为导电状态，可分为如下几个过程： a.强电场发射： a.强电场发射： 在开关触头刚刚分离的瞬间，触头间距离s很小，虽然触头间电压U 在开关触头刚刚分离的瞬间，触头间距离s很小，虽然触头间电压U不一定很高，则可能产生很强的 电场强度E E=U/s）。如果电场强度超过3 106V/M以上，金属触头阴极表面的电子就会被电场 电场强度E（E=U/s）。如果电场强度超过3×106V/M以上，金属触头阴极表面的电子就会被电场 力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为强电场发射，也是在弧隙间最初产生电子的 原因。 b.热电子发射: b.热电子发射: 在触头即将分开的瞬间，触头压力以及接触面积减小，接触电阻(Rc）增大，电能损耗（I2Rc）增 在触头即将分开的瞬间，触头压力以及接触面积减小，接触电阻(Rc）增大，电能损耗（I2Rc）增 大，在触头表面出现炽热点；特别是电弧形成后，弧隙间的高温亦使触头表面受热出现强烈的炽热 点。高温使得自由电子能量增加，运动加剧，阴极表面就会有电子跑出，形成热电子发射。 c.碰撞游离： c.碰撞游离： 强电场的作用下，自由电子向阳极加速运动，具有很高的速度和巨大的动能，不断地与其他中性质 点（介质原子或分子）发生碰撞，使束缚在原子核周围的电子释放出来，形成自由电子和正离子， 这种现象就称为碰撞游离。新产生的电子也向阳极加速运动，同样也会使它所碰撞的中性质点游离 。碰撞游离连续进行就可能导致触头间充满了电子和离子，它具有很大的电导，在外加电压作用下 ，触头间介质可能被击穿而形成电弧。 d.热游离： d.热游离： 电弧的温度很高，介质在分子高温作用下，产生迅速的不规则运动，具有很大的动能，相互碰撞游 离出自由电子和正离子，形成热游离，维持电弧燃烧，增加了开关电器灭弧困难。
SF6断路器结构——支柱式 断路器结构——支柱式
SF6断路器结构——落地罐式 断路器结构——落地罐式
SF6断路器的基本结构
SF6断路器的基本结构与其它高压断路器一样， 断路器的基本结构与其它高压断路器一样， 由导电回路、灭弧装置、绝缘部件、 由导电回路、灭弧装置、绝缘部件、操动机构 和附属部件等5部分组成。 和附属部件等5部分组成。其中的灭弧装置由 于灭弧介质不同，在结构上有其特点， 于灭弧介质不同，在结构上有其特点，与其它 断路器比较有较大差异， 断路器比较有较大差异，而其余几个部分与其 它断路器大致相类似。 它断路器大致相类似。
பைடு நூலகம்
第一节 高压电器相关知识
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。