高壓電器概述
瀏覽次數(shù):1719發(fā)布日期:2013-07-15
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準化定義,因此各種場合使用的這一術(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準化定義,因此各種場合使用的這一術(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現(xiàn)關(guān)合、開斷、保護、控制、調(diào)節(jié)、量測的設(shè)備。一般的高壓電器包括開關(guān)電器、量測電器和限流、限壓電器。但有時也把變壓器列入高壓電器(如電機工程學會中高壓電器分專委會)。
西安高壓電器研究所是1958年在規(guī)劃的西安開關(guān)整流器廠中央試驗室基礎(chǔ)上由一機部批準成立的,因該所當時明確為西安建設(shè)中的開關(guān)、電瓷、電容、絕緣和變壓器廠開展研究開發(fā)、試驗服務(wù),涉及開關(guān)、變壓器、保護電器、量測電器等各專業(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、開斷正常的負荷電流(包括空變、空線、空纜等),也用來開合故障電流,且當發(fā)生短路故障(或其它異常運行狀態(tài)、欠壓、過流等)時可以實現(xiàn)自動分閘、自動重合閘。因此高壓斷路器是一種多功能的自動開關(guān)。
2)熔斷器:俗稱保險。當負荷電流過載到一定值,或出現(xiàn)故障電流時能自動熔斷而開斷。分為限流熔斷器及噴射式熔斷器。
3)負荷開關(guān):能開合負荷電流(含容性、感性負載電流),有時能關(guān)合短路電流但不能開斷短路電流。
4)接觸器:只有一個休止位置,非手動操作就能關(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(如大電動機等)。
5)隔離開關(guān):用來隔離電路或電源,在閉合位置時能承載正常電流及規(guī)定的短路電流,有時能開斷很小的電容電流及容量不大的變壓器的空載電流,有時能開合母線轉(zhuǎn)換電流。
6)接地開關(guān):用來對設(shè)備或被檢修線路實現(xiàn)保護接地。
﹡有時要求負荷開關(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)電回路中進行開斷和重合操作,并在其后自動復(fù)位、分閘閉鎖或合閘閉鎖的自具(不需外加能源)控制保護功能的開關(guān)設(shè)備。
8)分段器:一種能夠自動判斷線路故障和記憶線路故障電流開斷的次數(shù),并在達到整定的次數(shù)后在無電壓或無電流下自動分閘的開關(guān)設(shè)備。
某些分段器可具有關(guān)合短路電流(自動重關(guān)合功能)及開斷、關(guān)合負荷電流的能力,但無開斷短路電流的能力。
2.2量測電器
1)電流互感器:用來轉(zhuǎn)換和測量線路、母線的電流供計量與保護用。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:用來測量線路、母線電壓,以供計量和繼電保護用。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,絕緣強度和機械強度比較高。
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簡單的有保護間隙,還有管形避雷器、閥式避雷器、磁吹避雷器。的有保護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、短時過電壓、內(nèi)部過電壓和大氣過電壓作用而不損壞。標志這些作用電壓的性能參數(shù)是:zui大工作電壓、短時工頻試驗電壓、操作波試驗電壓和雷電沖擊波試驗電壓。
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。在短時異常和故障電流作用下也不允許因電動力、觸頭熔焊、電磁干擾等影響繼續(xù)工作的損害。
這方面標志參數(shù)有:額定電流、額定短時耐受電流、額定峰值耐受電流,額定短路關(guān)合電流、電動機和電容器關(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)風速:影響戶外產(chǎn)品機械強度。
5)污穢:影響外絕緣的絕緣強度。
其它如雨、地震、濕熱、干熱等因素也影響絕緣強度和機械可靠性。
4、高壓電器發(fā)展趨勢
隨著科技進步,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)。