「分享」一些10kV配電線路上常見電氣設備介紹

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小編就10KV輸配電中的一些一次設備簡單的介紹下。

1. 高壓斷路器

1.1

概述高壓斷路器（或稱高壓開關）它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負荷電流，而且當系統發生故障時通過繼電器保護裝置的作用，切斷過負荷電流和短路電流，它具有相當完善的滅弧結構和足夠的斷流能力，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（SF6斷路器）、壓縮空氣斷路器等。

1.2

型號表示方法高壓斷路器的型號是由字母和數字組成，表示如下：

1.3

基本參數

（1）額定電壓它是表征斷路器絕緣強度的參數，它是斷路器能承受的正常工作線電壓。目前，大陸電力系統中斷路器採用的額定電壓等級為（10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。

（2）額定電流它是表征斷路器通過長期電流能力的參數，即斷路器允許連續長期通過的最大電流。大陸規定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。

（3）額定開斷電流它是表征斷路器開斷能力的參數。在額定電壓下，斷路器能保證可靠開斷的最大電流，稱為額定開斷電流，其單位用斷路器觸頭分離瞬間短路電流周期分量有效值的千安數表示。當斷路器在、低於其額定電壓的電網中工作時，其開斷電流可以增大。但受滅弧室機械強度的限制，開斷電流有一最大值，稱為極限開斷電流。大陸規定額定開斷電流為：1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等。

（4）動穩定電流它是表征斷路器通過短時電流能力的參數，反映斷路器承受短路電流電動力效應的能力。斷路器在合閘狀態下或關合瞬間，允許通過的電流最大峰值，稱為電動穩定電流，又稱為極限通過電流。斷路器通過動穩定電流時，不能因電動力作用而損壞。耐受電流，它表明斷路器在衝擊短路電流作用下，承受電動力的能力。這個值的大小由導電及絕緣等部分的機械強度所決定。

（5）熱穩定電流熱穩定電流是斷路器在規定時間內，允許通過的最大電流，它表示斷路器承受短路電流熱效應的能力。以短路電流的有效值表示。斷路器的銘牌規定一定時間（1、2、4秒）的熱穩定電流。

（6）關合電流是表征斷路器關合電流能力的參數。因為斷路器在接通電路時，電路中可能預伏有短路故障，此時斷路器將關合很大的短路電流。這樣，一方面由於短路電流的電動力減弱了合閘的操作力，另一方面由於觸頭尚未接觸前發生擊穿而產生電弧，可能使觸頭熔焊，從而使斷路器造成損傷。斷路器能夠可靠關合的電流最大峰值，稱為額定關合電流。額定關合電流和動穩定電流在數值上是相等的，兩者都等於額定開斷電流的2.55倍。

（7）分閘時間這是表征斷路器操作性能的參數。分閘時間是表面斷路器開斷過程快慢的參數。斷路器從接到分閘命令起到電弧熄滅為止的時間稱為全分閘時間。全分閘時間包括固有分閘時間和熄弧時間。

（8）合閘時間這也是表征斷路器操作性能的參數。合閘時間它是由發布合閘命令(指合閘回路接通)起，到最後一相的主滅弧觸頭剛接觸為止的一段時間。合閘時間的測量方法進行”對有並聯電阻的高壓斷路器設備，還應測量其電阻觸頭的合閘時間。

（9）操作循環這也是表征斷路器操作性能的指標。架空線路的短路故障大多是暫時性的，短路電流切斷後，故障即迅速消失。因此，為了提高供電的可靠性和系統運行的穩定性，斷路器應能承受一次或兩次以上的關合、開斷、或關合後立即開斷的動作能力。此種按一定時間間隔進行多次分、合的操作稱為操作循環。

1.4

油斷路器

採用變壓器油作滅弧介質的斷路器，稱為油斷路器，如斷路器的油還兼作開斷後的絕緣和帶電部分與接地外殼之間的絕緣介質，稱為多油斷路器；油僅作為滅弧介質和觸頭開斷後的絕緣介質，而帶電部分對地之間的絕緣介質採用瓷或其他介質的，稱為少油斷路器。主要用在不需頻繁操作及不要求高速開斷的各級電壓電網中。

1.5

真空斷路器

利用真空的高介質強度來滅弧的斷路器，稱為真空斷路器，現已大量應用在7.2—40.5KV電壓等級的供（配）電網路上也主要用於頻繁操作及要求高速開斷的場合，但在海邊地區使用時，應注意防凝露，因為會使斷路器滅弧室滅弧能力下降。真空斷路器按使用條件分為戶內和戶外兩種類型。這里主要介紹戶外柱上真空斷路器。

斷路器結構為三相支柱式，主要由真空滅弧室，上下絕緣筒、箱體、操動機構、驅動部件組合而成。斷路器配用彈簧操作機構，可進行手動操作和電動操作。如下圖：

戶外真空斷路器主要用於開斷、關合電力系統中的負荷電流、過載電流及短路電流。適用於變電站及工礦企業配電系統中作保護和控制之用，及農村電網頻繁操作的場所。一般採用ZW-12型斷路器，如下圖：

安裝示意圖

1.6

六氟化硫（SF6）斷路器

採用具有優良滅弧性能和絕緣性能的SF6氣體作為滅弧介質的斷路器，稱為SF6斷路器，在電力系統中廣泛應用。適用於頻繁操作及要求高速開斷的場合，在大陸推薦在7.2—40.5選用SF6斷路器，特別是126kV以上幾乎全部選用SF6斷路器。但不適用於高海拔地區。

下面簡單介紹下柱上SF6斷路器（負荷開關），他具有承載、分合額定電流能力，但不能開斷短路電流，主要用於線路的分段和故障隔離。一般採用LW-12型斷路器，如下圖：

安裝示意圖

2. 高壓熔斷器

2.1

概述

高壓熔斷器是一種保護電器，當系統或電氣設備發生短路故障或過負荷時，故障電流或過負荷電流使熔體發熱熔斷、切斷電源起到保護作用。高壓熔斷器分為限流和不限流兩類。戶內高壓熔斷器為限流式熔斷器。

熔斷器主要元件是一種易於熔斷的熔斷體，簡稱熔體，熔體或熔絲由熔點較低的金屬制成，具有較小截面或其他結構的形式，當通過的電流達到或超過一定值時，由於熔體本身產生的熱量，使其溫度升高，達到金屬的熔點時，熔斷切斷電源，因而完成過載電流或短路電流的保護。為了得到大的切斷能力和各種需要的保護特性，熔體的設計是一個重要問題。熔斷器工作包括以下四個物理過程：

（1）流過過載或短路電流時，熔體發熱以至熔化；

（2）熔斷體氣化，電路開斷；

（3）電路開後的間隙又被擊穿，產生電弧；

（4）電弧熄滅，熔斷器的切斷能力決定於最後一個過程。

熔斷器的動作時間為上述四個過程的時間總和。

2.2

型號表示方法

2.3

基本參數

（1）額定電壓高壓熔斷器必須在額定的電壓下工作，因此，工作電壓要依照其最大額定電壓。考慮到熔斷器起弧時的開關電壓，熔斷器不能無限制的在低於額定電壓下使用。低於額定電壓可以考慮，但是這種情況下熄弧時不應該超過該系統的絕緣等級。

（2）分辨能力分辨能力通常也叫做「額定最大分斷電流」，這種定義很清楚的顯示了能被熔斷器切斷的最大電流。該電流必須要比通過熔斷器的最大短路電流要大。

（3）最小分斷電流最小分斷電流通常也叫做「額定最小分斷電流」，該值對於後備熔斷器必須定義，從該電流開始，熔斷器能夠切斷故障電流。

（4）功率損耗高壓熔斷器的功率損耗是根據其額定電流而定的。使用高壓熔斷器保護時，工作電流一般只是額定電流的二分之一，根據物理學原理，實際的功率損耗小於技術參數表中後備高壓熔斷器的功率損耗值的四分之一。

（5）電流限制

短路電流很高時，高壓熔斷器能在幾毫秒之內切斷電流。這說明電流在未達到正弦曲線的峰值之前就被切斷了，這是一個顯著的優勢，機械開關則需要更長的時間來開啟並切斷電流。

（6）操作電壓由於高壓熔斷器起到限流作用，短路電流在上升時就應該被限制並且減弱，這就要求一個高於系統電壓的操作電壓來迫使電流歸零。該操作電壓須在允許的範圍內，不超過最大額定電壓峰值的2.2倍。

2.4

戶外跌落式高壓熔斷器

跌落式高壓熔斷器是戶外高壓保護電器。它裝置在配電變壓器高壓側或配電線支幹線路上、用作變壓器和線路的短路、過載保護及分、合負荷電流。跌落式熔斷器由絕緣支架和熔絲管二部分組成，靜觸頭安裝在絕緣支架兩端，動觸頭安裝在熔絲管兩端，熔絲管由內層的消弧管和外層的酚醛紙管或環氧玻璃布管組成。拉負荷跌落式熔斷器增強彈性輔助觸頭及滅弧罩，用以分，合負荷電流。戶外高壓熔斷器適用於35kv及以下電壓頻率50Hz電力系統中，作輸電線路、電力變壓器過載和短路保護，分合額定負荷電流只用，機械壽命≥2000次。

安裝示意圖

3. 隔離開關

3.1

概述

隔離開關（switch），即在分位置時，觸頭間有符合規定要求的絕緣距離和明顯的斷開標誌；在合位置時，能承載正常回路條件下的電流及在規定時間內異常條件（例如短路）下的電流的開關設備。

隔離開關（俗稱「刀閘」），一般指的是高壓隔離開關，即額定電壓在1kV以上的隔離開關，通常簡稱為隔離開關，是高壓開關電器中使用最多的一種電器，它本身的工作原理及結構比較簡單，但是由於使用量大，工作可靠性要求高，對變電所、電廠的設計、建立和安全運行的影響均較大。隔離開關的主要特點是無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路。隔離開關用於各級電壓，用作改變電路連接或使線路或設備與電源隔離，它沒有斷流能力，只能先用其它設備將線路斷開後再操作。一般帶有防止開關帶負荷時誤操作的聯鎖裝置，有時需要銷子來防止在大的故障的磁力作用下斷開開關。

3.2

型號表示方法

3.3

基本參數

（1）額定電壓額定電壓是指隔離開關能承受的正常工作線電壓。目前，大陸電力系統中隔離開關採用的額定電壓等級為（10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。

（2）額定電流額定電流是指隔離開關可以長期通過的工作電流。隔離開關長期通過額定電流時，其各部分的發熱溫度不超過允許值。大陸規定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A

（3）動穩定電流隔離開關在閉合位置時，所能通過的最大短路電流，稱為動穩定電流，亦稱額定峰值耐受電流，它表明隔離開關在衝擊短路電流作用下，承受電動力的能力。這個值的大小由導電及絕緣等部分的機械強度所決定

（4）熱穩定電流熱穩定電流是隔離開關在規定時間內，允許通過的最大電流，它表示隔離開關承受短路電流熱效應的能力。以短路電流的有效值表示。隔離開關的銘牌規定一定時間（1、2、4秒）的熱穩定電流。

3.4

10kV隔離開關

10kV隔離開關為三相線路系統單相使用，結構簡單、經濟、使用方便。

10kV隔離開關為單斷口垂直打開式結構，單極隔離開關支柱絕緣子安裝在各自底架上，主要由底座、支柱絕緣子、主導電回路部分、自鎖裝置等組成。採用閘刀式結構分合閘達到切斷和閉合線路，每相閘刀由兩片導電刀片組成，刀片兩側外裝有壓縮彈簧，調節彈簧的高度可以得到開關閘刀所需要的接觸壓力。開關分合閘時用絕緣構棒操作機構部分，閘刀有自鎖裝置。

動作原理：隔離開關分合時用絕緣構棒操作，絕緣構棒扣住隔離開關鎖鉤，拉動鎖鉤向分閘方向，解開自鎖裝置後帶動與之相連的導電板旋轉做到分閘動作，合閘時由絕緣鉤棒頂住隔離開關鎖鉤帶動轉軸選裝，使之相連的導電板轉動至合閘位置，此時自鎖裝置將隔離開關鎖定在合閘位置。

安裝示意圖

4. 避雷器

4.1

概述

避雷器是用來限制雷電過電壓的主要保護電器。架空配電線路多採用避雷器來進行防雷保護，避雷器接地也叫做過電壓保護接地。

雷電過電壓和內部過電壓對運行中配電線路及設備所造成的危害，單純依靠提高設備絕緣水平來承受這兩種過電壓，不但在經濟上是不合理的，而且在技術上往往亦是不可能的。積極的辦法是採用專門限制過電壓的電器，設備電壓等級越高，降低絕緣水平所帶來的經濟效益越顯著。將過電壓限制在一個合理的水平上，然後按此選用相應的設備絕緣水平，使電力系統的過電壓與絕緣合理配合。

避雷器是一種能釋放過電壓能量限制過電壓幅值的保護設備。避雷器應裝在被保護設備近旁，跨接於其端子之間。過電壓由線路傳到避雷器，當其值達到避雷器動作電壓時避雷器動作，將過電壓限制到某一定水平（稱為保護水平）。之後，避雷器又迅速恢復截止狀態，電力系統恢復正常狀態。

避雷器的保護特性是被保護設備絕緣配合的基礎，改善避雷器的保護特性，可以提高被保護設備的運行安全可靠性，也可以降低設備的絕緣水平，從而降低造價。

4.2

基本要求

避雷器應符合下列基本要求：

（1）能長期承受系統的持續運行電壓，並可短時承受可能經常出現的暫時過電壓；

（2）在過電壓作用下，其保護水平滿足絕緣水平的要求；

（3）能承受過電壓作用下產生的能量；

（4）過電壓過去之後能迅速恢復正常工作狀態。

4.3

分類及用途

按外殼材料分為瓷殼型、有機殼型、鐵殼型。

按使用環境條件分為正常使用條件型高原型、污穢型、熱帶型。

按用途分為通用型和特殊應用型，通用型適用於配電站、發電站、低壓電網、旋轉電機、電氣化鐵路的過電壓保護，特殊應用型適用於阻波器、電容器組、電纜護層的過電壓保護。

按工作元件的材料分為碳化矽閥式避雷器、金屬氧化物避雷器。碳化矽閥式避雷器按照其結構又可分為普通閥式避雷器和磁吹閥式避雷器，金屬氧化物避雷器按照結構分為無間隙金屬氧化物避雷器、有串聯間隙金屬氧化物避雷器、有並聯間隙金屬氧化物避雷器。金屬氧化物避雷器又稱無間隙避雷器，其閥片以氧化鋅為主，並摻以銻、鉍、錳等金屬氧化物，粉碎混合均勻後，經高溫燒結而成。

按工作元件的材料分的閥型避雷器和金屬氧化物避雷器的用途是：

1）閥型避雷器：常用於配電變壓器電纜終端頭、柱上開關與設備的防雷保護，也可用作變壓器站電氣設備的防雷保護和放置電機的防雷保護等；

2）金屬氧化物避雷器：具有良好通流容量和抑制過電壓的能力，是一種性能優良的避雷器。適用於配電變壓器側電能表及通信部門作防雷保護。

4.4

型號表示方法