常用高压电器设备的选择提纲1

常用高压电器设备的选择及校验 一、 概述 常用高压电器设备的选择及校验的必要性

1、 中、高压； 2、 常用电器及导体； 3、 通用的、共性的，不包括全部；

1） 设备范围 高压电器及开关柜通常包括断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、消弧线圈、接地变压器、接地电阻器、支柱绝缘子、穿墙套管以及高压开关柜等。 高压：系指标称电压高于1000V(1140V)时，有的将3~66kV划为中压。

2） 选择及校验的条件 ○1 按主要额定特性参数选择，包括电压、电流、频率、开断电流等选择； ○2 按短路条件进行动、热稳定校验； ○3 按承受过电压能力及绝缘水平选择；（这里暂不讨论） ○4 按环境条件，如温度、湿度、海拔等选择； ○5 按各类高压电器及开关柜的不同特点进行选择； 高压电器及开关柜的选择及校验表 电器设备 名称 额定电压 额定电流 额定开断电流 短路电流校验 环境条件 备注 动稳定 热稳定 断路器 〇 〇 〇 〇 〇 〇 负荷开关 〇 〇 〇 〇 〇 〇 隔离开关及接地开关 〇 〇 〇 〇 〇

熔断器 〇 〇 〇 〇 〇 限流电抗器 〇 〇 〇 〇 〇 接地变压器 〇 〇 〇 接地电阻器 〇 〇 〇 〇 消弧线圈 〇 〇 〇 电流互感器 〇 〇 〇 〇 〇 电压互感器 〇 〇 支柱绝缘子 〇 〇 〇 穿墙套管 〇 〇 〇 〇 〇 母线 〇 〇 〇 〇 电缆 〇 〇 〇 〇 高压开关柜 〇 〇 〇 〇 〇 〇

表中1、“〇”为选择高压电器、导体及开关柜时应进行校验的项目； 2、以上高压电器及开关柜用于频率为50Hz的情况，用于其它频率时应对频率进行校验； 3、用熔断器保护的电器可不进行热稳定校验； 4、采用熔断器保护的电压互感器回路，可不校验动、热稳定 一、 按工作条件选择； 1、 按工作电压； 1）有关电压的名词术语； 根据国家标准GB156-1993(2008)《标准电压》有关电压的定义： ○1 系统的标称电压：系统被指定的电压。 ○2 系统的最高电压：当系统正常运行时，在任何时间、系统中任何一点所出现的电压最高值，不包括系统的暂态和异常电压，例如系统的操作引起的暂态和瞬时的电压变化。 ○3 电气设备的额定电压：国家规定的电气设备工作条件，通常由制造厂确定的电压。 ○4 电气设备的最高电压：考虑到设备的绝缘性能和与最高电压有关的其他性能所确定的最高运行电压，其数值等于所在系统的系统最高电压值。 电气设备的最高电压只在系统标称电压高于1000V(1140V)时才给出。

2）按工作电压选择高压电器及开关柜的要求； 选用高压电器及开关柜，其额定电压应符合所在回路的系统标称电压，其高压电器及开关柜的最高电压Umax 应不小于所有回路的系统最高电压Uy，即： Umax≧Uy； 注意：限流式熔断器不宜使用标称电压低于其额定电压的系统中，

2、 按工作电流选择； 1）高压高压电器及导体的额定电流Ir不应小于该回路的最大持续工作电流Imax，即 Ir≧Imax 注意：1、由于高压开断电器没有持续过载的能力，在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求； 2、当高压电器、开关柜、导体的实际环境温度与额定环境温度不一致时，高压电器和导体的最大允许工作电流应进行修正。 3、 按开断电流选择； 用短路电流校验开断设备的开断能力时，应选择在系统中流经开断设备的短路电流最大的短路点进行校验（可能发生的正常最大运行方式下，最严重的短路情况下，应计入具有反馈作用的电动机和电容补偿装置放电电流的影响；部分情况下，可能出现单相、两相短路电流大于三相短路电流，最好能按设计规划容量并考虑电力系统的远景发展规划），规范GB50060-92规定，断路器宜取断路器实际开断时间的短路电流作为校验条件 插入：短路电流计算及特征 1）高压断路器 高压断路器的额定短路开断电流，包括开断短路电流的交流分量有效值和开断直流分量百分比两部分构成。 当短路电流中直流分量不超过交流分量幅值的20%时，可按开断短路电流的交流分量有效值选择断路器；当短路电流中直流分量超过交流分量幅值20%时，应分别按额定短路开断电流的交流分量有效值和开断直流分量百分比选择。（说明直流灭弧较交流灭弧不同） 按开断电流的交流分量有效值选择断路器时，宜取断路器实际开断时间（继电保护动作时间与断路器固有分闸时间之和）的短路电流作为选择条件，即满足下式要求： Isc≧Isct Isc------断路器额定短路开断电流交流分量有效值，kA； Isct------断路器触头开始分离瞬间的短路电流交流分量有效值，kA； 高压断路器的额定短路开断电流的直流分量采用对交流分量幅值百分比（%dc）表示，可按下式计算：

%dc=100xe-(Top+Tr)/ τ

Top-----直流分量百分数对应于时间间隔等于断路器首先分闸极的最短分闸时间，ms，可向断路器制造厂索取； Tr------额定频率的一个半波时间，ms，对于自脱扣断路器Tr应设定为0ms，对于仅由辅助动力脱扣的断路器，当额定频率为50Hz时，Tr=10ms; τ------时间常数，ms。 直流分量百分数对应的时间间隔等于Top加上Tr。 时间常数τ可按下式计算： τ= X/2πfR = X/314R ms

X------系统元件的电抗，Ω； R------系统元件的电阻，Ω；

标准的时间常数τ为45ms，对应于直流分量为20%，当实际短路直流分量常数τ小于45 ms时，断路器（20%）能够开断短路电流的直流分量；如果短路电流的直流分量%dc大于20%，或时间常数τ大于45 ms以及对某些特殊用途的断路器可能要求更高的值，如靠近发电机的断路器，在这种情况下对断路器开断短路电流直流分量和附加试验的要求，应向高压断路器制造厂提出； 插入断路器的其他试验情况（如失步）插入：断路器的开断电流的表征

2）高压负荷开关 高压负荷开关能带负荷操作，但不能开断短路电流，因此其开断能力应按切断最大可能的过负荷电流来校验，即： Ix≧Iomax Ix ------负荷开关的开断电流额定值，kA，x与开断对象有关。 Iomax ------负荷开关所在回路的最大可能过负荷电流，kA。

3）高压熔断器 高压熔断器按开断电流选择时，需满足下式要求： Isc≧Ibasym或I“ Isc ------熔断器额定最大开断电流，kA; Ibasym-----不对称短路开断电流（短路全电流最大有效值），kA;可按下式计算：

Ibasym =（I“+iDC）1/2 I“------为超瞬态短路电流有效值（对称短路电流初始值）； iDC------为短路直流分量，kA;

由于熔断器的开断特性的不同，故选择时所用的短路电流计算值也不同。对于没有限流作用，不能在短路电流达到冲击值之前熄灭电弧的高压熔断器，可采用Ibasym进行校验；对于有限流作用，能在短路电流达到冲击值之前完全熄灭电弧的高压熔断器，可不考虑短路电流中直流分量的影响而用于I“进行校验。

4）高压电器的绝缘配合； 在正常运行条件下，高压电器的绝缘应能长期耐受设备的最高电压。 对于额定短时工频过电压及雷电冲击过电压下的绝缘配合应予考虑，这里暂不讨论。

5）按接线端子的静态拉力选择 所选用的高压电器接线端子的允许静态拉力额定值应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。 高压断路器接线端子的水平静态拉力额定值： 10kV及以下为250N; 35kV为500N; 户外隔离开关、负荷开关接线端子的水平静态拉力额定值： 10kV及以下为250N; 35kV为500N。 二、 按环境条件选择； 选择高压电器、开关柜及导体时，应按当地环境条件进行校验，环境条件分正常使用条件和特殊使用条件两类。 1、 正常使用条件； （1） 户内正常使用条件 ○1 周围空气温度不超过40℃，且在24h内测得的平均值不超过35℃。 ○2 海拔不超过1000m。 ○3 周围空气无明显地受到尘埃、烟、腐蚀性和/或可燃性气体、蒸汽或盐雾的污染。 ○4 月相对湿度平均值不超过90%，在这样的条件下偶尔会出现凝露。 ○5 在二次系统中感应的电磁干扰的幅值不超过1.6kV。 （2） 户外正常使用条件 ○1 周围空气温度不超过40℃，且在24h内测得的平均值不超过35℃。 ○2 阳光辐射，晴天中午可按1000W/m2考虑。 ○3 海拔不超过1000m。 ○4 周围空气可以受到尘埃、烟、腐蚀性气体、蒸汽或盐雾的污染，但污染等级不得超过相关国家标准中的II级。 ○5 覆冰时1级不超过1mm，10级不超过10mm，20级不超过20mm。 ○6 风速不超过34m/s。 ○7 应当考虑凝露和降水。 ○8 在二次系统中感应的电磁干扰的幅值不超过1.6kV。 插入应用环境的分级

2、 特殊使用条件； 高压电器、开关柜及导体使用地点的环境条件与上述条件不符，应按特殊使用条件考虑，并由电器设备制造厂满足使用条件的特殊要求。

3、 环境温度； 选择高压电器和导体的环境温度见下表