工学项目高压配电柜的设计与施工 166页

学习项目 2: 高压配电柜的设计与施工 单元 2. 高压配电柜的设计与施工 ※ 单元 1. 高压电器及高压配电柜的选择 单元 1. 高压电器及高压配电柜的选择 一、高压电器 1. 高压开关设备 2. 高压熔断器 ※ 3. 互感器 ※ 4. 高压开关柜 ※ 二、选择 1. 高压开关电器的选择及校验 ※ 2. 高压开关柜的选择 ※ 3. 互感器的选择校验 ※ 1. 高压开关设备 1.1 高压隔离开关 ◆ 文字符号 ： QS ◆ 主要作用 ：隔离高压电源 ◆ 结构特点 ：断开后，有明显的断开点 一、高压电器 ◆ 使用特点 ： 隔离开关 没有灭弧 装置 ，所以 不容许带负荷操作 。但可容许通断一定的小电流，如励磁电流不超过 2A 的 35KV 、 1000KV · A 及以下的空载变压器电路、电容电流不超过 5A 的 10KV 及以下、长 5Km 的空载输电线路以及电压互感器和避雷器回路等。 ◆ 类型： 1 ）按安装地点分：户内式和户外式 GN19-12 1 －上接线端子 2 －静触头 3 －闸刀 4 －套管绝缘子 5 －下接线端子 6 －框架 7 －转轴 8 －拐臂 9 －升降绝缘子 10 －支柱绝缘子 GN8-10 型高压隔离开关外形 2 ） 按有无接地开关分：不接地、 单接地、双接地； ■ 接地隔离开关作用 ： 用来进行电气设备的短接、连锁和隔离，一般是用来将退出运行的电气设备和成套设备部分接地和短接。 ■ 接地开关： 用于将回路接地的一种机械式开关装置。在异常条件（如短路下），可在规定时间内承载规定的异常电流；在正常回路条件下，不要求承载电流。大多与隔离开关构成一个整体，并且在接地开关和隔离开关之间有相互连锁装置。 ■ 3CJ1 户内高压接地隔离开关为西门子公司产品。它是一种多用途，可模块化配置的高压电气设备，可以配置接地开关、熔断器等设备，成为一个多功能的装置。 ■ 3D 型户内高压接地隔离开关也为西门子公司产品。它用于 12KV ～ 36KV 的室内高压供配电线路上，可采用手动操动机构或电动操动机构进行操作。 ◆ 高压隔离开关的全型号的表示和含义： 1.2 高压负荷开关 ◆ 文字符号 ： QL ◆ 作用 ： (1) 能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但是不能用它来断开短路电流； (2) 高压负荷开关大多还具有隔离高压电源，保证其后的电气设备和线路安全检修的功能，这种负荷开关又称 “ 功率隔离开关 ” 或 “ 负荷隔离开关 ” 。 ◆ 特点： ( 1) 只具有简单的灭弧装置，必须借助熔断器来切断短路电流，故负荷开关常与熔断器一起使用。 (2) 负荷隔离开关断开后通常有明显的断开间隙，与高压隔离开关一样。 ◆ 类型： (1) 根据所采用的灭弧介质不同分： 固体产气式、压气式、油浸式、真空式和六氟化硫（ SF6 ）等 (2) 按安装场所分： 户内式和户外式 1 －主轴 2 －上绝缘子兼气缸 3 －连杆 4 －下绝缘子 5 －框架 6 － RNI 型熔断器 7 －下触座 8 －闸刀 9 －弧动触头 10 －绝缘喷嘴 ( 内有弧静触头 ) 11 －主静触头 12 －上触座 13 －断路弹簧 14 －绝缘拉杆 15 －热脱扣器 FN3-10RT 户内压气式负荷开关外形 西门子公司 12KV 的真空负荷开关外形图 西门子公司 12KV 的真空负荷开关剖面图 1 －上支架 2 －前支撑杆 3 －静触头 4 －动触头 5 －波纹管 6 －软联结 7 －下支架 8 －下结线端子 9 －接触压力弹簧和分闸弹簧 10 －操作杆 11 －下支持绝缘子 12 －后支撑杆 13 －陶瓷外壳 14 －上支持绝缘子 15 －上结线端子 SF6 高压负荷开关和油浸式负荷开关： ■ 特点：灭弧能力强，容量大，但都必须与熔断器串联使用才能断开短路电流，而且断开后无可见间隙，不能作隔离开关用。适用于 35KV 及以下的户外电网。 ■ 应用： 35kV 及以下的户外电网。 户外式高压负荷开关 户内式高压负荷开关 ◆ 高压负荷开关全型号的表示和含义如下： 1.3 高压断路器 ◆ 文字符号 ： QF ◆ 作用： （ 1 ）通断正常的负荷电流和过负荷电流； （ 2 ）通断一定的短路电流； （ 3 ）在保护装置作用下，自动跳闸，切断短路电流。 ◆ 类型： ■ 按灭弧介质分：油断路器、真空断路器、 SF6 断路器 ■ 按使用场合分：户内型、户外型 ■ 按分断速度分：高速（＜ 0.01S ）、 中速（ 0.1~0.2S ）、低速（＞ 0.2S ） ◆ 高压断路器的全型号表示和含义： 多油断路器的油量多，兼有灭弧和绝缘的双重作用；少油断路器的油量少，只作灭弧介质用。 1. 油断路器 ：包括多油和少油 SN10-10 型少油断路器外形结构 内部剖面结构 1 — 铝帽 2 — 油气分离器 3 — 上接线端子 4 －油标 5 －静触头 6 －灭弧室 7 －动触头 8 －中间滚动触头 9 －下接线端子 10 －转轴 11 －拐臂 12 －基座 13 －下支柱瓷瓶 14 －上支柱瓷瓶 15 －断路弹簧 16 －缘筒 17 －逆止阀 18 －绝缘油 ★ 组成结构：由油箱、传动机构和框架三部分组成。 1 ） 油箱 ：断路器的核心部分 ①油箱的上部为 “ 铝帽 ” ②铝帽的上部为 “ 油汽分离室 ” ，其作用是将灭弧过程中产生的油汽混合物旋转分离，气体从顶部排气孔排出，而油则沿内壁流回灭弧室。 ③ 铝帽的下部装有 “ 插座式静触头 ” ，有 3 ～ 4 片弧触片。断路器在合闸或分闸时，电弧总在弧触片和 “ 动触头 ( 导电杆 ) ” 端部的弧触头之间产生，从而保护了静触头的工作触片。 ④ 油箱的中部为“灭弧室”，外面套的是高强度的绝缘筒，灭弧室的结构如下图所示。 1 －第一道灭弧沟 2 －第二道灭弧沟 3 －第三道灭弧沟 4 －吸弧钢片 ⑤ 油箱的下部为高强度铸铁制成的 基座，基座内有操作断路器动触头 （导电杆）的转轴和拐臂等传动机构，导电杆通过中间滚动触头与下 接线柱相连。 2 ）传动机构： 转轴和拐臂 3 ）框架： 用来固定断路器 ★ 断路器的导电回路是： 上接线端子→静触头→导电杆 ( 动触头 ) → 中间滚动触头→下接线端子。 ★ 工作及灭弧原理 1 ）合闸时，经操动机构和传动机构将导电杆插入静触头来接通电路。 2 ）分闸或自动跳闸时，导电杆向下运动并离开静触头，产生电弧；电弧的高温使油分解形成气泡，使静触头周围的油压骤增，压力使逆止阀上升堵住中心孔，致使电孤在封闭的空间内燃烧，灭弧室内的压力迅速增大。 同时，导电杆迅速向下运动，产生的油气混合物在灭弧室内的一、二、三道灭弧沟和下面的纵吹油囊中对电弧进行强烈地横、纵吹；下部的绝缘油与被电弧燃烧的油迅速对流，对电弧起到油吹弧和冷却的作用。由于上述灭弧方法的综合作用，使电弧迅速熄灭。 1 －静触头 2 －吸弧钢片 3 －横吹灭弧沟 4 －纵吹灭弧囊 5 －电弧 6 －动触头 灭弧室灭弧过程示意图 ★ 特点： 1 ）少油断路器的油量少，绝缘油只起灭弧作用而无绝缘功能，结构简单，体积小，重量轻。用于不需频繁操作和不要求高速开断的电网中。 注：在通电状态下，油箱外壳带电，必须与大地绝缘，人体不能触及。但燃烧爆炸的危险性小。在运行时，要注意观察油标，以确定绝缘油的油量，防止因油量的不足使电弧无法正常熄灭而导致的油箱爆炸事故的产生。 2 ） SNl0 — 10 型断路器可配用 CS2 型手动操动机构、 CD 型电磁操动机构或 CT 型弹簧操动机构。 2. 高压真空断路器 ★ 特点 ： 高压真空断路器是利用 “ 真空 ” 作为绝缘和灭弧介质，灭弧能力强、无爆炸、低噪音、体积小、重量轻、寿命长、电磨损少、结构简单、无污染、可靠性高、维修方便，属高速断路器，是实现无油化改造的理想设备。因此，虽然价格较贵，在要求频繁操作和高速开断的场合，尤其是安全要求较高的工矿企业、住宅区、商业区等被广泛采用。 ★ 类型： 根据其结构分有落地式、悬挂式、手车式三种形式； 按使用场合分有户内式和户外式。 悬挂式 落地式真空断路器 手车式高压真空断路器 手车式高压真空断路器 ZN3-10 型真空断路器外形 1 －上接线端子（后出线） 2 － 真空灭弧室 3 －下接线端子（后出线） 4 － 操动机构 箱 5 －合闸电磁铁 6 －分闸电磁铁 7 －断路弹簧 8 － 底座 真空断路器灭弧室结构 1 一静触头 2 一动触头 3 一屏蔽罩 4 一波纹管 5 一与外壳封接的金属法兰盘 6 一波纹管屏蔽罩 7 一绝缘外壳 工作原理 在触头刚分离时，触头间只产生真空电弧。电弧的温度很高，使金属触头表面产生金属蒸气，由于触头的圆盘状设计使真空电弧在主触头表面快速移动，其金属离子在屏蔽罩内壁上凝聚，以致电弧在自然过零后极短的时间内，触头间隙又恢复了原有的高真空度。因此，电弧暂时熄灭，触头间的介质强度迅速恢复；电流过零后，外加电压虽然很快恢复，但触头间隙不会再被击穿，真空电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。 3.SF6 断路器（ LN 、 LW 型 ） 户外式 SF6 断路器 户内式高压 SF6 断路器 ◆ SF6 气体的特性 : 是 — 种五色、无味、无毒且不易燃的惰性气体，兼有灭弧和绝缘功能 ,150℃ 以下时，其化学性能相当稳定。 1 ） 由于 SF6 中不含碳 (C) 元素，对于灭弧和绝缘介质来说，具有极为优越的特性，不需要象油断路器那样要经常检修； 2 ） SF6 不含氧 (O) 元素，因此不存在触头氧化问题，所以其触头磨损少，使用寿命长。 3 ） SF6 具有优良的电绝缘性能，在电流过零时，电弧暂时熄灭后， SF6 能迅速恢复绝缘强度，从而使电弧很快熄灭。 4 ）在电弧的高温作用下， SF6 会分解出氟 (F2) ，具有较强的腐蚀性和毒性，且能与触头的金属蒸汽化合为 — 种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物，因此， SF6 断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用。这些氟化物在电弧熄灭后的极短时间内能自动还原。对残余杂质可用特殊的吸附剂清除，基本上对人体和设备没有什么危害。 ◆ 六氟化硫（ SF6 ）断路器特点 : 利用 SF6 气体作灭弧和绝缘介质，触头磨损少，使用寿命长，无须经常检修，电绝缘性能好，结构简单，灭弧能力强，无燃烧爆炸危险，属高速断路器。但是， SF6 断路器的要求加工精度高，密封性能要求严，价格相对昂贵。适用于需频繁操作及有易燃易爆炸危险的场所。 ◆ 类型 : 按 SF6 断路器灭弧室的结构形式分，有压气式、自能灭弧式 ( 旋弧式、热膨胀式 ) 和混合灭弧式 ( 一般采用以上几种灭弧方式的组合，如压气 + 旋弧式等 ) 。 注：我国生产的 LNl 、 LN2 型为压气式， LW3 型户外式采用旋弧式灭弧结构。 LN2-10 高压 SF6 断路器 1 －上接线端子 2 －绝缘筒 3 －下接线端子 4 －操动机构箱 5 －小车 6 －断路弹簧 SF6 高压断路器灭弧室 1 －静触头 2 －绝缘喷嘴 3 －动触头 4 －汽缸 5 －压气活塞 6 －电弧 工作原理 : 断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是相对固定的。当跳闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的汽缸由断路器的操动机构通过连杆带动离开静触头，电弧在动、静触头间产生，汽缸和活塞的相对运动压缩 SF6 气体并使之通过绝缘喷嘴吹出，用吹弧法来迅速熄灭电弧。 1.4 高压开关设备的常用操动机构 ◆ 操动机构的型号表示和含义如下： 1 ） CS 系列手动操动机构 ● 特点 : 手动和远距离跳闸，只能手动合闸；采用交流操作电源；无自动重合闸功能；操作速度有限，所操作的断路器开断的短路容量不宜超过 100MV · A ；结构简单，价格低廉；一般用于操作容量 630KV · A 以下的变电所中的隔离开关和负荷开关。 1 －操作手柄 2 －外壳 3 －跳闸指示牌 4 －脱扣器盒 5 －跳闸铁心 CS2 型手动操动机构的外形结构 SC6 型的手动操动机构和 GN8 型高压隔离开关的配合使用 1 － GN8 隔离开关 2 －焊接钢管 3 －调节杆 4 － CS6 手动操动机构 5 －操作手柄 2) 弹簧操动机构 特点 : 不仅能手动和远距离跳、合闸，且操作电源交、直流均可，又可实现一次重合闸，因而其保护和控制装置可靠、简单。虽然结构复杂，价格较贵，但其应用已越来越广泛。 3) 电磁操动机构 特点 : 能手动和远距离跳、合闸（通过其跳、合闸线圈），也可进行自动重合闸，合闸功率大，但需直流操作电源。 1 －外壳 2 －跳闸线圈 3 －手动跳闸铁心 4 －合闸线圈 5 －合闸操作手柄 6 －缓冲底座 7 －接线端子排 8 －辅助开关 9 －分合指示器 2. 高压熔断器 ◆ 文字符号 :FU ◆ 功能 ：当通过的电流超过规定值并经过一定的时间后熔体（熔丝或熔片）熔化而分断电流，断开电路来完成短路保护和过负荷保护功能。熔断器的体积很小，但却能分断很高的短路电流。 ◆ 应用 : 对容量小且不太重要的负荷，广泛采用高压熔断器作为高压输配电线路、电力变压器、电压互感器和电力电容器等电气设备的短路和过负荷保护。 户内广泛采用 RN 系列的高压管式限流熔断器 户外则广泛使用 RW4 、 RW10F 等型号的高压跌开式熔断器，或 RW10-35 型的高压限流熔断器。 ◆ 高压熔断器的全型号的表示和含义如下 ： 注：对于 “ 自爆式 ” 熔断器，在 “ R ” 前面加字母 “ B ” ◆ RN 系列户内高压管式熔断器 : 主要用于 3kV ～ 35kV 配电系统中作短路保护和过负荷保护用。 ■ 类型及特点 1 ） RN1 型用于高压电力线路及其设备和电力变压器的短路保护，也能作过负荷保护。 RN3 和 RN1 相似 2 ） RN2 、 RN4 、 RN5 则用于电压互感器的短路保护， RN4 和 RN2 相似，只是技术数据有所差别 3 ） RN6 型主要用于高压电动机的短路保护。 注： RN5 和 RN6 是以 RN1 和 RN2 为基础的改进型，具有体积小、重量轻、防尘性能好、维修和更换方便等特点。 ■ RN1 、 RN2 户内高压管式熔断器介绍 : 1 －金属管帽 2 －瓷熔管 3 －工作熔体 4 －指示熔体 5 －锡球 6 －石英砂填料 7 －熔断指示器 ( 熔断后弹出状态 ) ● 熔管内部结构剖面图 ● 主要组成部分 : 熔丝 : RN1 型 — 由单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状； RN2 型 — 由三种不同截面的一根康铜丝绕在陶瓷芯上，均埋放在石英砂填料中，上焊有小锡球。 动作指示器 : RN1 — 当工作熔体熔断后，指示熔体也相继熔断，其熔断指示器弹出，给出熔体熔断的指示信号。 RN2 型 — 无熔断指示器，由电压互感器二次侧仪表的读数来判断其熔体的熔断情况。 ● 工作原理 : ① 锡球的作用 : 使熔断器能在过负荷电流或较小短路电流时能动作，提高熔断器保护的灵敏度。 当过负荷电流通过时，铜熔丝能在较低的温度下熔断 —“ 冶金效应 ” ② 铜熔丝的作用 : 使熔断器在短路电流时动作，断开电路，实现短路保护。 ③ “ 限流 ” 式熔断器 : 能在短路后不到半个周期即短路电流未达到冲击电流值 (ish) 时就能完全熄灭电弧、切断短路电流的特性称 “ 限流 ” 式。 ④ 灭弧能力 : 具有 “ 粗弧分细、长弧切短和狭沟灭弧 ” 等灭弧方法，因此，该熔断器的灭弧能力很强，具有 “ 限流 ” 式特性，因此 RN 系列熔断器为 “ 限流 ” 式熔断器 ● 由于电压互感器的二次侧近于开路状态， RN2 型的额定电流一般为 0.5A ，而 RN1 型的 IN 从 2 ～ 300A 不等。 ■ RW 系列户外高压跌开式熔断器，又称跌落式熔断器 ● 作用：被广泛用于环境正常的户外场所，作高压线路和设备的短路保护用。 ● 种类： 1 ）一般跌开式熔断器 : 如 RW4 、 RW7 型等 2 ）负荷型跌开式熔断器 : 如 RW10 － 10F 型 3 ）限流型户外熔断器 : 如 RW10 － 35 、 RW11 型等 4 ）爆炸式跌开式熔断器 : 如 RW-B 系列熔断器 5) HH- 熔断器 : 高压高分断能力的熔断器 , 能在短路电路产生的瞬间就将其开断。 ● 一般户外高压跌开式熔断器 — 文字符号 FD 1 －上接线端子 2 －上静触头 3 －上动触头 4 －管帽 5 －操作环 6 －熔管 7 －铜熔丝 8 －下动触头 9 －下静触头 10 －下接线端子 11 －绝缘瓷瓶 12 －安装板 RW4-10(G) 型跌落式熔断器 1 ）作用：常用于额定电压 10KV ，额定容量 315KV · A 及以下的电力变压器的过流保护，尤其以居民区，街道等场合居多。 2 ）特点： ① 隔离开关的作用 ② 短路保护功能 ③ “ 非限流 ” 式熔断器：不能在短路电流达到冲击电流（ Ish ）前熄灭电弧的灭弧特性称 “ 非限流 ” 式。 ④ 不容许带负荷操作 ● 负荷型跌开式熔断器 — 文字符号 FDL 1 ）作用： ① 带负荷操作：在上静触头上加装了简单的灭弧室，其操作要求和 “ 负荷开关 ” 相同。 ② 隔离开关的作用 ③ 短路保护功能 ④ “ 非限流 ” 式 RW10-10 型 ● 限流式户外高压熔断器 — 文字符号为 FU RW10-35 型限流式户外高压熔断器 1 －棒形支柱绝缘子 2 －瓷质熔管（内装特制熔体及石英砂） 3 －铜管帽 4 、 6 －接线端子 5 －固定抱箍 结构及特点 1 ）该熔断器的短路和过负荷保护功能与 RN 型相同。瓷质熔管内充有石英砂，熔体结构和 RN 型的户内高压熔断器相似， 2 ）该熔断器的熔管是固定在棒形支柱绝缘子上的，熔体熔断后不能自动跌开，无明显可见的断开间隙，不能作 “ 隔离开关 ” 用。 ● RW － B 系列的高压爆炸式跌开熔断器： 结构和 RW 系列基本相似，有 B 型和 BZ 型两种。 1 ） B 型为自爆跌开式； 2 ） BZ 型是爆炸重合跌开式：其熔断器每相有两根熔管，若为瞬时性故障，可投入重合熔管来保证系统的继续工作；如果是永久性故障，则重合熔管会再动作一次，将故障切除，以保护系统。 3. 互感器 电流互感器和电压互感器的统称， 又称仪用变压器或测量互感器。 ◆ 作用： 根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电流）转变为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中测量仪表、保护继电器等设备的电源或信号源 ◆ 主要功能： （ 1 ）变换功能： 将一次回路的大电压和大电流变换成适合仪表、继电器工作的小电压和小电流。 (2) 隔离和保护功能： 作为一、二次电路之间的中间元件，不仅使仪表、继电器等二次设备与一次主电路隔离，提高了电路工作的安全性和可靠性，而且有利于人身安全。 （ 3 ）扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围 ：通过改变互感器的变比，可以反应任意大小的主回路电压和电流值，便于二次设备制造规格统一和批量生产。互感器的二次侧的电流或电压额定值统一规定为 5A （ 1A ）及 100V 。 3.1 电流互感器 ● 简称 —CT ，文字符号 —TA ，是变换电流的设备。 钳型电流互感器 ● 电流互感器基本结构与接线： ● 结构特点： 1 ）一次绕组匝数少，二次绕组匝数多 2 ）一次绕组导体较粗，二次绕组导体细 3 ）一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器的二次回路接近短路状态。 ● 电流互感器的变流比用 Ki 表示 变流比 Ki 一般表示成如 100 ／ 5A 的形式。 ● 接线方案：共 4 种 1 ）一相式接线： 说明： 互感器通常接在 B 相，电流互感器二次线圈中流过的是对应相一次电流的二次电流值，反应的是该相的电流。 应用： 通常用于三相负荷平衡的系统中，供测量电流或过负荷保护装置用。 2 ）两相 V 形接线 应用 ： 在中性点不接地的三相三线制系统中，用于测量三相电流、电能及作过电流继电保护之用 — 称 “ 两相三继电器式接线 ” 。 3 ）两相电流差式接线 2 ）应用 ：适用于中性点不接地的三相三线制系统中，作过电流继电保护之用。 4 ）三相星形接线： 应用： 被广泛用于三相负荷不平衡的三相四线制系统中，也用在负荷可能不平衡的三相三线制系统中作三相电流、电能测量及过电流继电保护之用。 ● 电流互感器类型和型号： （ 1 ） 电流互感器的类型 1 ）按一次电压分 ①高压 ②低压 2 ）按一次绕组匝数分 ①单匝 ( 包括母线式、芯柱式、套管式 ) ② 多匝式 ( 包括线圈式、线环式、串级式 ) 。 3 ）按用途分： ①测量用 ②保护用 4 ）按准确度级分： ①测量用电流互感器有 0.1 ， 0.2 ， 0.5 ， 1 ， 3 ， 5 等级， 0.2 级一般作实验室精密测量用 ,0.5 级作计算电费测量用 ,1 级供发电厂、变配电所配电盘上的仪表用， 3 级供一般指示仪表及继电保护用。 ② 保护用电流互感器一般为 5P 和 10P 两级 , 分别表示在额定准确限值 i1 时的复合误差限值为 5% 、 10% ；其准确限值系数标准值系列为 5 、 10 、 15 、 20 、 30 等，表示在短路故障下，若短路电流 i 与额定 i1 ，相比的倍数小于该值，则误差控制在准确级范围内。 选择保护用 TA 的准确级须同时选择准确限值系数，如 5P20 及 1200 ／ 5A ，表示 i≯20 倍额定 i1, 即 i≯20×1200 ＝ 24 kA 范围之内时，复合误差≯ 5% ； 5 ）按绝缘介质类型分 : 油浸式、环氧树脂浇注式、干式、 SF6 气体绝缘等； 6 ）按铁心分 : 同一铁心和分开（两个）铁心两种。 说明 ： 高压电流互感器通常有两个不同准确度级的铁心和二次绕组，分别接测量仪表和继电器。测量用的电流互感器铁心在一次电路短路时易于饱和，以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用的电流互感器铁心在一次电路短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增长，以保证保护灵敏度的要求。 LQJ-10 型电流互感器的外形图 — 户内线圈式环氧树脂浇注绝缘加强型电流互感器。 1 －一次接线端 2 －一次绕组 3 －二次接线端 4 －铁心 5 －二次绕组 6 －警示牌 应用： LQJ-10 用于 10KV 高压开关柜中，有两个铁心和两个二次绕组，分别为 0.5 级和 3 级， 0.5 级用于测量， 3 级用于继电保护。 LMZJl-0.5 型电流互感器的外形图 — 户内母线式环氧树脂浇注绝缘加大容量的电流互感器 LMZJl-0.5 用于低压配电屏和其他低压电路中，本身无一次绕组，穿过其铁心的母线就是其一次绕组。 1 －铭牌 2 －二次母线穿孔 3 －铁心 4 －安装板 5 －二次接线端 （ 2 ） 电流互感器的型号及表示 注：结构形式的字母含义： R －套管式 Z －支柱式 Q －线圈式 F －贯穿式（复匝） D －贯穿式（单匝） M －母线式 K －开合式 V －倒立式 A －链式 线圈外绝缘介质的字母含义： J －变压器油不表示 G －空气（干式） C －瓷（主绝缘） Q －气体 Z －浇注成型固体 K －绝缘壳 ● 电流互感器的使用注意事项 1 ）电流互感器在工作时二次侧不得开路。 安装时，二次结线必须可靠、牢固，决不允许在二次回路中接入开关或熔断器。 原因 : 如果开路，二次侧可能会感应出危险的高电压，危及人身和设备安全。 互感器铁心会由于磁通剧增而过热，产生剩磁，导致互感器准确度的降低。 （ 2 ）电流互感器二次侧有一端必须接地。 原因 : 为了防止一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧高电压窜人二次侧，危及设备和人身安全。 （ 3 ）电流互感器在接线时，要注意其端子的极性。 电流互感器的一、二次侧绕组端子分别用 P1 、 P2 和 S1 、 S2 表示，对应的 P1 和 S1 ， P2 和 S2 “ 同极性端 ” 。 3.2 电压互感器 简称 — PT ，文字符号 — TV 。是变换电压的设备。 干式电压互感器 密闭浇注式电压互感器 户外气体绝缘电压互感器 油浸式电压互感器 JDJ-6 JSJW-6 油浸式电压互感器 ◆ 电压互感器的类型和型号 1. 类型 1) 按绝缘介质分：油浸式、干式（含环氧树脂浇注式） 2) 按使用场所分：户内式、户外式 3) 按相数分：三相式、单相式 4) 按电压分：高压（ 1KV 以上）、 低压（ 0.5KV 及以下） 5) 按绕组分：三绕组、双绕组 6 ）按用途分：测量用的其准确度要求较高，规定为 0.1 、 0.2 、 0.5 、 1 、 3 ；保护用的准确度较低，一般有 3P 级和 6P 级，其中用于小接地系统电压互感器 ( 如三相五心柱式 ) 的辅助二次绕组准确度级规定为 6P 级； 7) 按结构原理分：电容分压式、电磁感应式 8) 其他类型：气体电压互感器、电流电压组合互感器等高压类型。 2. 电压互感器型号的表示如下： 注： 结构形式的字母含义 ： X －带零序（剩余）电压绕组 B －三相带补偿绕组 W －五芯柱三绕组 ◆ 基本结构和原理 电压互感器的基本结构和接线 1 －铁心 2 －一次绕组 3 －二次绕组 1. 结构特点： 1 ） 一次绕组并联在主回路中，二次绕组并联二次回路中的仪表、继电器等的电压线圈，由于这些二次绕组的电压线圈阻抗很大，电压互感器工作时二次绕组接近于开路状态。 2 ） 一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。 3 ） 一次绕组的导线较细，二次绕组的导线较粗。 二次侧额定电压一般为 100V ，用于接地保护的电压互感器二次侧额定电压为（ 100/ ） V ，辅助二次绕组则为（ 100/3 ） V 。 2. 电压互感器的变压比用 Ku 表示： 变压比 Ku 通常表示成如 10 ／ 0.1kV 的形式。 注：电压互感器有单相和三相两类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为常见。 3. 电压互感器的结线方案 1 ）一个单相电压互感器的结线： （ 1 ）作用：供仪表和继电器接一个线电压 （ 2 ）应用：适用于电压对称的三相线路，如用做备用线路的电压监视。 2 ）两个单相电压互感器接成 V ／ V 形 （ 1 ）作用：供仪表和继电器接于各个线电压 （ 2 ）应用：适用于三相三线制系统。 3 ）三个单相电压互感器接成 Y0 ／ Y0 形 （ 1 ）作用：供电给要求线电压的仪表和继电器；在小接地电流系统中，供电给接相电压的绝缘监视电压表，在这种结线方式中电压表应按线电压选择。 （ 2 ）应用：常用于三相三线和三相四线制线路。 4 ）三个单相三绕组电压互感器或一个三相无心柱式三绕组电压互感器接成 Y 0 /Y 0 /△ 形： 1 ）作用： （ 1 ）接成 Y0 的二次绕组 : 供电给需线电压的仪表、继电器和绝缘监视用电压表； （ 2 ）开口三角形结线的二次绕组（辅助二次绕组） 接作绝缘监视用的电压继电器。当线路正常工作时，开口三角两端的零序电压接近于零；而当线路上发生单相接地故障时，开口三角两端的零序电压接近 100V ，使电压继电器 KV 动作，发出故障信号。此辅助二次绕组又称 “ 剩余电压绕组 ” 。 2 ）应用： 用于三相三线制系统。 （ 1 ） 电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路。因此电压互感器一、二次侧都必须装设熔断器进行短路保护。 原因： ①由于电压互感器二次回路中的负载阻抗较大，其运行状态近于开路，当发生短路时，将产生很大的短路电流，有可能造成电压互感器烧毁； ◆ 电压互感器使用注意事项 （ 2 ）电压互感器二次侧有一端必须接地。通常将公共端接地。 目的 : 为了防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及设备及人身安全。 ② 其一次侧并联在主回路中，若发生短路会影响主电路的安全运行。 （ 3 ）电压互感器在接线时，必须注意其端子的极性 4. 高压开关柜 ◆ 全型号表示和含义： ◆“ 五防”功能： 1. 防止误操作断路器； 2. 防止带负荷拉合隔离开关（防带负荷推拉小车）； 3. 防止带电挂接地线； 4. 防止带接地线送电； 5. 防止误入带电间隔。 ◆ 固定式高压开关柜： HXGN-12 固定式高压环网柜 HXGN1-10 型高压环网开关柜剖面图 8 —— 母线 9 —— 绝缘子 15 —— 负荷开关 17 —— 操动机构 21 —— 电流互感器 23 —— 高压熔断器 XGN17-40.5 型高压开关柜 XGN 2 -10-07D 型高压开关柜内部结构： 母线室 压力释放通道 仪表室 二次小母 线室 组合开关室 手动操动机构及联锁机构 主开关室 电磁操动机构 接地母线 电缆室 ◆ 户外交流金属铠装移开式高压开关柜 KYN61-40.5 型高压开关柜 JYN2A-10 型高压开关柜外形 1- 手车室门 2- 铭牌 3 、 8- 程序锁 4- 模拟电路 5- 观察孔 6- 用途牌 7- 厂商牌 9- 门锁 10- 仪表室门 11- 仪表 12- 穿墙套管 29- 绝缘套管 JYN2A-10 型高压开关柜剖面 14- 母线 17- 小母线 19- 仪表室 21- 紧急分闸装置 23- 分合指示器 24- 油标 25- 断路器 26- 手车 30- 支母线 32- 互感器 33- 高压指示装置 二、选择 2.1 、高压开关电器的选择及校验 1. 隔离开关的选择及校验 1 ）高压隔离开关的额定电压应大于或等于安装处的线路额定电压，即： 2 ）高压隔离开关的额定电流应不小于通过它的计算电流，即： 4 ）高压隔离开关的热稳定度校验。 3) 高压隔离开关的动稳定度校验 2. 高压负荷开关的选择校验 除了和隔离开关一样外，还要按断流能力来选择，即满足： 3. 高压断路器的选择及校验 1 ）根据使用场合、环境条件选择： 2 ）按额定电压选择 3 ）按额定电流选择 4 ）按最大开断电流或断流容量选择 5 ）动稳定度校验 6 ）热稳定度校验 2.2 高压开关柜的选择 小型工厂，选用固定式高压开关柜比较多，大中型工厂和高层建筑多选用手车式高压开关柜。普通工厂的变配电所以及对防爆、防火要求不高的场所，选用配置少油断路器的高压开关柜，而高层建筑和居民区等防火要求较高的场所，应采用配有不可燃的真空断路器或 SF6 断路器的高压开关柜。 2.3 互感器的选择与校验 1. 电流互感器的选择与校验 ◆ 选择校验的 5 个条件： ● 电流互感器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电压； ● 根据一次侧的负荷计算电流，选择电流互感器的变流比； ● 根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度； ● 校验动稳定度和热稳定度； ● 电流互感器的类型和结构应与实际安装地点的安装条件、环境条件相适应。 1 ）电流互感器电流比的选择 保护用的电流互感器为保证其准确度，可以将变比选得大一些 2 ）电流互感器准确度的选择及校验 应根据二次回路所接测量仪表和保护电器对准确度等级的要求而定。 准确度选择的原则是： 计费计量： 0.2~0.5 级 一般计量： 1.0~3.0 级 保护用： 10P （ 1 ）等级的选用： （ 2 ）额定二次负荷容量的选择： 用户可根据一次电流倍数 K 1 ，查出相应的允许二次负荷阻抗 Z 2.al 。因此保护用电流互感器满足保护准确度级要求的条件为： ｜ Z 2.al ｜≥｜ Z 2 ｜ 　 某电流互感器的 10% 误差曲线 3 ）电流互感器动稳定度和热稳定度的校验 动稳定倍数 ： 热稳定倍数： 注意： 若电流互感器不满足上述 4 个公式，则应改选电流比或具有较大的额定二次负荷容量或允许二次负荷阻抗的电流互感器，或者加大二次侧导线的截面。 2. 电压互感器的选择 1 ）按工作条件和环境条件 2 ）按一次侧的额定电压 3 ）按测量仪表对电压互感器的准确度要求来选择并校验准确度 ● 计量用： 0.5 级及以上 ● 一般测量用： 1.0~3.0 级 ● 保护用： 3P 和 6P ● 校验： 单元 2 高压配电柜的设计与施工 维护内容 状态 维护内容 状态 分合位置 高压带电 显示器 负荷电流 接地 连接头 油断路器的油 操作机构 SF6 的气体 压力 端子箱 真空断路器的真空度 1. 断路器 2. 隔离开关和负荷开关 维护内容 状态 维护内容 状态 分合位置 绝缘子 负荷电流 操动机构 开关本体 接地隔离开关的接地 3. 互感器 维护内容 状态 维护内容 状态 瓷瓶套管 接线端子 油位 / 油色 接地 呼吸器 声音 / 气味 4. 电力电容器 维护内容 状态 维护内容 状态 电容器电流 套管 放电回路 保护熔断器 电容器声音 无功补偿自动控制器 电容器外壳 外壳接地