工廠變配電所及其一次系統(tǒng)

工廠變配電所及其一次系統(tǒng)第一節(jié)工廠變配電所的任務(wù)和類型一.變配電所的任務(wù)二.變配電所的類型第二節(jié)電力變壓器一.電力變壓器及其分類二.電力變壓器的結(jié)構(gòu)、型號(hào)一.概述第三節(jié)電流互感器和電壓互感器二.電流互感器三.電壓互感器三.電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別及其選擇四.變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇五.電力變壓器并列運(yùn)行條件第五節(jié)低壓一次設(shè)備三.高壓熔斷器四.高壓隔離開(kāi)關(guān)五.高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)六.高壓斷路器第四節(jié)高壓一次設(shè)備一.一次設(shè)備及其分類二.電氣設(shè)備運(yùn)行中的電弧問(wèn)題與滅弧方法七.高壓開(kāi)關(guān)柜八.高壓一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)三.低壓斷路器四.低壓配電屏和配電箱五.低壓一次設(shè)備的選擇一.低壓熔斷器二.低壓刀開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)第七節(jié)工廠變配電所的所址、布置、結(jié)構(gòu)及安裝圖三.車間和小型工廠變電所四.工廠總降壓變電所的主接線圖第六節(jié)工廠變配電所的主接線圖一.概述二.高壓配電所的主接線圖三.變配電所的結(jié)構(gòu)四.變配電所的電氣安裝圖一.變配電所所址的選擇二.變配電所的總體布置要求及方案示例第八節(jié)工廠變配電所的運(yùn)行維護(hù)與檢修試驗(yàn)三.電力變壓器的運(yùn)行維護(hù)四.電力變壓器的檢修試驗(yàn)五.配電裝置的運(yùn)行維護(hù)一.變配電所的值班制度和值班員職責(zé)二.變配電所的送電和停電操作六.配電裝置的檢修試驗(yàn)復(fù)習(xí)思考題習(xí)題

一.變配電所的任務(wù)變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過(guò)變壓，然后配電的任務(wù)。配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務(wù)。顯然，變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠中占有特殊重要的地位。第四章工廠變配電所及其一次系統(tǒng)第一節(jié)工廠變配電所的任務(wù)和類型

內(nèi)容提要：本章首先介紹工廠變配電所的任務(wù)和類型，然后重點(diǎn)講述工廠變配電所的一次設(shè)備和主接線圖，對(duì)電力變壓器、互感器和高低壓一次設(shè)備著重介紹其功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本原理及其選擇，對(duì)主接線圖著重講述其基本要求及一些典型接線。最后講述工廠變配電所的所址選擇、布置、結(jié)構(gòu)、安裝圖及其運(yùn)行維護(hù)和檢修試驗(yàn)的基本知識(shí)。本章是本課程的重點(diǎn)，也是從事工廠變配電所運(yùn)行、維護(hù)和設(shè)計(jì)必備的基礎(chǔ)知識(shí)。(5)桿上變電臺(tái)變壓器安裝在室外的電桿上，亦稱桿上變電所（如圖4-1中的8）。(6)地下變電所整個(gè)變電所設(shè)置在地下（如圖4-1中的9）。(7)樓上變電所整個(gè)變電所設(shè)置在樓上（如圖4-1中的10）。(8)成套變電所由電器制造廠按一定接線方案成套制造、現(xiàn)場(chǎng)裝配的變電所，又稱組合式或箱式變電所。(9)移動(dòng)式變電所整個(gè)變電所裝在可移動(dòng)的車上。上述的車間附設(shè)變電所、車間內(nèi)變電所、獨(dú)立變電所、地下變電所和樓上變電所，均屬于室內(nèi)型（戶內(nèi)式）變電所。露天、半露天變電所和桿上變電臺(tái)，則屬于室外型（戶外式）變電所。成套變電所和移動(dòng)式變電所，則室內(nèi)型和室外型均有。(1)車間附設(shè)變電所變電所變壓器室的一面墻或幾面墻與車間建筑的墻共用，變壓器室的大門(mén)朝車間外開(kāi)。如果按變壓器室位于車間的墻內(nèi)還是墻外，還可進(jìn)一步分為內(nèi)附式（如圖4-1中的1、2）和外附式（如圖4-1中的3、4）。(2)車間內(nèi)變電所變壓器室位于車間內(nèi)的單獨(dú)房間內(nèi)，變壓器室的大門(mén)朝車間內(nèi)開(kāi)(如圖4-1中的5)。(3)露天(或半露天)變電所變壓器安裝在車間外面抬高的地面上(如圖4-1中的6)。變壓器上方?jīng)]有任何遮蔽物的，稱為露天式；變壓器上方設(shè)有頂板或挑檐的，稱為半露天式。(4)獨(dú)立變電所整個(gè)變電所設(shè)在與車間建筑有一定距離的單獨(dú)建筑物內(nèi)，如圖4-1中的7）。

二.變配電所的類型工廠變電所分為總降壓變電所和車間變電所，不過(guò)一般中小型工廠不設(shè)總降壓變電所。車間變電所按其主變壓器的安裝位置來(lái)分，有下列類型：圖4-1車間變電所的類型1、2-內(nèi)附式3、4-外附式5-車間內(nèi)式6-露天或半露天式7-獨(dú)立式8-桿上式9-地下式10-樓上式在負(fù)荷較大的多跨廠房、負(fù)荷中心在廠房中央且環(huán)境許可時(shí)，可采用車間內(nèi)變電所。車間內(nèi)變電所，位于車間的負(fù)荷中心，可以縮短低壓配電距離，從而降低電能損耗和電壓損耗，減少有色金屬消耗量，因此這種變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較好。但是變電所建車間內(nèi)部，要占一定的生產(chǎn)面積，因此對(duì)一些生產(chǎn)面積比較緊湊和生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整、設(shè)備也要相應(yīng)變動(dòng)的生產(chǎn)車間不太適合；而且其變壓器室門(mén)朝車間內(nèi)開(kāi)，對(duì)生產(chǎn)的安全有一定的威脅。這種車間內(nèi)變電所在大型冶金企業(yè)中較多。生產(chǎn)面積比較緊湊和生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整、設(shè)備也要相應(yīng)變動(dòng)的生產(chǎn)車間，宜采用附設(shè)變電所的型式。至于是采用內(nèi)附式還是外附式，要視具體情況而定。內(nèi)附式要占一定的生產(chǎn)面積，但離負(fù)荷中心比外附式稍近一些，而從建筑外觀來(lái)看，內(nèi)附式一般也比外附式好。外附式不占或少占車間生產(chǎn)面積，而且其變壓器室在車間的墻外，比內(nèi)附式更安全一些。因此，內(nèi)附式和外附式各有所長(zhǎng)。這兩種型式的變電所，在機(jī)械類工廠中比較普遍。露天或半露天變電所，比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，通風(fēng)散熱好，因此只要周圍環(huán)境條件正常，無(wú)腐蝕性、爆炸性氣體和粉塵的場(chǎng)所可以采用。這種型式的變電所在工廠的生活區(qū)及小廠中較為常見(jiàn)。但是這種型式的變電所的安全可靠性較差，在靠近易燃易爆的廠房附近及大氣中含有腐蝕性爆炸性物質(zhì)的場(chǎng)所不能采用。獨(dú)立變電所，建筑費(fèi)用較高，因此除非各車間的負(fù)荷相當(dāng)小而分散，或需遠(yuǎn)離易燃易爆和有腐蝕性物質(zhì)的場(chǎng)所可以采用外，一般車間變電所不宜采用。電力系統(tǒng)中的大型變配電站和工廠的總變配電所，則一般采用獨(dú)立式。桿上變電臺(tái)最為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，一般用于容量在315kVA及以下的變壓器，而且多用于生活區(qū)供電。地下變電所的通風(fēng)散熱條件較差，濕度較大，建筑費(fèi)用也較高，但相當(dāng)安全，且不礙觀瞻。這種型式的變電所在一些高層建筑、地下工程和礦井中采用。樓上變電所，適用于高層建筑。這種變電所要求結(jié)構(gòu)盡可能輕型、安全，其主變壓器通常采用無(wú)油的干式變壓器，不少采用成套變電所。移動(dòng)式變電所主要用于坑道作業(yè)及臨時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)供電。工廠的高壓配電所，應(yīng)盡可能與鄰近的車間變電所合建，以節(jié)約建筑費(fèi)用。第二節(jié)電力變壓器一.電力變壓器及其分類電力變壓器（power

transformer，文字符號(hào)為T(mén)或TM），是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。電力變壓器按變壓功能分，有升壓變壓器和降壓變壓器。工廠變電所都采用降壓變壓器。終端變電所的降壓變壓器，也稱為配電變壓器。電力變壓器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列。所謂R8容量系列，是指容量等級(jí)是按R8=倍數(shù)遞增的。我國(guó)老的變壓器容量等級(jí)采用R8系列，容量等級(jí)如100、135、180、240、320、420、560、750、1000kVA等。所謂R10容量系列，是指容量等級(jí)是按R10=倍數(shù)遞增的。R10系列的容量等級(jí)較密，便于合理選用，是IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）推薦的，我國(guó)新的變壓器容量等級(jí)采用這種R10系列，容量等級(jí)如100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000kVA等。電力變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩大類。工廠變電所通常都采用三相變壓器。按調(diào)壓方式分，有無(wú)載調(diào)壓（又稱無(wú)激磁調(diào)壓）和有載調(diào)壓兩大類。工廠變電所大多采用無(wú)載調(diào)壓變壓器。但在用電負(fù)荷對(duì)電壓水平要求較高的場(chǎng)合，也有采用有載調(diào)壓變壓器的。電力變壓器按繞組（線圈）導(dǎo)體材質(zhì)分，有銅繞組和鋁繞組兩大類。工廠變電所過(guò)去大多采用較價(jià)廉的鋁繞組變壓器，但現(xiàn)在低損耗的銅繞組變壓器得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電力變壓器按繞組型式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器。工廠變電所一般采用雙繞組變壓器。電力變壓器按繞組絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式（SF6）等變壓器。其中油浸式變壓器，又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式等。工廠變電所大多采用油浸自冷式變壓器。電力變壓器按用途分，有普通電力變壓器、全封閉變壓器和防雷變壓器等。工廠變電所大多采用普通電力變壓器，只在易燃易爆場(chǎng)所及安全要求特高的場(chǎng)所采用全封閉變壓器，在多雷區(qū)采用防雷變壓器。圖4-3環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器1-高壓出線套管和接線端子2-吊環(huán)3-上夾件4-低壓出線套管和接線端子5-銘牌6-環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣繞組(內(nèi)低壓，外高壓)7-上下夾件拉桿8-警示標(biāo)牌9-鐵心10-下夾件11-小車12-高壓繞組間連接導(dǎo)桿13-高壓分接頭連接片

二.電力變壓器的結(jié)構(gòu)、型號(hào)電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)，包括鐵心和繞組兩大部分。繞組又分高壓和低壓或一次和二次繞組等。圖4-2是普通三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。圖4-3是環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。圖4-2三相油浸式電力變壓器1-溫度計(jì)2-銘牌3-吸濕器4-油枕(儲(chǔ)油柜)5-油位指示器(油標(biāo))6-防爆管7-瓦斯(氣體)繼電器8-高壓出線套管和接線端子9-低壓出線套管和接線端子10-分接開(kāi)關(guān)11-油箱及散熱油管12-鐵心13-繞組及絕緣14-放油閥15-小車16-接地端子

附錄表5列出S9、SC9和S11-M?R等系列配電變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，供參考。電力變壓器全型號(hào)的表示和含義如下：

冷卻裝置種類代號(hào)——性能水平代號(hào)(8、9、10、11、12等)(或設(shè)計(jì)序號(hào))□□□－□/□——相數(shù)代號(hào)——S－三相D－單相

繞組外絕緣介質(zhì)代號(hào)C－成型固體澆注式CR－成型固體包封式油浸式不表示F－風(fēng)冷自然冷卻不表示——高壓繞組電壓等級(jí)（kV）——額定容量（kVA）——繞組導(dǎo)體材質(zhì)代號(hào)——B－銅箔L－鋁，LB－鋁箔銅不表示——調(diào)壓方式代號(hào)——Z－有載調(diào)壓無(wú)載調(diào)壓不表示

三.電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別及其選擇電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別，是指變壓器一、二次(或一、二、三次)繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次(或一、二、三次)側(cè)對(duì)應(yīng)的線電壓之間的不同相位關(guān)系。

(一)常用配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別

6~10kV配電變壓器（二次側(cè)電壓為220/380V）有Yyn0(即Y/Y0－12)和Dyn11(即Δ/Y0

－11)兩種常用的聯(lián)結(jié)組。變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組的接線和示意圖如圖4-4所示。其一次線電壓與對(duì)應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系，如同時(shí)鐘在零點(diǎn)（12點(diǎn)）時(shí)分針與時(shí)針的相互關(guān)系一樣。圖中一、二次繞組標(biāo)有黑點(diǎn)“?”的端子為對(duì)應(yīng)的“同名端”。變壓器Dyn11聯(lián)結(jié)組的接線和示意圖如圖4-5所示。其一次線電壓與對(duì)應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系，如同時(shí)鐘在11點(diǎn)時(shí)分針與時(shí)針的相互關(guān)系一樣。圖4-4變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組a)一、二次繞組接線圖b)一、二次電壓相量圖c)時(shí)鐘示意圖圖4-5變壓器Dyn11聯(lián)結(jié)組a)一、二次繞組接線圖b)一、二次電壓相量圖c)時(shí)鐘示意圖

我國(guó)過(guò)去的配電變壓器差不多全采用Yyn0聯(lián)結(jié)。近二十年來(lái)，Dyn11聯(lián)結(jié)的配電變壓器開(kāi)始得到了推廣應(yīng)用。配電變壓器采用Dyn11聯(lián)結(jié)較之采用Yyn0聯(lián)結(jié)有下列優(yōu)點(diǎn)：

(1)對(duì)Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器來(lái)說(shuō)，其3n次（n為正整數(shù)）諧波電流在其三角形聯(lián)結(jié)的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，從而不致注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這較之一次繞組接成星形的Yyn0聯(lián)結(jié)的變壓器更有利于抑制電網(wǎng)中的高次諧波。

(2)Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗小得多【1】從而更有利于低壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪饭收媳Ｗo(hù)的動(dòng)作及故障的切除。

(3)當(dāng)?shù)蛪簜?cè)接用單相不平衡負(fù)荷時(shí)，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求低壓中性線電流不超過(guò)低壓繞組額定電流的25%，因而嚴(yán)重限制了其接用單相負(fù)荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的充分發(fā)揮。為此，GB50052-1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：低壓為T(mén)N和TT系統(tǒng)時(shí)，宜于選用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器低壓側(cè)中性線電流允許達(dá)到低壓繞組額定電流的75%以上，其承受單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器大。這在現(xiàn)代供配電系統(tǒng)中單相負(fù)荷急劇增長(zhǎng)的情況下，推廣應(yīng)用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器就顯得更有必要。但是，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣強(qiáng)度要求比Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器稍低，從而制造成本稍低，因此在TN和TT系統(tǒng)中由單相不平衡負(fù)荷引起的低壓中性線電流不超過(guò)低壓繞組額定電流的25%、且其一相的電流在滿載時(shí)不致超過(guò)額定值時(shí)，仍可選用Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器。【1】單相接地故障的切除，決定于單相接地短路電流的大小，而此單相接地短路電流等于相電壓除以單相短路回路的計(jì)算阻抗，計(jì)算阻抗為其正序、負(fù)序和零序之和的1/3。如果不計(jì)電阻只計(jì)電抗時(shí)，Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的零序電抗X0=X1，X1為變壓器的正序電抗，亦即變壓器電抗XT；而Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的零序電抗X0=X1+Xμ0，Xμ0為變壓器的勵(lì)磁電抗。由于Xμ0>>X1，故Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的X0比Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的X0小得多，因此Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的單相接地短路電流比Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的單相接地短路電流大得多，以致Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器更有利于低壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪饭收系谋Ｗo(hù)和切除。

當(dāng)雷電過(guò)電壓沿變壓器二次側(cè)（低壓側(cè)）線路侵入時(shí)，由于變壓器二次側(cè)同一芯柱上的兩半個(gè)繞組的電流方向正好相反，其磁動(dòng)勢(shì)相互抵消，因此過(guò)電壓不會(huì)感應(yīng)到一次側(cè)（高壓側(cè)）線路上去。同樣地，假如雷電過(guò)電壓沿變壓器一次側(cè)（高壓側(cè)）線路侵入時(shí)，由于變壓器二次側(cè)（低壓側(cè)）同一芯柱上的兩半個(gè)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相互抵消，二次側(cè)也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓。由此可見(jiàn)，采用Yzn11聯(lián)結(jié)的變壓器有利于防雷。在多雷地區(qū)宜選用這類防雷變壓器。圖4-6Yzn11聯(lián)結(jié)的防雷變壓器

a)一、二次繞組接線圖b)一、二次電壓相量圖(二)防雷變壓器的聯(lián)結(jié)組別防雷變壓器通常采用Yzn11聯(lián)結(jié)組，如圖4-6a所示，其正常時(shí)的電壓相量圖如圖4-6b所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是每一鐵心柱上的二次繞組都分為兩半個(gè)匝數(shù)相等的繞組，而且采用曲折形（Z形）聯(lián)結(jié)。

正常工作時(shí)，一次線電壓，二次線電壓，其中，。由圖4-6b知，與同相，而滯后330o，即滯后330o。在鐘表上1個(gè)小時(shí)的角度為，因此該變壓器的聯(lián)結(jié)組別號(hào)為，即聯(lián)結(jié)組別為Yzn11。

四.變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇(一)變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：

(1)應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。

(2)對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。

(3)除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。

(4)在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。(二)變電所主變壓器容量的選擇

1.只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器的容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，即(4-1)2.裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：

(1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷的大約60%～70%的需要，即(4-2)(2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即(4-3)

對(duì)于戶內(nèi)變壓器，由于散熱條件較差，一般變壓器室的出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口間有約15℃的溫度差，從而使處在室中間的變壓器環(huán)境溫度比戶外變壓器環(huán)境溫度要高出大約8℃，因此戶內(nèi)變壓器的實(shí)際容量（出力）較之上式所計(jì)算的容量（出力）還要減小8%。還要指出：由于變壓器的負(fù)荷是變動(dòng)的，大多數(shù)時(shí)間是欠負(fù)荷運(yùn)行，因此必要時(shí)可以適當(dāng)過(guò)負(fù)荷，并不會(huì)影響其使用壽命。油浸式變壓器，戶外可正常過(guò)負(fù)荷30%，戶內(nèi)可正常過(guò)負(fù)荷20%。干式變壓器一般不考慮正常過(guò)負(fù)荷。3.車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于1000kVA（或1250kVA）。這一方面是受以往低壓開(kāi)關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。現(xiàn)在我國(guó)已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開(kāi)關(guān)電器如DW15、ME等型低壓斷路器及其他電器，因此如果車間負(fù)荷容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，也可以選用單臺(tái)容量為1250～2000kVA的配電變壓器，這樣可減少主變壓器臺(tái)數(shù)及高壓開(kāi)關(guān)電器和電纜等。對(duì)裝設(shè)在二層以上的電力變壓器，應(yīng)考慮其垂直和水平運(yùn)輸時(shí)對(duì)通道及樓板荷載的影響。如果采用干式變壓器時(shí)，其容量不宜大于630kVA。對(duì)住宅小區(qū)變電所內(nèi)的油浸式變壓器單臺(tái)容量，也不宜大于630kVA。這是因?yàn)橛徒阶儔浩魅萘看笥?30kVA時(shí)，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（參看第六章第六節(jié)），而這些住宅小區(qū)變電所電源側(cè)的斷路器往往不在變壓器附近，因此瓦斯保護(hù)很難實(shí)施，而且如果變壓器容量增大，供電半徑相應(yīng)增大，往往造成配電線路末端的電壓偏低，給居民生活帶來(lái)不便，例如熒光燈啟燃困難、電冰箱不能啟動(dòng)等。

4.適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展應(yīng)該適當(dāng)考慮今后5～10年電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，留有一定的余地。干式變壓器的過(guò)負(fù)荷能力較小，更宜留有較大的裕量。這里電力變壓器的額定容量，是在一定溫度條件下（例如戶外安裝，年平均氣溫為20℃）的持續(xù)最大輸出容量（出力）。如果安裝地點(diǎn)的年平均氣溫C時(shí)，則年平均氣溫每升高1℃，變壓器容量相應(yīng)地減小1%。因此戶外電力變壓器的實(shí)際容量（出力）為：(4-4)

五.電力變壓器并列運(yùn)行條件兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，必須滿足以下三個(gè)基本條件：

(1)并列變壓器的額定一、二次電壓必須對(duì)應(yīng)相等亦即并列變壓器的電壓比必須相同，允許差值不超過(guò)±5%。如果并列變壓器的電壓比不同，則并列變壓器二次繞組的回路內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流，即二次電壓較高的繞組將向二次電壓較低的繞組供給電流，導(dǎo)致繞組過(guò)熱甚至燒毀。

(2)并列變壓器的阻抗電壓（即短路電壓）必須相等由于并列運(yùn)行變壓器的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，如果阻抗電壓相差很大，可能導(dǎo)致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象，所以要求并列變壓器的阻抗電壓必須相等，允許差值不得超過(guò)±10%。

最后必須指出：變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較擇優(yōu)而定。

例4-1

某10/0.4kV變電所，總計(jì)算負(fù)荷為1200kVA，其中一、二級(jí)負(fù)荷680kVA。試初步選擇該變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。

解：根據(jù)變電所有一、二級(jí)負(fù)荷的情況，確定選兩臺(tái)主變壓器。每臺(tái)容量

電力變壓器在事故情況下（例如并列運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器因故障切除一臺(tái)時(shí)），允許短時(shí)間較大幅度地過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，而不論故障前的負(fù)荷情況如何，但過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間不得超過(guò)表4-1所規(guī)定的時(shí)間。表4-1電力變壓器事故過(guò)負(fù)荷允許值516456075

過(guò)負(fù)荷時(shí)間(min)6050302010

過(guò)負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%)

干式變壓器1.5102045120

過(guò)負(fù)荷時(shí)間(min)200100756030過(guò)負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%)油浸自冷式變壓器且

因此初步確定每臺(tái)主變壓器容量為800kVA。式中為變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值；為基準(zhǔn)容量（kVA），通常取=100MVA=105kVA；為變壓器的額定容量（kVA）。

解：并列運(yùn)行的變壓器之間的負(fù)荷分配是與其阻抗標(biāo)幺值成反比的，因此先計(jì)算其阻抗標(biāo)幺值。變壓器的阻抗標(biāo)幺值按下式計(jì)算：

例4-2現(xiàn)有一臺(tái)S9-800/10型配電變壓器與一臺(tái)S9-2000/10型配電變壓器并列運(yùn)行，均為Dyn11聯(lián)結(jié)。問(wèn)總負(fù)荷達(dá)到2800kVA時(shí)，上列變壓器中哪一臺(tái)將要過(guò)負(fù)荷？過(guò)負(fù)荷可達(dá)多少？(3)并列變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同亦即所有并列變壓器一、二次電壓的相序和相位都必須對(duì)應(yīng)地相同，否則不能并列運(yùn)行。假設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，一臺(tái)為Yyn0聯(lián)結(jié)，另一臺(tái)為Dyn11聯(lián)結(jié)，則它們的二次電壓將出現(xiàn)30°相位差，從而在兩臺(tái)變壓器的二次繞組間產(chǎn)生電位差ΔU，如圖4-7所示。這一ΔU將在兩臺(tái)變壓器的二次側(cè)產(chǎn)生一個(gè)很大的環(huán)流，可能使變壓器繞組燒毀。此外，并列運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，其最大容量與最小容量之比，一般不能超過(guò)3∶1。如果容量相差懸殊，不僅運(yùn)行很不方便，而且在變壓器特性上稍有差異時(shí)，變壓器間的環(huán)流將相當(dāng)顯著，特別是容量小的變壓器容易過(guò)負(fù)荷或燒毀。圖4-7Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器與Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器并列運(yùn)行時(shí)的二次電壓相量圖

查附錄表5-1，得S9-800型變壓器（T1）的，S9-2000型變壓器（T2）的，因此這兩臺(tái)變壓器的阻抗標(biāo)幺值分別為（取kVA）：

一.概述電流互感器（currenttransformer，縮寫(xiě)CT，文字符號(hào)TA），又稱為儀用變流器。電壓互感器（voltagetransformer，或potentialtransformer，縮寫(xiě)PT，文字符號(hào)TV），又稱為儀用變壓器。它們合稱儀用互感器，簡(jiǎn)稱互感器。從基本結(jié)構(gòu)和原理來(lái)說(shuō)，互感器就是一種特殊變壓器。互感器的功能主要是：

(1)用來(lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣這既可避免主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止儀表、繼電器等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次電路的安全性和可靠性，并有利于人身安全。

(2)用來(lái)擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍例如用一只5A的電流表，通過(guò)不同變流比的電流互感器就可測(cè)量任意大的電流。同樣，用一只100V的電壓表，通過(guò)不同電壓比的電壓互感器就可測(cè)量任意高的電壓。而且由于采用了互感器，可使二次儀表、繼電器等設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一，有利于設(shè)備的批量生產(chǎn)。

按規(guī)定，油浸式變壓器正常允許過(guò)負(fù)荷可達(dá)20%（戶內(nèi)）或30%（戶外），因此S9-800/10型變壓器過(guò)負(fù)荷13.5%還是在允許范圍內(nèi)的。從上述兩臺(tái)變壓器的容量比來(lái)看，800kVA∶2000kVA=1∶2.5，也未達(dá)到變壓器并列運(yùn)行一般不允許的容量比1∶3。但考慮到負(fù)荷的發(fā)展和運(yùn)行的靈活性，S9-800/10型變壓器宜換以較大容量的變壓器。

由此可以計(jì)算出兩臺(tái)變壓器在負(fù)荷達(dá)2800kVA時(shí)各臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)的負(fù)荷分別為第三節(jié)電流互感器和電壓互感器

由以上計(jì)算結(jié)果可知，S9-800/10型變壓器（T1）將過(guò)負(fù)荷(908-800)kVA=108kVA，

將超過(guò)其額定容量

電流互感器的一次電流Ｉ1與其二次電流Ｉ2之間有下列關(guān)系：

二.電流互感器(一)電流互感器的基本結(jié)構(gòu)原理和接線方案電流互感器的基本結(jié)構(gòu)原理如圖4-8所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)很少，導(dǎo)體相當(dāng)粗，有的電流互感器（例如母線式）還沒(méi)有一次繞組，而是利用穿過(guò)其鐵心的一次電路（如母線）作為一次繞組（相當(dāng)于匝數(shù)為1）；其二次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)體較細(xì)。其接線特點(diǎn)是：一次繞組串聯(lián)在被測(cè)的一次電路中，而二次繞組則與儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)，形成一個(gè)閉合回路。由于這些電流線圈的阻抗很小，因此電流互感器工作時(shí)其二次回路接近于短路狀態(tài)。二次繞組的額定電流一般為5A。圖4-8電流互感器

1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組(4-5)式中N1、N2分別為電流互感器一、二次繞組匝數(shù)；為電流互感器的電流比，一般表示為其一、二次的額定電流之比，即，例如100A/5A。N1電流互感器在三相電路中的幾種常見(jiàn)接線方案如圖4-9所示。(4)三相星形接線（圖4-9d）這種接線中的三個(gè)電流線圈，正好反映各相的電流，廣泛用在負(fù)荷一般不平衡的三相四線制系統(tǒng)如低壓TN系統(tǒng)中，也用在負(fù)荷可能不平衡的三相三線制系統(tǒng)中，作三相電流、電能測(cè)量和過(guò)電流繼電保護(hù)之用。(1)一相式接線（圖4-9a）電流線圈通過(guò)的電流，反應(yīng)一次電路相應(yīng)的電流。通常用于負(fù)荷平衡的三相電路如低壓動(dòng)力線路中，供測(cè)量電流、電能或接過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置之用。

圖4-9電流互感器的接線方案

a)一相式接線b)兩相V形接線

c)兩相電流差接線d)三相星形接線(2)兩相V形接線（圖4-9b）也稱為兩相不完全星形接線。在繼電保護(hù)裝置中稱為兩相兩繼電器接線。這種接線在中性點(diǎn)不接地的三相三線制電路中（如6～10kV電路中），廣泛用于測(cè)量三相電流、電能及作為過(guò)電流繼電保護(hù)之用。由圖4-10所示的相量圖可知，兩相V形接線的公共線上的電流為，反映的是未接電流互感器的那一相電流。(3)兩相電流差接線（圖4-9c）由圖4-11所示相量圖可知，互感器二次側(cè)公共線上的電流為，其量值為相電流的倍。這種接線適于中性點(diǎn)不接地的三相三線制電路中（如6～10kV電路中）供作過(guò)電流保護(hù)之用。在繼電器保護(hù)裝置中，此接線稱為兩相一繼電器接線。

圖4-11兩相電流差接線電流互感器的一、二次電流相量圖

圖4-10兩相V形接線電流互感器的一、二次電流相量圖(二)電流互感器的類型和型號(hào)電流互感器的類型很多。按其一次繞組的匝數(shù)分，有單匝式（包括母線式、芯柱式、套管式）和多匝式（包括線圈式、線環(huán)式、串級(jí)式）。按一次電壓分，有高壓和低壓兩大類。按用途分，有測(cè)量用和保護(hù)用兩大類。按準(zhǔn)確度級(jí)分，測(cè)量用電流互感器有0.1、0.2、0.5、1、3、5等級(jí)。保護(hù)用電流互感器有5P和10P兩級(jí)。高壓電流互感器多制成不同準(zhǔn)確度級(jí)的兩個(gè)鐵心和兩個(gè)二次繞組，分別接測(cè)量?jī)x表和繼電器，以滿足測(cè)量和保護(hù)的不同要求。電氣測(cè)量對(duì)電流互感器的準(zhǔn)確度要求較高，且要求在一次電路短路時(shí)儀表受的沖擊小，因此測(cè)量用電流互感器的鐵心在一次電路短路時(shí)應(yīng)易于飽和，以限制二次電流的增長(zhǎng)倍數(shù)。而繼電保護(hù)用電流互感器的鐵心在一次電路短路時(shí)不應(yīng)飽和，使二次電流能與一次電流成比例地增長(zhǎng)，以適應(yīng)保護(hù)靈敏度的要求。

圖4-12是戶內(nèi)高壓LQJ-10型電流互感器的外形圖。它有兩個(gè)鐵心和兩個(gè)二次繞組，分別為0.5級(jí)和3級(jí)，0.5級(jí)用于測(cè)量，3級(jí)用于繼電保護(hù)。圖4-13是戶內(nèi)低壓LMZJ1-0.5型（500～800/5A）電流互感器的外形圖。它不含一次繞組，穿過(guò)其鐵心的母線就是其一次繞組（相當(dāng)于1匝）。它用于500V及以下配電裝置中。圖4-12LQJ-10型電流互感器1)一次接線端子2)一次繞組（樹(shù)脂澆注）3)二次接線端子4)鐵心5)二次繞組6)警示牌（上寫(xiě)“二次側(cè)不得開(kāi)路”等字樣）

圖4-13LMZJ1-0.5型電流互感器

1)銘牌2)一次母線穿孔3)鐵心，外繞二次繞組，樹(shù)脂澆注4)安裝板5)二次接線端子

以上兩種電流互感器都是環(huán)氧樹(shù)脂或不飽和樹(shù)脂澆注絕緣的，較之老式的油浸式和其他非樹(shù)脂絕緣的干式干式電流互感器的尺寸小，性能好，安全可靠，現(xiàn)在生產(chǎn)的高低壓成套配電裝置中差不多都采用這類新型電流互感器。

電流互感器全型號(hào)的表示和含義如下：——設(shè)計(jì)序號(hào)—額定電壓（kV）L—電流互感器—產(chǎn)品名稱—□□□□□－□D—貫穿單匝式結(jié)構(gòu)型式—Z—支柱式安裝型式R—裝入式B—支持式A—穿墻式——一次繞組型式M－母線式F—貫穿復(fù)匝式Q－線圈式——絕緣型式Z—澆注絕緣C—瓷絕緣K—塑料外殼J—樹(shù)脂澆注Q－加強(qiáng)式

結(jié)構(gòu)型式—L－鋁線式J－加大容量用途B－保護(hù)用J－接地保護(hù)用D－差動(dòng)保護(hù)用X－小體積柜用S－手車柜用W－戶外式M－母線式G－改進(jìn)式Q－加強(qiáng)式

附錄表12列出LQJ-10型電流互感器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，供參考。

關(guān)于電流互感器短路穩(wěn)定度的校驗(yàn)，現(xiàn)在有的新產(chǎn)品如LZZB6-10型等直接給出了動(dòng)穩(wěn)定電流峰值和1s熱穩(wěn)定電流有效值，因此其動(dòng)穩(wěn)定度可按前面式（3-47）校驗(yàn)，其熱穩(wěn)定度可按前面式（3-58）校驗(yàn)。但電流互感器的大多數(shù)產(chǎn)品是給出動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)。(三)電流互感器的選擇與校驗(yàn)電流互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及額定電壓、一次電流、二次電流（一般為5A）、準(zhǔn)確度級(jí)等條件進(jìn)行選擇，并校驗(yàn)其短路動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。必須注意：電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)與二次負(fù)荷容量有關(guān)。電流互感器的二次負(fù)荷S2不得大于其準(zhǔn)確度級(jí)所限定的額定二次負(fù)荷S2N，即互感器滿足準(zhǔn)確度級(jí)要求的條件為(4-6)

電流互感器的二次負(fù)荷S2由其二次回路的阻抗來(lái)決定，而應(yīng)包括二次回路中所有串聯(lián)的儀表、繼電器電流線圈的阻抗、連接導(dǎo)線的阻抗和所有接頭的接觸電阻等。由于和中的感抗遠(yuǎn)比其電阻小，因此可認(rèn)為(4-7)式中可由儀表、繼電器的產(chǎn)品樣本查得；，這里的是連接導(dǎo)線電導(dǎo)率，銅線，鋁線，A是連接導(dǎo)線截面積(mm2)，對(duì)應(yīng)于連接導(dǎo)線的計(jì)算長(zhǎng)度(m)。假設(shè)從電流互感器到儀表、繼電器的單向長(zhǎng)度為，則電流互感器為Y形聯(lián)結(jié)時(shí)，；為V形聯(lián)結(jié)時(shí)，；為一相式聯(lián)結(jié)時(shí)，。式中很難準(zhǔn)確測(cè)定，而且是可變的，一般近似地取為0.1Ω。電流互感器的二次負(fù)荷S2按下式計(jì)算：或(4-8)

假設(shè)電流互感器不滿足式（4-6）的要求，則應(yīng)改選較大變流比或較大容量的互感器，或者加大二次接線的截面。電流互感器二次接線一般采用銅芯線，截面不小于2.5mm2。(2)電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地互感器二次側(cè)有一端接地，是為了防止其一、二次繞組間絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全。

一般電流互感器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間t=1s，因此其熱穩(wěn)定度校驗(yàn)的條件亦為動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)的條件為熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其熱穩(wěn)定度校驗(yàn)的條件為或(4-10)(四)電流互感器使用注意事項(xiàng)

(1)電流互感器在工作時(shí)其二次側(cè)不得開(kāi)路電流互感器正常工作時(shí)，由于其二次回路串聯(lián)的是電流線圈，阻抗很小，因此接近于短路狀態(tài)。根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式（電流方向參看圖4-8）可知，其一次電流I1產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)I1N1，絕大部分被二次電流I2產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)I2N2

所抵消，所以總的磁動(dòng)勢(shì)I0N1

很小，勵(lì)磁電流（即空載電流）I0只有一次電流I1的百分之幾，很小。但是，當(dāng)二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，I2=0，這時(shí)迫使I0=I1，而I1是一次電路的負(fù)荷電流，只決定于一次電路的負(fù)荷，與互感器二次負(fù)荷變化無(wú)關(guān)，從而使I0要突然增大到Ⅰ1，比正常工作時(shí)增大幾十倍，使勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)I0N1也增大幾十倍。這樣將產(chǎn)生如下嚴(yán)重后果：(1)鐵心由于磁通量劇增而過(guò)熱，并產(chǎn)生剩磁，降低鐵心準(zhǔn)確度級(jí)。(2)由于電流互感器的二次繞組匝數(shù)遠(yuǎn)比一次繞組匝數(shù)多，所以在二次側(cè)開(kāi)路時(shí)會(huì)感應(yīng)出危險(xiǎn)的高壓，危及人身和設(shè)備的安全。因此電流互感器工作時(shí)二次側(cè)不允許開(kāi)路。在安裝時(shí)，其二次接線要求牢固可靠，且其二次側(cè)不允許接入熔斷器和開(kāi)關(guān)。(4-9)(4-11)

三.電壓互感器

(一)電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)原理和接線方案電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)原理圖如圖4-15所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)較少，相當(dāng)于降壓變壓器。其接線特點(diǎn)是：一次繞組并聯(lián)在一次電路中，而二次繞組則并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。由于電壓線圈的阻抗一般都很大，所以電壓互感器工作時(shí)其二次側(cè)接近于空載狀態(tài)。二次繞組的額定電壓一般為100V。式中N1、N2分別為電壓互感器一、二次繞組的匝數(shù)；Ku為電壓互感器的電壓比，一般表示為其額定一、二次電壓比，即，例如10000V/100V。

電壓互感器的一次電壓U1與其二次電壓U2之間有下列關(guān)系：

圖4-15電壓互感器

1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組

用“減極性”法所確定的“同名端”，實(shí)際上就是“同極性端”，即在同一瞬間，兩個(gè)對(duì)應(yīng)的同名端同為高電位，或同為低電位。

GB1208-2006《電流互感器》規(guī)定：一次繞組端子標(biāo)P1、P2，二次繞組端子標(biāo)S1、S2，其中P1與S1、P2與S2分別為對(duì)應(yīng)的同名端。由前面圖4-8可知，如果一次電流I1從P1流向P2，則二次電流I2從S2流向S1。在安裝和使用電流互感器時(shí)，一定要注意其端子的極性，否則其二次儀表、繼電器中流過(guò)的電流就不是預(yù)想的電流，甚至可能引起事故。例如圖4-9b中C相電流互感器的S1、S2如果接反，則公共線中的電流就不是相電流，而是相電流的倍，可能使電流表燒毀。

圖4-14互感器和變壓器的“減極性”判別法

U1—輸入電壓U2

—輸出電壓(3)電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性按照規(guī)定，我國(guó)互感器和變壓器的繞組端子，均采用“減極性”標(biāo)號(hào)法。所謂“減極性”標(biāo)號(hào)法，就是互感器或變壓器按圖4-14所示接線時(shí)，一次繞組接上電壓U1，二次繞組感應(yīng)出電壓U2。這時(shí)將一、二次繞組一對(duì)同名端短接，則在其另一對(duì)同名端測(cè)出的電壓為。(4-12)

電壓互感器在三相電路中有如圖4-16所示的幾種常見(jiàn)的接線方案。

圖4-16電壓互感器的接線方案

a)一個(gè)單相電壓互感器b)兩個(gè)單相電壓互感器接成V/V形c)三個(gè)單相電壓互感器接成Y0/Y0形

d)三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y0/Y0/

（開(kāi)口三角形）圖4-17JDZJ-10型電壓互感器1-一次接線端子2-高壓絕緣套管3-一、二次繞組，樹(shù)脂澆注絕緣4-鐵心5-二次接線端子(1)一個(gè)單相電壓互感器的接線（圖4-16a）供儀表、繼電器接于一個(gè)線電壓。

(2)兩個(gè)單相電壓互感器接成V/V形（圖4-16b）供儀表、繼電器接于三相三線制電路的各個(gè)線電壓，廣泛用在工廠變配電所的6～10kV高壓配電裝置中。

(3)三個(gè)單相電壓互感器接成Y0/Y0形（圖4-16c）供電給要求線電壓的儀表、繼電器，并供電給接相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。由于小接地電流電力系統(tǒng)在一次電路發(fā)生單相接地時(shí)，另兩個(gè)完好相的相電壓要升高到線電壓，所以絕緣監(jiān)視電壓表要按線電壓選擇，否則在一次電路發(fā)生單相接地時(shí)，電壓表有可能被燒毀。

(4)三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y0/Y0/(開(kāi)口三角形)（圖4-16d）其接成Y0的二次繞組，供電給接線電壓的儀表、繼電器及接相電壓的絕緣監(jiān)視用電壓表；接成(開(kāi)口三角)形的輔助二次繞組，接電壓繼電器。一次電壓正常時(shí)，由于三個(gè)相電壓對(duì)稱，因此開(kāi)口三角形兩端的電壓接近于零。但當(dāng)某一相接地時(shí)，開(kāi)口三角形兩端將出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。(二)電壓互感器的類型和型號(hào)電壓互感器按相數(shù)分，有單相和三相兩類。按絕緣及其冷卻方式分，有干式（含環(huán)氧樹(shù)脂澆注式）和油浸式兩類。圖4-17是應(yīng)用廣泛的JDZJ-10型單相三繞組、環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣的戶內(nèi)電壓互感器外形圖。三個(gè)JDZJ-10型電壓互感器可按圖4-16d所示Y0/Y0/（開(kāi)口三角形）聯(lián)結(jié)，供小電流系統(tǒng)中作電壓、電能測(cè)量及絕緣監(jiān)視之用。(三)電壓互感器的選擇電壓互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及一次電壓、二次電壓（一般為100V）、準(zhǔn)確度級(jí)等條件進(jìn)行選擇。由于它的一、二次側(cè)均有熔斷器保護(hù)，故不需進(jìn)行短路穩(wěn)定度的校驗(yàn)。電壓互感器的準(zhǔn)確度也與其二次負(fù)荷容量有關(guān)，滿足的條件與電流互感器的相同，即，這里的S2為其二次側(cè)所有并聯(lián)的儀表、繼電器電壓線圈所消耗的總視在功率，即(4-13)式中，分別為儀表、繼電器電壓線圈消耗的總有功功率和總無(wú)功功率。

電壓互感器全型號(hào)的表示和含義如下：

D—單相相數(shù)S—三相J—電壓互感器——產(chǎn)品名稱————額定電壓（kV）———設(shè)計(jì)序號(hào)絕緣型式J—油浸式G—干式Z—樹(shù)脂澆注式———結(jié)構(gòu)型式——B—帶補(bǔ)償繞組W—五芯柱三繞組J—接地保護(hù)□□□□□—□

一.一次設(shè)備及其分類變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱為一次電路，或稱主電路、主接線（主結(jié)線）。一次電路中所有的電氣設(shè)備，稱為一次設(shè)備或一次元件。一次設(shè)備按其功能來(lái)分，可分以下幾類：(1)變換設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求改變電壓或電流、頻率等，例如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器、變頻機(jī)等。(2)控制設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求來(lái)控制一次電路的通、斷，例如各種高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。(3)保護(hù)設(shè)備其功能是用來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)電流和過(guò)電壓等的保護(hù)，例如熔斷器和避雷器等。(4)補(bǔ)償設(shè)備其功能是用來(lái)補(bǔ)償電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電力電容器等。(5)成套設(shè)備它是按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次電路的二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓配電屏、動(dòng)力和照明配電箱等。本節(jié)只介紹一次電路中常用的高壓熔斷器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、高壓斷路器及高壓開(kāi)關(guān)柜等高壓設(shè)備。(四)電壓互感器使用注意事項(xiàng)

1.電壓互感器工作時(shí)其二次側(cè)不得短路由于電壓互感器一、二次繞組都是在并聯(lián)狀態(tài)下工作的，如果二次側(cè)短路，將產(chǎn)生很大的短路電流，有可能燒毀互感器，甚至影響一次電路的安全運(yùn)行。因此電壓互感器的一、二次側(cè)都必須裝設(shè)熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。

2.電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地這與電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地的目的相同，也是為了防止一、二次繞組間的絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全。

3.電壓互感器在連接時(shí)也應(yīng)注意其端子的極性

GB1207-2006《電磁式電壓互感器》規(guī)定：?jiǎn)蜗嚯妷夯ジ衅鞯囊?、二次繞組端子標(biāo)以A、N和a、n，其中A與a、N與n各為對(duì)應(yīng)的“同名端”或“同極性端”。而三相電壓互感器，一次繞組端子分別標(biāo)A、B、C、N，二次繞組端子分別標(biāo)a、b、c、n，A與a、B與b、C與c、N與n分別為“同名端”或“同極性端”。其中N和n分別為一、二次三相繞組的中性點(diǎn)。電壓互感器連接時(shí)端子極性錯(cuò)誤也是不行的，要出問(wèn)題的。第四節(jié)高壓一次設(shè)備

二.電氣設(shè)備運(yùn)行中的電弧問(wèn)題與滅弧方法電弧是電氣設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的一種強(qiáng)烈的電游離現(xiàn)象，其特點(diǎn)是光亮很強(qiáng)和溫度很高。電弧的產(chǎn)生對(duì)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行有很大的影響。首先，電弧延長(zhǎng)了電路開(kāi)斷的時(shí)間。在開(kāi)關(guān)分?jǐn)喽搪冯娏鲿r(shí)，開(kāi)關(guān)觸頭上的電弧就延長(zhǎng)了短路電流通過(guò)電路的時(shí)間，使短路電流危害的時(shí)間延長(zhǎng)，這可能對(duì)電路設(shè)備造成更大的損壞。同時(shí)，電弧的高溫可能燒損開(kāi)關(guān)的觸頭，燒毀電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，還可能引起電路弧光短路，甚至引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故。此外，強(qiáng)烈的弧光可能損傷人的視力，嚴(yán)重的可致人眼失明。因此，開(kāi)關(guān)設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要保證操作時(shí)電弧能迅速地熄滅。為此，在講述高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備之前，有必要先簡(jiǎn)介電弧產(chǎn)生與熄滅的原理和滅弧的方法。(一)電弧的產(chǎn)生

1.電弧產(chǎn)生的根本原因開(kāi)關(guān)觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)之所以會(huì)產(chǎn)生電弧，根本的原因在于觸頭本身及其周圍介質(zhì)中含有大量可被游離的電子。這樣，當(dāng)分?jǐn)嗟挠|頭之間存在著足夠大的外施電壓的條件下，就有可能強(qiáng)烈地電游離而產(chǎn)生電弧。

2.產(chǎn)生電弧的游離方式有：

(1)熱電發(fā)射當(dāng)開(kāi)關(guān)觸頭分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，其陰極表面由于大電流逐漸收縮集中而出現(xiàn)熾熱的光斑，溫度很高，從而使觸頭表面分子中外層電子吸收足夠的熱能而發(fā)射到觸頭間隙中去，形成自由電子。

(2)高電場(chǎng)發(fā)射開(kāi)關(guān)觸頭分?jǐn)嘀?，電?chǎng)強(qiáng)度很大。在這種高電場(chǎng)的作用下，觸頭表面的電子可能被強(qiáng)拉出來(lái)，使之進(jìn)入觸頭間隙的介質(zhì)中去，也形成自由電子。

(3)碰撞游離當(dāng)觸頭間隙存在著足夠大的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，其中的自由電子將以相當(dāng)大的動(dòng)能向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，電子在高速運(yùn)動(dòng)中碰撞到中性質(zhì)點(diǎn)，就可能使中性質(zhì)點(diǎn)中的電子游離出來(lái)，從而使中性質(zhì)點(diǎn)分解為帶電的正離子和自由電子。這些被碰撞游離出來(lái)的帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)力的作用下，繼續(xù)參加碰撞游離，結(jié)果使觸頭間介質(zhì)中的離子數(shù)越來(lái)越多，形成“雪崩”現(xiàn)象。當(dāng)離子濃度足夠大時(shí)，介質(zhì)擊穿而發(fā)生電弧。

(4)高溫游離電弧的溫度很高，表面溫度達(dá)3000～4000℃，弧心溫度可高達(dá)10000℃。在如此高溫下，電弧中的中性質(zhì)點(diǎn)可游離為正離子和自由電子（據(jù)研究，一般氣體在9000～10000℃發(fā)生游離，而金屬蒸氣在4000℃左右即發(fā)生游離），從而進(jìn)一步加強(qiáng)了電弧中的游離。觸頭越分開(kāi)，電弧越大，高溫游離也越顯著。由于上述各種游離的綜合作用，使得觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)產(chǎn)生電弧并得以維持。(二)電弧的熄滅

1.熄滅電弧的條件要使電弧熄滅，必需使觸頭中的去游離率大于游離率，即電弧中離子消失的速率大于離子產(chǎn)生的速率。3.交流電弧的熄滅特點(diǎn)由于交流電流每半個(gè)周期要經(jīng)過(guò)零值一次，而電流過(guò)零時(shí)，電弧將暫時(shí)熄滅，所以交流電弧每一個(gè)周期（電角度）要暫時(shí)熄滅兩次，如圖4-18所示。電弧熄滅的瞬間，弧隙溫度驟降，高溫游離中止，去游離（主要為復(fù)合）大大增強(qiáng)，這時(shí)弧隙雖然仍處于游離狀態(tài)，但陰極附近空間差不多立刻獲得了很高的絕緣強(qiáng)度。隨后弧隙的電場(chǎng)強(qiáng)度又可能使之擊穿，電弧復(fù)燃。但由于觸頭的迅速斷開(kāi)，電場(chǎng)強(qiáng)度的迅速降低，一般交流電弧經(jīng)過(guò)若干周期的熄滅、復(fù)燃、熄滅……的反復(fù)，最終完全熄滅。因此交流電弧的熄滅，可利用交流電流過(guò)零時(shí)電弧要暫時(shí)熄滅這一特性，特別是低壓開(kāi)關(guān)的交流電弧，顯然是比較容易熄滅的。具有較完善滅弧結(jié)構(gòu)的高壓斷路器，熄滅交流電弧一般也只需幾個(gè)周期，而真空斷路器的滅弧，一般只需半個(gè)周期，即電流第一次過(guò)零時(shí)就能使電弧熄滅。2.熄滅電弧的去游離方式

(1)正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“復(fù)合”復(fù)合就是正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)重新結(jié)合為中性質(zhì)點(diǎn)。這與電弧中的電場(chǎng)強(qiáng)度、溫度及電弧截面等因素有關(guān)。電弧中的電場(chǎng)強(qiáng)度越弱，電弧溫度越低，電弧截面越小，則其中帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合越強(qiáng)。此外，復(fù)合與電弧接觸的介質(zhì)性質(zhì)也有關(guān)系。如果電弧接觸的表面為固體介質(zhì)，則由于較活潑的電子先使介質(zhì)表面帶一負(fù)電位，帶負(fù)電位的介質(zhì)表面就吸引電弧中的正離子而造成強(qiáng)烈的復(fù)合。(2)正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“擴(kuò)散”擴(kuò)散就是電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)向周圍介質(zhì)中擴(kuò)散開(kāi)去，從而使電弧區(qū)域的帶電質(zhì)點(diǎn)減少。擴(kuò)散的原因，一是由于電弧與周圍介質(zhì)的溫度差，另一是由于電弧與周圍介質(zhì)的離子濃度差。擴(kuò)散也與電弧截面有關(guān)。電弧截面越小，離子擴(kuò)散也越強(qiáng)。上述帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合和擴(kuò)散，都使電弧中的離子數(shù)減少，即去游離增強(qiáng)，從而有助于電弧的熄滅。圖4-18開(kāi)關(guān)分?jǐn)嘟涣麟娏鲿r(shí)電壓和電流的變動(dòng)曲線圖4-21磁力吹弧1-磁吹線圈2-滅弧觸頭3-電弧4.開(kāi)關(guān)電器中常用的滅弧方法

(1)速拉滅弧法迅速拉長(zhǎng)電弧，可使弧隙的電場(chǎng)強(qiáng)度驟降，離子的復(fù)合迅速增強(qiáng)，從而加速電弧的熄滅。這種滅弧方法是開(kāi)關(guān)電器中普遍采用的最基本的一種滅弧方法。高壓開(kāi)關(guān)中裝設(shè)強(qiáng)有力的斷路彈簧，目的就在于加快觸頭的分?jǐn)嗨俣?，迅速拉長(zhǎng)電弧。(2)冷卻滅弧法降低電弧的溫度，可使電弧中的高溫游離減弱，正負(fù)離子的復(fù)合增強(qiáng)，有助于電弧的加速熄滅。這種滅弧方法在開(kāi)關(guān)電器中也應(yīng)用普遍，同樣是一種基本的滅弧方法。(3)吹弧滅弧法利用外力（如氣流、油流或電磁力）來(lái)吹動(dòng)電弧，使電弧加速冷卻，同時(shí)拉長(zhǎng)電弧，降低電弧中的電場(chǎng)強(qiáng)度，使離子的復(fù)合和擴(kuò)散增強(qiáng)，從而加速電弧的熄滅。按吹弧的方向分，有橫吹和縱吹兩種，如圖4-19所示。按外力的性質(zhì)分，有氣吹、油吹、電動(dòng)力吹和磁力吹等方式。低壓刀開(kāi)關(guān)被迅速拉開(kāi)其刀閘時(shí)，不僅迅速拉長(zhǎng)了電弧，而且其電流回路產(chǎn)生的電動(dòng)力作用于電弧，使之加速拉長(zhǎng)，如圖4-20所示。有的開(kāi)關(guān)裝有專門(mén)的磁吹線圈來(lái)吹弧，如圖4-21所示。也有的開(kāi)關(guān)利用鐵磁物質(zhì)如鋼片來(lái)吸弧，如圖4-22所示，這相當(dāng)于反向吹弧。圖4-19吹弧方式（1-電弧2-觸頭）a)橫吹b)縱吹圖4-22鐵磁吸弧1-鋼片2-電弧圖4-20電動(dòng)力吹?。ǖ堕_(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)）(5)粗弧分細(xì)滅弧法將粗大的電弧分成若干平行的細(xì)小的電弧，使電弧與周圍介質(zhì)的接觸面增大，改善電弧的散熱條件，降低電弧的溫度，使電弧中離子的復(fù)合和擴(kuò)散都得到加強(qiáng)，從而使電弧迅速熄滅。

(6)狹溝滅弧法使電弧在固體介質(zhì)所形成的狹溝中燃燒。由于電弧的冷卻條件改善，使電弧的去游離增強(qiáng)，同時(shí)介質(zhì)表面的復(fù)合也比較強(qiáng)烈，從而電弧迅速熄滅。有的熔斷器熔管內(nèi)充填石英砂，就是利用狹溝滅弧原理。有一種用耐弧的陶瓷材料制成的絕緣滅弧柵，如圖4-24所示，也同樣利用了狹溝滅弧原理。(4)長(zhǎng)弧切短滅弧法由于電弧的電壓降主要降落在陰極和陽(yáng)極上，其中陰極電壓降又比陽(yáng)極電壓降大得多，而弧柱（電弧的中間部分）的電壓降是很小的，因此如果利用若干金屬片柵片（通常采用鋼柵片）將長(zhǎng)弧切割成若干短弧，則電弧上的電壓降將近似地增大若干倍。當(dāng)外施電壓小于電弧上的電壓降時(shí)，電弧就不能維持而迅速熄滅。圖4-23為鋼滅弧柵（又稱去離子?xùn)牛?dāng)電弧在其電流回路本身產(chǎn)生的電動(dòng)力及鐵磁吸力的共同作用下進(jìn)入鋼滅弧柵內(nèi)時(shí)，就被切割為若干短弧，使電弧電壓降大大增加，同時(shí)鋼片還有冷卻降溫作用，從而加速電弧的熄滅。

圖4-24絕緣滅弧柵對(duì)電弧的作用1-絕緣柵片2-電弧3-觸頭圖4-23鋼滅弧柵對(duì)電弧的作用（1-鋼柵片2-電弧3-觸頭）(7)真空滅弧法真空具有較高的絕緣強(qiáng)度。如果將觸頭裝在真空容器內(nèi)，則在電弧電流過(guò)零時(shí)就能立即熄滅而不致復(fù)燃。真空斷路器就是利用真空滅弧法的原理制造的。

(8)六氟化硫（SF6）滅弧法SF6氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，其絕緣強(qiáng)度約為空氣的3倍，其絕緣強(qiáng)度恢復(fù)的速度約為空氣的100倍。六氟化硫斷路器就是利用SF6作絕緣和滅弧介質(zhì)的，從而獲得較高的斷流容量和滅弧速度。在現(xiàn)代的電氣開(kāi)關(guān)設(shè)備中，常常根據(jù)具體情況綜合地采用上列滅弧法來(lái)達(dá)到迅速滅弧的目的。

工廠供電系統(tǒng)中，室內(nèi)廣泛采用RN1、RN2等型高壓管式限流熔斷器，室外則廣泛采用RW4-10、RW10-10(F)等型高壓跌開(kāi)式熔斷器和RW10-35等型高壓限流熔斷器。高壓熔斷器全型號(hào)的表示和含義如下：

三.高壓熔斷器熔斷器（fuse，文字符號(hào)為FU），是一種在電路電流超過(guò)規(guī)定值并經(jīng)一定時(shí)間后，使其熔體（fuse-element，文字符號(hào)為FE）熔化而分?jǐn)嚯娏?、斷開(kāi)電路的一種保護(hù)電器。熔斷器的功能主要是對(duì)電路和設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，有的熔斷器還具有過(guò)負(fù)荷保護(hù)的功能。□□□－□□/□－□□R—高壓熔斷器—產(chǎn)品名稱—安裝場(chǎng)所N—戶內(nèi)式W—戶外式

設(shè)計(jì)序號(hào)額定電壓（kV）其他標(biāo)志—GY—高原型額定容量（MVA）額定電流（A）補(bǔ)充型號(hào)—F—負(fù)荷型G—改進(jìn)型

當(dāng)短路電流或過(guò)負(fù)荷電流通過(guò)熔斷器的熔體時(shí)，工作熔體熔斷后，指示熔體相繼熔斷，其紅色的熔斷指示器彈出，如圖4-26中虛線所示，給出熔斷的指示信號(hào)。圖4-26RN1、RN2型熔斷器的熔管剖面示意圖

1-管帽2-瓷管3-工作熔體4-指示熔體

5-錫球6-石英砂填料7-熔斷指示器（虛線表示熔斷指示器在熔體熔斷時(shí)彈出）(一)RN1和RN2型戶內(nèi)高壓管式熔斷器

RN1型和RN2型的結(jié)構(gòu)基本相同，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充石英砂填料的密封管式熔斷器。其外形結(jié)構(gòu)如圖4-25所示。

RN1型主要用作高壓電路和設(shè)備的短路保護(hù)，也能起過(guò)負(fù)荷保護(hù)的作用。其熔體要通過(guò)主電路的大電流，因此其結(jié)構(gòu)尺寸較大，額定電流可達(dá)100A。而RN2型只用作高壓電壓互感器一次側(cè)的短路保護(hù)。由于電壓互感器二次側(cè)全部連接阻抗很大的電壓線圈，致使它接近于空載工作，其一次電流很小，因此RN2型的結(jié)構(gòu)尺寸較小，其熔體額定電流一般為5A。圖4-25RN1、RN2型高壓熔斷器1-瓷熔管2-金屬管帽3-彈性觸座4-熔斷指示器5-接線端子

6-支柱瓷瓶7-底座RN1、RN2型熔斷器熔管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-26所示。由圖可知，熔斷器的工作熔體（銅熔絲）上焊有小錫球。錫是低熔點(diǎn)金屬，過(guò)負(fù)荷時(shí)錫球受熱首先熔化，包圍銅熔絲，銅錫分子相互滲透而形成熔點(diǎn)較銅的熔點(diǎn)低的銅錫合金，使銅熔絲能在較低的溫度下熔斷，這就是所謂“冶金效應(yīng)”。它使熔斷器能在不太大的過(guò)負(fù)荷電流和較小的短路電流下動(dòng)作，從而提高了保護(hù)靈敏度。又由圖可知，該熔斷器采用多根熔絲并聯(lián)，熔斷時(shí)產(chǎn)生多根并行的細(xì)小電弧，利用粗弧分細(xì)滅弧法來(lái)加速電弧的熄滅。而且該熔斷器熔管內(nèi)是充填有石英砂的，熔絲熔斷時(shí)產(chǎn)生的電弧完全在石英砂內(nèi)燃燒，因此其滅弧能力很強(qiáng)，能在短路后不到半個(gè)周期內(nèi)即短路電流未達(dá)到?jīng)_擊值之前就能完全熄滅電弧，切斷短路電流，從而使熔斷器本身及其所保護(hù)的電氣設(shè)備不必考慮短路沖擊電流的影響，因此這種熔斷器屬于“限流”熔斷器。圖4-27RW4-10(G)型跌開(kāi)式熔斷器1-上接線端子2-上靜觸頭3-上動(dòng)觸頭4管帽（帶薄膜）5-操作扣環(huán)6-熔管(外層為酚醛紙管或環(huán)氧玻璃布管，內(nèi)套纖維質(zhì)消弧管)7-銅熔絲8-下動(dòng)觸頭9-下靜觸頭10-下接線端子11-絕緣瓷瓶12-固定安裝板(二)RW4和RW10(F)型戶外高壓跌開(kāi)式熔斷器跌開(kāi)式熔斷器（drop-outfuse，其文字符號(hào)一般型用FD，負(fù)荷型用FDL），又稱跌落式熔斷器，廣泛用于環(huán)境正常的室外場(chǎng)所。其功能是，既可作6～10kV線路和設(shè)備的短路保護(hù)，又可在一定條件下，直接用高壓絕緣操作棒（俗稱令克棒，參看圖8-50）來(lái)操作熔管的分合，兼起高壓隔離開(kāi)關(guān)的作用。一般的跌開(kāi)式熔斷器如RW4-10（G）型等，只能在無(wú)負(fù)荷下操作，或通斷小容量的空載變壓器和空載線路等，其操作要求與后面即將介紹的高壓隔離開(kāi)關(guān)相同。而負(fù)荷型跌開(kāi)式熔斷器如RW10-10（F）型，則能帶負(fù)荷操作，其操作要求則與后面將要介紹的高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)相同。

圖4-27是RW4-10（G）型跌開(kāi)式熔斷器的基本結(jié)構(gòu)。這種跌開(kāi)式熔斷器串接在線路上。正常運(yùn)行時(shí)，其熔管上端的動(dòng)觸頭借熔絲的張力拉緊后，利用絕緣操作棒將此動(dòng)觸頭推入上靜觸頭內(nèi)鎖緊，同時(shí)下動(dòng)觸頭與下靜觸頭也相互壓緊，從而使電路接通。當(dāng)線路上發(fā)生短路時(shí)，短路電流使熔絲熔斷，形成電弧。熔管（消弧管）內(nèi)壁由于電弧燒灼而分解出大量氣體，使管內(nèi)氣壓劇增，并沿管道形成強(qiáng)烈的氣流縱向吹弧，使電弧迅速熄滅。熔管的上動(dòng)觸頭因熔絲熔斷后失去張力而下翻，使鎖緊機(jī)構(gòu)釋放熔管，在觸頭彈力及熔管自重的作用下，回轉(zhuǎn)跌開(kāi)，造成明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙。這種跌開(kāi)式熔斷器還采用了“逐級(jí)排氣”的結(jié)構(gòu)。其熔管上端在正常時(shí)是被一薄膜封閉的，可以防止雨水浸入。在分?jǐn)嘈〉亩搪冯娏鲿r(shí)，由于熔管上端封閉而形成單端排氣，使管內(nèi)保持足夠大的氣壓，這樣有助于熄滅小的短路電流所產(chǎn)生的電弧。而在分?jǐn)啻蟮亩搪冯娏鲿r(shí)，由于管內(nèi)產(chǎn)生的氣壓大，致使上端薄膜沖開(kāi)而形成兩端排氣，這樣有助于防止分?jǐn)啻蟮亩搪冯娏鲿r(shí)可能造成的熔管爆裂，從而較好地解決了自產(chǎn)氣熔斷器分?jǐn)啻笮」收想娏鞯拿?。圖4-29GW2-35型戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)1-角鋼架2-支柱瓷瓶3-旋轉(zhuǎn)瓷瓶4-曲柄5-軸套6-傳動(dòng)框架

7-管形閘刀8-工作觸頭9、10-滅弧角條11-插座

12、13-接線端子14-曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)RW10-10（F）型跌開(kāi)式熔斷器是在一般跌開(kāi)式熔斷器的上靜觸頭上面加裝一個(gè)簡(jiǎn)單的滅弧室，因而能夠帶負(fù)荷操作。這種負(fù)荷型跌開(kāi)式熔斷器既能實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，又能帶負(fù)荷操作，且能起隔離開(kāi)關(guān)的作用，因此應(yīng)用較廣。跌開(kāi)式熔斷器利用電弧燃燒使消弧管內(nèi)壁分解產(chǎn)生氣體來(lái)熄滅電弧，即使負(fù)荷型跌開(kāi)式熔斷器加裝有簡(jiǎn)單的滅弧室，其滅弧能力都不強(qiáng)，滅弧速度也不快，不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前熄滅電弧，因此這種跌開(kāi)式熔斷器屬于“非限流”熔斷器。四.高壓隔離開(kāi)關(guān)高壓隔離開(kāi)關(guān)(high-voltagedisconnector，文字符號(hào)QS)的功能，主要是用來(lái)隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。因此其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是它斷開(kāi)后有明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙，而且斷開(kāi)間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保障人身和設(shè)備的安全。但是隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專門(mén)的滅弧裝置，因此它不允許帶負(fù)荷操作。然而可用來(lái)通斷一定的小電流，如勵(lì)磁電流（空載電流）不超過(guò)2A的空載變壓器，電容電流（空載電流）不超過(guò)5A的空載線路以及電壓互感器、避雷器電路等。高壓隔離開(kāi)關(guān)按安裝地點(diǎn)，分戶內(nèi)和戶外兩大類。圖4-28是GN8-10型戶內(nèi)高壓隔離開(kāi)關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。圖4-29是GW2-35型戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。圖4-28GN8-10/600型戶內(nèi)高壓隔離開(kāi)關(guān)1-上接線端子2-靜觸頭3-閘刀4-絕緣套管5-下接線端子6-框架7-轉(zhuǎn)軸8-拐臂9-升降瓷瓶10-支柱瓷瓶高壓隔離開(kāi)關(guān)全型號(hào)的表示和含義如下：D—帶接地刀閘

結(jié)構(gòu)標(biāo)志—其他標(biāo)志—G—高原型

額定電壓（kV）—安裝場(chǎng)所W—戶外式N—戶內(nèi)式

額定電流（A）T—統(tǒng)一設(shè)計(jì)C—穿墻型□□□-□□/□-□□G—高壓隔離開(kāi)關(guān)—產(chǎn)品名稱設(shè)計(jì)序號(hào)極限通過(guò)電流（kA）W—防污型G—改進(jìn)型

戶內(nèi)式高壓隔離開(kāi)關(guān)通常采用CS6型【1】手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作，而戶外式高壓隔離開(kāi)關(guān)則大多采用高壓絕緣操作棒手工操作，也有的通過(guò)手動(dòng)杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)操作。圖4-30是CS6型手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)與GN8型隔離開(kāi)關(guān)配合的一種安裝方式。圖4-30CS6型手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)與GN8型隔離開(kāi)關(guān)配合的一種安裝方式1-GN8型隔離開(kāi)關(guān)2-傳動(dòng)連桿(Φ200mm焊接鋼管)3-調(diào)節(jié)桿4-CS6型手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)【1】操作機(jī)構(gòu)型號(hào)含義：C—操作機(jī)構(gòu)；S—手動(dòng)；6—設(shè)計(jì)序號(hào)。圖4-32FN3-10型高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的壓氣式滅弧裝置工作示意圖1-弧動(dòng)觸頭2絕緣噴嘴

3-弧靜觸頭4-接線端子5-氣缸6-活塞7-上絕緣子

8-主靜觸頭9-電弧圖4-31FN3-10RT型高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)1-主軸2-上絕緣子兼汽缸3-連桿4-下絕緣子5-框架6-RN1型高壓熔斷器

7-下觸座8-閘刀9-弧動(dòng)觸頭10-絕緣噴嘴(內(nèi)有弧靜觸頭)11-主靜觸頭12-上觸座13-斷路彈簧14-絕緣拉桿15-熱脫扣器

五.高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)（high-voltageloadswitch，文字符號(hào)為QL），具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，因而能通斷一定的負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流。但是它不能斷開(kāi)短路電流，所以它一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來(lái)進(jìn)行短路保護(hù)。負(fù)荷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，與隔離開(kāi)關(guān)一樣，也有明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙，因此也具有隔離高壓電源、保證安全檢修的功能。高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的類型較多，這里主要介紹一種應(yīng)用最廣的戶內(nèi)壓氣式高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)。圖4-31是FN3-10RT型戶內(nèi)壓氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。由圖可以看出，上半部為負(fù)荷開(kāi)關(guān)本身，外形與高壓隔離開(kāi)關(guān)類似，實(shí)際上它也就是在隔離開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)上加一個(gè)簡(jiǎn)單的滅弧裝置。負(fù)荷開(kāi)關(guān)上端的絕緣子就是一個(gè)簡(jiǎn)單的滅弧室，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-32所示。該絕緣子不僅起支柱絕緣子的作用，而且內(nèi)部是一個(gè)氣缸，裝有由操作機(jī)構(gòu)主軸傳動(dòng)的活塞，其作用類似打氣筒。絕緣子上部裝有絕緣噴嘴和弧靜觸頭。當(dāng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)分閘時(shí)，在閘刀一端的弧動(dòng)觸頭與絕緣子上的弧靜觸頭之間產(chǎn)生電弧。由于分閘時(shí)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)活塞，壓縮氣缸內(nèi)的空氣而從噴嘴往外吹弧，使電弧迅速熄滅。當(dāng)然分閘時(shí)還有迅速拉長(zhǎng)電弧及電流回路本身的電磁吹弧的作用，加強(qiáng)了滅弧。但總的來(lái)說(shuō)，負(fù)荷開(kāi)關(guān)的斷流滅弧能力是很有限的，只能分?jǐn)嘁欢ǖ呢?fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流，因此負(fù)荷開(kāi)關(guān)不能配置短路保護(hù)裝置來(lái)自動(dòng)跳閘，但可以裝設(shè)熱脫扣器用于過(guò)負(fù)荷保護(hù)。圖4-33CS2型手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的外形及其與FN3型負(fù)荷開(kāi)關(guān)配合的一種安裝方式

a)CS2型操作機(jī)構(gòu)外形b)CS2型與負(fù)荷開(kāi)關(guān)配合安裝方式1-操作手柄2-操作機(jī)構(gòu)外殼3-分閘指示牌（掉牌）