第4章 供配电系统的常用电气设备 §4.1 概 述 §4.2 电弧的产生及灭弧方法 §4.3 电力变压器 §4.4 互感器 §4.5 熔断器

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1 第4章 供配电系统的常用电气设备 §4.1 概 述 §4.2 电弧的产生及灭弧方法 §4.3 电力变压器 §4.4 互感器 §4.5 熔断器
§4.1 概 述 §4.2 电弧的产生及灭弧方法 §4.3 电力变压器 §4.4 互感器 §4.5 熔断器 §4.6 高压开关设备 §4.7 低压开关设备 §4.8 避雷器 §4.9 成套配电装置 小结

2 §4.1 概 述 4.1.1 电气设备的定义 供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备，包括发电机、变压器、控制电器、保护设备、测量仪表、线路器材和用电设备（如电动机、照明用具）等。 4.1.2 电气设备的分类 1. 按电压等级分 （1）高压设备 交流50Hz、额定电压1200V以上 直流、额定电压1500V以上 （2）低压设备 交流50Hz、额定电压1200V及以下 直流、额定电压1500V及以下 2．按设备所属回路分 （1） 一次回路及一次设备 一次回路 供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路 一次设备或一次电器 设置在一次回路中的电气设备 （2） 二次回路及二次设备 二次回路 指用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路 二次设备或二次电器 设置在二次回路中的电气设备。

3 §4.1 概 述 3．按在一次电路中的功能分 （1）变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设备，如变压器、互感器等。 （2）控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电气设备，如高低压断路器、开关等。 （3）保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气设备，如熔断器、避雷器等。 （4）补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备，如并联电容器等。 （5）成套设备(装置) 按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱等。

4 § 4.2 电弧的产生及灭弧方法 4.2.1 电弧及其主要危害 电弧— 一种高温、强光的电游离现象，开关电器和线路中一种必然的物理现象，是电流的延续。 1．电弧的主要特征 （1）能量集中，发出高温、强光。 （2）自持放电，维持电弧稳定燃烧所需电压很低。 （3）游离的气体，质轻易变。 2．电弧的危害 （1）延长了电路的开断时间，从而使故障对供配电系统造成更大的损坏。 （2）高温使开关触头变形、熔化，从而导致接触不良甚至损坏。 （3）高温可能造成人员灼伤甚至直接或间接的死亡，强光可能损害人的视力。 （4）引起弧光短路，严重时造成爆炸事故。

5 4.2.2 电弧的产生 1．产生电弧的根本原因 触头间很大电场强度和很高的温度导致触头本身的电子及触头周围介质中的电子被游离而形成电弧电流。 2．产生电弧的游离方式 （1）高电场发射 强电场把触头表面的电子拉出，形成自由电子并发射到触头间隙中。 （2）热电发射 触头表面的电子吸收足够的热能而发射到触头间隙中形成自由电子向间隙四周发射出去。 （3）碰撞游离 高速移动的自由电子碰撞中性质点，使中性质点游离成带正电的正离子和自由电子。不断的碰撞使触头间隙中正离子和自由电子数越来越多，形成“雪崩”现象，当离子浓度足够大时，介质被击穿而产生电弧。 （4）高温游离 电弧形成后的高温，加强了正离子和自由电子的游离。触头越分开，电弧越大，高温游离也越显著。 注：高电场发射和热电发射的游离方式在触头分开之初占主导作用 碰撞游离和高温游离使电弧持续和发展 它们是互相影响，互相作用的。

6 4.2.3 电弧的熄灭 1．电弧熄灭的条件 去游离率大于游离率，即其中离子消失的速率大于离子产生的速率。 2．去游离方式 （1）复合 正、负带电质点重新结合为中性质点 电弧中温度越低，电场强度越弱，截面越小，介质的性质越稳定，密度越高，复合愈快。 （2）扩散 电弧中的带电质点向电弧周围介质散发开去，使弧区带电质点的浓度减少。 电弧与周围介质的浓度差越大，电弧与周围介质的温度差越大，电弧截面越小，扩散就越强烈。 3．交流电弧的熄灭 电流过零时，电弧将暂时熄灭，弧柱温度急剧下降，高温游离中止，去游离大大增强，阴极附近空间的绝缘强度迅速增高。由于交流电流每一个周期两次过零值，在熄灭交流电弧时，就是充分利用这一特点来加速电弧的熄灭。

7 4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 1．速拉灭弧法 是开关电器中最基本的灭弧方法。高低压断路器中都装有强力的断路弹簧，目的就是加速触头的分断速度。 2．冷却灭弧法 利用介质如油等来降低电弧的温度从而增强去游离来加速电弧的熄灭。 3．吹弧灭弧法 利用外力如气流、油流或电磁力来吹动电弧，使电弧拉长，同时也使电弧冷却，电弧中的电场强度降低，复合和扩散增强，加速电弧熄灭。 （1）按吹弧的方向(相对电弧方向)分 纵吹和横吹，如图4–1a和图4–1b所示。

8 4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 （2）按施加外力的性质来分， 气吹、油吹、磁力吹和电动力吹等。 如图4–2所示的低压刀开关迅速拉开刀闸时电动力吹弧使电弧加速拉长。 如图4–3所示采用专门的磁吹线圈来吹弧。

9 4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 如图4–4所示利用铁磁物质钢片来吸动电弧，这相当于反向吹弧。

10 4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 4．长弧切短灭弧法 如图 4–5所示，利用金属片（如钢栅片）将长弧切成若干短弧。当外施电压(触头间)小于电弧上的电压降时，电弧不能维持而迅速熄灭。低压断路器和部分刀开关的灭弧罩就是利用这个原理来灭弧的。 1.2 力对点之矩

11 4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 5．粗弧分细灭弧法 将粗弧分成若干平行的细小电弧，增大了接触面，降低电弧的温度，从而使带电质点的复合和扩散得到加强，使电弧加速熄灭。 6．狭沟灭弧法 如图4-6所示，陶瓷制成的绝缘灭弧栅使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，冷却条件改善，电弧与介质表面接触使带电质点的复合增强，从而加速电弧的熄灭。如有的熔断器在熔管中充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。

12 4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 7．真空灭弧法 将开关触头装在真空容器内，产生的电弧（真空电弧）较小，且在电流第一次过零时就能将电弧熄灭。真空断路器就是利用这种原理来熄灭电弧的。 8．六氟化硫（SF6）灭弧法 SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，绝缘强度约为空气的3倍，而绝缘强度的恢复速度约比空气快100倍，可极大的提高开关的断流容量和减少灭弧所需时间。 注：电气设备的灭弧性能往往是衡量其运行可靠性和安全性的重要指标之一。

13 §4.2.5 对电气触头的基本要求 1．满足正常负荷的发热要求 触头必须接触紧密良好，尽量减少或避免触头表面产生氧化层，以降低接触电阻。 2．具有足够的机械强度 能够经受规定的通断次数而不致发生机械故障或损坏。 3．具有足够的动稳定度和热稳定度 具有足够的动稳定度指在可能发生的最大短路冲击电流通过时，触头不至于因最大电动力作用而损坏 具有足够的热稳定度指在可能最长的短路时间内通过最大短路电流时所产生的热量不致使触头烧损或熔焊。 4．具有足够的断流能力 在开断规定的最大负荷电流或最大短路电流时，触头不应被电弧过度烧损，更不应发生熔焊现象。

14 §4.3 电力变压器 4.3.1 概述 电力变压器（文字符号为T或TM） 三相变压器额定容量在5KV·A及以上，单相的在1KV·A及以上的输变电用变压器，均称为电力变压器。它是供配电系统中最关键的一次设备，主要用于公用电网和工业电网中，将某一给定电压值的电能转变为所要求的另一电压值的电能，以利于电能的合理输送、分配和使用。

15 §4.3.2 电力变压器的分类及特点 1. 按功能分 （1）升压变压器 在远距离输配电系统中，用来把较低电压升高为较高的电压级。 （2）降压变压器 直接供电给各类用户的终端变电所，采用降压变压器。 2．按相数分 （1）单相变压器 单相变压器一般供小容量的单相设备专用； （2）三相变压器 三相变压器广泛用于供配电系统的变电所中； 3．按绕组导体的材质分 （1）铜绕组变压器 铜绕组变压器的损耗更低，所以尤其是大容量的铜绕组变压器已得到更为广泛的应用 （2）铝绕组变压器 4．按绕组型式分 （1）双绕组变压器 用于变换一个电压的场所； （2）三绕组变压器 用于需两个电压的场所，它有一个一次绕组，两个二次绕组； （2）自耦式变压器 大多用在实验室中作调压用；

16 §4.3.2 电力变压器的分类及特点 5． 按容量系列分，用 R10系列来确定变压器的容量，即按R10==1.26的倍数递增，常用的有100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150 KV·A等。 （1）小型变压器 容量在500KV·A以下的变压器； （2）中型变压器 容量在630～6300KV·A之间的变压器； （3）大型变压器 容量在8000 KV·A以上的的变压器； 6．按电压调节方式分 （1）无载调压变压器 一般用于对电压水平要求不高的场所，特别是10KV及以下的配电变压器； （2）有载调压变压器 在10KV以上的电力系统和对电压水平要求较高的场所主要采用有载调压变压器； 7．按安装地点分 （1）户内式 （2）户外式

17 §4.3.2 电力变压器的分类及特点 8．按冷却方式和绕组绝缘分 （1）油浸式 油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方式 特点：绝缘和散热性能好，价格较低，便于检修；油的可燃性使其不便用于易燃易爆和安全要求较高的场合。 1）自冷式 普通的中小容量的变压器采用； 2）水冷式和强迫油循环冷却方式 大容量的油浸式变压器采用； 3）风冷式 用通风机来加强变压器的散热冷却。一般用于大容量变压器（2000KV·A及以上）和散热条件较差的场所。 （2）干式 浇注式、开启式、封闭式 特点：结构简单，体积小，重量轻，防火、防尘、防潮，价格贵，用在安全防火要求较高的场所，如大型建筑物内的变电所、地下变电所和矿井内变电所。 （3）充气式（SF6） 利用充填的气体进行绝缘和散热的变压器 特点：电气性能优良，用于安全防火要求较高的场所，并常与其他充气电器配合，组成成套装置。

18 §4.3.2 电力变压器的分类及特点 9．按用途分 （1）普通变压器 （2）防雷变压器 （3）配电变压器 6～10kV／0.4kV的变压器 （4）主变压器 安装在总降压变电所的变压器 4.3.3 电力变压器的结构 1. 变压器的基本结构 （1）电路部分： 一次绕组 与系统电路和电源连接的绕组 二次绕组 与负载连接的绕组 （2）磁路部分： 变压器的铁心（表面涂有绝缘漆膜的硅钢片交错叠成铁心） — 由铁轭和铁心柱组成

19 § 电力变压器的结构 2．常用三相油浸式电力变压器 如图4-7所示 图4-7 三相油浸式电力变压器的结构 1—信号温度计 2—铭牌 3—吸湿器 4—油枕(储油柜) 5—油位指示器 6—防爆管 7—瓦斯继电器 8－高压套管 9—低压套管 10—分接开关 11—油箱及散热油管 12—铁心 13—绕组及绝缘 14—放油阀 15—小车 16—接地端子

20 § 电力变压器的结构 （1）油箱 箱体、箱盖、散热装置、放油阀 1）箱体 箱体内有绕组、铁心和变压器的油： 变压器油 既有循环冷却和散热作用，又有绝缘作用； 绕组与箱体(箱壁、箱底)有一定的距离，由油箱内的油绝缘。 2）油箱的四种结构： ①散热管油箱 散热管的管内两端与箱体内相通，油受热后，经散热管上端口流人管体，冷却后经下端口又流回箱内，形成循环，用于1600KV·A及以下的变压器。 ②带有散热器的油箱 用于2000KV·A以上的变压器。 ③平顶油箱 ④波纹油箱（瓦楞型油箱） (2) 高低压套管 套管为瓷质绝缘管，内有导体，用于变压器一、二次绕组接入和引出端的固定和绝缘。 （3）瓦斯继电器 容量在800KV·A及以上的油浸式变压器、户内式的变压器容量在400KV·A及以上安装；其作用是在变压器油箱内部发生故障时进行瓦斯保护。

21 § 电力变压器的结构 (4) 储油柜（油枕） 内储有一定的油 1）作用：补充变压器因油箱渗油和油温变化造成的油量下降，当变压器油发生热胀冷缩时保持与周围大气压力的平衡 2）储油柜附件： 吸湿器 与油枕内油面上方空间相连通，能够吸收进入变压器的空气中的水分，以保证油的绝缘强度。 （5）防爆管 作用： 防止油箱发生爆炸事故。当油箱内部发生严重的短路故障时，油的急剧分解产生大量的瓦斯气体，导致油箱内部压力剧增从而使防爆管的出口处玻璃会自行破裂，释放压力，并使油流向一定方向喷出。 （6）分接开关 作用： 用于改变变压器的绕组匝数以调节变压器的输出电压。

22 § 电力变压器的结构 3．环氧树脂浇注的三相干式变压器（树脂绝缘干式变压器） 图4-8为环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构图。 图4-8 环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器 1－高压出线套管和接线端子 2－吊环 3－上夹件 4－低压出线接线端子 5－铭牌 6－环氧树脂浇注绝缘绕组 7－上下夹件拉杆 8－警示标牌 9－铁心 10－下夹件 11－小车 12－三相高压绕组间的连接导体 13－高压分接头连接片

23 § 电力变压器的结构 （1）结构特点： 1）高低压绕组各自用环氧树脂浇注，并同轴套在铁心柱上； 2）高低压绕组间有冷却气道，使绕组散热； 3）三相绕组间的连线也由环氧树脂浇注而成，使所有带电部分都不暴露在外。 （2）容量 30KV·A到几千KV·A，最高可达上万KV·A。 （3） 高压侧电压有6、10、35KV； 低压侧电压为230/400V。 注：我国生产的干式变压器有SC系列和SG系列等。 4.3.4 三相电力变压器的联结组别 电力变压器的联结组别定义： 变压器一、二次绕组采用的联结方式的类型及相应的一、二次侧对应线电压的相位关系。 常用的联结组别： Yyn0、Dyn11、Yzn11、Yd11、YNd11 。

24 § 三相电力变压器的联结组别 1. 配电变压器的联结组别 （1）Yyn0联结组别的示意图如图4-9所示 图4-9 变压器Yyn0联结组别 a) 一、二次绕组接线 b) 一、二次电压相量 c) 钟表表示 一次线电压和对应二次线电压的相位关系如同时钟在零点（12点）时时针与分针的位置一样。（图中一、二次绕组上标 “·”的端子为对应“同名端”，即“同极性端”）

25 § 三相电力变压器的联结组别 Yyn0联结组别的一次绕组采用星形联结，二次绕组为带中性线的星形联结 1）特点 ①线路中可能有的3n(n=1、2、3…)次谐波电流会注入公共的高压电网中 ②中性线的电流规定不能超过相线电流的25％ ③变压器一次绕组的绝缘强度要求较低（与Dyn11比较），因而造价比Dyn11型的稍低。 2）使用 ①负荷严重不平衡或3n次谐波比较突出的场合不宜采用这种联结 ②在TN和TT系统中由单相不平衡电流引起的中性线电流不超过二次绕组额定电流的25%、且任一相的电流在满载都不超过额定电流时可选用

26 § 三相电力变压器的联结组别 （2）Dyn11联结组别的示意图如图4-10所示，其一次线电压和对应二次线电压的相位关系如同时钟在11点时时针与分针的位置一样。 图4-10变压器Dyn11联结组别 一、二次绕组接线 b) 一、二次电压相量 c) 钟表表示

27 § 三相电力变压器的联结组别 其一次绕组为三角形联结，二次绕组为带中性线的星形联结 1）特点 ①抑制高次谐波 3n次谐波电流在其三角形的一次绕组中形成环流，不致注入公共电网 ②承受单相不平衡电流的能力远远大于Yyn0联结组别的变压器 按规定，中性线电流容许达到相电流的75% 2）使用 对于现代供电系统中单相负荷急剧增加的情况，尤其在TN和TT系统中，Dyn11联结的变压器得到大力的推广和应用。

28 § 三相电力变压器的联结组别 2．防雷变压器的联结组别 防雷变压器通常采用Yzn11联结组别，如图4-11所示。 图4-11 变压器Yzn11联结组别 a) 一、二次绕组接线 b) 一、二次电压相量

29 § 三相电力变压器的联结组别 其一次绕组采用星形联结，二次绕组分成两个匝数相同的绕组，采用曲折形（Z）联结， 特点①有利于防雷 在同一铁心柱上的两半个绕组的电流正好相反，使磁动势相互抵消。因此如果雷电过电压沿二次侧线路侵入时，此过电压不会感应到一次侧线路上；反之，如雷电过电压沿二次侧线路侵入，二次侧也不会出现过电压。 ②变压器二次绕组的用材量比Yyn0型的增加15%以上。 4.3.5 三相电力变压器的铭牌及主要技术数据 电力变压器全型号的表示和含义如下：

30 § 三相电力变压器的联结组别 （1）额定电压 U1N（线电压）－ 一次侧的额定电压 U2N（线电压）－ 二次侧的额定电压 用KV表示，低压也可用V表示。 （2）额定电流 指变压器在容许温升下一、二次绕组长期工作所容许通过的最大电流，分别用 I1N （线电流）— 一次侧额定电流 I2N（线电流）— 二次侧额定电流 单位是A （3）额定容量 变压器在规定的环境条件下（最高气温为+40℃），室外安装时，在规定的使用年限（一般以20年计）内能连续输出的最大视在功率，通常用KV·A作单位。 油浸式变压器顶层油温的温升，规定不得超过周围气温的55℃，按规定的工作环境最高温度为+40℃计，则变压器顶层油温不得超过+95℃。

31 §4.3.6 电力变压器的并列运行条件 1. 定义 两台及以上的变压器一、二次绕组的接线端分别并联连接投入运行，即为变压器的并列运行。 2. 条件 （1）所有并列变压器的电压比必须相同， 即U1N＝U2N，容许差值不得超过±5％。 原因 二次电压较高的绕组将向二次电压较低的绕组供给电流，这一二次绕组内的环流引起电能损耗，导致绕组过热甚至烧毁。 （2）并列变压器的联结组别必须相同 就是一次电压和二次电压的相序和相位应分别对应相同。 理由：如图4-12所示是一台Yyn0联结和一台Dyn11联结的变压器的相量图，它们的二次电压出现30º的相位差，这一∆U将在两台变压器的二次侧产生一个很大的环流，可能导致变压器绕组烧坏。

32 §4.3.6 电力变压器的并列运行条件 （3）并列变压器的短路电压（阻抗电压）须相等或接近相等，容许差值不得超过±10%。 原因： 并列运行的变压器的实际负载分配和它们的阻抗电压值成反比，如果阻抗电压相差过大，可能导致阻抗电压小的变压器发生过负荷现象。 （4）并列变压器的容量应尽量相同或相近，其最大容量和最小容量之比不易超过3︰1。 理由： 如果容量相差悬殊，造成运行的不方便。当并列变压器的性能不同时，可能导致变压器间的环流增加，还很容易造成小容量的变压器发生过负荷情况。 图4-12 Yyn0联结和Dyn11联结的变压器并列运行时的相量图

33 §4.4 互感器 1．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。 2．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 3．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。

34 §4.4.1 电流互感器 简称—CT，文字符号—TA，是变换电流的设备。 1．基本原理 电流互感器的基本结构和原理如图4-13所示，

35 §4.4.1 电流互感器 （1）组成：一次绕组、铁心、二次绕组 （2）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。 （3）电流互感器的变流比用Ki表示 （4-1） 式中，I1N — 一次侧额定电流值；I2N — 二次侧额定电流值；N1— 一次绕组匝数；N2— 二次绕组匝数；变流比Ki一般表示成如100／5A的形式。

36 §4.4.1 电流互感器 2．结线方案 电流互感器在三相电路中的常用四种结线方案如图4–14 所示： 一相式结线 如图4-14a所示 1）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。 2）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。 图4-14a一相式结线

37 §4.4.1 电流互感器 （2）两相V形结线 如图4-14b所示 图4-15 两相V形接线的电流互感器一、二次侧的电流相量图 图4-14b两相V形结线 1）说明 这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在A、C相上，由相量图4-15可知，公共线上的电流为+＝－， 反应的正是未接互感器的那一相的电流。 2）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“两相两继电器式结线”。

38 §4.4.1 电流互感器 （3）两相电流差式结线 如图4-14c所示 1）说明 又叫两相一继电器式结线，流过电流继电器线圈的电流为－，由相量图4-16可知其量值是相电流的倍。 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。 图 4－14 c两相电流差式结线

39 §4.4.1 电流互感器 三相星形结线 如图4-14d所示 1）说明 这种结线中的三个电流线圈正好反映了各相电流， 2）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。 图4-14d三相星形结线

40 §4.4.1 电流互感器 3．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， ②保护用电流互感器一般为5P和10P两级。 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。

41 §4.4.1 电流互感器 LQZ-10型电流互感器的外形图（图4-17）—户内线圈式环氧树脂浇注绝缘加强型电流互感器。 LQZ-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。 图4-17 LQZ-10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

42 §4.4.1 电流互感器 LMZJl-0.5型电流互感器的外形图（图4-18）—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。 图4-18 LMZJ1-0.5型电流互感器 1－铭牌 2－二次母线穿孔 3－铁心 4－安装板 5－二次接线端

43 §4.4.1 电流互感器 （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

44 §4.4.1 电流互感器 4．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）电流互感器在结线时，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 为用“减极性”法规定的“同名端”，又称“同极性端”。（因其在同一瞬间，同名端同为高电平或低电平）。 原因 如果接错端子，二次侧的仪表和继电器流过的电流不是要求的电流，甚至会导致事故的发生。

45 §4.4.2 电压互感器 简称—PT，文字符号—TV。是变换电压的设备。 1．基本原理和结构 电压互感器的基本结构原理如图4-19所示 图4-19 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

46 §4.4.2 电压互感器 （1）组成 1)一次绕组 2)二次绕组 3)铁心 （2）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。 （3）电压互感器的变压比用Ku表示： （4-2） 式中，U1N — 电压互感器一次绕组额定电压; U2N — 电压互感器二次绕组额定电压; N1 — 一次绕组的匝数; N2 — 二次绕组的匝数; 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。

47 §4.4.2 电压互感器 2. 电压互感器的结线方案 电压互感器在三相电路中有如图4-20所示的四种常见的结线方案。 （1）一个单相电压互感器的结线，如图4-20a所示。 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，如图4-20b所示。 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，如图4-20c所示。 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。 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五心柱式三绕组电压互感器接成 Y0／Y0/ 形，如图4-20d所示。

48 §4.4.2 电压互感器 图4-20 电压互感器的结线方案 一个单相电压互感器 b) 两个单相电压互感器接成V/V c) 三个单相电压互感器接成Y0/Y0形 d) 三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互感器接成 Y0/Y0/

49 §4.4.2 电压互感器 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；接成开口三角形()的另一组二次绕组，。 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。 3．电压互感器的类型和型号 （1）类型 按绝缘介质分 油浸式、干式（含环氧树脂浇注式） 按使用场所分 户内式、户外式 按相数分 三相式、单相式 按电压分 高压（1KV以上）、低压（0.5KV及以下） 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； 按结构原理分 电容分压式、电磁感应式

50 §4.4.2 电压互感器 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

51 §4.4.2 电压互感器 （3）JDZJ-3、6、10型电压互感器的外形结构如图4-21所示 特点 单相双绕组环氧树脂浇注的户内型电压互感器，准确度级有0.5、1、3级； 应用 适用于10KV及以下的线路中供测量电压、电能、功率和继电保护、自动装置用，采用三台可接成图4-20 d的Y0/Y0/ 结线。 图4-21 JDZJ－10型 1－一次接线端子 2－高压绝缘套管 3－一、二次绕组 4－铁心 5－二次接线端

52 §4.4.2 电压互感器 （4）JDG6-0.5型电压互感器的外形结构如图4-22所示 1）特点 单相双绕组干式户内型电压互感器， 2）应用 供测量电压、电能、功率及继电保护、自动装置用，可用于单相线路，三相线路（用两台可接成V/V型）中。 图4-22 JDG6－0.5型

53 §4.4.2 电压互感器 4. 电压互感器使用注意事项 （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 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。 （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。 （3）电压互感器在结线时，必须注意其端子的极性 三相电压互感器一次绕组两端标成A、B、C、N，对应的二次绕组同名端标为a、b、c、n；单相电压互感器的对应同名端分别标为A、N和a、n。 在结线时，若将其中的一相绕组接反，二次回路中的线电压将发生变化，会造成测量误差和保护误动作(或误信号)，甚至可能对仪表造成损害。因此，必须注意其一、二次极性的一致性。

54 §4.5 熔断器 1．种类 （1）高压熔断器 （2）低压熔断器 2．熔断器 — 文字符号FU 定义： 用于过电流保护的最为简单和常用的电器。 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。 3．过电流的概念 是短路和过负荷的统称，是输配电线路中时常出现的一种故障。当电路通过的实际电流超过其规定条件下的额定值，即是过电流，简称过流。 （1）过负荷电流 超过额定值相对不多的一种电流。因此，过负荷只要不是过大，持续时间不是过长，或过于频繁，一般对系统的影响不大。 （2）短路电流 可达额定电流的十多倍甚至几十、上百倍从而产生相当严重的后果，须设法避免和防护。

55 §4.5.1 高压熔断器 1. 作用 在输配电系统中，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。 2．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”

56 §4.5.1 高压熔断器 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。 (1) 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。 (2) RN1、RN2户内高压管式熔断器介绍 它们的外形和结构基本相同，灭弧原理也基本相同。图4-23和图4-24所示为RN1、RN2型高压熔断器的外形和熔管内部结构图。

57 §4.5.1 高压熔断器 图4-23 RN1及RN2型熔断器外形 1－瓷熔管 2－金属管帽 3－弹性触座 4－熔断指示器5－接线端子 6－瓷绝缘子 7－铸铁底座 图4-24 熔管内部结构剖面图 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)

58 §4.5.1 高压熔断器 1）主要组成部分 ①熔管 一般为瓷质管 ②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。 ③触座 ④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。 ⑤绝缘子 ⑥底座

59 §4.5.1 高压熔断器 2）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。 3） 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。

60 §4.5.1 高压熔断器 4．RW系列户外高压跌开式熔断器，又称跌落式熔断器 （1）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。 （2）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型等 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 （3） 一般户外高压跌开式熔断器 — 文字符号FD 结构图如图4-25所示。 图4-25 RW4-10(G)型跌落式熔断器 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

61 §4.5.1 高压熔断器 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 （4）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

62 §4.5.1 高压熔断器 结构图如图4-26所示 图4-26 RW10-10负荷型跌开式熔断器 1-上接线端子 2－绝缘瓷瓶 3－固定安装板 4－下接线端子 5－灭弧触头 6－熔丝管（闭合位置） 7－熔丝管（跌开位置） 8－熔丝 9－操作环 10－灭弧罩

63 §4.5.1 高压熔断器 （5）限流式户外高压熔断器 — 文字符号为FU 如图4-27所示是RW10-35型的户外限流式熔断器的外形结构。 图4-27 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。

64 §4.5.1 高压熔断器 （6）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。 5．HH-熔断器 特性：一种高压高分断能力的熔断器，能在短路电流产生的瞬间就将短路电路开断，有效的保护电气设备和线路免受巨大的短路电流造成的危害。

65 § 低压熔断器 1. 功能 主要是具有低压配电系统的短路保护功能，有的也能实现过负荷保护。 2. 主要缺点 熔体熔断后须更换，引起短时停电，保护特性和可靠性相对较差，在一般情况下，须与其他电器配合使用。 3. 种类 插入式（RC型）、螺旋式（RL型）、无填料密闭管式（RM型）、有填料封闭管式（RT型）、引进技术生产的有填料管式gF、aM系列、高分断能力的NT型等。 4. 国产低压熔断器的全型号的表示和含义如下： 注：上述型号不适用于引进技术生产的熔断器，如NT、gF、aM等。

66 § 低压熔断器 5. RC1系列瓷插式熔断器 1） 结构 如图4-28所示为RC1A型的结构 2) 特点：结构简单，价格低，使用方便，断流容量小，动作误差大， 3) 应用：在500V以下的线路末端，作不重要负荷的电力线路、照明设备和小容量的电动机的短路保护用。如居民区、办公楼、农用负荷等要求不高的供配电线路末端的负荷。 图4-28 RC1系列瓷插式熔断器

67 § 低压熔断器 6. RL1系列螺旋式熔断器 1)结构如图4-29所示 瓷质熔体装在瓷帽和瓷底座间，内装熔丝和熔断指示器（红色色点），并充填石英砂。 图4-29 RL系列熔断器 2）特点：灭弧能力强，属“限流”式熔断器；体积小，重量轻，价格低，使用方便，熔断指示明显，具有较高的分断能力和稳定的电流特性。 3）应用： 用于500V以下的低压动力干线和支线上作短路保护用。

68 § 低压熔断器 RM10型无填料密闭管式熔断器 1）结构 如图4-30所示， 2）特点： ①可根据熔片熔断的部位来判断过电流的性质： 当短路电流通过时，熔片窄部由于截面小电阻大而首先熔断；在过负荷电流通过时，往往在宽窄之间的斜部熔断。 ②“非限流”式熔断器 ③ 结构简单，价格低廉，更换熔体方便

69 § 低压熔断器 8.RTO型有填料封闭管式熔断器 1)外形及内部结构如图4-31所示 图4-31 RT0低压熔断器 a) 熔体 b) 熔管 c) 熔断器 d)绝缘操作手柄 1－栅状铜熔体 2－触刀 3－瓷熔管 4－熔断指示器 5－盖板 6－弹性触座 7－瓷质底座 8－接线端子 9－扣眼 10－绝缘拉手手柄

70 § 低压熔断器 2）结构及作用 ① 瓷熔管 熔管内装有石英砂 ② 铜熔体(栅状) 熔体有变截面小孔、引燃栅、锡桥。 “变截面小孔”使熔体在短路电流通过时熔断，将长弧分割为多段短弧；“引燃栅”具有等电位作用，使粗弧分细，电弧电流在石英砂中燃烧，形成狭沟灭弧；“锡桥”利用“冶金效应”可使熔体在较小的短路电流和过负荷时熔断。 ③ 熔断指示器 熔体熔断后，其熔断指示器(红色)弹出，以方便工作人员识别故障线路和进行处理。 ④ 底座 3）特点：具有较强的灭弧能力，属“限流”熔断器。但熔断后的熔体不能再用，须重新更换，更换时采用绝缘操作手柄进行操作；保护性能好，断流能力大。 4）应用：被广泛应用于短路电流较大的低压网络和配电装置中，作输配电线路和电气设备的短路保护，特别适用于重要的供电线路（或断流能力要求高的场所，如电力变压器的低压侧主回路及靠近变压器场所出线端的供电线路。

71 § 低压熔断器 9. 引进技术生产的高分断能力熔断器介绍 1）NT系列熔断器(国内型号为RTl6系列) ① 应用： 是引进技术生产的一种高分断能力熔断器，现广泛应用于低压开关柜中，适用于660V及以下电力网络及配电装置作过载和保护之用。 ② 特点：体积小，重量轻、功耗小、分断能力高、限流特性好。 2）gF、aM系列圆柱形管状有填料熔断器 ① 特点：体积小、密封好、分断能力高、指示灵敏、动作可靠、安装方便。 应用：适用于低压配电系统，其中，gF系列用于线路的短路和过负荷保护，aM系列用于电动机的短路保护。

72 §4.6 高压开关设备 4.6.1 高压隔离开关 高压隔离开关—文字符号QS 1. 主要功能 隔离高压电源，以保证对其他电器设备及线路的安全检修及人身安全。因此其结构特点是断开后具有明显可见的断开间隙，且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。 2. 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。 3. 类型 1) 按安装地点分 户内式和户外式； 2) 按有无接地开关分 不接地、单接地、双接地； 4. 高压隔离开关的全型号的表示和含义

73 §4.6.1 高压开关设备 5. 户内式高压隔离开关 户内式高压隔离开关型号较多，常用的有GN8、GNl9、GN24、GN28、GN30等户内式系列， 图4-32所示为GN8-10高压隔离开关的外形结构图。它的三相闸刀安装在同一底座上，闸刀均采用垂直回转运动方式。GN型高压隔离开关一般采用手动操动机构进行操作。

74 §4.6.1 高压开关设备 图4-32 GN8-10型高压隔离开关外形 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

75 §4.6.1 高压开关设备 6. 户外高压隔离开关 户外高压隔离开关常用的有GW4、GW5、和GW1等系列。 GW4-35型的户外高压隔离开关的外形如图4-33所示。为了熄灭小电流电弧，该隔离开关安装有灭弧角条。采用的是三柱式结构。 图4-33 GW2-35型户外隔离开关 1－角钢架 2－支柱瓷瓶 3－旋转瓷瓶 4－曲柄 5－轴套 6－传动装置 7－管形闸刀 8－工作动触头 9、10－灭弧 角条 11－插座 12、13－接线端 14－曲柄传动机构

76 §4.6.1 高压开关设备 7. 带有接地开关的隔离开关 1) 接地隔离开关 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。 2) 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。 3）图4-34所示为西门子公司产品3CJ1户内高压接地隔离开关的外形图。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。 4）图4-35是该公司的另一种户内高压接地隔离开关3D型的外形图。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。

77 §4.6.1 高压开关设备 图 CJ1接地隔离开关

78 §4.6.1 高压开关设备 图4-35 3D型接地隔离开关

79 §4.6.2 高压负荷开关 高压负荷开关—文字符号QL 1. 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”。 2. 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。 3. 高压负荷开关的类型： (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 户内式和户外式两种 4. 高压负荷开关全型号的表示和含义如下：

80 §4.6.2 高压负荷开关 5. 户内压气式负荷开关 国内目前多采用FN2-10RT及FN3-10RT型的压气式负荷开关。 图4-36为FN3-10RT户内压气式负荷开关外形结构图。

81 §4.6.2 高压负荷开关 图4-36 FN3-10RT户内压气式负荷开关外形 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

82 §4.6.2 高压负荷开关 (1) 结构组成 1) 上绝缘子兼汽缸 是一个简单的灭弧室，不仅起到支持绝缘子的作用，而且其内部 气缸，装有传动机构传动的活塞。 2) 传动机构 主轴、连杆、活塞等 3) 绝缘喷嘴和弧静触头 在上绝缘子上部 4) 闸刀和弧动触头 (2) 工作原理 当负荷开关分闸时，弧动触头与弧静触头之间产生电弧，同时分闸时主轴转动而带动活塞，压缩气缸内的空气，从喷嘴向外吹弧，使电弧迅速熄灭。同时，其外形与户内式隔离开关相似，也具有明显的断开间隙。因此，它同时具有隔离开关的作用。

83 §4.6.2 高压负荷开关 6. 真空负荷开关 国内有FN4型等户内用真空负荷开关，一般用于220KV及以下电网中。 图4-37为西门子公司12KV的真空负荷开关的剖面图和外形图。 (1) 工作原理 利用真空灭弧原理来工作，因而能不受限制地可靠完成开断工作；配用手动操动机构或电动操动机构。 (2) 特点 可频繁操作，灭弧性能好，使用寿命长；但必须和HH-熔断器相配合，才能开断短路电流；而且开断时，不形成隔离间隙，不能作隔离开关用。 7. 六氟化硫（SF6）负荷开关（如FW11-10型）、油浸式负荷开关（如FW2、FW4型） （1）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。 （2）应用 35kV及以下的户外电网。

84 §4.6.2 高压负荷开关 a) 图4-37 西门子公司12KV的真空负荷开关的剖面图 a) 外形图 b) 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 b)

85 §4.6.3 高压断路器 高压断路器—文字符号QF 是高压输配电线路中最为重要的电气设备，它的选用和性能直接关系到线路运行的安全性和可靠性。 1．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。 2．类型 （1）高压断路器按采用的灭弧介质分 1）油断路器 按油量大小分为少油和多油两类。多油断路器的油量多，兼有灭弧和绝缘的双重功能；少油断路器的油量少，只作灭弧介质用。 2）六氟化硫(SF6)断路器 3）真空断路器 4）压缩空气断路器 5）磁吹断路器

86 §4.6.3 高压断路器 （2）高压断路器按使用场合分 1）户内型 2）户外型 （3）按分断速度分 有高速（＜0.01s）、中速（0.1～0.2s）、低速（＞0.2s）三种。（现采用高速断路器比较多。） 注：SF6断路器和真空断路器目前应用较广，少油断路器因其成本低，结构简单，依然被广泛应用于不需要频繁操作及要求不高的各级高压电网中，但压缩空气断路器和多油断路器已基本淘汰。 3. 高压断路器的全型号表示和含义如下：

87 §4.6.3 高压断路器 4. 高压少油断路器(SW、SN型) 一般6kV～35kV户内配电装置中主要采用的高压少油断路器是我国统一设计、推广应用的一种新型少油断路器。按其断流容量（Soc）分有I、II、Ⅲ型。断流容量SN10-10I型Soc为300MVA；SN10-10Ⅱ型Soc为500MVA；SN10-10Ⅲ型Soc为750MVA。 图4-38和图4-39分别是SNl0-10型高压少油断路器的外形结构和油箱内部结构图。

88 §4.6.3 高压断路器 图4-39 少油断路器内部剖面结构 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 图4-38 SN10-10型少油断路器 外形结构 1－铝帽 2－上接线端子 3－油标4－绝缘筒 5－下接线端子 6－基座7－主轴 8－框架 9－断路弹簧

89 §4.6.3 高压断路器 (1) 组成结构 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，灭弧室的结构如图4-40所示。 图4-40 灭弧室结构 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

90 §4.6.3 高压断路器 2）传动机构 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。 3）框架 用来固定断路器 （2）断路器的导电回路 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。 (3) 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。

91 §4.6.3 高压断路器 图4-41是灭弧室的灭弧过程示意图。 （4）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。 图4-41 灭弧室灭弧过程示意图 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

92 §4.6.3 高压断路器 5. 高压真空断路器（ZN、ZW型） （1）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。 （2）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。 （3）ZN3-10型真空断路器的外形结构如图4-42所示

93 §4.6.3 高压断路器 图4-43 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 图4-42 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

94 §4.6.3 高压断路器 1）组成 ① 真空灭弧室 真空灭弧室由圆盘状的动静触头、屏蔽罩、波纹管屏蔽罩、绝缘外壳(陶瓷或玻璃制成外壳)等组成。 ② 操动机构 可配用CD系列电磁操动机构或CT系列弹簧操动机构。 ③ 绝缘体传动件 ④ 底座 2）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。 6. 六氟化硫（SF6）断路器（LN、LW型） （1）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 在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；

95 §4.6.3 高压断路器 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。 （2）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。 （3）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。

96 §4.6.3 高压断路器 （4） LN2-10型高压SF6断路器的外形结构如图4-44所示，其绝缘筒内灭弧室的剖面图和工作原理如图4-45所示。 1）组成 绝缘筒和灭弧室 操动机构箱 主要采用弹簧、液压操动机构 固定用小车 2）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。

97 §4.6.3 高压断路器 图4-45 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 图4-44 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

98 §4.6.3 高压断路器 7．高压开关设备的常用操动机构介绍 操动机构又称操作机构，是供高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关进行分、合闸及自动跳闸的设备。一般常用的有手动操动机构、电磁操动机构和弹簧储能操动机构。 操动机构的型号表示和含义如下： （1）CS系列手动操动机构

99 §4.6.3 高压断路器 1）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。 图4-46 是CS6型的手动操动机构和GN8型高压隔离开关的配合使用图。图4-47是CS2型手动操动机构的外形结构。

100 §4.6.3 高压断路器 图4-46 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 图4-47 CS2型手动操动机构的 外形结构 1－操作手柄 2－外壳 3－跳闸 指示牌4－脱扣器盒 5－跳闸铁心

101 §4.6.3 高压断路器 (2) 电磁操动机构 1)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。 图4-48是CD10型的外形和内部结构图。 图4-48 CD10型电磁操动机构 a)外形图 b) 剖面图 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 （3）CT系列的弹簧储能操动机构 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。

102 §4.7 低压开关设备 供配电系统中的低压开关设备种类繁多，本节重点介绍常用的刀开关、刀熔开关、负荷开关、低压断路器等的基本结构、用途和特性。 4.7.1 低压刀开关 文字符号QK 1. 作用 一种最普通的低压开关电器，适用于交流50Hz、额定电压380，直流440V，额定电流1500A及以下的配电系统中，作不频繁手动接通和分断电路或作隔离电源以保证安全检修之用。 2. 类型： (1) 按灭弧结构分 不带灭弧罩 不带灭弧罩的刀开关只能无负荷操作，起“隔离开关”的作用。 带灭弧罩 带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流，同时也具有“隔离开关”的作用。 （2）按极数分 单极、双极和三极刀开关。 （3）按操作方式分 手柄直接操作式和杠杆传动操作式。 （4）按用途分 单头刀开关 单头刀开关的刀闸是单向通断； 双头刀开关 双头刀开关的刀闸为双向通断，可用于切换操作，既用于两种以上电源或负载的转换和通断。

103 § 低压刀开关 3. 低压刀开关全型号的表示和含义如下：

104 7－静触头 8－连杆 9－操作手柄（中央杠杆操作）
§ 低压刀开关 3. HD13带灭弧罩的单头刀开关 是一种常用的低压刀开关，其基本结构如图4-49所示 图4-49 HD13型低压刀开关 1－上接线端子 2－钢栅片灭弧罩 3－闸刀 4－底座 5－下接线端子 6－主轴 7－静触头 8－连杆 9－操作手柄（中央杠杆操作）

105 § 刀熔开关 文字符号QKF或FU-QK 1．特点 是一种由低压刀开关和低压熔断器组合而成的低压电器，通常是把刀开关的闸刀换成熔断器的熔管。 2. 作用 具有刀开关和熔断器的双重功能，因此又称熔断器式刀开关。因为其结构的紧凑简化，又能对线路实行控制和保护的双重功能，被广泛地应用于低压配电网络中。 3. HR3刀熔开关 是最常见的刀熔开关之一。其结构如图4-50所示。它是将HD型刀开关的闸刀换成RT0型熔断器的具有刀形触头的熔管。 图4-50 刀熔开关的结构示意图 1－RT0型熔断器的熔体 2－弹性触座 3－连杆 4－操作手柄 5－配电屏面板

106 § 刀熔开关 4. HR5型新式刀熔开关 与HR3型的主要区别是用NT型低压高分断熔断器取代了RT0型熔断器作短路保护用。 特点 结构紧凑、使用维护方便、操作安全可靠；能进行单相熔断的监测，有效防止因熔断器的单相熔断所造成的电动机缺相运行故障。是目前被越来越多采用的一种新式刀熔开关， 5. 低压刀熔开关全型号的表示和含义如下：

107 §4.7.3 低压负荷开关 文字符号为QL 1. 特点 由带灭弧装置的刀开关与熔断器串联而成，外装封闭式铁壳或开启式胶盖的开关电器，又称“开关熔断器组”。 2. 作用 具有带灭弧罩的刀开关和熔断器的双重功能，既可带负荷操作，也能进行短路保护，但一般不能频繁操作，短路熔断后需重新更换熔体才能恢复正常供电。 3. 类型： （1）封闭式负荷开关（HH系列）将刀开关和熔断器的串联组合安装在金属盒（过去常用铸铁，现用钢板）内，因此又称“铁壳开关”。一般用于粉尘多，不需要频繁操作的场合，作为电源开关和小型电动机直接起动的开关，兼作短路保护用。 图4-51为一个HH系列封闭式负荷开关的结构示意图。 （2）开启式负荷开关（HK系列） 开启式负荷开关是采用瓷质胶盖，可用于照明和电热电路中作不频繁通断电路和短路保护用。 图4-51 HH系列封闭式负荷开关

108 §4.7.4 低压断路器 文字符号QF，俗称“低压自动开关”、“自动空气开关”或“空气开关”等。 1. 作用 是低压供配电系统中最主要的电器元件，不仅能带负荷通断电路，而且能在短路、过负荷、欠压或失压的情况下自动跳闸，断开故障电路。 2. 原理结构 其示意图如图 4-52所示。 图4-52 低压断路器工作原理示意图 1－主触头 2－跳钩 3－锁扣 4－分励脱扣器 5－失压脱扣器 6、7－脱扣按钮 8－电阻 9－热脱扣器 10－过电流脱扣器

109 §4.7.4 低压断路器 （1）主触头 用于通断主电路 （2）跳钩 它带有弹簧，用来控制主触头的通断动作 （3）锁扣 用来锁住或释放跳钩 （4）过电流脱扣器 当线路出现短路故障时，过电流脱扣器动作，将锁扣顶开，从而释放跳钩使主触头断开。 （5）热脱扣器 如果线路出现过负荷或失压情况，通过热脱扣器的动作，也使主触头以上述的同样原理断开。 （6）失压脱扣器 如果线路出现失压情况，通过失压脱扣器的动作，以同样原理使主触头断开。 （7）如果按下按钮6或7，使失压脱扣器或者分励脱扣器动作，则可以实现开关的远距离跳闸。 3. 低压断路器的种类 （1）按用途分 配电用断路器 电动机保护用断路器 照明用断路器 漏电保护断路器

110 §4.7.4 低压断路器 （2）按灭弧介质分 1) 空气断路器 2) 真空断路器 (3) 按极数分 单极断路器 双极断路器 三极断路器 四极断路器 注：小型断路器可经拼装由几个单极的组合成多极的。 （3）配电用断路器按结构分 塑料外壳式（装置式）断路器 框架式（万能式）断路器 (4) 配电用断路器按保护性能分 非选择型断路器 ①瞬时动作型，只作短路保护用；②长延时动作型，只作过负荷保护用；③两段保护为瞬时和长延时的组合。 选择型断路器 ①两段保护特性，瞬时和短延时两段组合；②三段保护特性，瞬时、短延时和长延时三段组合。

111 a) 瞬时动作特性 b) 两段保护特性 c) 三段保护特性
§4.7.4 低压断路器 图4-53所示为低压断路器的三种保护特性曲线。 图4-53 低压断路器的保护特性曲线 a) 瞬时动作特性 b) 两段保护特性 c) 三段保护特性 智能型断路器 脱扣器动作由微机控制，保护功能更多，选择性更好。 （5）按断路器中安装的脱扣器种类分 1）分励脱扣器 用于远距离跳闸（远距离合闸操作可采用电磁铁或电动储能合闸）。 2）欠压或失压脱扣器 用于欠压或失压(零压)保护，当电源电压低于定值时自动断开断路器。

112 §4.7.4 低压断路器 3）热脱扣器 用于线路或设备长时间过负荷保护，当线路电流出现较长时间过载时，金属片受热变形，使断路器跳闸。 4）过电流脱扣器 用于短路、过负荷保护，当电流大于动作电流时自动断开断路器。分瞬时短路脱扣器和过电流脱扣器(又分长延时和短延时两种)。 5）复式脱扣器 既有过电流脱扣器又有热脱扣器的功能。 4. 国产低压断路器全型号表示和含义如下：

113 §4.7.4 低压断路器 5. 塑料外壳式低压断路器(装置式自动开关)介绍 (1) 结构 封闭式结构，即所有机构及导电部分都装在塑料壳内，只在塑壳正面中央有外露的操作手柄供手动操作用。 目前常用的塑料外壳式低压断路器主要有DZ20、DZl5、DZXl0系列及引进国外技术生产的H系列、S系列、3VL系列、TO和TG系列等。 （2）特点 1）保护方案少 主要保护方案有热脱扣器保护和过电流脱扣器保护两种； 2）操作方法少 有手柄操作和电动操作（较大容量用）； 3）电流容量和断流容量都较小，但分断速度较快（断路时间一般不大于0.02s） （3）应用 塑料外壳式低压断路器结构紧凑，体积小，重量轻，操作简便，封闭式外壳的安全性好，因此，被广泛用作容量较小的配电支线的负荷端开关、不频繁起动的电动机开关、照明控制开关和漏电保护开关等。 （4） DZ20系列塑料外壳式低压断路器介绍

114 §4.7.4 低压断路器 图4-54为DZ20系列塑料外壳式低压断路器的结构图。DZ20型属我国生产的第二代产品，目前的应用较为广泛。它具有较高的分断能力，外壳的机械强度和电气绝缘性能也较好，而且所带的附件较多。 图4-54 DZ20型塑料外壳式低压断路器 1－引入线接线端 2－主触头 3－灭弧室 4－操作手柄 5－跳钩 6－锁扣 7－过电流脱扣器 8－塑料壳盖 9－引出线接线端 10－塑料底座

115 §4.7.4 低压断路器 6. 低压断路器操作手柄的三个位置，如图 4-55所示。在壳面中央有分合位置指示。 注：把下面三个图用动画形式演示其合闸、自由脱扣、分闸和再扣的动作过程。 ①合闸位置（图4-55a） 手柄扳向上方，跳钩被锁扣扣住，断路器处于合闸状态。 图4-55 低压断路器操作手柄位置示意图 合闸位置 1－操作手柄 2－操作杆 3－弹簧 4－跳钩 5－锁扣6－牵引杆 7－上连杆 8－下连杆 9－动触头 10－静触头

116 §4.7.4 低压断路器 ②自由脱扣位置(图4-55b) 手柄位于中间位置，是当断路器因故障自动跳闸，跳钩被锁扣脱扣，主触头断开的位置； 图4-55 低压断路器操作手柄位置示意图 合闸位置 1－操作手柄 2－操作杆 3－弹簧 4－跳钩 5－锁扣6－牵引杆 7－上连杆 8－下连杆 9－动触头 10－静触头

117 §4.7.4 低压断路器 ③分闸和再扣位置（图4-55c） 手柄扳向下方，这时，主触头依然断开，但跳钩被锁扣扣住，为下次合闸做好准备。断路器自动跳闸后，必须把手柄扳在此位置，才能将断路器重新进行合闸，否则是合不上的。 图4-55 低压断路器操作手柄位置示意图 合闸位置 1－操作手柄 2－操作杆 3－弹簧 4－跳钩 5－锁扣6－牵引杆 7－上连杆 8－下连杆 9－动触头 10－静触头 注：塑料外壳式低压断路器和框架式断路器的手柄操作都如此。

118 §4.7.4 低压断路器 7. 框架式低压断路器(万能式低压断路器)介绍 (1) 结构 为框架式结构，整个装置装设在金属或塑料的框架上。 目前，主要有DWl5，DWl8、DW40、 CBll(DW48)、DW 914等系列及引进国外技术生产的ME系列、AH系列等。其中DW40、CBll系列采用智能型脱扣器，可实现微机保护。 (2) 特点 1）框架式低压断路器的保护方案和操作方式较多，既有手柄操作，又有杠杆操作、电磁操作和电动操作等。而且其安装地点也很灵活，既可装在配电装置中，又可安在墙上或支架上。 2）相对于塑料外壳式低压断路器，框架式低压断路器的电流容量和断流能力较大，不过，其分断速度较慢（断路时间一般大于0.02s）。 (3) 应用 框架式低压断路器主要用于配电变压器低压侧的总开关、低压母线的分段开关和低压出线的主开关。

119 §4.7.4 低压断路器 (4) DW15型低压断路器介绍 图4-56是目前推广应用的DW15型低压断路器的外形图和内部结构图。 图4-56 DW15型框架式低压断路器 a) 外形图 b) 内部结构图 1－灭弧罩 2－电磁铁 3－主轴 4－动触头 5－静触头 6－欠电压脱扣器 7－快速电磁铁 8－电流互感器或电流电压变换器 9－热脱扣器或电子脱扣器 10－阻容延时装置 11－操作机构 12－指示牌 13－手动断开按钮 14－分励脱扣器

120 §4.7.4 低压断路器 1) 主要结构及特点 ① 触头系统 安装在绝缘底板上，由静触头、动触头和弹簧、连杆、支架等组成。灭弧室里采用钢纸板材料和数十片铁片作灭弧栅来加强电弧的熄灭。 ② 操作机构 由操作手柄和电磁铁操作机构及强力弹簧组成。 ③ 脱扣器系统 脱扣系统有过负荷长延时脱扣器、短路瞬时脱扣器、欠电压脱扣器和分励脱扣器等；带有电子脱扣器的万能式断路器还可以把过负荷长延时、短路瞬时、短路短延时、欠电压瞬时和延时脱扣的保护功能汇集在一个部件中，并利用分励脱扣器来使断路器断开。 8. 漏电保护装置的介绍 漏电保护装置又称漏电保护器，是漏电电流动作保护器的简称。 (1) 作用 防止因电气设备或线路漏电而引起火灾、爆炸等事故，并对有致命危险的人身触电事故进行保护。 说明：由于漏电电流大多小于过电流保护装置（如低压断路器）的动作电流，因此当因线路绝缘损坏等造成漏电时，过电流保护装置不会动作，从而无法及时断开故障回路，以保护人身和设备的安全。因此，对TN-C和TN-S系统，必须考虑装设漏电保护装置。

121 §4.7.4 低压断路器 （2）漏电保护器的结构和工作原理 1）定义 漏电保护器是在漏电电流达到或超过其规定的动作电流值时能自动断开电路的一种开关电器。 2）结构 可分为三个功能组： ① 故障检测用的零序电流互感器； ② 将测得的电参量变换机械脱扣的漏电脱扣器； ③ 包括触头的操作机构。 3）工作原理 当电气线路正常工作时，通过零序电流互感器一次侧的三相电流相量和或瞬时值的代数和为零，因此其二次侧无电流； 在出现绝缘故障时，漏电电流或触电电流通过大地与电源中性点形成回路，这时，零序电流互感器一次侧的三相电流之和不再是零，从而在二次绕组中产生感应电流并通过漏电脱扣器和操作机构的动作来断开带有绝缘故障的回路。

122 图4-57 电磁式漏电保护断路器的结构和保护原理示意图 a) 电磁式漏电保护断路器的保护原理示意图 b) 电磁式漏电保护断路器的结构
§4.7.4 低压断路器 4）漏电保护器根据其脱扣器的不同有电磁式和电子式两类。 ① 电磁式漏电保护器 由零序电流互感器检测到的信号直接作用于释放式漏电脱扣器，使漏电保护器动作，其结构和工作原理如图4-57所示。 图4-57 电磁式漏电保护断路器的结构和保护原理示意图 a) 电磁式漏电保护断路器的保护原理示意图 b) 电磁式漏电保护断路器的结构

123 §4.7.4 低压断路器 ② 电子式漏电保护器 利用零序电流互感器检测到的信号通过电子放大线路放大后，触发晶闸管或晶体管开关电路来接通漏电脱扣器线圈，使漏电保护器动作，其结构和工作原理如图4-58所示。 图 4-58 电子式漏电保护断路器的结构和保护原理示意图 YR－漏电脱扣器 AD－电子放大器 TAN－零序电流互感器 R－电阻 SB－试验按钮 M－电动机或其他负荷

124 §4.7.4 低压断路器 1） 漏电开关 由零序电流互感器、漏电脱扣器和主回路开关组装在一起，同时具有漏电保护和通断电路的功能。其特点是在检测到触电或漏电故障时，能直接断开主回路。 2）漏电断路器 由塑料外壳断路器和带零序电流互感器的漏电脱扣器组成，除了具有一般断路器的功能外，还能在线路或设备出现漏电故障或人身触电事故时，迅速自动断开电路，以保护人身和设备的安全。 漏电断路器又分为单相小电流家用型和工业用型两类。常见的型号有DZ15L、DZ47L、DZL29和LDB型等系列，适用于低压线路中，作线路和设备的漏电和触电保护用。 3）漏电继电器 由零序电流互感器和继电器组成，只有检测和判断漏电电流的功能，但不能直接断开主回路。 4）漏电保护插座 由漏电断路器和插座组成，这种插座具有漏电保护功能，但电流容量和动作电流都较小，一般用于可携带式用电设备和家用电器等的电源插座。

125 § 4.8 避雷器 4.8 避雷器 避雷器—文字符号F 作用 是用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的 雷电过电压的损害、或避免由操作引起的内部过电压损害的保护设备， 是电力系统中重要的保护设备之一。 2. 基本使用原理 避雷器必须与被保护设备并联连接，而且须安装在被保护设备的电源侧，如图4-59所示。当线路上出现危险的过电压时，避雷器的火花间隙会被击穿，或者由高阻变为低阻，通过避雷器的接地线使过电压对大地放电，以保护线路上的设备免受过电压的危害。 3. 类型介绍(国内普遍使用的避雷器) （1） 阀式避雷器(包括普通阀式避雷器FS、FZ型和磁吹阀式避雷器) （2） 金属氧化物避雷器（氧化锌避雷器） 是一种新型避雷器，是传统碳化硅阀式避雷器的更新换代产品，在电站及变电所中已得到了广泛的应用。

126 § 阀式避雷器 （3） 排气式避雷器（管型避雷器） 主要用于室外架空线路上，在工厂变配电所中使用较少。 （4） 保护间隙 一般用于室外不重要的架空线路上，在工厂变配电所中使用较少。 阀式避雷器 阀式避雷器又称阀型避雷器。 1. 阀型避雷器的全型号表示和含义如下： F □ □－□ 变配电所用 S－ Z－电站用 C－磁吹式 阀式避雷器 额定电压（KV） 结构用途代号 设计序号 (1) 火花间隙 用铜片冲制而成，每对为一个间隙，中间用厚度约为0.5～1mm的云母片(垫圈式)隔开，如图4-60a所示。 2. 结构和工作原理 火花间隙的作用：在正常工作电压下，火花间隙不会被击穿，从而隔断工频电流；在雷电过电压出现时，火花间隙被击穿放电，电压加在阀片电阻上。

127 a) 单元火花间隙 b) 阀片 c) 阀片电阻特性曲线
§ 阀式避雷器 (2) 阀片电阻 通常是碳化硅颗粒制成，如图4-60b所示。这种阀片具有非线性特性，在正常工作电压下，阀片电阻值较高，起到绝缘作用；出现过电压时，电阻值变得很小，如图4-60c所示。 （3）工作原理 当火花间隙被击穿后，阀片能使雷电流向大地泄放到。当雷电过电压消失后，阀片的电阻值又变得很大，使火花间隙电弧熄灭，绝缘恢复，切断工频续流，从而恢复和保证线路的正常运行。雷电流流过阀片时要形成电压降(称为残压)，加在被保护电气设备上。残压不能过高，否则会使设备绝缘击穿。 图4-60 阀式避雷器的结构组成及阀片电阻特性 a) 单元火花间隙 b) 阀片 c) 阀片电阻特性曲线 注：阀式避雷器的火花间隙和阀片的数量与工作电压的高低成比例 图4-61a是FS4-10型高压阀式避雷器的结构图。

128 § 阀式避雷器 高压阀式避雷器串联多个单元的火花间隙，目的是可以实现长弧切短灭弧法，来提高熄灭电弧的能力。阀片电阻的限流作用是加速电弧熄灭的主要因素。 图 4-61 高低压普通阀式避雷器结构 FS4-10型 1－上接线端子 2－火花间隙 3－云母垫圈 4－瓷套管 5－阀片 6－下接线端子

129 1－上接线端子 2－火花间隙 3－云母垫圈 4－瓷套管
§ 阀式避雷器 2) 图4-61b是FS-0.38低压阀式避雷器的结构图。 图 4-61 高低压普通阀式避雷器结构 FS-0.38型 1－上接线端子 2－火花间隙 3－云母垫圈 4－瓷套管 5－阀片 6－下接线端子 3. FS型阀式避雷器 火花间隙旁无并联电阻，适用于10KV及以下的中小型变配电所中电气设备的过电压保护。 4. FZ型阀式避雷器 火花间隙旁并联有分流电阻，其主要作用是使火花间隙上的电压分布比较均匀，从而改善阀式避雷器的保护性能。FZ型避雷器一般用于发电厂和大型变配电站的过电压保护。

130 § 金属氧化物避雷器 (2) 有间隙金属氧化物避雷器 5. FC型磁吹阀式避雷器 其内部附加有一个磁吹装置，利用磁力吹弧来加速火花间隙中电弧的熄灭，从而进一步提高了避雷器的保护性能，降低残压，一般专用于保护重要且绝缘比较差的旋转电机等设备。 4.8.2 金属氧化物避雷器 金属氧化物避雷器是目前最先进的过电压保护设备，是以氧化锌电阻片为主要元件的一种新型避雷器。 1. 氧化锌电阻片（阀片）特性 比炭化硅阀片具有更优越的非线性特性。在线路电压正常时其具有极高的电阻从而呈绝缘状态（仅有几百微安的电流通过）；而在雷电过电压作用下，其电阻又变得很小，能很好地释放雷电流。 2. 类型介绍 (1) 无间隙金属氧化物避雷器 无火花间隙，采用氧化锌电阻片。由于氧化锌电阻阀片十分优良的非线性特性，从而无需串联火花间隙，使其结构更先进合理，而且使其保护特性仅由雷电流在阀片上产生的电压降来决定，有效地限制了雷电过电压和操作过电压的影响。 有串联或并联的火花间隙，阀片采用了氧化锌电阻片。由于氧化锌电阻阀片的优越的非线性特性，使其有取代炭化硅阀式避雷器的趋势。

131 § 金属氧化物避雷器 上述两种金属氧化物避雷器的工作原理和外形均与采用炭化硅阀片的阀式避雷器基本相似 3. 产品介绍 氧化锌避雷器主要有普通型(基本型) 氧化锌避雷器、有机外套氧化锌避雷器、整体式合成绝缘氧化锌避雷器、压敏电阻氧化锌避雷器等类型。 图4-62a所示是基本型(Y5W-10／27)型的外形图

132 § 金属氧化物避雷器 图4-62b所示是有机外套型 (HY5WS(2)) 的外形图

133 § 金属氧化物避雷器 图4-62c所示是整体式合成绝缘氧化锌避雷器(ZHY5W)的外形图 (1) 有机外套氧化锌避雷器 分无间隙和有间隙两种。 1) 优点 保护特性好、通流能力强、体积小、重量轻、不易破损、密封性好、耐污能力强等。 2) 无间隙有机外套氧化锌避雷器广泛应用于变压器、电机、开关、母线等电气设备的防雷保护， 1.2 力对点之矩

134 § 金属氧化物避雷器 3) 有间隙有机外套氧化锌避雷器主要用于6～10kV中性点非直接接地配电系统中的变压器、电缆头等交流配电设备的防雷保护。 (2) 整体式合成绝缘氧化锌避雷器 1) 特点 是整体模压式无间隙避雷器，使用少量的硅橡胶作为合成绝缘材料，采用整体模压成型技术。具有防爆防污、耐磨抗震能力强，体积小，重量轻等优点，还可以采用悬挂绝缘子的方式，省去了绝缘子。 2) 应用 主要用于3kV～10kV电力系统中电气设备的防雷保护。 (3) MYD系列氧化锌压敏电阻避雷器 1) 特点 是一种新型半导体陶瓷产品，通流容量大、非线性系数高、残压低、漏电流小、无续流、响应时间快。 2) 应用 应用于几伏到几万伏交直流电压的电气设备的防雷、操作过电压保护，对各种过电压具有良好的抑制作用。 4. 金属氧化物避雷器的全型号表示和含义如下：

135 § 4.9 成套配电装置 Y □ □ □ □－□ 金属氧化物避雷器 额定放电电流（KA） 额定电压（KV） W－无放电间隙 C－串有放电间隙 B－并有放电间隙 结构特性代号 设计序号 R－电容器组用 Z－电站用 X－线路保护用 S－变配电所用 D－电机用 应用场合代号 应用场合代号 注：有机外套和整体式合成绝缘氧化锌避雷器的型号表示式是，在基本型“Y”前分别加“H”和“ZH"，其后面几个字母的含义与基本型相同。 4.9 成套配电装置 1. 配电装置的定义 按电气主接线的要求，把一、二次电气设备如开关设备、保护电器、监测仪表、母线和必要的辅助设备组装在一起构成的在供配电系统中进行接受、分配和控制电能的总体装置。 2. 配电装置的类型 (1) 按安装的地点分 户内配电装置和户外配电装置。（为了节约用地，一般35kV及以下配电装置宜采用户内式。）

136 § 4.9 成套配电装置 (2) 配电装置还可分为 1) 装配式配电装置 电气设备在现场组装的配电装置称为装配式配电装置； 2) 成套配电装置 是制造厂成套供应的设备，在制造厂按照一定的线路接线方案预先把电器组装成柜再运到现场安装。 注：一般企业的中小型变配电所多采用成套配电装置。制造厂可生产各种不同的一次线路方案的成套配电装置供用户选用。 ① 高压成套配电装置(高压开关柜) 高压开关柜则有户内式和户外式两种。 ② 低压成套配电装置(低压配电屏和配电箱) 低压成套配电装置通常只有户内式一种。 另外还有一些成套配电装置，如高、低压无功功率补偿成套装置，高压综合启动柜等也常使用。 4.9.1 高压成套配电装置(高压开关柜) 1. 高压成套配电装置定义 是按不同用途和使用场合．将所需一、二次设备按一定的线路方案组装而成的一种成套配电设备，用于供配电系统中的馈电、受电及配电的控制、监测和保护，主要安装有高压开关电器、保护设备、监测仪表和母线、绝缘子等。 2. 高压成套配电装置的分类 (1) 按主要设备的安装方式分 固定式和移开式（手车式）

137 § 4.9 成套配电装置 (2) 按开关柜隔室的构成形式分 铠装式、间隔式、箱型、半封闭型等 （3）按母线系统分 单母线型、单母线带旁路母线型和双母线型 （4）根据一次电路安装的主要元器件和用途分 断路器柜、负荷开关柜、高压电容器柜、电能计量柜、高压环网柜、熔断器柜、电压互感器柜、隔离开关柜、避雷器柜等。 3. 高压开关柜的"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（防止带负荷推拉小车） ③防止带电挂接地线（防止带电合接地开关） ④防止带接地线（接地开关处于接地位置时）送电 ⑤防止误入带电间隔。 4． 新系列高压开关柜的全型号表示和含义如下：

138 § 4.9 成套配电装置 5. 固定式高压开关柜 柜内所有电器部件包括其主要设备如断路器、互感器和避雷器等都固定安装在不能移动的台架上。 （1）固定式高压开关柜的特点 1）优点 构造简单，制造成本低，安装方便等优点； 2）缺点 内部主要设备发生故障或需要检修时，必须中断供电，直到故障消失或检修结束后才能恢复供电。 （2）固定式高压开关柜的应用 一般用在企业的中小型变配电所和负荷不是很重要的场所。 （3）HXGN系列的固定式高压环网柜介绍 高压环网柜是为适应高压环形电网的运行要求设计的一种专用开关柜。

139 § 4.9 成套配电装置 1）组成 高压环网柜主要采用负荷开关和熔断器的组合方式，正常电路通断操作由负荷开关实现，而短路保护由具有高分断能力的熔断器来完成。 2）特点 这种负荷开关加熔断器的组合柜与采用断路器的高压开关柜相比，体积和重量都明显减少，价格也便宜很多。（而一般6～10KV的变配电所，负荷的通断操作较频繁，短路故障的发生却是个别的，因此，采用负荷开关－熔断器的环网柜更为经济合理。） 3）应用 主要适用于环网供电系统、双电源辐射供电系统或单电源配电系统，可作为变压器、电容器、电缆、架空线等电器设备的控制和保护装置，亦适用箱式变电站，作为高压电器设备。 4）HXGN1-10高压环网柜的外形图和内部剖面图如图4-63所示。

140 1－下门 2－模拟电路 3－显示器 4－观察孔 5－上门 6－铭牌 7－组合开关 8－母线
§ 4.9 成套配电装置 图4-63 HXGN1-10型高压环网开关柜 a) 外形图 b) 剖面图 1－下门 2－模拟电路 3－显示器 4－观察孔 5－上门 6－铭牌 7－组合开关 8－母线 9－绝缘子 10、14－隔板 11－照明灯 12－端子板 13－旋钮 15－负荷开关 16、24－连杆 17－负荷开关操动机构 18、22－支架 19－电缆（自备） 20－固定电缆支架 21－电流互感器 23－高压熔断器

141 § 4.9 成套配电装置 ① 由三个间隔组成：电缆进线间隔、电缆出线间隔、变压器回路间隔。 ② 主要电气设备： 高压负荷开关、高压熔断器、高压隔离开关、接地开关、电流和电压互感器、避雷器等。 ③ 特点： 具有可靠的防误操作设施，有“五防”功能。在我国城市电网改造和建设中得到广泛的应用。 （4）XGN系列的箱型固定式金属封闭高压开关柜 金属封闭开关柜是指开关柜内除进出线外，其余完全被接地金属外壳封闭的成套开关设备。 XGN系列箱型固定式金属封闭开关柜是我国自行研制开发的新一代产品 1）主要电气设备 采用ZN28、ZN28E、ZN12等多种型号的真空断路器，也可以采用少油断路器；隔离开关采用先进的GN30-10型旋转式隔离开关； 2）特点 技术性能高，设计新颖；柜内仪表室、母线室、断路器室、电缆室用钢板分隔封闭，使之结构更加合理、安全，可靠性高，运行操作及检修维护方便；在柜与柜之间加装了母线隔离套管，避免一个柜子故障时波及邻柜。

142 § 4.9 成套配电装置 3）XGN2—10系列开关柜外形和内部结构图如图4-64所示。 图4-64 XGN2—10－07D型金属封闭高压开关柜 A)外形图 B) 内部结构图 1－母线室 2－压力释放通道 3－仪表室 4－二次小母线室 5－组合开关室 6－手动操动机构及联锁机构 7－主开关室 8－电磁操动机构 9－接地母线 10电缆室

143 § 4.9 成套配电装置 ① 应用 该型号适用于3～10KV单母线、单母线带旁路系统中作为接受和分配电能的高压成套设备 ② 结构 金属封闭箱型结构,柜体骨架由角钢焊接而成，柜内由钢板分割成断路器室、母线室、电缆室、继电器室,并可通过门面的观察窗和照明灯观察柜内各主要元件的运行情况。 ③特点 具有较高的绝缘水平和防护等级，内部不采用任何形式的相间和相对地隔板及绝缘气体，二次回路不采用二次插头（即无论在何种状态下，保护和控制回路始终是贯通的），产品的各项技术指标符合GB3906《3～35KV交流金属封闭开关设备》和国际标准(IEC)及“五防”要求。 （5）KGN系列的固定式交流金属铠装高压开关柜 金属铠装开关柜是指柜内的主要组成部件(如断路器、互感器、母线等)分别装在接地金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。它具有”五防”功能,其性能符合IEC标准。 6. 手车式（移开式）高压开关柜 （1）结构特点

144 § 4.9 成套配电装置 是将成套高压配电装置中的某些主要电器设备（如高压断路器、电压互感器和避雷器等）固定在可移动的手车上，另一部分电器设备则装置在固定的台架上。当手车上安装的电器部件发生故障或需检修、更换时，可以随同手车一起移出柜外，再把同类备用手车（与原来的手车同设备、同型号）推入，就可立即恢复供电。因为可以把手车从柜内移开，又称之为移开式高压开关柜。 （2）使用特点 相对于固定式开关柜，手车式高压开关柜的停电时间大大缩短；检修方便安全，恢复供电快，供电可靠性高，但价格较高。主要用于大中型变配电所和负荷较重要、供电可靠性要求较高的场所。 注：手车式高压开关柜的主要新产品有JYN系列、KYN等系列等。 （3）KYN系列金属铠装移开式高压开关柜 1）应用特点 是消化吸收国内外先进技术，根据国内特点设计研制的新一代开关设备。用于接受和分配高压、三相交流50Hz单母线及母线分段系统的电能并对电路实行控制、保护和监测的户内成套配电装置。主要用于发电厂，中小型发电机送电，工矿企业配电以及电业系统的二次变电所的受电，送电及大型高压电动机起动及保护等。

145 § 4.9 成套配电装置 2）KYN28A-12型开关柜 其外形结构和内部剖面图如图4-65所示。 ① 该类型可分为靠墙安装的单面维护型和不靠墙安装的双面维护型。由固定的柜体和可抽出部件（手车）两大部分组成。 ② 开关柜完全金属铠装，由金属板分隔成手车室、母线室、电缆式和继电器仪表室，每一单元的金属外壳均独立接地。 ③ 在手车室、母线室、电缆室的上方均设有压力释放装置，当断路器或母线发生内部故障电弧时，伴随电弧的出现，开关柜内部气压上升达到一定值后，压力释放装置释放压力并排泄气体，以确保操作人员和开关柜的安全。 ④ 配用真空断路器手车，性能可靠、安全，可实现长年免维修。该开关柜也具有“五防”功能。

146 17－加热去湿器18－可抽出式隔板 19－接地开关操作机构 20－控制小线槽 21－底板
§ 4.9 成套配电装置 图4-65 KYN28A-12型金属铠装移开式高压开关柜 a) 不靠墙安装的结构图 b)外形图 c) 靠墙安装的结构图 A－母线室 B－断路器手车室 C－电缆室 D－继电器仪表室1－泄压装置 2－外壳 3－分支母线 4－母线套管 5－主母线 6－静触头装置7－静触头盒 8－电流互感器 9－接地开关 10－电缆 11－避雷器 12－接地母线13－装卸式隔板 14－隔板（活门） 15－二次插头 16－断路器手车 17－加热去湿器18－可抽出式隔板 19－接地开关操作机构 20－控制小线槽 21－底板

147 § 4.9 成套配电装置 （4） JYN系列户内交流金属封闭移开式高压开关柜 1）应用 在高压、三相交流50Hz的单母线及单母线分段系统中作为接受和分配电能用的户内成套配电装置。 2）特点 整个柜是间隔型结构，由固定的壳体和可移开的手车组成。柜体用钢板或绝缘板分隔成手车室、母线室、电缆室和继电器仪表室，而且具有良好的接地装置和“五防”功能。 3）JYN2A-10型金属封闭移开式高压开关柜 其外形图和内部剖面图如图4-66所示。

148 图4-66 JYN2A-10型金属封闭移开式高压开关柜
§ 4.9 成套配电装置 图4-66 JYN2A-10型金属封闭移开式高压开关柜 a) 外形图 b) 剖面 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-厂标牌9-门锁 10-仪表室门 11-仪表 12-穿墙套管 13-上进线室 14-母线 15-支持瓷瓶16-吊环 17-小母线 18-继电器安装板 19-仪表室 20-减震器 21-紧急分闸装置 22-二次插件 23-分合指示器 24-油标 25-断路器 26-手车 27-一次锁定连锁结构 28-手车室29-绝缘套筒 支母线 31-互感器室 32-互感器 33-高压指示装置 34-一次触头盒 35-母线室

149 § 低压成套配电装置 1. 定义 包括低压配电屏(柜)和配电箱，它们是按一定的线路方案将有关的低压一、二次设备组装在一起的一种成套配电装置，在低压配电系统中作控制、保护和计量之用。 2. 低压配电屏(柜)的类型 1）固定式 所有电器元件都为固定安装、固定接线； 2）抽屉式 电器元件是安装在各个抽屉内，再按一、二次线路方案将有关功能单元的抽屉叠装在封闭的金属柜体内，可按需要推入或抽出； 3）混合式 安装方式为固定和插入混合安装。 3. 低压配电箱的类型 1）动力配电箱 2）照明配电箱 4. 新系列低压配电屏（柜）的全型号表示和含义如下:

150 § 低压成套配电装置 5. 低压配电箱的型号表示和含义如下：

151 § 低压成套配电装置 6. 低压配电屏(柜)介绍 （1）固定式低压配电屏 固定式低压配电屏结构简单，价格低廉，故应用广泛。目前使用较广的有PGL、GGL、GGD等系列。适用于发电厂、变电所和工矿企业等电力用户作动力和照明配电用。 1）PGL1、2固定式低压配电屏 图4-67为PGL1、2型的外形图。 结构合理、互换性好、安装方便、性能可靠，目前的使用较广，但它的开启式结构使在正常工作条件下的带电部件如母线、各种电器、接线端子和导线从各个方面都可触及到，所以，只允许安装在封闭的工作室内，现正在被更新型的GGL、GGD和MSG等系列所取代。

152 1－仪表板 2－操作板 3－检修门 4－中性母线绝缘子 5－母线绝缘框 6－母线防护罩
§ 低压成套配电装置 图4-67 PGL型低压配电屏外形 1－仪表板 2－操作板 3－检修门 4－中性母线绝缘子 5－母线绝缘框 6－母线防护罩

153 § 低压成套配电装置 2）GGL系列固定式低压配电屏 技术先进，符合IEC标准，其内部采用ME型的低压断路器和NT型的高分断能力熔断器，它的封闭式结构排除了在正常工作条件下带电部件被触及的可能性，因此安全性能好，可安装在有人员出入的工作场所中。 3)GGD系列交流固定式低压配电屏 是按照安全、可靠、经济、合理为原则而开发研制的一种较新产品，和GGL一样都属封闭式结构。它的分断能力高，热稳定性好，接线方案灵活，组合方便，结构新颖，外壳防护等级高，系列性实用性强，是一种国家推广使用的更新换代产品。适用于发电厂、变电所、厂矿企业和高层建筑等电力用户的低压配电系统中，作动力、照明和配电设备的电能转换和分配控制用。它的外形如图4-68所示。

154 § 低压成套配电装置 图4-68 GGD型高压固定式开关柜的外形图 (2) 抽屉式低压配电屏（柜）介绍 1）应用特点 体积小、结构新颖、通用性好、安装维护方便、安全可靠，被广泛应用于工矿企业和高层建筑的低压配电系统中作受电、馈电、照明、电动机控制及功率补偿之用。

155 § 低压成套配电装置 注：国外的低压配电屏几乎都为抽屉式，尤其是大容量的还做成手车式。近年来，我国通过引进技术生产制造的各类抽屉式配电屏也逐步增多。 目前，常用的抽屉式配电屏有BFC、GCL、GCK等系列，它们一般用作三相交流系统中的动力中心(PC)和电动机控制中心(MCC)的配电和控制装置。 2)GCK型抽屉式低压配电柜 图4-69为GCK型抽屉式低压配电柜的结构图。 1. GCK系列结构特点 是一种用标准模件组合成的低压成套开关设备，分动力配电中心(PC)柜、电动机控制中心(MCC)柜和功率因数自动补偿柜。柜体采用拼装式结构，开关柜各功能室严格分开，主要隔室有功能单元室、母线室、电缆室等，一个抽屉为一个独立功能单元，各单元的作用相对独立，且每个抽屉单元均装有可靠的机械连锁装置，只有在开关分断的状态下才能被打开。

156 § 低压成套配电装置 图4-69 GCK型低压抽屉式配电柜

157 § 低压成套配电装置 ② 使用特点 分断能力高，热稳定性好，结构先进、合理，系列性、通用性强，防护等级高，安全可靠，维护方便，占地少等。 ③ 应用 该系列产品适用于厂矿企业及建筑物的动力配电、电动机控制、照明等配电设备的电能转换分配控制之用及冶金、化工、轻工业生产的集中控制之用。 3）多米诺（DOMINO）组合式低压动力配电屏简介 是一种引进国外先进技术生产的组合式低压动力配电屏，它采用组合式柜架结构，只用很少的柜架组件就可按需要组装成多种尺寸、多种类型的柜体的配电屏。与传统的配电屏相比，它的主要特点是：屏内有电缆通道，顶部和底部均有电缆进出口；各回路采用间隔式布置，有故障时可互不影响；配电屏的门上有机械连锁和电气连锁；具有自动排气防爆功能；抽屉有互换性，并有工作、试验、断离和抽出四个不同位置；断流能力大；屏的两端可扩展。该类型用于低压供配电系统中作动力供配电、电动机控制和照明配电用。 （3） 混合式低压配电屏（柜）

158 § 低压成套配电装置 混合式低压配电屏（柜）的安装方式既有固定的，又有插入式的，类型有ZH1、GHL等，兼有固定式和抽屉式的优点。其中，GHK-1型配电屏内采用了NT系列熔断器，ME系列断路器等先进新型的电气设备，可取代PGL型低压配电屏、BFC抽屉式配电屏和XL型动力配电箱。 7. 动力和照明配电箱 （1）定义 从低压配电屏引出的低压配电线路一般经动力或照明配电箱接至各用电设备，它们是车间和民用建筑的供配电系统中对用电设备的最后一级控制和保护设备。 （2）配电箱的安装方式： 1)靠墙式 靠墙落地安装 2)悬挂式 挂在墙壁上明装 3)嵌入式 嵌在墙壁里暗装。 (3) 配电箱的类型 1）动力配电箱 动力配电箱通常具有配电和控制两种功能，主要用于动力配电和控制，但也可用于照明的配电与控制。 常用的动力配电箱有XL、XLL2、XF-10、BGL、BGM型等，其中，BGL和BGM型多用于高层建筑的动力和照明配电。

159 § 低压成套配电装置 2）照明配电箱 照明配电箱主要用于照明和小型动力线路的控制、过负荷和短路保护。 照明配电箱的种类和组合方案繁多，其中XXM和XRM系列适用于工业和民用建筑的照明配电，也可用于小容量动力线路的漏电、过负荷和短路保护。 XX(R) 照明配电箱

160 4．电力变压器主要用于公用电网和工业电网中，将某一给定电压值的电能转变为所要求的另一电压值的电能，以利于电能的合理输送、分配和使用。
小结 本章主要介绍变配电所常用高低压电气设备的结构，工作原理，类型和使用特点。 1．供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有电气设备。 2．一次电路又叫一次系统，是指供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路，其中的电气设备就称为一次设备或一次电器；一次设备按功能可分为变换设备、控制设备、保护设备、补偿设备、成套设备。二次回路是指用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路，其中的电气设备就称为二次设备或二次电器。 3．电弧产生的根本原因是触头周围存在大量可被游离的介质，电弧产生的过程中，有高电场发射、热电发射、碰撞游离和热游离等物理过程。灭弧的条件是去游离率大于游离率，去游离率方式有复合和扩散。开关电器中常用的灭弧方法有7种，即速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧(纵吹、横 4．电力变压器主要用于公用电网和工业电网中，将某一给定电压值的电能转变为所要求的另一电压值的电能，以利于电能的合理输送、分配和使用。

161 小结 5．互感器的作用是使二次设备与一次电路隔离和扩大仪表、继电器的使用范围。电流互感器二次额定电流一般为5A，电流互感器串联于线路中，有四种结线方式；在使用时要注意：①二次侧不得开路，不允许装设开关或熔断器；②二次侧有一端必须接地；③注意端子的极性。电压互感器二次额定电压一般为100V，常用的电压互感器有单相和三相(五芯柱式)两类。电压互感器并联在线路中，通常接在母线上，有四种结线方式；电压互感器在使用时要注意：①一、二侧均不得短路；②二次侧有一端必须接地；③注意端子的极性。 6．熔断器分为高压熔断器和低压熔断器两种。高压熔断器有户内、户外两种类型，一般跌开式熔断器和负荷型跌开式熔断器为“非限流”式。低压熔断器主要用于低压线路及设备的过载和短路保护，有插入式（RC型）、螺旋式（RL型）、无填料密闭管式（RM型）、有填料封闭管式（RT型）及引进技术生产的有填料管式gF、aM系列和高分断能力的NT型等。按保护性能也可分为有限流特性和无限流特性两种。

162 小结 7．高压开关设备主要有高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关等。高压断路器的作用是断开或接通负荷，故障时断开短路电流，有油断路器，真空断路器，SF6断路器三种类型。高压隔离开关主要功能是隔离高压电源，保证人身和设备检修安全，它不能带负荷操作，常与断路器配合使用并装设在电源侧。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，由于断流能力有限，常与高压熔断器配合使用。 8．低压开关设备主要有低压断路器、低压熔断器、低压刀开关等。低压断路器是一种能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷、欠压或失压时自动跳闸的电气开关设备，低压断路器有万能式(框架结构)和塑壳式(装置式)两大类型，按安装方式分有抽屉式和固定式两种；按用途分有配电用、电动机保护、照明、漏电保护四种。 9．避雷器是保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或内部过电压损害的一种保护设备，有保护间隙、管型、阀型、金属氧化物等几种类型，在成套装置中氧化锌避雷器使用较为广泛。

163 小结 10．成套配电装置是制造厂成套供应的设备，在制造厂按照一定的线路结线方案预先把电器组装成柜再运到现场安装。按电压高低可分为高压成套配电装置(也称高压开关柜)和低压成套配电装置(低压配电屏和配电箱)。高压开关柜有固定式和移开式两大类。固定式高压开关柜的柜内所有电器部件包括其主要设备如断路器、互感器和避雷器等都固定安装在不能移动的台架上，一般用在企业的中小型变配电所和负荷不是很重要的场所。 新型固定式高压开关柜常用的有HXGN系列（固定式高压环网柜）、XGN系列（交流金属箱型固定式封闭高压开关柜）和KGN系列（交流金属铠装固定式高压开关柜）等。手车式高压开关柜是将成套高压配电装置中的某些主要电器设备固定在可移动的手车上，它检修方便安全，恢复供电快，供电可靠性高，但价格较高，主要用于大中型变配电所和负荷较重要、供电可靠性要求较高的场所，主要新产品有JYN系列、KYN等系列等。低压配电屏(柜)有固定式、抽屉式和混合式三种。

164 小结 固定式低压配电屏结构简单，价格低廉，目前使用较广的有PGL、GGL、GGD等系列，适用于发电厂、变电所和工矿企业等电力用户作动力和照明配电用。抽屉式低压配电屏（柜）体积小、结构新颖、通用性好、安装维护方便、安全可靠，广泛应用于工矿企业和高层建筑的低压配电系统中作受电、馈电、照明、电动机控制及功率补偿之用，常用的抽屉式配电屏有BFC、GCL、GCK等系列，它们一般用作三相交流系统中的动力中心(PC)和电动机控制中心(MCC)的配电和控制装置。动力配电箱和照明配电箱是车间和民用建筑的供配电系统中对用电设备的最后一级控制和保护设备，分别用于动力配电、控制和照明、小型动力线路的控制、过负荷和短路保护。