高壓開關設備的講解

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

(一)斷路器

高壓斷路器也稱高壓開關。

——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;在系統發生短路故障時，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，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，而且還作為絕緣介質，因此用油量多，體積大。

——在少油斷路器中，油只作為滅弧介質，因此用油量少，體積小，耗用鋼材少。

(2)空氣斷路器

空氣斷路器是以壓縮空氣作為滅弧介質，此種介質防火、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，但結構復雜，工藝要求高，有色金屬消耗多。

(3)六氟化硫(SF6)斷路器

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

——在高壓和超高壓系統中得到廣泛應用，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定性能;

(6)結構簡單、價格低廉。

(二)隔離開關與接地開關

1.隔離開關的作用

隔離開關是在高壓電氣裝置中保證工作安全的開關電器，結構簡單;

——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.接地開關的用途與分類

接地開關是用以將回路接地的一種機械式開關裝置。

——主要用來保護檢修工作的安全。

(三)負荷開關

負荷開關是指關合、開斷及承載運行線路正常電流(包括規定的過載電流)、并能關合和承載規定的異常電流(如短路電流)的開關設備。

(四)接觸器

接觸器是指除手動操作外只有一個休止位置，能關合、承載正常電流及規定的過載電流的開斷和關合裝置，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，其技術簡便，效果更佳。

(五)熔斷器

熔斷器是電力系統中過載和短路故障的保護設備。

當電流超過給定值一定時間，通過融化一個或幾個特殊設計和配合的組件，分斷電流來切斷電路。熔斷器具有結構簡單、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

——接受操作指令后，能使開關設備準確地合閘和分閘。

操動機構的基本要求：

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又接到

分閘命令，則操動機構不應繼續執行合閘命令而應立即分閘;

5.具有“防跳躍”功能;

6.具有自動復位功能;

7.具備工作可靠、結構簡單、體積小、重量輕、操作方便、價格低廉等特點。

——操動開關產品的分合閘時間在0.5S以上或更長;

一般快速機構，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)金屬封閉開關設備

金屬封閉開關設備(簡稱開關柜)是由封閉于接地的金屬外殼內的主開關(如斷路器)、隔離開關(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設備

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

GIS是由斷路器、隔離開關、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、母線聯絡單元、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濟。

5.機械支撐

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