高壓電器概述
高壓電器是電力系統(tǒng)中使用比較廣泛的一種設(shè)備,,但在我國由于缺乏明確的標(biāo)準(zhǔn)化定義,因此各種場(chǎng)合使用的這一術(shù)語,,其含義有一定的出入,。這兒介紹的是高等教科書中介紹的并為多數(shù)人認(rèn)同的概念 高壓電器概述
高壓電器是電力系統(tǒng)中使用比較廣泛的一種設(shè)備,,但在我國由于缺乏明確的標(biāo)準(zhǔn)化定義,因此各種場(chǎng)合使用的這一術(shù)語,,其含義有一定的出入,。這兒介紹的是高等教科書中介紹的并為多數(shù)人認(rèn)同的概念。
1,、高壓電器定義
上*的高低壓電器的分界線交流是1kV(直流則為1500V),。為交流1kV以上為高壓電器,1kV及以下為低壓電器,。高壓電器是在高壓線路中用來實(shí)現(xiàn)關(guān)合,、開斷、保護(hù),、控制,、調(diào)節(jié)、量測(cè)的設(shè)備,。一般的高壓電器包括開關(guān)電器,、量測(cè)電器和限流、限壓電器,。但有時(shí)也把變壓器列入高壓電器(如電機(jī)工程學(xué)會(huì)中高壓電器分專委會(huì)),。
西安高壓電器研究所是1958年在規(guī)劃的西安開關(guān)整流器廠中央試驗(yàn)室基礎(chǔ)上由一機(jī)部批準(zhǔn)成立的,因該所當(dāng)時(shí)明確為西安建設(shè)中的開關(guān),、電瓷,、電容、絕緣和變壓器廠開展研究開發(fā),、試驗(yàn)服務(wù),,涉及開關(guān)、變壓器,、保護(hù)電器,、量測(cè)電器等各專業(yè),因此定名為高壓電器研究所,,該名稱一直延續(xù)至今,。
2、高壓電器分類及功能
2.1開關(guān)電器
主要用來關(guān)合與開斷正常電路和故障電路,,或用來隔離電源,、實(shí)現(xiàn)安全接地的一種高壓電器設(shè)備。
1)高壓斷路器:不僅能關(guān)合,、開斷正常的負(fù)荷電流(包括空變,、空線、空纜等),,也用來開合故障電流,,且當(dāng)發(fā)生短路故障(或其它異常運(yùn)行狀態(tài),、欠壓、過流等)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分閘,、自動(dòng)重合閘,。因此高壓斷路器是一種多功能的自動(dòng)開關(guān)。
2)熔斷器:俗稱保險(xiǎn),。當(dāng)負(fù)荷電流過載到一定值,,或出現(xiàn)故障電流時(shí)能自動(dòng)熔斷而開斷。分為限流熔斷器及噴射式熔斷器,。
3)負(fù)荷開關(guān):能開合負(fù)荷電流(含容性,、感性負(fù)載電流),有時(shí)能關(guān)合短路電流但不能開斷短路電流,。
4)接觸器:只有一個(gè)休止位置,,非手動(dòng)操作就能關(guān)合、開斷及承載正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷,、關(guān)合位置,。一般用來頻繁控制大型用電設(shè)備(如大電動(dòng)機(jī)等)。
5)隔離開關(guān):用來隔離電路或電源,,在閉合位置時(shí)能承載正常電流及規(guī)定的短路電流,,有時(shí)能開斷很小的電容電流及容量不大的變壓器的空載電流,有時(shí)能開合母線轉(zhuǎn)換電流,。
6)接地開關(guān):用來對(duì)設(shè)備或被檢修線路實(shí)現(xiàn)保護(hù)接地,。
﹡有時(shí)要求負(fù)荷開關(guān)、接觸器,、接地開關(guān)關(guān)合短路電流,。
7)重合器:能夠按照預(yù)定的順序,在導(dǎo)電回路中進(jìn)行開斷和重合操作,,并在其后自動(dòng)復(fù)位,、分閘閉鎖或合閘閉鎖的自具(不需外加能源)控制保護(hù)功能的開關(guān)設(shè)備。
8)分段器:一種能夠自動(dòng)判斷線路故障和記憶線路故障電流開斷的次數(shù),,并在達(dá)到整定的次數(shù)后在無電壓或無電流下自動(dòng)分閘的開關(guān)設(shè)備,。
某些分段器可具有關(guān)合短路電流(自動(dòng)重關(guān)合功能)及開斷、關(guān)合負(fù)荷電流的能力,,但無開斷短路電流的能力,。
2.2量測(cè)電器
1)電流互感器:用來轉(zhuǎn)換和測(cè)量線路、母線的電流供計(jì)量與保護(hù)用,。傳統(tǒng)的電流互感器是采用油紙絕緣電磁式,,現(xiàn)在又有環(huán)氧澆注、SF6電流互感器,的有光電式電流互感器,。為滿足機(jī)電一體化設(shè)備需要,,現(xiàn)在已有線性功能的電流傳感器,。
2)電壓互感器:用來測(cè)量線路,、母線電壓,以供計(jì)量和繼電保護(hù)用,。傳統(tǒng)電壓互感器是油紙絕緣電磁式,。目前在高壓、超高壓范圍內(nèi)則用重量輕,、體積小的電容式電壓互感器,,上已開發(fā)正在商品化的光電式互感器。
2.3限流與限壓電器
1)電抗器:是一個(gè)扼流線圈,,用來限制故障電流,,用包裹絕緣導(dǎo)線繞制。目前也有用環(huán)氧澆注法制做,,其體積小,,絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度比較高。
2)阻波器:也是一種電感線圈,,主要用于載波通訊,,限制高頻載波進(jìn)入變電所。
3)避雷器:用來限制過電壓,,使電力系統(tǒng)中電器設(shè)備免受大氣過電壓和內(nèi)過電壓的危害,,是一種泄能裝置。zui簡單的有保護(hù)間隙,,還有管形避雷器,、閥式避雷器、磁吹避雷器,。的有保護(hù)特性比較好的氧化鋅避雷器,。
注:限流熔斷器也是一種快速限流(幅值)的保護(hù)電器。
3高壓電器基本性能要求
處于電力系統(tǒng)中的各種戶內(nèi),、戶外高壓電器,,應(yīng)能承受正常和異常電壓、電流作用,,以及各種環(huán)境因素作用而不損壞,。因而要求其具備各種性能如下。
3.1電氣性能方面要求
1)電壓
高壓電器絕緣應(yīng)能經(jīng)受規(guī)定的長期zui大工作電壓,、短時(shí)過電壓,、內(nèi)部過電壓和大氣過電壓作用而不損壞。標(biāo)志這些作用電壓的性能參數(shù)是:zui大工作電壓,、短時(shí)工頻試驗(yàn)電壓,、操作波試驗(yàn)電壓和雷電沖擊波試驗(yàn)電壓,。
2)電流
高壓電器應(yīng)能經(jīng)受長期正常工作電流,溫升不超過規(guī)定值,。在短時(shí)異常和故障電流作用下也不允許因電動(dòng)力,、觸頭熔焊、電磁干擾等影響繼續(xù)工作的損害,。
這方面標(biāo)志參數(shù)有:額定電流,、額定短時(shí)耐受電流、額定峰值耐受電流,,額定短路關(guān)合電流,、電動(dòng)機(jī)和電容器關(guān)合涌流等。
3)其它要求
如高壓斷路器要求關(guān)合,、開斷短路電流,、自動(dòng)重合閘、開合空載線路充電電流(過電壓不超過規(guī)定值)和開合負(fù)荷電流以及連續(xù)開斷各種電流能力的電壽命等,。
3.2自然環(huán)境因素
這些因素很多,,例如:
1)海拔:影響外絕緣和額定電流。
外絕緣耐壓能力隨海拔提高而降低,;電器的散熱能力隨海拔提高而困難(但環(huán)境溫度則隨海拔上升而降低),。
2)環(huán)境溫度:影響額定電流、機(jī)械可靠性和電氣可靠性,。
3)濕度:影響絕緣及金屬零件銹蝕,。
4)風(fēng)速:影響戶外產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度。
5)污穢:影響外絕緣的絕緣強(qiáng)度,。
其它如雨,、地震、濕熱,、干熱等因素也影響絕緣強(qiáng)度和機(jī)械可靠性,。
4、高壓電器發(fā)展趨勢(shì)
隨著科技進(jìn)步,,高壓電器采用了高新技術(shù),,采用了新原理、新工藝,、新介質(zhì),,正在醞釀新一代高壓電器,其發(fā)展趨勢(shì)如下:
4.1組合化,、成套化
為滿足尺寸小,、占地少、高性能、高可靠性需要,,出現(xiàn)了各種各樣的組合電器和成套電器,。除了開關(guān)柜、FC柜,、多層柜外,,出現(xiàn)了負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器、高壓接觸器—熔斷器組合電器(用于FC柜),、負(fù)荷開關(guān),、跌落熔斷器和避雷器組合,,以及避雷器,、隔離開關(guān)、電壓和電流互感器等各種組合,,并已發(fā)展到型式的組合成套裝置,,如充氣柜(C—GIS)、全封閉組合電器(GIS),,以及全變電站組合如預(yù)裝式變電站(含變壓器和高低壓電器的箱變),。