新型電力開關(guān)設(shè)備實用手冊

高壓開關(guān)設(shè)備是指在電壓1kV及以上的電力系統(tǒng)中運行的戶內(nèi)和戶外交流開關(guān)設(shè)備，主要用于電力系統(tǒng)（包括發(fā)電廠、變電站、輸配電線路和工礦企業(yè)等用戶）的控制和保護，既可根據(jù)電網(wǎng)運行需要將一部分電力設(shè)備或線路投入或退出運行，也可在電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時將故障部分從電網(wǎng)中快速切除，從而保證電網(wǎng)中無故障部分的正常運行及設(shè)備、運行維修人員的安全。

（一）斷路器

高壓斷路器也稱高壓開關(guān)。

——高壓斷路器具有一套完善的滅弧裝置，能在有負荷的情況下接通或斷開電路；在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，能迅速切斷短路電流。

1.分類和性能

（1）油斷路器

油斷路器是以絕緣油為滅弧介質(zhì)，可分為多油斷路器和少油斷路器。

——在多油斷路器中，油不僅作為滅弧介質(zhì)，而且還作為絕緣介質(zhì)，因此用油量多，體積大。

——在少油斷路器中，油只作為滅弧介質(zhì)，因此用油量少，體積小，耗用鋼材少。

（2）空氣斷路器

空氣斷路器是以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)，此種介質(zhì)防火、防爆、無毒、無腐蝕性，取用方便。

——空氣斷路器開斷能力強，開斷時間短，但結(jié)構(gòu)復雜，工藝要求高，有色金屬消耗多。

（3）六氟化硫（SF6）斷路器

SF6斷路器采用具有優(yōu)良滅弧能力和絕緣能力的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，具有開斷能力強、動作快、體積小等優(yōu)點，但金屬消耗多，價格較貴。

——在高壓和超高壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，尤其以SF6斷路器為主體的封閉式組合電器，是高壓和超高壓電器的重要發(fā)展方向。

（4）真空斷路器

真空斷路器是在高度真空中滅弧。

——真空斷路器開斷能力強，開斷時間短、體積小、占用面積小、無噪聲、無污染、壽命長，可以頻繁操作，檢修周期長。

2.對高壓斷路器的基本要求

——不僅能接通或斷開負荷電流，而且還能斷開短路電流。

因此，斷路器必須滿足以下基本要求

（1）工作可靠；

（2）具有足夠的開斷能力；

（3）具有盡可能短的切斷時間；

（4）具有自動重合閘性能；

（5）具有足夠的機械強度和良好的穩(wěn)定性能；

（6）結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。

（二）隔離開關(guān)與接地開關(guān)

1.隔離開關(guān)的作用

隔離開關(guān)是在高壓電氣裝置中保證工作安全的開關(guān)電器，結(jié)構(gòu)簡單；

——沒有滅弧裝置，不能用來接通和斷開負荷電流電路。

——隔離開關(guān)的作用為：隔離電源，倒閘操作，接通和切斷小電流電路。

2.接地開關(guān)的用途與分類

接地開關(guān)是用以將回路接地的一種機械式開關(guān)裝置。

——主要用來保護檢修工作的安全。

（三）負荷開關(guān)

負荷開關(guān)是指關(guān)合、開斷及承載運行線路正常電流（包括規(guī)定的過載電流）、并能關(guān)合和承載規(guī)定的異常電流（如短路電流）的開關(guān)設(shè)備。

（四）接觸器

接觸器是指除手動操作外只有一個休止位置，能關(guān)合、承載正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷和關(guān)合裝置，借助于鎖扣裝置，可防止運動元件返回休止位置，使鎖扣接觸器獲得了第二個休止位置，接觸器適用于控制操作頻繁的回路。

——主要控制對象為高壓電動機、變壓器和電容器組等。

——接觸器與限流熔斷器組合作為電動機的控制和保護，其技術(shù)簡便，效果更佳。

（五）熔斷器

熔斷器是電力系統(tǒng)中過載和短路故障的保護設(shè)備。

當電流超過給定值一定時間，通過融化一個或幾個特殊設(shè)計和配合的組件，分斷電流來切斷電路。熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格便宜、維護方便、保護動作可靠和消除短路故障時間短等優(yōu)點；但也有如不能分合操作、動作后需更換熔斷件、易造成單相供電等不足之處。

（六）操動機構(gòu)

——接受操作指令后，能使開關(guān)設(shè)備準確地合閘和分閘。

操動機構(gòu)的基本要求：

1.具有足夠的操作功率；

2.具有維持合閘的裝置；

3.具有盡可能快的分閘速度；

4.具有自由脫扣裝置，所謂自由脫扣，是指在斷路器合閘過程中如操動機構(gòu)又接到

分閘命令，則操動機構(gòu)不應(yīng)繼續(xù)執(zhí)行合閘命令而應(yīng)立即分閘；

5.具有“防跳躍”功能；

6.具有自動復位功能；

7.具備工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、操作方便、價格低廉等特點。

——操動開關(guān)產(chǎn)品的分合閘時間在0.5S以上或更長；

一般快速機構(gòu)，分閘時間多在0.1S以下。

（七）防爆配電裝置

（八）敞開式組合電器

（九）金屬封閉開關(guān)設(shè)備

金屬封閉開關(guān)設(shè)備（簡稱開關(guān)柜）是由封閉于接地的金屬外殼內(nèi)的主開關(guān)（如斷路器）、隔離開關(guān)（或隔離觸頭）、互感器、避雷器、母線等一次元件及控制測量、保護裝置組成的成套電器。

（十）氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備

氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備是指采用（至少部分地采用）高于大氣壓的氣體作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備，簡稱GIS.

GIS是由斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、避雷器、母線、電纜終端盒或（和）出線套管等高壓電器元件按主接線要求組合而成的。

功能單元是GIS的基本組合單元。每個功能單元包括共同完成一種功能的所有主回路和輔助回路單元，通常每套GIS具有若干不同功能單元，如架空進（出）線單元、電纜進（出）線單元、變壓器單元、母線聯(lián)絡(luò)單元、計量與保護單元等。

GIS外殼的主要作用如下：

1.氣體容器

2.接地電極

3.安全保護

4.散熱當額定電流3150A以上時，常用鋁合金外殼更為經(jīng)濟。

5.機械支撐