內容提要：本項目闡述電力系統的電氣一次設備、電氣二次設備等基本概念及工作原理。項目名稱開關電氣設備電氣一次設備

在供配電系統中，直接擔負生產、運輸、分配和使用電能的任務的一次設備包括有：電力變壓器高壓隔離開關高壓負荷開關串聯電抗器避雷器電流互感器高壓熔斷器電壓互感器母線電力電纜接地裝置高壓斷路器圖1各種類型的高壓設備高壓斷路器是高壓電器中最重要的設備，是一次電力系統中控制和保護電路的關鍵設備。它具有完善的滅弧裝置和高速傳動機構，能接通和斷開各種情況下高壓電路中的電流，用以完成主接線運行方式的改變和盡快切除故障電路。一.高壓斷路器圖2高壓斷路器

1.高壓斷路器的用途

控制作用

根據電網運行的需要，將部分電氣設備或線路投入或退出運行。

保護作用

在電力線路發生故障時，繼電保護自動裝置發出跳閘信號，起動斷路器，將故障部分設備或線路從電網中迅速切除，確保電力系統的正常運行。2.對高壓斷路器的基本要求①工作可靠性要求在正常和故障情況下準確無誤地完成關合和開斷電路的指令，不能拒動或誤動。②具有足夠的開斷能力

指能夠安全切斷最大短路電流的能力，這主要取決于滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩定和動穩定。③動作快速

當電路發生故障時，要能快速地切除故障電路。④具有自動重合閘性能

在切除故障后經很短的時間又自動重合閘。⑤結構簡單、經濟合理

結構簡單、尺寸小、重量輕、價格合理。3.斷路器的分類

①按電壓高低分類

高壓斷路器和低壓斷路器。②按安裝場所分類

戶內式和戶外式。③按滅弧介質分類

油斷路器、壓縮空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器圖3多油斷路器圖4

少油斷路器圖5戶外真空斷路器圖6戶內真空斷路器圖7六氟化硫斷路器

4.斷路器的基本參數1．額定電壓（UN）

2．最高工作電壓

3.額定電流（ＩN）4．額定開斷電流（ＩNbr）5．額定斷流容量（SNbr）6．關合電流（iNcl）7．動穩定電流（ies）8．熱穩定電流（it）9．全開斷（分閘）時間（tkd）10．合閘時間

4.斷路器的基本參數

1．額定電壓（UN）額定電壓是指斷路器長時間運行時能承受的正常工作電壓。它不僅決定了斷路器的絕緣水平，而且在相當程度上決定了斷路器的總體尺寸。

2．最高工作電壓

由于電網不同地點的電壓可能高出額定電壓10％左右，故制造廠規定了斷路器的最高工作電壓。對于220kV及以下設備，其最高工作電壓為額定電壓的1.15倍；對于330kV的設備，規定為1.1倍。

4.斷路器的基本參數

3.額定電流（ＩN）額定電流是指銘牌上標明的斷路器可長期通過的工作電流。斷路器長期通過額定電流時，各部分的發熱溫度不會超過允許值。額定電流也決定斷路器觸頭及導電部分的截面。

4．額定開斷電流（ＩNbr）

額定開斷電流是指斷路器在額定電壓下能正常開斷的最大短路電流的有效值。它表征斷路器的開斷能力。開斷電流與電壓有關。當電壓不等于額定電壓時，斷路器能可靠切斷的最大短路電流有效值，稱為該電壓下的開斷電流。當電壓低于額定電壓時，開斷電流比額定開斷電流有所增大。

4.斷路器的基本參數

5．額定斷流容量（SNbr）額定斷流容量也表征斷路器的開斷能力。在三相系統中，它和額定開斷電流的關系為

式中UN為斷路器所在電網的額定電壓，ＩNbr為斷路器的額定開斷電流。

6．關合電流（iNcl）保證斷路器能關合短路而不致于發生觸頭熔焊或其它損傷，所允許接通的最大短路電流。

4.斷路器的基本參數

7．動穩定電流（ies）動穩定電流是指斷路器在合閘位置時，允許通過的短路電流最大峰值。它表明斷路器在沖擊短路電流下承受電動力的能力。

8．熱穩定電流（it）熱穩定電流是指在規定的某一段時間內，允許通過斷路器的最大短路電流。熱穩定電流表明了斷路器承受短路電流熱效應的能力。

4.斷路器的基本參數9．全開斷（分閘）時間（tkd）全開斷時間是指斷路器接到分閘命令瞬間起到各相電弧完全熄滅為止的時間間隔，它包括斷路器固有分閘時間tgf和燃弧時間th，即tkd=tgf+th

斷路器固有分閘時間是指斷路器接到分閘命令瞬間到各相觸頭剛剛分離的時間；燃弧時間是指斷路器觸頭分離瞬間到各相電弧完全熄滅的時間。全開斷時間tkd是表征斷路器開斷過程快慢的主要參數。tkd越小，越有利于減小短路電流對電氣設備的危害、縮小故障范圍、保持電力系統的穩定。如圖3-1所示。

4.斷路器的基本參數

10．合閘時間合閘時間是指從操動機構接到合閘命令瞬間起到斷路器接通為止所需的時間。合閘時間決定于斷路器的操動機構及中間傳動機構。一般合閘時間大于分閘時間。5.斷路器的型號及意義二.真空斷路器

真空斷路器利用真空度約為10-4Pa（在運行過程中不低于10-2Pa）的高真空作為內絕緣和滅弧介質。真空間隙的氣體稀薄，分子的自由行程較大，發生碰撞游離的幾率很小。所以，真空擊穿產生電弧，是由觸頭蒸發出來的金屬蒸氣幫助形成的。隨著冶金等技術的不斷進步，真空斷路器的制造水平不斷提高，在60年代制成能開斷20kA的真空斷路器，70年代制造出開斷能力達60～80kA，電壓等級為10～35kV的真空斷路器，使真空斷路器35kV及以下電壓等級中處于優勢地位。二.真空斷路器

真空斷路器是由真空滅弧室、絕緣支撐、傳動機構、操動機構、機座（框架）等組成，如圖3-6所示。導電回路由導電夾、軟連接、出線板通過滅弧室兩端組成。真空斷路器的固定方式不受安裝角度限制，即可以水平安裝，又可以垂直安裝，還可以任意角度安裝。二.真空斷路器

按真空滅弧室的布置方式可分為落地式和懸掛式兩種基本形式，以及這兩種方式相結合的綜合式和接地箱式。

（1）落地式是將真空滅弧室安裝在上方，用絕緣子支持，操動機構設置在底座的下方，上下兩部分由傳動機構通過絕緣桿連接起來。

落地式優點：傳動效率高，分合閘操作時直上直下，傳動環節少，摩擦阻力小；穩定性好，操作時振動小；便于操作人員觀察和更換滅弧室；產品系列性強，而且容易實現戶內外產品的相互交換。

落地式缺點：總體高度較高，操動機構檢修不方便。二.真空斷路器

（２）懸掛式真空斷路器，是將真空滅弧室用絕緣子懸掛在底座框架前方，而操動機構設置在后方（即框架內部），前后兩部分用（絕緣傳動）桿連接起來。圖3-7所示為ZN12-10型斷路器外型圖，它采用懸掛式結構，真空斷路器裝在一個手車上，主要由機架、真空滅弧室及傳動系統組成。

懸掛式優點：宜用于手車式開關柜。由于操動機構與高電壓隔離，便于檢修。

懸掛式缺點：總體深度尺寸大，用鐵多，質量重；絕緣子承受彎曲力；操作時滅弧室振動大；傳動效率不高。因此，懸掛式真空斷路器一般只適用于中等電壓以下的產品。二.真空斷路器特點：體積小、重量輕、噪聲小、無可燃物、維護工作量小

真空滅弧室真空斷路器的關鍵元件材料：玻璃或陶瓷1-靜導電桿；2-絕緣外殼；3-觸頭；4-波紋管；5-屏蔽罩；6-動導電桿；7-下端蓋；8-上端蓋二.真空斷路器1-靜導電桿；2-絕緣外殼；3-觸頭；4-波紋管；5-屏蔽罩；6-動導電桿；7-下端蓋；8-上端蓋

真空滅弧室的外殼是由絕緣筒、兩端的金屬蓋板和波紋管所組成的密封容器。滅弧室內有一對觸頭，分別焊接在各自的導電桿上，波紋管可以在軸向上自由伸縮。二.真空斷路器

（1）外殼。外殼是真空滅弧室的密封容器，它不僅要容納和支持滅弧室內的各種部件，而且當動、靜觸頭在斷開位置時起絕緣作用。因此，整個外殼通常由絕緣材料和金屬組成。對外殼的要求首先是氣密封要好；其次是要有一定的機械強度；再是有良好的絕緣性能。

（2）波紋管。波紋管既要保證滅弧室完全密封，又要在滅弧室外部操動時使觸頭作分合運動。常用的波紋管有液壓成形和膜片焊接兩種形式。所用材料以不銹鋼為最好。波紋管的側壁可在軸向上伸縮，其允許伸縮量決定了滅弧室所能獲得的觸頭最大開距。一般情況下，波紋管的疲勞壽命也決定了滅弧室的機械壽命。二.真空斷路器

（3）屏蔽罩。觸頭周圍的屏蔽罩主要是用來吸附燃弧時觸頭上蒸發的金屬蒸氣，防止絕緣外殼因金屬蒸氣的污染而引起絕緣強度降低和絕緣破壞，同時，也有利于熄弧后弧隙介質強度的迅速恢復。屏蔽罩還能起到使滅弧室內部電壓均勻分布的作用。在波紋管外面用屏蔽罩，可使波紋管免遭金屬蒸氣的燒損。屏蔽罩的導熱性能越好，其表面冷卻電弧的能力也就越好。因此，制造屏蔽罩常用材料為無氧銅、不銹鋼和玻璃，銅是最常用的。二.真空斷路器

（4）觸頭。觸頭是真空滅弧室內最為重要的元件，滅弧室的開斷能力和電氣壽命主要由觸頭狀況來決定。目前真空滅弧室的觸頭系統，就接觸方式而言，都是對接式的。根據觸頭開斷時滅弧的基本原理的不同，可分為非磁吹觸頭和磁吹觸頭兩大類。圖8ZN28-10系列真空斷路器2.真空斷路器的操作機構圖9CT19型彈簧操動機構儲能過程示意圖三.油斷路器原理：油斷路器利用變壓器油在電弧高溫下分解出大量的氫氣進行滅弧。油斷路器的缺點：易爆炸、

油泄漏、

維修周期短、污染環境在多油斷路器中，油不僅作為絕緣介質，而且還作為滅弧介質，因此用油量多，鋼材消耗也多；少油斷路器中，油只作為滅弧介質，因此用油量少、體積小、耗用鋼材少。四.空氣斷路器

空氣斷路器以壓縮空氣作為滅弧介質。優點：具有滅弧能力強、動作迅速等優點。缺點：結構復雜、工藝要求高、有色金屬消耗多。用途：空氣斷路器用在110KV及以上的電力系統中。圖10空氣斷路器五.SF6斷路器

①發展：SF6氣體出現于1900年，到1940被用來做電氣設備的絕緣介質，現廣泛應用在高壓開關、變壓器、電纜等電氣設備中，并雄踞高壓開關的主導地位，被國內外公認。②應用范圍：10～1000kV等級的電力系統優點：機構簡單，操作能量小，機電磨損小等優點，基本做到運行期內無維修。與真空和油開關相比在結構、安全性、耐過電壓、使用壽命和價格方面都優越得多。3.SF6氣體的特點SF6氣體是一種無色、無味、無毒和不可燃且透明的惰性氣體，是目前最優良的滅弧介質和絕緣介質。在均勻電場下，其絕緣性是空氣的3倍，在4個大氣壓下，其絕緣性相當于變壓器油。SF6氣體是電負性氣體，其分子和原子具有很強的吸附自由電子的能力，可以大量吸附弧隙中的自由電子，生成負離子。負離子的運動比自由電子慢得多，很容易和正離子復合成中性的分子和原子，大大加快了電流過零時的弧隙介質強度的恢復。圖11支柱式SF6斷路器的類型SF6斷路器采用具有優良的滅弧性能和絕緣能力的SF6氣體作為滅弧介質。優點：具有開斷能力強、動作快、體積小等優點。缺點：金屬消耗多，價格較貴。SF6氣體泄露與空氣作用生成有毒的低氟化硫，危害人體健康。用途：110KV以上的高壓系統。SF6斷路器Y布置T布置I布置圖12SF6斷路器的類型落地罐式落地罐式圖13SF6斷路器的類型1.隔離開關是一種沒有專門滅弧裝置的開關設備，在分閘狀態有明顯可見的斷口，在合閘狀態能可靠通過正常工作電流和短路故障電流，但不能用其開斷正常工作電流和短路故障電流。六.隔離開關圖15隔離開關2.隔離開關的主要作用在電力系統中，隔離開關的主要作用有：■隔離電源。在檢修電氣設備時，為了安全，需要用隔離開關將停電檢修的設備與帶電運行的設備隔離，形成明顯可見的斷口。隔離電源是隔離開關的主要用途。■倒閘操作。在雙母線接線倒換母線或接通旁路母線時，某些隔離開關可以在“等電位”的情況下進行分、合閘，配合斷路器完成改變運行方式的倒閘操作。3.隔離開關的主要作用拉合電壓互感器、避雷器電路。拉合母線和直接與母線相連設備的電容電流。拉合激磁電流小于2A的空載變壓器拉合電容電流不超過5A的空載線路3.隔離開關的主要參數

隔離開關的技術參數包括下列內容:

（1）額定電壓指隔離開關長期運行時所能承受的工作電壓。（2）最高工作電壓指隔離開關能承受的超過額定電壓的最高電壓。（3）額定電流指隔離開關可以長期通過的工作電流。（4）熱穩定電流指隔離開關在規定的時間內允許通過的最大電流。（5）極限通過電流峰值指隔離開關所能承受的最大瞬時沖擊短路電流。4.隔離開關的操作原則

QS應與QF配合使用——滿足“隔離開關先通后斷”原則停電操作：先斷斷路器，再斷負荷側隔離開關，最后斷電源側隔離開關送電操作：先合電源側隔離開關，再合負荷側隔離開關，最后合斷路器（1）按裝設地點可分為：屋內式（GN型）和屋外式（GW型）；（2）按絕緣支柱的數目可分為：單柱式、雙柱式和三柱式；（3）按極數可分為：單極、雙極和三極式；（4）按動觸頭運動方式可分為：水平旋轉式、垂直旋轉式、擺動式、插入式等；（5）按有無接地閘刀可分為：無、單側有、兩側有三種；（6）按操動機構分為：手動式、電動式、氣動式和液壓式等。5.隔離開關的分類6.隔離開關型號

GN22系列GN19系列GN2系列GN10系列圖16戶內隔離開關屋外式GW4系列GW7系列GW5系列GW8系列GW9系列戶外式高壓隔離開關外形圖17戶外隔離開關圖18隔離開關的分類三極式單極式單柱式雙柱式三柱式

導電回路主要由閘刀（動觸頭）、靜觸頭和接線端等組成。靜觸頭固定在支柱絕緣子上。動觸頭是每相兩條銅制閘刀片，合閘時用彈簧緊緊地夾在靜觸頭兩邊形成線接觸，以保證觸頭間的接觸壓力和壓縮行程。對額定電流大的隔離開關普遍采用磁鎖裝置來加強動、靜觸頭間通過短路電流時的接觸壓力。所謂磁鎖裝置，就是由裝在兩閘刀外側的兩片鋼片組成，當短路電流沿閘刀流向靜觸頭時，閘刀外側的兩片鋼片受磁力的作用互相吸引，增加了兩閘刀對靜觸頭的接觸壓力，從而保證觸頭對短路電流的穩定性。

7.隔離開關的操作機構作用：操作隔離開關，保證安全；安裝防誤閉鎖裝置種類：手動式、電動式、液壓式電動機啟動---齒輪和蝸桿----渦輪轉動---傳動桿、拐臂、拉桿---隔離開關觸頭轉動合閘七.高壓熔斷器作用：切斷短路和過載電流，保護電路的安全1.基本知識組成：金屬熔體、觸頭、滅弧裝置和絕緣底座。工作原理：當電路發生短路和過載時，熔件被加熱而熔斷，使電路斷開，設備得到保護。

熔件材料:

鉛錫合金、鉛、鋅、銅、銀

200oC327oC420oC1080oC960oC作用和特點

優點：結構簡單、體積小、布置緊湊、使用方便；動作直接，不需要繼電保護和二次回路相配合；價格低。

缺點：每次熔斷后須停電更換熔件才能再次使用，增加了停電時間；保護特性不穩定，可靠性低；保護選擇性不易配合。熔斷器按電壓等級可分為高壓熔斷器和低壓熔斷器。高壓熔斷器的基本結構

熔斷器主要由金屬熔件（熔體）、支持熔件的觸頭、滅弧裝置和絕緣底座等部分組成。其中決定其工作特性的主要是熔體和滅弧裝置。熔體是熔斷器的主要部件。熔體應具備材料熔點低、導電性能好、不易氧化和易于加工等特點。一般選用鉛、鉛錫合金、鋅、銅、銀等金屬材料。高壓熔斷器的基本結構

熔斷器必須采取措施熄滅熔體熔斷時產生的電弧，否則，會引起事故的擴大。熔斷器的滅弧措施可分為兩類：一類是在熔斷器內裝有特殊的滅弧介質，如產氣纖維管、石英砂等，它利用了吹弧、冷卻等滅弧原理；另一類是采用特殊形狀的熔體，如上述焊有小錫（鉛）球的熔體、變截面的熔體、網孔狀的熔體等，其目的在于減小熔體熔斷后的金屬蒸氣量，或者把電弧分成若干串、并聯的小電弧，并與石英砂等滅弧介質緊密接觸，提高滅弧效果。高壓熔斷器的工作原理和保護特性

熔斷器串聯在電路中使用，安裝在被保護設備或線路的電源側。當電路中發生過負荷或短路時，熔體被過負荷或短路電流加熱，并在被保護設備的溫度未達到破壞其絕緣之前熔斷，使電路斷開，設備得到了保護。熔體熔化時間的長短，取決于熔體熔點的高低和所通過的電流的大小。熔體材料的熔點越高，熔體熔化就越慢，熔斷時間就越長。熔體熔斷電流和熔斷時間之間呈現反時限特性，即電流越大，熔斷時間就越短，其關系曲線稱為熔斷器的保護特性，也稱安秒特性。高壓熔斷器的工作原理和保護特性

熔斷器的工作全過程有以下三個階段組成：（1）正常工作階段。（2）過負荷或短路時，熔體升溫并導致熔化、氣化而開斷。（3）熔體熔斷氣化時發生電弧，又使熔體加速熔化和氣化，并將電弧拉長；金屬蒸氣向四周噴濺并發出爆炸聲。熔體熔斷產生電弧的同時，也開始了滅弧過程。直到電弧被熄滅，電路才真正被斷開。保護特性

按照保護特性選擇熔體才能獲得熔斷器動作的選擇性。

所謂選擇性，是指當電網中有幾級熔斷器串聯使用時，分別保護各電路中的設備，如果某一設備發生過負荷或短路故障時，應當由保護該設備（離該設備最近，即該設備或線路的主保護）的熔斷器熔斷，切斷電路，即為選擇性熔斷；如果保護該設備的熔斷器不熔斷，而由上級熔斷器熔斷或者斷路器跳閘（即該設備或線路的后備保護），即為非選擇性熔斷。發生非選擇性熔斷時，擴大停電范圍，造成不應有的損失。

高壓熔斷器按使用地點可分為戶內式和戶外式。按照是否有限流作用又可分為限流式和非限流式。（1）RN1型。戶內管式，充有石英砂，作為電力線路及設備的短路和過負荷保護使用。（2）RN2型。戶內管式，充有石英砂，作為電壓互感器的短路保護使用。（3）RN5型。戶內管式，充有石英砂，是RN1型的改進型，作為電力線路及設備的短路和過負荷保護使用。（4）RN6型。戶內管式，充有石英砂，是RN2型的改進型，作為電壓互感器的短路保護使用。

高壓熔斷器按使用地點可分為戶內式和戶外式。按照是否有限流作用又可分為限流式和非限流式。（5）RW1型。戶外式，與負荷開關配合可代替斷路器。

RW1-35Z（或60Z）型戶外自動重合閘熔斷器，具有一次自動重合閘功能。（6）RW3～RW7型。戶外自動跌落式，作為電力輸電線路和電力變壓器的短路和過負荷保護使用。（7）RW10-10型。戶外自動跌落式，包括普通型和防污型兩種，作為電力輸電線路和電力變壓器的短路和過負荷保護使用，同時亦可作為分、合空載及小負荷電路使用。（8）RW11型。戶外自動跌落式，作為電力輸電線路和電力變壓器的短路和過負荷保護使用。

高壓熔斷器按使用地點可分為戶內式和戶外式。按照是否有限流作用又可分為限流式和非限流式。（9）PRWG1型。戶外自動跌落式，作為電力輸電線路和電力變壓器的短路和過負荷保護使用，同時亦可作為分、合空載及小負荷電路使用。（10）PRWG3型。戶外自動跌落式，作為配電線路和配變壓器短路和過負荷保護及隔離電源使用，負荷型還可作分、合1.3倍負荷電流的開關使用。（11）RXW0-35/0.5型、RW10-35/0.5型。戶外高壓限流式熔斷器，作為電壓互感器的短路保護使用。（12）RXW0-35/2～10型、RW10-35/2～10型。戶外高壓限流式熔斷器，作為戶外用電負荷的短路和過負荷保護使用。

高壓熔斷器的技術參數（1）熔斷器的額定電壓。它既是絕緣所允許的電壓等級，又是熔斷器允許的滅弧電壓等級。對于限流式熔斷器，不允許降低電壓等級使用，以免出現大的過電壓。（2）熔斷器的額定電流。指一般環境溫度（≤40℃）下熔斷器殼體載流部分和接觸部分允許通過的長期最大工作電流。（3）熔體的額定電流。熔體允許長期通過而不致發生熔斷的最大有效電流。該電流可以小于或等于熔斷器的額定電流，但不能超過。（4）熔斷器的開斷電流。熔斷器所能正常開斷的最大電流。若被開斷的電流大于此電流時，有可能導致熔斷器損壞，由于電弧不能熄滅引起相間短路。

如圖所示為RN5型熔斷器，這種熔斷器主要由熔管、接觸座支柱絕緣子和底座組成。右圖為熔體管的結構示意圖。熔體管由熔管（瓷管）、端蓋、頂蓋、陶瓷芯、熔體和石英砂等組成。熔管用滑石陶瓷或高頻陶瓷制成，具有較高的機械強度和耐熱性能。熔管不僅是滅弧裝置的主要組成部分，而且還起著支持和保護熔體的作用。端蓋用銅制成，熔體通過端蓋與接觸座接觸組成導電回路。頂蓋也用銅制成，用來封閉熔管。充入熔管的石英砂形成大量細小的固體介質狹縫狹溝，對電弧起分割、冷卻和表面吸附（帶電粒子）作用，同時縫隙內驟增的氣體壓力也對電弧起強烈的去游離作用，所以電弧被迅速熄滅。

圖19

RN型高壓熔斷器（1）熔件加熱到熔化溫度（2）熔件的熔化和汽化（3）觸頭的間隙被擊穿產生電弧（4）電弧熄滅，電路被斷開2.高壓熔斷器的工作過程3.熔斷器的分類按安裝地點分：戶內式和戶外式。按電壓的高低分：高壓熔斷器和低壓熔斷器。按滅弧方法分：

磁插式、封閉產氣式、封閉填料式和產氣吹弧式。按限流特性分：限流式和非限流式RN1-10/400RW10-35/600RW3-10型跌落式熔斷器。上靜觸頭和下靜觸頭分別固定在瓷絕緣子的上下端。鴨嘴罩可繞銷軸O1轉動，合閘時，鴨嘴罩里的抵舌（搭鉤）卡住上動觸頭同時并施加接觸壓力。一旦熔體熔斷，熔管上端的上動觸頭就失去了熔體的拉力，在銷軸彈簧的作用下，繞銷軸O2向下轉動，脫開鴨嘴罩里的抵舌，熔管在自身重力的作用下繞軸O3轉動而跌落。熔管由層卷紙板或環氧玻璃鋼制成，兩端開口，內壁襯以石棉套，既防止電弧燒傷熔管，還具有吸濕性。熔體熔斷后，在電弧高溫作用下，熔管內壁分解產生的氫氣、二氧化碳等向管的兩端噴出，對電弧產生縱吹作用，使其在過零時熄滅。

4.戶外高壓熔斷器

圖20RW4-10跌落式熔斷器RW10-35型熔斷器這種熔斷器屬于高壓限流型，具有體積小、重量輕、滅弧性能好、限流能力強、斷流容量大等優點。該型熔斷器由熔管、瓷套、緊固法蘭以及棒形支持絕緣子等組成。熔管裝于瓷套內，熔體放在充滿石英砂填料的熔管內，由于滅弧能力強，具有限流作用。圖21RXW-35限流熔斷器5.限流熔斷器

八.高壓負荷開關

負荷開關是一種滅弧能力介于隔離開關和斷路器之間的開合線路負荷的簡易開關電器。負荷開關與隔離開關的主要不同是負荷開關裝有簡單的滅弧裝置，可以接通和斷開電路中的負荷電流。但負荷開關的滅弧能力遠不如斷路器，不能切斷短路電流。高壓負荷開關常常與高壓熔斷器串聯合用，前者作為操作電器投切電路的正常負荷電流，而由后者作為保護電器開斷電路的短路電流及過載電流。高壓負荷開關為組合式高壓電器，通常由隔離開關、熔斷器、熱繼電器、分勵脫扣器及滅弧裝置組成。高壓負荷開關的分類

（1）按使用地點分為戶內型和戶外型。（2）按滅弧方式的不同，可以分為產氣式、壓氣式、壓縮空氣式、油浸式、真空式、SF6式等，近年來，真空式發展很快，在配電網中得到了廣泛應用。（3）按是否帶熔斷器可分為帶熔斷器和不帶熔斷器。高壓負荷開關型號

型號序列序列含義代號

1：設備名稱F—負荷開關；Z—表示真空負荷開關2：使用環境W—戶外；N—戶內3：設計序號

4：電壓等級（單位：kV）

5：操動機構代號有D表示電動操動機構，無D表示手動6:是否帶高壓熔斷器有R表示帶熔斷器，無R表示不帶熔斷器7：熔斷器的安裝位置S，表示熔斷器裝在開關上端，沒S表示裝在下端8：額定電流（單位：A）

9：額定開斷電流（單位：kA）高壓負荷開關結構類型FN5型高壓負荷開關FZW型高壓真空負荷開關FN7型高壓負荷開關圖22高壓負荷開關圖23組合開關=負荷開關＋熔斷器2.組合開關互感器的高壓繞組與被測電路并聯，低壓繞組與測量儀表電壓線圈并聯。電壓互感器是利用電磁感應原理工作的，類似于一臺降壓變壓器。由于電壓線圈內阻抗很大，電壓互感器運行時，相當于一臺空載變壓器。二次側不能短路，否則繞組被燒毀。九.電壓互感器工作原理圖24電壓互感器工作原理示意圖氧化鋅避雷器利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時流過避雷器的電流極小（微安或毫安級）；當過電壓作用時，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達到保護的效果。十.避雷器圖25220KV氧化鋅避雷器型號Y10W-200/520在電網中可以限制短路電流和高次諧波，維持母線有較高殘壓。圖中所示為母線并聯電抗器，作用主要是限制主變低壓側母線短路電流對主變繞組發熱沖擊。例如：750KV系列，特高壓油浸式并聯電抗器。十一.電抗器圖26電抗器并聯電抗器：并聯接在高壓母線或高壓輸電線路上。它是一個帶間隙鐵芯（或空芯）的線性電感線圈，它的鐵芯和線圈浸泡在盛有變壓器油的油箱中。因此，它是采用油冷卻的，外形似變壓器的油浸電抗器。圖27并聯電抗器串聯電抗器：串聯接在高壓電路中。它是一個不帶鐵芯（空心）的線性電感線圈，串聯電抗器的線圈繞在干燥的、表面涂有漆的水泥支柱上，水泥支柱用支柱絕緣子與地絕緣，擺放在室內。因此，它是一個用空氣冷卻的干式電抗器。圖28串聯電抗器圖29電容器型號BAMH212/-6000-1*3W串聯電抗器型號CKDGKL-10-120/415.7-6W十二.10KV電容器成套裝置電容器組：用于補償電力系統感性負載的無功功率，以提高功率因數，改善電壓質量，降低線路損耗。成套裝置中的電抗器可限制合閘涌流和高次諧波。220KV結合濾波器：型號JL-400-5-B8Z高頻成套設備的組成之一。與耦合電容器配合使高壓強電與高頻設備進一步隔離，并抑制其他頻率信號的干擾，又能使高頻通路的輸入阻抗與高頻電纜的輸入阻抗相匹配，以利于高頻信號的傳輸。圖30220KV結合濾波器十三.結合濾波器220KV耦合電容器型號WCC220-5H高頻成套設備的組成之一。利用電容元件的通高頻阻工頻特性，使強電和弱電通過電容器耦合并隔離，提供高頻信號通路，阻止工頻電流進入弱電系統，保證人身安全。帶有電壓抽取裝置的耦合電容器還可抽取工頻電壓供保護及重合閘使用。圖31220KV耦合電容器十四.耦合電容器

十五.高頻阻波器線路阻波器是串聯在電力輸電線上的重要設備，它為利用電力線傳送高頻保護和載波系統的分流信號構成通道，阻止高頻信號向分支線傳送，并抑制變電站對載波系統的分流影響，同時正常地傳送工頻電流。圖32220KV高頻阻波器型號XZK-1000-1.0/31.5-B5自動重合器與自動分段器

自動重合器與自動分段器均屬于配電高自動化高壓開關設備在配電網中起著節省投資、縮小故障范圍、提高供電可靠性的作用。一、自動重合器自動重合器是一種主要針對瞬時性故障，具有保護和自具控制功能的配電開關設備。它能按照預定的開斷和重合順序在交流電路中進行開斷和重合操作，并在其后自動復位和閉鎖。所謂自具是指該設備本身具備故障電流檢測和操作順序控制與執行功能，無需附加繼電保護裝置和提供操作電源。利用重合器可以有效地避免瞬時性故障的影響。2.自動重合器的分類①按絕緣和滅弧介質可分為：油重合器、真空重合器、SF6重合器；②按控制裝置可分為：液壓控制重合器、電子控制重合器、電子液壓混合控制重合器；③按相數可分為：單相重合器和三相重合器；④按安裝方式可分為：柱上重合器、地面重合器和地下重合器。3.自動重合器的特點

①具有自身判斷電流性質、完成故障檢測、執行開合動作、自動恢復初始狀態、記憶動作次數、完成合閘閉鎖等功能；②具有操作順序調整，開斷和重合特性調整功能；③操作電源可直接取自高壓線路或外加低壓交流電源；④具有多次重合閘功能，一般為4次分斷3次重合，且可以根據需要調整重合次數及重合閘間隔時間；⑤相間故障開斷時采用反時限特性，有利于保護與熔斷器的配合；⑥開斷能力大，可多次重復操作而不檢修。4.自動重合器的工作原理

當線路故障時，自動重合器根據自身自動檢測到通過重合器回路的電流，按照事先整定的操作順序及時間間隔進行相應的開斷和重合的操作，使線路盡快恢復供電。若故障為瞬時性的，自動重合器完成第一次“分閘→合閘”操作后，若合閘成功，則自動終止后續的“分閘→合閘”操作，并經過一段延時后恢復到原始狀態。若故障為永久性的，自動重合器完成預設的“分閘→合閘”循環操作后，則自動閉鎖（不能重合），隔離故障區段。此時，需人工排除故障后，再對自動重合器解鎖，恢復其正常狀態。二、自動分段器

線路自動分段器（簡稱分段器）即是一種串聯于重合器或斷路器的負荷側，用來隔離線路區段的自動開關設備。1.自動分段器的作用原理

當線路發生永久性故障時，它在記憶線路故障出現次數達到整定值后，在無電流情況下自動分閘并閉鎖，從而隔離故障區段，使后備保護開關（重合器或斷路器）成功地重合其他非故障線路。當線路發生瞬時性故障或故障已被其他設備切除且分段器還未達到預期的記憶次數時，分段器將保持合閘狀態，保證線路的正常供電2.自動分段器的分類

自動分段器的類型較多。按其識別故障的原理不同，可分為：過流脈沖計數器型和電壓-時間型；按其介質不同，可分為：SF6分段器、真空分段器、油分段器、空氣分段器等；按其控制功能不同，可分為：電子控制、液壓控制；按其相數不同，可分為：單相式和三相式；按其動作原理不同，可分為：跌落式和重合式。3.自動分段器的特點①只能開斷負荷電流，不能開斷短路電流，故不能作為主保護開關。②故障是永久性時，分段器記錄后備保護開斷故障電流次數達到記憶值后自動分閘，隔離故障區段；故障是瞬時性時，則分段器的計數器在故障切除后一定時間內清零復位。③分段器分閘閉鎖后，需手動操作復位。④無安秒特性，可與變電站的斷路器或線路上的重合器配合使用。⑤分段器在配電網中必須與其他開關設備配合使用，如重合器—分段器配合，斷路器—分段器配合；⑥分段器可用于輻射網、環網中。4.重合器與分段器在輻射網中的應用

根據輻射性樹狀配電網的結構特點，宜采用“電流—時間型”分段器配合重合器進行故障的定位、隔離和恢復非故障線路的供電。

電流—時間型工作原理如圖3-23所示，圖中FD為分段器，CH為重合器。假定故障發生在A處，CH1、FD1中通過故障電流，CH1自動分閘。若為瞬時故障，CH1自動重合成功恢復送電，FD1沒有達到整定次數仍處于合閘狀態。若為永久性故障，CH1重合不成功，分閘，CH1再次重合不成功，再次分閘，CH1第三次重合不成功時，跳開，線路失壓，FD1達到整定3次計數次數后自動分閘，隔離開故障區域，CH1重合后恢復對外送電。假定故障發生在B點，CH1、CH2、FD4中通過故障電流，由于設定FD4的啟動值小于CH2的啟動電流值，而CH2的啟動電流值小于CH1的啟動電流值，CH2的重合閘間隔小于CH1的重合間隔，因此CH2自動分閘。若為瞬時故障，FD4未達到整定次數，仍然處于合閘狀態，CH2自動重合成功恢復送電。若為永久性故障，CH2重合不成功，再次分閘，線路失壓，CH2第二次重合不成功，跳開，FD4達到整定值自動分閘，隔離故障B點。重合器重合后恢復其余線路供電。通過查閱附錄3的附表3-1和附表3-2，戶內SN10-10Ⅰ/630高壓斷路器的額定電壓10kV，額定電流630A，額定開斷電流16kA，極限通過電流40kA，固有分閘時間0.05s，合閘時間0.2s；GN19-10-630的額定電壓10kV，額定電流630A；上述設備參數能滿足題目要求，故選擇戶內SN10-10Ⅰ/630型高壓斷路器和GN19-10-630型高壓隔離開關，并選擇與高壓斷路器配對的CD10型操動機構。十六低壓配電屏運行與維護

低壓配電屏是按一定的線路方案將低壓一、二次電氣設備組裝而成的一種低壓成套配電裝置。在低壓配電系統中用來控制受電、饋電、照明、電動機及補償功率因素。一、低壓斷路器結構：觸點系統、滅弧系統、傳動系統、自動控制作用：控制作用、短路保護、過負荷保護、失壓保護分類：選擇型和非選擇型2.低壓斷路器的分類按保護性能分：①非選擇型斷路器一般為瞬時動作，只作短路保護用；也有長延時動作，只做過負荷保護。②選擇型斷路器有:兩段保護和三段保護兩種動作特性組合。兩段保護有瞬時和長延時特性的兩段組合或長延時和短延時的兩段組合兩種。三段保護有瞬時、短延時和長延時的三段組合。③智能型斷路器的脫扣器動作由微機控制，保護功能更多，選擇性更好。3.低壓斷路器工作原理示意圖主觸頭用于通斷主電路，它由帶彈簧的跳鉤控制通斷動作，而跳鉤由鎖扣鎖住或釋放。當線路出現短路故障時，其過電流脫扣器動作，將鎖扣頂開，從而釋放跳鉤使主觸頭斷開。同理，如果線路出現過負荷或失電壓情況，通過熱脫扣器或失電壓脫扣器的動作，也使主觸頭斷開。如果按下按鈕6或7，使失電壓脫扣器或者分勵脫扣器動作，則可以實現開關的遠距離跳閘。

4.脫扣器（1）分勵脫扣器。它用于遠距離跳閘（遠距離合閘操作可采用電磁鐵或電動儲能合閘）。（2）欠電壓或失電壓脫扣器。它用于欠電壓或失電壓（零壓）保護，當電源電壓低于定值時自動斷開斷路器。（3）熱脫扣器。它用于線路或設備長時間過負荷保護，當線路電流出現較長時間過載時，金屬片受熱變形，使斷路器跳閘。（4）過電流脫扣器。它用于短路、過負荷保護，當電流大于動作電流時自動斷開斷路器。分瞬時短路脫扣器和過電流脫扣器（又分長延時和短延時兩種）。（5）復式脫扣器。它既有過電流脫扣器又有熱脫扣器的功能。

自動開關帶有多種脫扣器，能夠起到過電流、過載、失壓、欠壓保護等作用。按斷路器中安裝的脫扣器種類分有如下五種：DZ10型斷路器適用于額定電壓為400V（380V）及以下的配電網絡中，用來分配電能和電源設備過載、短路和欠電壓保護之用。

DZ20型斷路器可用于額定電壓500V、380V及以下或直流額定電壓220V以下，額定電流可至1250A。一般作為配電用，額定電流200A及以下和400A型的斷路器亦可作為保護電動機用。DW10系列萬能式斷路器適用于交流電壓380V、直流電壓440V的電氣線路中，作過載、短路、失壓保護以及正常條件下的不頻繁轉換之用。5.低壓斷路器全型號的表示和含義各種類型的常用低壓隔離開關

低壓隔離開關是用于額定電壓為0.5kV電力系統中，作為有電壓無負載的情況下接通或隔離電源之用。

二、低壓隔離開關RTO型熔斷器RT0型填料管式熔斷器，是一種有“限流”作用的低壓熔斷器，廣泛應用于要求斷流能力較高的場合。RM10型密閉管式低壓熔斷器，過負荷時由于熔片窄部散熱較好，過流時往往不在窄部熔斷，而是在寬窄之間的斜部熔斷。因此根據熔片熔斷部位，可判斷出故障電流的性質。RM10型熔斷器常用低壓熔斷器三、低壓熔斷器4.國產低壓熔斷器全型號的表示和含義

低壓成套配電裝置一般稱為低壓配電屏，包括低壓配電柜和配電箱，是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的低壓成套設備，在低壓系統中可作為控制、保護和計量裝置。按其結構形式分為固定式和抽屜式兩種。目前使用較廣的固定式低壓配電柜有PGL、GGL、GGD等五、低壓成套配電裝置新系列低壓配電屏的全型號表示和含義低壓配電屏GGD型低壓配電屏：GGD是國內較新產品，全部采用新型電器部件，具有分斷能力強、熱穩定性好、接線方案靈活、組合方便、結構新穎及外殼防護等級高等優點。固定式低壓開關柜適用于動力和照明配電。PGL型交流低壓配電屏：作為發電廠，變電站，廠礦企業的動力配電及照明供電設備使用，適用于額定工作電壓不超過380V，額定工作電流1600A及以下的低壓配電系統中。PGL型低壓配電屏具有結構設計合理、電路配置安全、防護性能好等特點，與老產品相比其分斷能力高、動熱穩定性好、運行安全可靠。屏面上方有儀表板，為開啟式的小門，可裝設指示儀表，屏面中段可安裝開關的操作機構，屏面下方有門，內有繼電器和二次端子排。母線布置在屏頂，閘刀開關，熔斷器，低壓斷路器和電流互感器裝在屏后

低壓配電屏抽屜式低壓開關柜的安裝方式為抽出式，每個抽屜為一個功能單元，按一、二次線路方案要求將有關功能單元的抽屜疊裝安裝在封閉的金屬柜體內。這種開關柜適用于三相交流系統中，可作為電動機控制中心的配電和控制裝置。

組合式成套變電所又稱箱式變電所，這種成套變電所不必建造變壓器室和高低壓配電室等