高低压成套电气检验专业知识

高低压成套电气专业知识

（宁波某电器公司提供）

一、质量检验的基本理论及3C知识??????????(1) 二、仪器仪表基础知识????????????????(6) 三、常用高低压电器元件知识????????????(10) 四、高低压成套配电装置知识????????????(25) 五、电器试验知识?????????????????(37) 六、电气安全与文明生产??????????????(47)

附录A 电器图形符号???????????????(50) 附录B 电器新旧文字符号对照表??????????(56) 附录C 各螺栓、螺钉拧紧力矩表??????????(57)

I

一、质量检验基本理论及3C知识

1、什么是质量

一组固有特性满足要求的程度。（ISO9000）固有是指某事物本身就有的尤其是那种永久的特性； 满足要求——用一系列定性或定量指标来表达质量特性。

1.1质量特性的几个方面

1.2性能：是指产品满足使用目的所具备的功能。

1.3可信性：在规定条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

1.4安全性：指贮存、流通、使用过程中不发生由于产品质量而导致人员伤亡、财产损失和环境污染的能力。

1.5环境适应性：指产品适应外界环境变化的能力。 1.6经济性：指合理的产品寿命周期费用。 2、质量检验的定义

2.1检验——指通过观察和判断，适当结合测量、试验所进行的符合性评价（ISO9000）

2.2质量检验——通过对产品的质量特性和判断，结合测量、试验所进行的符合性评价活动。是产品形成过程中不可或缺的一个组成部分，是提供质量信息的重要来源。

2.3工作内容及要求

2.3.1 熟习与掌握规定的要求（质量特性） 2.3.2 测量 2.3.3 比较

2.3.4 判定。包括符合性判断和适用性判断。符合性判断就是根据比较的结果，判定被检验的产品合格或不合格，是检验部门的职能；适用性判断就是对经符合性判断定为不合格的产品或原材料进一步确认能否适用的判断，适用性判断不是检验部门的职能。对原材料的适用性判断是企业技术部门的职能，之前必须进行必要的试验，有在确认该项不合格的质量特性不影响产品的最终质量时才能作出适用性判断。对产品的适用性判断只能由顾客判断，须经顾客作出适用性判断的产品应加以特殊标识并定向销售。

2.3.5 处理。对单件产品，合格的转入下道工序或入库，不合格的作适用性判断或经返工、返修、降级、报废等方式处理。 对批量产品，根据检验结果，分析作出接收、拒收或回用等方式处理。不合格品的控制：标识、隔离、评审、处置（纠正、降级）报废、返修、让步等。公司《不合格品控制程序》部分摘录：

装配过程中发现零部件不合格时，由当班检验员监督隔离不合格零部件告知质管部，由质管部根据情况派相关工序检验员去库房复查，然后将结果通告库房管理员并根据复查的总体结果填写“不合格品通知单”和“不合格品处置表”，“不合格品通知单”一联交装配作为去库房兑换零部件的凭证，另一联随“不合格品处置表”交质管部，质管部根据实际情况组织相关部门作出返工/返修、降级、报废等处理意见。零部件经返工/返修等处理后必须按Q/KY G707的规定重新送检，合格则办理入库手续，不合格则按照不合格处理，同时做好检验记录且在备注处注明；如果零部件的处理意见是报废，则由执行复查的检验员填写“废品报废单”实施报废。在装配过程发现不合格品以及库房复查也有不合格品时，要求装配人员、库房管理员必须做好隔离，相关检验员实施监督，从而避免不合格品误用。

成品检验时发现的不合格品时，检验员应在“装配工艺流程卡”上注明不合格原因，通知车间进行返工并进行重新试验。

2.3.6 记录和报告。把所测量的有关数据按记录的格式和要求，认真做好记录。它是质量管理体系有效运行的重要的证实性文件，是表明企业实施的质量控制和最终产品符合质量要求的证据。它又是质量信息，可供统计各分析使用，为纠正措施和改进质量提供依据。检验员要认真填好。

2.4检验职能。

一句话，是既严格把关、又积极预防。具体表现有：

(a)鉴别职能：根据技术特性、产品图样、工艺规程或订货合同的规定，采用相应的检验方法，测量、检查、试验或度量产品的质量特性，并判定产品合格与不合格，从而起到鉴别职能。

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(b)把关职能：在产品形成全过程的各生产环节，通过严格的质量检验，剔出不合格品和项，使不合格的原材料不投产，不合格的零部件不转入下道工序，不合格的产品不出厂，把住产品质量关，实现“把关”的职能。

(c)预防职能：通过质量检验把所获得的大量数据和质量信息为质量控制提供依据，通过过程控制把影响产品质量的异常因素加以控制与管理。实现以“预防为主”的方针。

(d)报告职能：把在质量检验中所获得质量信息、数据和情况，认真做好记录，及时进行整理、分析和评价，并向有关部门和领导报告生产环节及企业的产品质量状况，为质量改进提供信息，为领导决策提供依据。

2.5检验职能间的相互关系 鉴别是前题，把关是核心，预防是焦点，报告是保证，八字链接，相辅相成。 2.6检验的依据。

质量检验的依据是标准（技术标准和管理标准）、产品图样、工艺文件、合同（协议）以及顾客（用户）的特殊要求。 (a)标准。是对重复性的事物和概念所做的统一规定。它以科学技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定的形式发布做为共同遵守的准则和依据。从性质来分有技术标准、管理标准、工作标准。从范围来分有国际标准、国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。公司主要产品采用标准见表1。

表1 公司主要产品采用标准 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 产品型号 FN12-12D FN12-12D.R FN25-12D FN25-12D.R FLN36-12D FLRN36-12D FW18-12 JN15-12 ZN63A-12 ZN85A-40.5 GGD2、GCD27、GCK GGJ ZBW1-12 YBP8-12 HXGN17-12 XGN15-12 XGN2-12 XGN37-12 KYN28A-12 KYN28A-24 KYN61A-40.5 产品名称 压气式负荷开关 压气式组合电器 真空负荷开关 真空组合电器 SF6负荷开关 SF6组合电器 户外负荷隔离开关 接地开关 真空断路器 真空断路器 低压配电柜 低压无功功率补偿装置 箱变 紧凑型箱变 环网柜 SF6环网柜 固定柜 XGN37固定柜 中置柜 中置柜 手车柜 标准代号 GB 3804、IEC 60265-1 GB 16926、IEC 62271-105 GB 3804、IEC 60265-1 GB 16926、IEC 62271-105 GB 3804、IEC 60265-1 GB 16926、IEC 62271-105 GB 3804、IEC 60265-1 GB 1985、IEC 62271-102 GB 1984、IEC 62271-100、JB 3855 GB 1984、IEC 62271-100、JB 3855 GB 7251.1、IEC 60439 GB 15576 GB/T 17467、IEC 1330、 DL/T 537 GB/T 17467、IEC 1330、 DL/T 537 GB 3906、IEC 62271-200、DL/T 404 GB 3906、IEC 62271-200、DL/T 404 GB 3906、IEC 62271-200、DL/T 404 GB 3906、IEC 62271-200、DL/T 404 GB 3906、IEC 62271-200、DL/T 404 GB 3906、IEC 62271-200 GB 3906、IEC 62271-200、DL/T 404 (b)图样。是能够够准确地表达产品形状、尺寸及技术要求的图形。是制造产品主要依据，也是产品质量检验的重要依据。生产现场只准许使用现行有效的产品图样作为检验依据。现行有效的产品图样是指经过严格执行校对、审核、批准的图样。没有履行三级审签、工艺和质量会签以及标准化检查的图

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样都不能算是现行有效的图样，是不能作为检验依据的。同时生产现场使用的图样和技术文件不得任意涂改，不得使用白图，凡不履行图样更改规定和程序，不进行签证的图样，均为无效图样。 (c)工艺文件（工艺技术资料） (d)订货合同（技术协议） (e)标准样件。如油漆色标

2.7抽样检验

抽样检验是按照规定的抽样方案，随机地从一批产品或一个生产过程中抽取少量个体 （作为样本）进行的检验。其目的在于判定一批产品或一个过程是否可以被接收。

2.7.1抽样检验的特点 检验对象是一批产品，根据抽样结果应用统计原理推断产品批的接收与否。不过经检验的接收批中仍可能包含不合格品，不接收批中当然也包含合格品。

2.7.2抽样检验一般用于下述情况

(a)破坏性检验，如产品的寿命试验等可靠性试验、材料的疲劳试验、零件的强度检验等。 (b)批量很大，全数检验工作量很大的产品的检验，如螺钉、销钉、垫圈、电阻等。 (c)测量对象是散装或流程性材料，如煤炭、矿石、水泥、钢水、整卷钢板检验等。 (d)其它不适于使用全数检验或全数检验不经济的场合。

2.7.3我公司所有的最终检验（出厂检验）采用全检方案，抽样检验只适用于零（部）件成品检验、原材料、外协件的进厂检验。 2.8常见的检验分类

2.8.1按生产过程的顺序分类

(a)进货检验。进货检验应由企业专职检验员严格按照技术文件认真检查。

(b)过程检验。又称工序检验，是在产品形成过程中对各加工工序之间进行的检验。又分为首件检验、巡回检验、完工检验。

(c)完工检验。是对该工序对一批完工的产品进行全面的检验。目的是挑出不合格品，使合格品继续流入下道工序。

(d)最终检验。也称成品检验，目的在于保证不合格产品不出厂。成品检验是在生产结束后，产品入库前对产品进行的全面检验。成品检验合格的产品，应由检验员签发合格证后，车间才能办理入库手续。凡不合格的成品，应全部退回车间作返工、返修、降级或报废处理。经反工、反修后的产品必须再次进行全项目检验，检验员要作好返工、返修产品的检验记录，保证产品质量具有可追溯性。

2.8.2按被检验产品的数量分类 (a)全数检验。 (b)抽样检验。

(c)免检。不是不要检验，是对经国家权威部门产品质量认证合格的产品或信得过产品在买入时执行的无试验检验，接收与否可以以供方的合格证或检验数据为依据。顾客往往要对供应方的生产过程进行监督。

2.8.3按检验人员分类 (a)自检。 (b)互检。

(c)专检。指由企业质量检验机构直接领导，专职从事质量检验的人员所进行的检验，实践中“三检”相互结合，缺一不可。

3、质量管理和质量管理体系

3.1质量管理是在质量方面（以质量为中心）指挥和控制组织的协调和活动，通常包括制定质量方针和质量目标以及质量策划、质量保证和质量改进等活动。

3.2质量管理体系是质量方面指挥和控制组织的管理体系，它致力于建立质量方针和质量目标，并为实现质量方针和质量目标确立相关的过程、活动和资源，经过质量策划将管理职责、资源管理、产品实现、测量分析和改进等几个相互关联、相互作用的一组过程有机地组成一个整体，构成质量管理体

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系。目前我公司采用的是ISO9001质量管理体系。

4、ISO9000族标准及结构知识 4.1什么是ISO 9000族标准 “ISO 9000族”是国际标准化组织（International Organization for Standardiztion)，简称ISO）在1994年提出的概念，是指“由国际标准化组织质量管理和质量保证技术委员会（ISO/TC 176）制定的所有国际标准”。该标准族可帮助组织实施并有效运行质量管理体系，是质量管理体系通用的要求或指南。它并不受具体的行业或经济部门的限制，可广泛适用于各种类型和规模的组织，在国内和国际贸易中促进相互理解。

4.2 ISO9000族标准结构见表2。

表2 ISO9000族标准结构

核心标准 IS09000 基础和术语 ISO9001 要求 ISO9004 业绩改进南 ISO19011 质量和环境审核指南 其它标准 ISO10012 测量控制系统 技术报告 ISO/TR10006 ISO/TR10007 ISO/TR100013 ISO/TR100014 ISO/TR100015 ISO/TR100017

4.3 ISO 9000族标准是发展过程

国际标准化组织于1979年成立了质量管理和质量保证技术委员会（TC 176），负责制定质量管理和质量保证标准。

1986年发布了ISO 8402《质量 术语》标准，1987年发布了ISO 9000《质量管理和质量保证标准 选择和使用指南》、ISO 9001《质量体系设计开发、生产、安装和服务的质量保证模式》、ISO 9002《质量体系 生产和安装的质量保证模式》、ISO 9003《质量管理和质量体系要素指南》等5项标准。以上6项标准，通称为ISO 9000系列标准。这套标准发布后，立即在全世界引起了强烈的反响。 1994年ISO 9000系列标准进行了修订，并提出了“ISO 9000族”的概念。为了适应不同行业、不同产品的需要，1994版的ISO 9000族标准，已达到27项标准和文件，它分成术语标准、两类标准的使用或实施指南、质量保证标准、质量管理标准和支持性技术标准五类。

2000年又对1994版的ISO 9000族标准进行了彻底修改，并发布了2000版ISO9000族标准。

2008年，国际标准化组织再次对2000版ISO9000族标准进行了修订，推出了08版ISO9000族标准。2008版标准的修订内容基本上都是明确概念，解释、说明标准规定的、不易理解或易引起误解的要求，基本上没有增加新要求。

5. CCC认证知识 5.1 CCC标志的含义

认证标志“CCC”的名称为“中国强制认证”（英文名称为“China Compulsory Certification”，英文缩写为“CCC”，也可简称为“3C”标志）。对于《目录》内的产品，“CCC”标志是准许其出厂销售、进口和在经营性活动中使用的证明标记。 5.2“CCC”标志分类

目前的“CCC”认证标志分为四类，分别为：

(a)CCC+S安全认证标志 （公司的认证产品即为此类） (b)CCC+EMC电磁兼容类认证标志 (c)CCC+S&E安全与电磁兼容认证标志 (d)CCC+F消防认证标志

5.3“CCC”安全认证标志图形见图1。

小册子 质量管理原则选用和使用指南。 小型企业的应用 4

三、常用高低压电器元件知识

电器元件：自动或手动接通和断开电路，能实现对电路或非电对象切换、保护、检测、变换和调节。低压电器－交流1000V或直流1200V以下，高压电器－交流1000V或直流1200V以上。

1.高压断路器

高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围.因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行。常见的有真空断路器、六氟化硫断路器。

1.1高压断路器铭牌所列的技术数据含义

(a) 额定电压Ue：断路器正常工作时，系统的额定（线）电压。目前，我国电力系统中变电所采用的额定电压等级为：10、35、60、110、（154）、220、330、500千伏。断路器的额定电压决定了断路器各部分间的绝缘距离，并在很大程度上决定了断路器的外形尺寸。

(b）最高工作电压

因为在输电线路上有电压抵足损耗，那么在线路供电端的额定电压就会高于线路受电端的额定电压，这样断路器就可能在高电压下长期工作，因此规定了断路器的最高工作电压这一指标。按照国家标准规定，对于额定电压在220千伏以下的断路器其最高电压为额定电压的1.1～1.15倍；对于330千伏的断路器规定为额定电压的1.1倍。

(c）额定电流Ie:断路器可以长期通过的最大电流。在长期通过额定电流时，断路器各部分的温升不应超过国家规定的标准值。断路器额定电流Ie的大小，决定了断路器触头及导电部分的截面积和结构。

(d) 额定开断电流Iek:断路器在额定线电压下能开断的最大电流。断路器的额定电流开断电流标明了它的断流能力，它是由断路器的灭弧能力和承受内部气体压力的机械强度所决定的。 (e) 额定断流容量Sed:由于断路器的开断能力不仅与开断电流有关，而且与开断此电流时线路的电压有关，因此，一般用额定开断电流Iek和额定电压Ue的乘积，表示断路器的额定开断容量Sed，即Sed＝3UeIek 兆伏安 ，额定断流容量的大小，决定了断路器灭弧装置的结构和尺寸。

(f）动稳定电流Idw:断路器在闭合位置时，所能通过的最大短路电流，也称为极限通过电流。断路器通过这一电流时，不会因电动力的作用而发生任何机械上的损坏。这一电流一般指短路电流第一周波的峰值电流。在铭牌上动稳定电流以峰值和有效值两种表示法。

(g）4秒钟热稳定电流It5：当短路电流流过断路器时，不仅会产生很大的电动力，而且还会产生热

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量。按照焦耳－楞次定理（Q=0.24IRt），热量与电流的平方成正比、而热量的散发与时间成反比的理论可知，由于短路时电流很大，在短时间内将产生大量的热量不能及时散发，因而断路器的温度将显著上升；严重时，会使断路器的触头焊住，损坏断路器。因此，断路器铭牌规定了一定时间（1、3、4、5秒）热稳定电流。在4秒种内能够保证断路器不损坏的条件下，允许通过的短路电流值，称为5秒钟热稳定电流。以短路电流的有效值表示。由于热稳定电流流过的时间很短，若不考虑散热，就可利用发热量相等的原则对不同的热稳定电流进行换算。如已知4秒热稳定电流 ＝21千安，则3秒热稳定电流＝

21*21*4/3＝24.2千安。

1.2高压断路器的型号是怎样规定的

目前我国断路器型号根据国家技术标准的规定，一般由文字符号和数字按以下方式组成。如： Z N 63 A- 12 /T 1250 -31.5 (a） (b) (c) (d) (e) (f) (g) (a）产品字母代号，用下列字母表示：Z—真空断路器；S—少油断路器；D—多油断路器；K—空气断路器；L—六氟化硫断路器； Q—产气断路器；C—磁吹断路器。

(b）装置地点代号；N—户内，W—户外。

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(c）设计系列顺序号；以数字1、2、3??表示。 (d）额定电压，kV。

(e）其它补充工作特性标志，G—改进型，F—分相操作。 (f）额定电流，A。

(g）额定开断电流，kA。

1.3高压真空断路器机械特性参数与产品性能的关系 1.3.1开距

触头的开距主要取决于高压真空断路器的额定电压和耐压要求，一般额定电压低时触头开距选得小些。但开距太小会影响分断能力和耐压水平。开距太大，虽然可以提高耐压水平，但会使真空灭弧室的波纹管寿命下降。设计时一般在满足运行的耐压要求下尽量把开距选得小一些。12kV真空断路器的开距通常在8～12mm之间，35kV的则在30～40mm之间。

1.3.2触头接触压力

在无外力作用时，动触头在大气压作用下，对内腔产生一个闭合力使其与静触头闭合，称之为自闭力，其大小取决于波纹管的端口直径。灭弧室在工作状态时，这个力太小不能保证动静触头间良好的电接触，必须施加一个外加压力。这个外加压力和自闭力之和称为触头的接触压力。这个接触压力有如下几个作用：

(a）保证动、静触头的良好接触，并使其接触电阻少于规定值。

(b）满足额定短路状态时的动稳定要求。应使触头压力大于额定短路状态时的触头间的斥力，以保证在该状态下的完全闭合和不受损坏。

(c）抑制合闸弹跳。使触头在闭合碰撞时得以缓冲，把碰撞的动能转为弹簧的势能，抑制触头的弹跳。

(d）为分闸提供一个加速力。提高分闸初始的加速度，减少燃弧时间，提高分断能力，触头接触压力是一个很重要的参数，在产品的初始设计中要经过多次验证、试验才选取得比较合适。如触头压力选得太小，满足不了上述各方面的要求；但触头压力太大，一方面需要增大合闸操作功，另外灭弧室和整机的机械强度要求也需要提高，技术上不经济。

1.3.3接触行程(或称压缩行程)

目前真空断路器毫无例外地采用对接式接触方式。动触头碰上静触头之后就不能再前进了，触头接触压力是由每极触头压缩弹簧(有时称作合闸弹簧)提供的。所谓接触行程，就是开关触头碰触开始，触头压簧施力端继续运动至会闹终结的距离，亦即触头弹簧的压缩距离，故又称压缩行程。 接触行程有两方面作用，一是令触头弹簧受压而向对接触头提供接触压力；二是保证在运行磨损后仍然保持一定接触压力，使之可靠接触。一般接触行程可取开距的20%～30%左右，12kV的真空断路器约为3～4mm。

真空断路器的实际结构中，触头合闸弹簧设计成即使处于分闸位置，也有相当的预压缩量，有预压力。这是为使合闸过程中，当动触头尚未碰到静触头而发生预击穿时，动触头有相当力量抵抗电动力，而不致于向后退缩；当触头碰接瞬间，接触压力陡然跃增至预压力数值，防止合闸弹跳，足以抵抗电动斥力，并使接触初始就有良好状态；随着接触行程的前进，触头间的接触压力逐步增大，接触行程终结时，接触压力达到设计值。接触行程不包括合闸弹簧的预压缩量程，它实际上是合闸弹簧的第二次受压行程。

1.3.4平均合闸速度

平均合闸速度主要影响触头的电磨蚀。如合闸速度太低，则预击穿时间长，电弧存在的时间长，触头表面电磨损大，甚至使触头熔焊而粘住，降低灭弧室的电寿命。但速度太高，容易产生合闸弹跳，操动机构输出功也要增大，对灭弧室和整机机械冲击大，影响产品的使用可靠性与机械寿命。平均合闸速度通常取0.6m/s左右为宜。 1.3.5平均分闸速度

断路器的分闸速度一般而言速度越快越好，这样可以使首开相在电流趋近于0前2～3ms时能开断故障电流；否则首开相不能开断而延续至下一相，原来首开相变为后开相，燃弧时间加长了，增加了开

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断的难度，甚至使开断失败。但分闸速度太快，分闸的反弹也大，反弹太大震动过剧亦容易产生重燃，所以分间速度亦应考虑这方面因素。分闸速度的快慢，主要取决于合闸时动触头弹簧和分闸弹簧的贮能大小。为了提高分闸速度，可以增加分闸弹簧的贮能量，也可以增加合闸弹簧的压缩量，这都必然需要提高操动机构的输出功和整机的机械强度，降低了技术经济指标。经过多年试验认为，10kV的真空断路器，平均分闸速度能保证在0.95～1.2m/s比较合适。 1.3.6合闸弹跳时间

合闸弹跳时间是断路器在合闸时，触头刚接触开始计起，随后产生分离，可能又触又离，到其稳定接触之间的时间。

这一参数国外的标准中都没有明确规定，1989年底原能源部电力司提出真空断路器合闸弹跳时间必须小于2ms。为什么合闸弹跳时间要小于2ms呢？主要是合闸弹跳的瞬间会引起电力系统或设备产生L.C高频振荡，振荡产生的过电压对电气设备的绝缘可能造成伤害甚至损坏。当合闸弹跳时；在小于2ms时，不会产生较大的过电压，设备绝缘不会受损，在关合时动静触头之间也不会产生熔焊。 1.3.7合、分闸不同期性

合闸的不同期性太大容易引起合闸的弹跳，因为机构输出的运动冲量仅由首合闸相触头承受。分闸的不同期性太大可能使后开相管子燃弧时间加长，降低开断能力。 合闸与分闸的不同期性一般是同时存在的，所以调好了合闸的不同期性，分闸的不同期性也就有了保证。断路器要求合分闸不同期性小于2ms。 1.3.8合、分闸时间 分、合闸时间是指从操动线圈的端子得电时刻计起，至三极触头全部合上或分离止的一段时间间隔。 合、分闸线圈是按短时工作制作设计的，合闸线圈的通电时间不到100ms，分闸线圈的通电时间不到60ms。分、合闸时间一般在断路器出厂时已调好，无须再动。

当断路器用在发电系统并在电源近端短路时，故障电流衰减较慢，若分闸时间很短，这时断路器分断的故障电流就可能含有较大的直流分量，开断条件更为恶劣，这对断路器的开断是很不利的。所以用于发电系统的真空断路器，其分闸时间尽可能设计长些为宜。 1.3.9回路电阻

回路电阻值是表征导电回路的联接是否良好的一个参数，各类型产品都规定了一定范围内的值。若回路电阻超过规定值时，很可能是导电回路某一连接处接触不良。在大电流运行时接触不良处的局部温升增高，严重时甚至引起恶性循环造成氧化烧损，对用于大电流运行的断路器尤需加倍注意。回路电阻测量，不允许采用电桥法测量，须采用GB763规定的直流压降法。

1.4用什么方法可以检查真空断路器中真空灭弧室的好坏

真空灭弧室的好坏直接影响到真空断路器的技术性能和使用寿命。如果真空灭弧室存在漏气现象，将会使得其真空度下降，断路器的开断性能劣化，寿命缩短。因此在断路器运行一段时间后，必须认真检查。在不具备测量真空度的情况下，一般用工频耐压试验的方法来检测：在断路器分闸的状态下，在真空灭弧室的动、静触头间施加工频电压（具体工频电压数值见各真空灭弧室技术要求），如没有发现放电和击穿现象，就可以认为断路器真空灭弧室的真空度符合要求，可以使用。

1.5电弧的形成

断路器在合闸状态下靠触头接通电路。当断路器切断电路时，触头间会产生高温的弧光放电，这种放电称为电弧。此时，触头虽已分开，但是电流 靠触头间的电弧维持，电路仍处于接通状态。电弧会烧坏触头、或使触头附近的绝缘遭到破坏；如果电弧长久不熄，还会引起断路器爆炸。因此，保证迅速可靠地熄灭电弧，是所有断路器的核心问题。

1.6什么是断路器自动重合闸

当供电线路发生故障时，断路器在继电保护装置控制下，可以自动地将故障设备或线路断开（称为跳闸）。对于较重要的高压供电线路，断路器跳闸后，在自动装置控制下，立即重复合闸，如果线路故障已经消除，即可恢复送电；如果故障没有消除，断路器再次跳闸，停止供电。因为供电线路很长，发生故障的可能性较大，但大多数线路故障是暂时性故障。例如，雷击、短路等故障。所以，有了自动重合闸后，供电的可靠性明显提高，是提高供电可靠性的有效措施。

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2.低压断路器

低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。

2.1低压断路器分类

(a）按操作方式分有：电动操作、储能操作和手动操作。 (b）按结构分有：万能式和塑壳式。

(c）按用途分类，有配电用断路器、电动机保护用断路器、照明用断路器和漏电保护断路器等。配电用低压断路器按保护性能分，有非选择型和选择型两类。非选择型断路器，一般为瞬时动作，只作短路保护用；也有的为长延时动作，只作过负荷保护用。选择型断路器，有两段保护、三段保护和智能化保护。两段保护为瞬时或短延时与长延时两段。三段保护为瞬时、短延时与长延时特性三段。其中瞬时和短延时特性适于短路保护，而长延时特性适于过负荷保护。而智能化保护，其脱扣器由微机控制，保护功能更多，选择性更好，这种断路器称为智能型断路器。

(d）按灭弧介质分有：油浸式、真空式和气体式。 (e）按极数分有：单级、二级、三级和四级等。 (f）按安装方式分有：插入式、固定式和抽屉式等。 2.2低压断路器的基本参数特性

低压断路器的基本特性有:额定电压Ue；额定电流In；过载保护(Ir或Irth）和短路保护(Im)的脱扣电流整定范围；额定短路分断电流(工业用断路器Icu;家用断路器Icn)等。

(a）额定工作电压(Ue)：这是断路器在正常(不间断的)的情况下工作的电压。 (b）额定电流(In)：这是配有专门的过电流脱扣继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值。

(c）短路继电器脱扣电流整定值(Im)：短路脱扣继电器(瞬时或短延时)用于高故障电流值出现时，使断路器快速跳闸。其跳闸极限Im：

(d）额定短路分断能力(Icu或Icn),断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高(预期的)电流值。标准中提供的电流值为故障电流交流分量的均方根值，计算标准值时直流暂态分量(总在最坏的情况短路下出现)假定为零。工业用断路器额定值(Icu)和家用断路器额定值(Icu)通常以kA均方根值的形式给出。

(e）额定运行短路分断能力(Ics) ,额定短路分断能力(Icu)或（Icn)是断路器能成功分断而不会被损害的最高故障电流。产生这种电流的可能性非常低，普通环境下，故障电流比断路器额定短路分断能力(Icu)低得多。另一方面，大电流(可能性较低)在良好状态下被分断非常重要，这样在故障电路被修复以后，断路器能够立即合闸。

2.3智能型万能式低压断路器主要技术性能

断路器的技术性能根据智能控制器的型式不同有多种类型，智能控制器按智能化功能分为L型，M型和H型3种。

L型智能控制器采用编码开关整定。根据基本保护功能的不同有3种型式，L2型为长延时+瞬时二段保护。L3型为长延时+短延时+瞬时三段保护。L4型为长延时+短延时+瞬时+接地漏电四段保护。L型控制器适用于一般配电网络。

M型智能控制器采用数码显示和按钮整定方式，除具有L型基本功能外，还具有负载监控保护、电流、电压显示、各种参数整定、试验、报警、故障检查等。保护特性域值较宽，辅助功能较全，是一种多功能型控制器，可适用于大部分要求较高的配电网络使用。

H型智能控制器具有M型的所有功能，此外，该控制器可以通过网卡或接口转换器对断路器实行遥控、遥调、遥测、遥讯操作，适用于网络系统，通过上位机可集中监察和控制，实现对配电系统的自动化管理。

2.4抽屉式断路器结构

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抽屉式断路器由断路器本体和抽屈座组成。抽屈座两侧有导轨，断路器本体架落在左右导轨上。抽屈式断路器是通过断路器本体上的母线插入抽屈座上的桥式触头来连接主回路的。抽屈式断路器有三个工作位置：“连接”位置、“试验”位置、“分离”位置，位置的变更通过手柄的摇出或摇进来实现。三个位置的指示通过抽屈座底横梁上的指针显示。当处于“连接”位置时，主回路和二次回路均接通；当处于“试验”位置时，主回路断开，并有绝缘隔板隔开，仅二次回路接通，可进行一些必要的动作试验；当处于“分离”位置时，主回路和二次回路全部断开。并且抽屈式断路器具有位置联锁装置，断路器只有在“连接”位置或“试验”位置才能使断路器闭合，而在“连接”位置与“试验”位置的之间位置断路器一允许闭合。

2.5交直流断路器不能混用原因 由于交、直流的燃弧及熄弧过程不同，额定值相同的交直流断路器开断直流电源的能力并不完全一样，用交流断路器代替直流断路器或交、直流断路器混用是保护越级误动的主要原因之一。

断路器瞬时动作采用磁脱扣原理，判据为通过的电流峰值，断路器标定的额定值为有效值，而交流电的峰值高于有效值，在相同定值下，在直流回路中交流断路器实际额定值高于直流断路器。另外，因交流断路器与直流断路器灭弧原理不同，交流断路器用于直流回路不能有效、可靠地熄灭直流电弧，容易造成上级越级动作。

2.6什么是漏电断路器

漏电保护器（漏电保护开关）是一种电气安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中，当发生漏电和触电时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护。

2.6.1漏电断路器的类型

常用的漏电断路器分为电压型和电流型两类，而电流型又分为电磁型和电子型两种。 电压型漏电断路器用于变压器中性点不接地的低压电网。其特点是当人身触电时，零线对地出现一个比较高的电压，引起继电器动作，电源开关跳闸。

电流型漏电断路器主要用于变压器中性点接地的低压配电系统。其特点是当人身触电时，由零序电流互感器检测出一个漏电电流，使继电器动作，电源开关断开。

2.6.2漏电断路器是否可以采用下进线

漏电断路器上方的接线端作为电源的进线通常叫做电源端，下方的接线端通常作为负载的连接叫做负载端。那么能不能把电源接在负载端，而把负载接在电源端呢？不行。因为在我国现阶段，触电保护领域使用最广泛的就是电子式漏电断路器，由于电子式漏电断路器的脱扣线圈只有在得到动作信号的时候瞬时带电，当漏电断路器分断电路后脱扣线圈即刻断电。如果把漏电断路器上进线和下进线接反，造成漏电断路器动作后，电压依然加在脱扣线圈上，就会烧毁线圈，使整个漏电断路器丧失漏电保护功能。

3高压隔离开关

高压隔离开关又称隔离刀闸，它是一种没有灭弧装置的高压安全保护电器，它是电力系统中数量最多的一种高压电器。由于隔离开关没有专门的灭弧装置，因此，它不能用来通断负荷电流，更不能用来

切断短路电流。常用有GN37旋转式、GN19开启式。它的主要用途是：

隔离电源，用隔离开关把需要检修的电气设备与带电电网可靠断开，确保检修和试验人员的安全，在无负荷时转换线路，增加线路连接的灵活性。即利用隔离开关与断路器的配合，可以改变线路的运行方式，使运行更加灵活可靠；

可以用来通断小容量或小电感的小电流线路。如： (a）可以通、断电压互感器和避雷器电路

(b）通、断激磁电流不超过2A的空载变压器电路 (c）通、断电容电流不超过5A的空载线路

(d）通、断母线和直接接在母线上的电器设备的电容电流 (e）通断 变压器中性点的接地线 4.刀开关及其作用

低压电器中的刀开关，是一种最简单的电器，在一块绝缘板上，组装两组静触头，利用一组活动刀片的拉、合实现电路的开断、闭合，有的带简单的灭弧罩，有的将触头和刀片完全裸露在空气中，利用

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空气的间隙有效地形成一个明显的断开点，因此低压刀开关是隔离器。

其主要作用是隔离电源，普通刀开关由于没有灭弧装置，故不能带负荷操作，但装有灭弧罩的刀开关可开断小电流（功率因数不低于0.7），以控制小容量的用电设备或线路。

5. 负荷开关的特点

负荷开关是一种带有专用灭弧触头、灭弧装置和弹簧断路装置的分合开关。从结构上看，负荷开关与隔离开关相似（在断开状态时都有可见的断开点），但它可用来开闭电路，这一点又与断路器类似。然而，断路器可以控制任何电路，而负荷开关只能开闭负荷电流，或者开断过负荷电流，所以只用于切断和接通正常情况下电路，而不能用于断开短路故障电流。但是，要求它的结构能通过短路时间的故障电流而不致损坏。由于负荷开关的灭弧装置和触头是按照切断和接通负荷电流设计的，所以负荷开关在多数情况下，应与高压熔断器配合使用，由后者来担任切断短路故障电流的任务。负荷开关的开闭频度和操作寿命往往高于断路器。负荷开关的优点是价格较低，多用于10千伏以下的配电线路，其灭弧方式有空气、压缩空气、SF6和真空灭弧等几种。随着科学技术的不断发展，负荷开关的种类和质量都有所增加和提高。

6. 变压器相关知识

变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。

6.1变压器的基本原理

当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。

6.2什么叫变压器的接线组别

简单的说，三相变压器的一次线圈和二次线圈间电压或电流的相位关系，就叫变压器的组别。因为相位关系就是角度关系，而变压器一、二次侧各量的相位差都是30°的倍数，于是就用同样有30°倍数关系的时钟指针关系，来形象地说明变压器的接线组别，叫做“时钟表示法”。

常见的接线组别：△/Y-11(DYn11),Y/Y0-12(YynO)。其中分子是高压绕组的连接图，分母是低压绕组的连接图，数字表示高低压绕组线电势的相位差，即变压器的接线组别。

用“时钟表示法”表示接线组别，钟表的分针代表高压绕组线电势向量，时针代表低压绕组线电势向量，分针固定指向12，时针所指的小时数就是连接组别。

6.3变压器的损耗

当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。由于变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率，为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述，η=输出功率/输入功率。

6.4变压器的分类

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变压器分为电力变压器和特种变压器。电力变压器又分为油浸式和干式两种。目前,油浸式变压器用作升压变压器、降压变压器、联络变压器、和配电变压器,干式变压器只在部分配电变压器中采用。

6.5电力变压器的型号表示方法及含义

基本型号+设计序号--额定容量(kVA)/高压测电压, 如:S7-315/10，既三相铜芯10kV变压器,容量315kVA,设计序号7为节能型干式变压器；又如SCB10-1000Kva/10Kv/0.4kV，S的意思表示此变压器为三相变压器，如果S换成D则表示此变压器为单相。C的意思表示此变压器的绕组为树脂浇注成形固体。B的意思是箔式绕组，如果是R则表示为缠绕式绕组，如果是L则表示为铝绕组，如果是Z则表示为有载调压（铜不标）。10的意示是设计序号，也叫技术序号。1000kVA则表示此台变压器的额定容量（1000千伏安）。10kV的意思是一次额定电压，0.4kV意思是二次额定电压。 6.6变压器励磁涌流 变压器励磁涌流是：变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6～8倍。励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角，变压器铁芯的剩余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化，最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点瞬间（该时磁通为峰值）。变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量，随时间衰减，其衰减时间取决于回路电阻和电抗，一般大容量变压器约为5～10秒，小容量变压器约为0.2秒左右。

7. 电压互感器

电压互感器是用来测量电网高电压的特殊变压器，它能将高电压按规定比例转换为较低的电压后，再连接到仪表上去测量。电压互感器，原边电压无论是多少伏，而副边电压一般均规定为100伏，以供给电压表、功率表及千瓦小时表和继电器的电压线圈所需要的电压。

7.1电压互感器与变压器有何不同

电压互感器实际上就是一种降压变压器。它的一次线圈匝数很多，二次线圈匝数很少，一次侧并联地接在电力系统中，二次侧可并接仪表、装置、继电器的电压线圈等负载，由于这些负载的阻抗很大，通过的电流很小，因此，电压互感器的工作状态相当于变压器的空载情况。电压互感器的变比采用铭牌上标的一、二次额定电压的比值，用分数形式表达，分子为一次额定电压，分母为二次额定电压。一次线圈的额定电压与所接系统的额定电压相同。二次线圈额定电压采用100伏、100/ 3 伏或100/3伏。 7.2电压互感器铭牌上的技术数据含义

(a) 型号: 一般由3～6位汉语拼音字母及阿拉伯数字（序号）所组成，汉语拼音字母表示电压互感器的线圈型式、绝缘的方式以及应用的场合。字母后的数字表示其一次的电压等级。型号中字母含义如下：

J―在第一位时表示电压互感器，在第三位时表示油浸式，在第四位时，表示接地保护。 S－在第二位时表示三相。

D－在第二位时表示单相。如JDJ-35

Z－在第三位时表示浇注式。如JDZ-10，目前此种互感器用量最多、最广。 X－在第四位时表示带剩余绕组。

W－在第四位时表示五铁心柱式。如JSJW-10

(b) 电压比:时常以一、二次侧的额定电压、标出电压比K=UM1/UN2

(c) 误差等级:即电压互感器变比误差的百分值，通常分为0.2、0.5、1、3级。根据顾客需要来选择。

(d) 容量:包括额定容量和最大容量。所谓额定容量系指在负荷功率因数为0.8时，对应于不同准确度等级的伏安数值在满足线圈发热条件下，所允许的最大负荷，当电压互感器按最大容量使用时，其准确度将超出规定数值。

(e) 接线组别:它标明了电压互感器一、二次电压的相位关系。只有三相电压互感器上才有。 7.3电压互感器二次侧为什么必须接地

电压互感器原边接的是高电压，副边为低电压，并连接着保护和表计，工作人员又要经常和保护、

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表计接触，如果万一绝缘损坏，使高电压串入低电压回路就可能对二次回路工作的继电保护人员和运行人员造成人身威胁，另外二次回路绝缘水平低，若没有接地点也会被击穿损坏绝缘，损坏表计和继电器，为了保证人身和设备的安全，电压互感器二次侧必须接地。

7.4电压互感器二次侧为什么不许短路

电压互感器在运行中二次侧是不允许短路的。我们知道在正常运行时电压互感器原边与电网电压相连，它的副边接负载即仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，所以电压互感器的工作状态接近变压器的空载情况。如果电压互感器二次侧发生短路，其阻抗减少，只剩副线圈的内阻，这样在副线圈中将产生大电流，导致电压互感器烧毁。在电压互感器一、二次侧接有熔断器的则会使熔断器熔断，表计和保护失灵。

7.5电压互感器接线方式

电压互感器在三相电路中常用四种接线方式：

(a）一个单相电压互感器的接线，用于对称的三相电路，二次可接仪表或继电器。

(b）两个单相电压互感器的V/V形接线，可以测量相间线电压，并提供计量和保护电器电压，但不能测量相电压。这种接线方式在10kV配电中广泛应用。

(c）三个单相电压互感器接成Y0/Y0形，可供给要求测量线电压的仪表或继电器，以及供给要求相

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电压的绝缘监察电压表。在小电流接地供电系统中，当发生单相接地时，其它两相的相电压升高至线电压，所以测量仪表的量限不得少于线电压。

(d） 三个单相三线圈电压互感器或一台三相五芯柱电压互感器接成Y0/Y0/Δ(开口三角形)，如（d）所示。接成Y0形的二次线圈供电给仪表、继电器及绝缘监察电压表等。辅助二次线圈接成开口三角形，供电给绝缘监察电压继电器。当三相系统正常工作时，三相电压平衡，开口三角形两端电压为零。当某一相接地时，开口三角形两端出现零序电压，使绝缘监察电压继电器动作，发出信号。

8. 电流互感器

把大电流按规定比例转换为小电流的电气设备，称为电流互感器。电流互感器副边的电流一般规定为5安或1安，以供给电流表、功率表、千瓦小时表和继电器的电流线圈电流。

8.1电流互感器二次侧为什么不能开路，如遇有开路的情况如何处理。 在运行状态的电流互感器二次回路都是闭路的。电流互感器在二次闭路的情况下，当一次电流为额定电流时，电流互感器铁芯中的磁通密度仅为0.06～0.1特（600～1000高斯）。这是因为二次电流产生的磁通和一次电流产生的磁通互相去磁的结果，所以使铁芯中的磁通密度能维持在这个较低的水平。

如果电流互感器的二次在开路状态，一次侧则仍有电流，这时因为产生二次磁通的二次电流消失，因而就没有对一次磁通去磁的二次磁通。于是，铁芯中磁通增加，使铁芯达饱和状态（在开路情况下，当一次电流为额定电流时，铁芯中磁通密度可达1.4～1.8特），此时磁通随时间变化波形为平顶波，感应电势与磁通的变化率成正比，磁通变化快，感应电势就大。在每个周期中磁通由正值经零变到负值或相反的变化过程中，磁通变化速度很快，感应电势很高，故电势波形就成了尖顶波。这样二次线圈就出现了高电压，可达上千伏甚至更高。由于二次开路时，铁芯严重饱和，于是产生以下后果：

(a）产生很高的电压，对设备和运行人员有危险； (b）铁芯损耗增加，严重发热，有烧坏的可能； (c）在铁芯中留下剩磁，使电流互感器误差增大。 所以，电流互感器二次开路是不允许的。但在运行中或调试过程中因不慎或其它原因也有造成二次开路的情形。电流互感器开路时，有关表计（如电流表、功率表）有变化或指示为零，若是端子排螺丝松动或电流互感器二次端头螺丝松动，还可能有打火现象。随着打火，表计指针可能有摇摆。发现电流互感器二次开路现象处理的方法是：能转移负荷停电处理的尽量停电处理；不能停电的，若在电流互感器处开路，限于安全距离，人不能靠近处理，只能降低负荷电流，渡过高峰后再停电处理；如果是盘后端子排上螺丝松动，可站在绝缘垫上，带手套，用有绝缘把的改锥，动作果断迅速地拧紧螺丝。 8.2电流互感器常用几种接线：

（a） （b）

（c） （d）

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（e）

(a）三相完全星形接线可以准确反应三相电流中每一相的真实电流。该方式应用在大电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路和单相接地短路。

(b）两相两继电器不完全星形接线，这种接线又称为两相V形接线。可以准确反应两相的真实电流，该方式应用在6～10kV中性点不接地的小电流接地系统中，保护线路的三相短路和两相短路。一般规定B相不装电流互感器和继电器。两相V型接线存在越级跳闸的缺点，如两条线路串联，下一级的B相接地而上一级的C相接地，造成两相接地短路。这时，下一级的B级因无电流互感器和继电器，故该极的断路器不会动作，只能靠上一级C相继电器动作，使上一级的断路器跳闸，扩大停电的范围。

(c) 单相接线在三相电流平衡时，可以用单相电流反应三相电流值，主要用于测量回路。 (d）两相三继电器完全星形接线，流入第三个继电器的电流是Ij=Iu+Iw=-Iv。该接线方式应用在

大电流接地系统中，保护线路的三相短路和两相短路。

(e）两相差接线反应两相差电流。该方式应用在6～10kV中性点不接地的小电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路，小容量电动机保护。通过继电器的电流，是两相电流互感器二次侧电流之差其大小为一个电流互感器二次电流的3倍。

8.3电流互感器铭牌上技术参数的含义

(a) 型号:一般有2～6位汉语拼音字母以及数字（序号）组成。型号中字母表示出电流互感器的线圈型式、绝缘种类、使用场合等。横线后面的数字表示电流互感器应用的电压等级（kV）。型号中字母含义如下：

第一位字母：L－电流互感器

第二位字母：M－母线式，Z－支柱式，A－穿墙式，Q－线圈式 第三位字母：Z－浇注式，J－加大容量加强型

第四位字母：B－带保护级，Q－加强型，J－加大容量 第五位字母：J－加强型 例：LMZK-1O

(b) 电流比:一般用分数标出。其分子表示一次绕组的额定电流，分母表示二次绕组的额定电流。 (c) 误差等级: 它标明了电流互感器电流比的误差百分数。一般为0.2、0.5、1、3等级，在实际应用中可根据需要来选定。电能计量表用一般选0.2或0.5级的，而继电保护则选用3级的。 (d) 容量:是指电流互感器在误差不超过限值情况下所允许带上的负载功率S（即伏安数）。 (e) 热稳定及动稳定 热稳定指互感器在一定的时间内（1、3、4s），所能承受的最大短路电流。动稳定指互感器所能承受的最大峰值电流。 8.4互感器的极性 变电所的控制屏、高压开关柜上的电气测量仪表及电能表大部分都是经过电流互感器和电压互感器连接的。在将功率表和电能表接于电流互感器及电压互感器的二次侧时，必须保证流过仪表的功率方向与将仪表直接接于一次回路的功率方向相一致，否则不能保证得出正确的测量结果，（如接继保则可能引起误动作）因此在互感器一、二次侧接中必须注意电流互感器、电压互感器的极性，不能搞错。 8.4.1电压互感器的极性。以单相电压互感器为例一次绕组和二次绕组都绕在同一个铁芯上，A、X和a、x分别是一次绕组和二次绕组的两个引出端，由于同一铁芯上绕有两个绕组，键链着共同的互磁通φ，则在该二绕组之间便有固定的相对极性，一次绕组的始末端可以任意规定，但一经确定，二次

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绕组的始末端就不能任意规定，必须根据一、二次绕组的绕法及一次绕组的始末端来决定。如果从一次绕组A端及二次绕组a端同时通入同方向的电流，根据右手螺旋定则，两个绕组中流过的电流在铁芯中所产生的磁通是同方向的即磁场是互相加强的，我们称A和a为同极性端子或同名端，同样，X与x也是同极性端子。在接线中，通常在相同的极性端子上画上黑点“2”或“*”加以标注。如果一次绕组的始端A和二次绕组的始端a是同一极性端子，则一次端电压和二次端电压同相。如果所选定一次绕组的始端A与二次绕组的末端x是同极性端子，则一次电压与二次电压的相位关系相反。由此可见，互感器一次绕组和二次绕组的相对极性决定于绕组的绕向。而一次电压和二次电压的相位则决定于绕组的绕向及对始末端的标志方法。我国电压互感器都是按一次电压和二次电压相位相同的方法加以标志的。 8.4.2电流互感器的极性。国产电流互感器的一次绕组首端标以L1，末端标以L2；二次绕组首端标以K1，末端标以K2。电流互感器一次绕组和二次绕组的首端采用同极性端子。当一次绕组中电流下方向自L1流向L2端，则二次绕组是电流正方向在绕组内部自K2流向K1，而在外电路的仪表中是从K1端流出由K2端流回。在一、二次绕组电流的正方向是相反的，铁芯中合成磁势是一、二次绕组的磁势之差。若忽略励磁电流，则一、二次侧电流是同相的，这种标志方法称为减极性标志法。此时经电流互感器接入的仪表测量的电流方向与把仪表直接接入一次电路中的方向相同。 8.4.3电流互感器极性的标识

电流互感器三种极性的标识见图4。

图4 电流互感器极性三种标识

9. 避雷器介绍

避雷器又称surge arrester，能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。分为阀式避雷器FZ(S)、磁吹式避雷器FCD(Z)、氧化锌避雷器Y□W□三种。 10. 熔断器

熔断器（俗称保险）是一种最简单的过载和短路保护的自动电器。 10.1工作原理

在使用中熔断器总是同被保护的电路（或电器设备）相串联。正常工作时，额定电流通过熔断器，因熔体温度较低而不熔断。当电路发生过载或短路时，很大的故障电流通过熔断器，熔体温度迅速升高，当通过熔体的故障电流达到或超过某一定值时，熔体上故障电流产生的热量使其温度迅速上升到熔体的熔化温度，于是熔体自行熔断，从而切断故障电流，达到保护电路或电气设备的目的。熔体熔断时产生的电弧，有的通过密封的产气纤维产生高压气体，有的通过绝缘砂粒填料（如石英沙）吸收电弧能量，以达到灭弧的目的。 10.2熔断器的特性

熔断器的特性如下： (a）安秒特性。溶体熔化时间和通过电流的大小之间的关系称为安秒特性。按照安秒特性进行熔断的选择，就可以得到熔断器的动作选择。如下图5。

图5 熔断器安秒特性

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(b）最小熔化电流。在通过最小熔化电流值时，溶体必须熔化，但熔化时间长（接近于无穷大）。图中I0即为最小熔化电流。当电流大于熔化电流值时，熔化时间迅速降低。最小熔化电流与额定电流的比值，称为熔断系数。熔断系数要大于1，其值一般在2.5以下，不同种类用途的熔断器可以规定不同的熔断系数。

(c）在熔断器中，熔断器的温度与溶体的温度不一样，在最小熔断电流时，由于熔断时间长，熔断器管的发热最为严重。

(d）在不同电流值时，国家标准对溶体的熔断时间有规定。例如：当电流为溶体额定电流的130%时，熔化时间大于1小时；当电流为额定电流的200%时，熔化时间要小于1小时。

(e）过电压。熔断器工作的物理过程是：间隙气化后，线路开断，断点间电压升高，使间隙击穿，形成电弧。因此在熔断器切断过程中，有过电压问题。这种过电压决定于线路电流被切断的情况以及被击穿间隙的长度。

10.3高压限流式熔断器和无限流式熔断器

限流式熔断器系指当短路电流尚未达到最大值前，就可以完成熔断间隙、产生电弧和熄灭电弧的分断全过程。限制电流的增长，降低短路电流对电路中各电气设备动、热稳定性的要求。它在开断短路电流时无游离气体排出，目前常应用在户内配电装置中。如RN1、RN2、XRNT1、XRNP1、RT0等。

无限流式熔断器系指电路短路时的电流不断上升，短路电流一般将持续到第一次电流过零瞬间才熄灭电弧，有的第二次或第三次电流过零时方能将电弧熄灭。它在分断短路电流时，有时会喷出大量的游离气体，并发出很大的响声。一般用在户外装置中，如常见的高压跌落式熔断器。如RW3、PRW7等

10.4高压熔断器与变压器的匹配见表6。

表6 高压熔断器与变压器的匹配

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SSLAJ-12 SFLAJ-12 XRNT□-12 SDLAJ-12 型号 DIN标准型号 国标型号 熔体额定电流 （A） 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 配用变压器容量（kVA） 100、125、160 200 250 315 400 500 630、800 1000 1250

10.5低压熔断器类型

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(a）螺旋式熔断器RL 在熔断管装有石英砂，熔体埋于其中，熔体熔断时，电弧喷向石英砂及其缝隙，可迅速降温而熄灭。为了便于监视，熔断器一端装有色点，不同的颜色表示不同的熔体电流，熔体熔断时，色点跳出，示意熔体已熔断。螺旋式熔断器额定电流为5～200A，主要用于短路电流大的分支电路或有易燃气体的场所。

(b）有填料管式熔断器RT 有填料管式熔断器是一种有限流作用的熔断器。由填有石英砂的瓷熔管、触点和镀银铜栅状熔体组成。填料管式熔断器均装在特别的底座上，如带隔离刀闸的底座或以熔断器为隔离刀的底座上，通过手动机构操作。填料管式熔断器额定电流为50～1000A，主要用于短路电流大的电路或有易燃气体的场所。

(c）无填料管式熔断器RM

无填料管式熔断器的熔丝管是由纤维物制成。使用的熔体为变截面的锌合金片。熔体熔断时，纤维熔管的部分纤维物因受热而分解，产生高压气体，使电弧很快熄灭。无填料管式熔断器具有结构简单、保护性能好、使用方便等特点，一般均与刀开关组成熔断器刀开关组合使用。

(d）有填料封闭管式快速熔断器RS

有填料封闭管式快速熔断器是一种快速动作型的熔断器，由熔断管、触点底座、动作指示器和熔体组成。熔体为银质窄截面或网状形式，熔体为一次性使用，不能自行更换。由于其具有快速动作性，一般作为半导体整流元件保护用。 10.6熔断器的选择

(a)Un熔断器≥Un线路。 (b)In熔断器≥In 线路。

(c)In熔断器应躲过线路的负荷尖峰电流，以使熔体在线路出现正常的尖峰电流时也不致熔断。 (d)熔断器的最大分断能力应大于被保护线路上的最大短路电流。 11. 自愈式并联电容器及型号含义

自愈式电容器采用单层聚丙烯膜做为介质，表面蒸镀了一层薄金属作为导电电极。当施加过高的电压时，聚丙烯膜电弱点被击穿，击穿点阻抗明显降低，流过的电流密度急剧增大，使金属化镀层产生高热，击穿点周围的金属导体迅速蒸发逸散，形成金属镀层空白区，击穿点自动恢复绝缘。因此,这种可以自动恢复的电容,即称为所谓自愈式电容器.

11.1无功功率与电流的关系(经验公式):

1 kvar31.44=1.44A (额定工作电压400V时) 25 kvar31.44=36A

30 kvar31.44=43.2A≈43A

11.2自愈式并联电容器型号含义

12.无功功率补偿控制器

无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。国内生产的控制器其名称均为\

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无功功率补偿控制器，名称里出现的\无功功率\的含义不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于产品的型号，而不是产品的名称。

12.1功率因数型控制器

功率因数用cosΦ表示，它表示有功功率在线路中所占的比例。当cosΦ=1时，线路中没有无功损耗。提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。这种控制方式也是很传统的方式，采样、控制也都较容易实现。

延时整定，投切的延时时间，应在10s～120s范围内调节 灵敏度整定，电流灵敏度，不大于0～2A。

投入及切除门限整定，其功率因数应能在0.85（滞后）-0.95（超前）范围内整定。 过压保护设量

显示设置、循环投切等功能

这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果，这是一对矛盾，只能在现场视具体情况将参数整定在较好的状态下工作。即使调整的较好，也无法祢补这种方式本身的缺陷，尤其是在线路重负荷时。举例说明：设定投入门限；cosΦ=0.95（滞后）此时线路重载荷，即使此时的无功损耗已很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cosΦ只要不小于0.95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入。

12.2无功功率（无功电流）型控制器

无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。一个设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测，这类控制器一般都具有以下功能：

四象限操作、自动、手动切换、自识别各路电容器组的功率、根据负载自动调节切换时间、谐波过压报警及保护、线路谐振报警、过电压保护、线路低电流报警、电压、电流畸变率测量、显示电容器功率、显示cosΦ、U、I、S、P、Q及频率。

由以上功能就可以看出其控制功能的完备，由于是无功型的控制器，也就将补偿装置的效果发挥得淋漓尽致。如线路在重负荷时，那怕cosΦ已达到0.99（滞后），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投入一组电容器，使补偿效果达到最佳的状态。采用DSP芯片的控制器，运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现。

12.3用于动态补偿的控制器 对于这种控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的，要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功能。由于这类控制器也都基于无功型，所以它具备静态无功型的特点。

目前，国内用于动态补偿的控制器，与国外同类产品相比有较大的差距，一是在动态响应时间上较慢，动态响应时间重复性不好；二是补偿功率不能一步到位，冲击电流过大，系统特性容易漂移，维护成本高、造成设备整体投资费用高。另外，相应的国家标准也尚未见到，这方面落后于发展。

12.4无功补偿的原理

电网输出的功率包括两部分：一是有功功率、二是无功功率。直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率；不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90℃.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理。

13.交流接触器

接触器是一种自动化的控制电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用

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于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。

13.1接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。交流接触器又可分为电磁式和真空式两种。接触器型号为CJ，接触器型号为CZ。近年来，新开发了B系列交流接触器，其型号为BXX。

13.2 CJ19系列切换电容器接触器

CJ19系列切换电容器接触器主要用于交流50Hz～60Hz、额定工作电压至380V的电力线路中，供低压无功功率补偿设备投入或切除低压并联电容器之用。接触器带有抑制涌流装置，能有效地减小合闸涌流对电容的冲击和抑制开断时的过电压。

13.3接触器与继电器的区别

在一个控制回路中是离不开接触器和继电器的，接触器主要是用于一次回路的，可以通过较大的电流（可达几百到一千多A），继电器是用于二次回路的只能通过小电流（几A到十几A），实现各种控制功能，继电器的触点较多，种类也很多，有时间继电器，交流继电器，电磁式继电器等分类很细，主要用于二次保护用接触器电流较大，一次为铁磁线圈和主触头。在继电器的触点容量满足不了要求时，也可以用接触器代替。当接触器的辅助触点不够用时可加一继电器作辅助触点来实现各种控制。

继电器一般触点容量为5A（当然也有特殊的），这样触头可以增加数量和其它功能（时间、电流、电压等），使得联锁控制要求能够达到。继电器由于容量小，接触器线圈容量也小，处于主令控制元件和接触器之间便于使用。接触器主要用于主回路控制使用设备，所以电流从几安培至数千安培电流。增加了灭弧装置，并且根据使用情况有交流接触器和直流接触器。使用灭弧罩是灭弧装置的一种方法，接触器每组触点独有一个腔体，对灭弧有很大的好处，独立的腔体也是一种灭弧装置，而继电器一般是多组触点共用一个腔体，所以灭弧性能不好，在交流电路中不能承受大电流。“低压接触器”对灭弧装置而言没有任何意义，AC24V/20A的交流接触器和AC380/20A的交流接触器，灭弧装置是一样的，即使是AC24V/5A的中间继电器也是有灭弧装置的，因为它每组触点拥有一个独立的腔体。接触器有灭弧装置可以分断较大的电流.一般指10A以上。

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四、高低压成套配电装置知识

高低压成套配电装置,又称成套开关设备或开关柜。是以开关设备为主体，将其它各种电器元件按一定主接线要求组装为一体而构成的成套电气设备，它用于配电系统，作接受与分配电能之用。对线路进行控制、测量、保护及调整。主要有高、低压开关柜，箱变等

1. 开关柜的特点

(a) 开关柜作为封闭式半封闭式，对电器元件及辅助件保护性好，能有效地防止灰尘、雨水、动物 随意进入而影响供电的质量。

(b) 开关柜独立性好，能有效的防止因电路等故障使事故扩大。 (c) 开关柜联锁比效比较可靠、全面、安全性能高。 (d) 便于运输和安装。

(e) 能与微机结合，实现自动化管理。

(f) 开关柜为金属外壳，从强度和刚度都能满足要求，而且壳体都可确保安全可靠接地。

2. 开关柜的分类 (a) 按柜体的结构特点分为开启式和封闭式两种。开启式柜体结构简单，造价低，一次元件之间一 般不隔开，母线外露。封闭式的则将一次电器元件用隔板分隔成不同的小室，较开启式的安全，可以防

止事故的扩大，但造价要高。 (b) 按一次电器元件固定的特点分为固定式和手车式。固定式柜体一次元件安装完后，位置是不动的，但检修较为不便，而手车式的柜体断路器及操动机构全部在手车上（有时包括互感器、仪表等），检修断路器及机构等元件时，可将手车推出柜外，所以比较安全、方便、缺点是增加活动触头使回路电阻增加。

(c) 按电压等级分为低压、及高压开关柜 (d) 按使用环境可分为户内式与户外式，以及一般环境型与特殊环境型（即矿用、温热带、高原型） 3. 柜体

3.1柜体外形尺寸的允许偏差见表7（等于JB/T6753.4中4.1表1的A级） 表7 柜体外形尺寸的允许偏差 尺寸范围（mm） ＞120～400 ＞400～1000 ＞1000～2000 ＞2000～4000 偏差值(mm) 高 ±1.2 ±2.0 ±3.0 ±4.0 宽 0－1 0－1.60－2.40－4.0深 ±1.2 ±2.0 ±3.0 ±4.0

3.2结构间隙差

结构间隙指结构外表的结构要素之间如门与门、门与其它结构要素之间形成的同一间隙或平行间隙。其差值见表8

表8 结构间隙差

尺寸范围（mm） ≤1000 ＞1000

部 位 同一间隙均匀差（mm） 1.0 1.5 25

平行间隙均匀差（mm） 2.0 2.5 3.3面板、侧板、门板等板类构件平面度的一般公差，为任意平方米小于3mm。面板通常小于1.5mm。 4. 什么是外壳防护等级

外壳防护等级就是防止人体接近带电部分或触及运动部分的外壳、隔板以及防止固体物体侵入设备应具备的保护程度。代码为IP，由两位特征数字及附加字母组成，如IP2X、IP30、IP4X、IP5X。第1位特征数字（0～6或字母X）表示防止外物侵入的等级，第2位特征数字(0～8或字母X)表示防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。0 表示没有防护或无特殊防护，X 表示不要求规定特征数字，关柜常见防护等级含义见表9。

表9 常见防护等级含义 防护等级符号 IP2X IP3X IP4X IP5X 防止固体异物进入 防止接近危险部件 直径12.5mm及以上的物体 防止手指接近（直径12mm长80mm的试指） 直径2.5mm及以上的物体 直径1.0mm及以上的物体 尘埃（不完全，但不影响设备正常运行或危及安全） 防止工具接近（直径2.5mm长100mm的试棒） 防止导线接近（直径1.0mm长100mm的试验导线） 防止导线接近（直径1.0mm长100mm的试验导线） 5.母线

各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。由于母线在运行中，有巨大的电能通过，短路时，承受着很大的发热和电动力效应，因此，必须合理的选用母线材料、截面形状和截面积以符合安全经济运行的要求。

5.1母线的分类

母线按结构分为硬母线和软母线。硬母线又分为矩形母线和管形母线。

矩形母线一般使用于主变压器至配电室内，其优点是施工安装方便，运行中变化小，载流量大，但造价较高。

软母线用于室外，因空间大，导线有所摆动也不致于造成线间距离不够。软母线施工简便，造价低廉(其后的线母均指硬母线)。

5.2母线的相序排列规定及颜色 母线的相序排列及颜色见表10。

表10 母线的相序排列及颜色

相别 A B C 中性线 接地线 母线安装相互位置 颜色 黄 绿 红 淡蓝 黄绿相间 垂直位置 上 中 下 － － 水平位置 远 中 近 － － 引下线 左 中 右 － －

分断柜、母联柜及其他装有特殊电气设备的柜，当母线按此相序排列确会造成线母配制困难时，其相序可以变化。

5.3母线搭接面的处理

一般而言，母线搭接面应平整清洁，搭接面的边沿及孔口应无毛刺或不平现象，宽度大于40mm的母线搭接面还应进行压花处理，不同金属的母线搭接面还要进行搪锡（镀锡）、镀银处理，以防止金属

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间电化腐蚀。

5.4母线的装配

与母线连接的螺栓，一般应由下往上穿，由前往后穿（特殊情况除外），紧固后螺栓尾部露出螺母2～3扣，螺母应置于观察的维护侧，在连接时母线两外则应加有平垫圈，螺母侧装有弹簧垫圈或锁紧螺母，同侧相邻两平垫圈不得形成闭合磁回路，应保持有3mm以上的净距离。母线装配时应横平竖直，母线紧固螺钉不能带劲强行装配，紧固力矩值祥见附录B。

5.5母线的制作和选用

母线的制作和选用祥见公司OKY.966.002《母线制作和安装工艺手册》 5.6母线连接的各种螺栓、螺钉拧紧力矩 各种螺栓、螺钉拧紧力矩见附录C

5.7成套开关设备面板上模拟线颜色规定（GB50171）

将一次接线用规定的设备文字和图形符号按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部组成和连接关系的单线接线图，称为一次接线图。也称为是模拟图。成套开关设备面板上模拟线颜色规定见表11。

表11 模拟线颜色

装置运行电压kV 直流正极 直流负极 ～0.23 ～0.40 模拟母线颜色 褐 蓝色 深灰 黄褐 装置运行电压kV ～3 ～6 ～10 ～35 模拟母线颜色 深绿 深蓝 绛红 鲜黄

5.8常用的主母线系统

单母线系统是最简单的一种。投资省，操作方便、清晰，便于扩建，但当母线或母线侧隔离开关检修时，全部要停电；而当某路出现断路器故障时，该回路亦只得停电，供电可靠性较低。

单母线分段，它比前一种稍有改善，保留了简单、经济、方便的优点，而且一段母线或母线隔离开关故障时，不至于全站长时间地停电；对重要用户可在Ｉ、Ⅱ段各供一回出线，提高可靠性。

5.9成套开关设备接线方案

成套开关设备接线方案是成套开关设备功能的标志。它是根据电力系统主结线要求，针对使用场合与控制对象，并结合主要电器元件特点确定的，包括电能汇集、输送、分配以及计量和保护等多种功能的标准电气线路。有单元方案(见图6)和单元方案组合(见图7)。

图6 单元方案

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图7 单元方案组合

6.成套开关设备接地

成套开关设备的外壳都由金属材料制成的，远行中，外壳及其它不属于主回路或辅助回路的所有金属部件都必须牢靠地接地。接地导体应沿整个开关设备和控制设备的长度延伸方向布设。如果导体是铜

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制的，其电流密度应保证在规定的接地故障条件下不超过200A/mm,并确保接地系统的连续性。

7.成套开关设备联锁装置

成套开关设备各组成部件之间应设置可靠的联锁和闭锁装置，以保证操作程序的正确性。常用的联锁方式有：机戒联锁、程序锁和电气联锁，机械联锁具有操作简便、直观、和可靠性高的特点，因而在设计时应优先采用。若需要联锁的元件相隔较远或联锁的程序比较复杂，可采取程序锁和电气联锁的方式。一般在下述环节设置。

(a)主开关(如断路器)误合误分。

(b)断路器和负荷开关与隔离开关之间。

(c)接地开关和隔离开关或一次导电回路之间。 (d)接地开关或一次回路导电回路与柜门之间。 (e)手车柜的二次插头，与主开关之间。 8. 电气间隙及爬电距离 8.1爬电距离：沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径。即在不同的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象。此带电区（导体为圆形时，带电区为环形）的半径，即为爬电距离。见图3。

8.2电气间隙：在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电气性能稳定和安全的情况下，通过空气能实现绝缘的最短距离。见图8。

图8 电气间隙和爬电距离

可见，爬电距离和电气间隙实际是两个相关参数，都是针对电气绝缘性而来。但，电气间隙的尺寸应使得进入设备的瞬态过电压和设备内部产生的峰值电压不能使其击穿。爬电距离的的尺寸应使得绝缘

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在给定的工作电压和污染等级下不会产生闪络或击穿（起痕）。可以看出，电气间隙和爬电距离的防范对象和考核目的不同。电气间隙防范的是瞬态过电压或峰值电压；而爬电距离是考核绝缘在给定的工作电压和污染等级下的耐受能力。

8.3各电压等级裸露带电体对地空气距离及爬电距离见表12、表13。 表12 低电压裸露带电体对地空气距离及爬电距离

额定绝缘电压Ui(V) 60＜Ui≤300 300＜Ui≤660 660＜Ui≤800 电气间隙（mm） Ie≤63A 5(6) 8(10) 14(16) Ie≥63A 6 10 14 爬电距离（mm） Ie≤63A 4(10) 12(14) 14(20) Ie≥63A 8 14 20 注：此表是在设备未标明额定冲击耐受电压值，括号内的数据为低压成套无功功率补偿装置要求。 表13 高电压裸露带电体对地空气距离及爬电距离 电压等级（kV） 6（7.2） 10（12） 24 35（40.5） 电气间隙（mm） 100 125 180 310 爬电距离（mm） 144（有机绝缘）20mm/kV 240（有机绝缘）20mm/kV 480（有机绝缘）20mm/kV 810（有机绝缘）20mm/kV 8.4相间及相对地之间增加绝缘隔板规定

根据行业标准DL/T 537-93中7.3.2.4规定：10kV配电装置如采用相间绝缘隔板，各相导体的相间和对地的净距不得小于30mm，隔板的沿面爬距不小于150mm。35kV如采用相间绝缘隔板，各相导体的相间和对地净距不得小于60mm，隔板的沿面爬距不小于300mm。24kV配电没装置没有明确规定，但是满足加隔板条件的净距及沿面爬距的范围可以推断出在两者之间。在电气距离不够的情况下，高压绝缘套管（也叫热缩套管）的应用范围和使用规范，在高压开关柜的行业及国家标准中至今没有明确规定。

9. 什么是辅助电路（也叫二次回路）

成套设备中（除主电路以外）用于控制、测量、信号和调节，数据处理等电路上所有的导电部件。 二次回路包括：测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括：计量测量与保护测量。控制回路包括：就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。

9.1测量回路 测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧（5A），电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器（计量用互感器精度要求高），计量测量串接于电流表以及电度表，功率表与功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体，分别有计量电流端子与保护电流端子。

电压测量回路，220/380V低压系统直接接220V或380V，3kV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压，电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。

9.2控制回路 (a) 合分闸回路

合分闸通过合分闸转换开关进行操作，常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要，转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警，国家已有标准图设计。采用微机保护以后，要进行远分合闸操作后，还要到就地进行转换开关对位操作，这就失去了远分操作的意义，所以应取消不对应接线，选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。

(b) 防跳回路

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柜内元件可根据用户不同需求，配置各种型号的开关，更好的保证产品高的可靠性。

装置可预留自动化接口，也可把智能模块安装在开关柜上，实现遥信、遥测、遥控等三遥功能。 抽屉功能单元可分为MCCI、MCCII、MCCIII三种。

MCCI型：抽屉宽600mm，高度分180mm，360mm，540mm三种，每柜可安装高度为1800mm，按所需抽屉大小进行组合，最多可装10个单元，适用于较大电流的电动机控制中心和馈电回路。

MCCII型：抽屉宽600/2mm，高度分200mm，可安装高度为1800mm，按所需抽屉大小进行组合，最多可装18个单元，适用于100A以下的单元。

MCCIII型：抽屉宽600/2mm，高度分180mm，360mm，540mm三种，可安装高度为1800mm，按所需抽屉大小进行组合，最多可装20个回路，适用于100A以下的单元。

操作机构：每个抽屉上均装有一专门设计的操作机构，用于分断和闭合开关，并具备机械联锁等多种防误操作功能，MCCI型抽屉有一套“断开”、“试验”、“工作”、“移出”四个位置的定位装置，抽屉为摇进结构，MCCII型、MCCIII型抽屉单元为推拉式，设置有定位装置，并有防误操作功能。

14.3.6 GCS、GCK、MNS、GGD开关柜区别

(a）GGD是固定柜，GCK、GCS、MNS是抽屉柜；GCK柜和GCS、MNS柜抽屉推进机构不同；GCS柜只能做单面操作柜，柜深800mm；MNS柜可以做双面操作柜，柜深1000mm。

（b）模数：GCK 最小抽屉单元1模数:GCS最小抽屉单元1/2模数，MNS(进口ABB技术)最小抽屉单元1/4模数。

(c) 母线：MNS和GCS的水平母线都是后出线与前左的抽屉单元、前右的电缆出线室有隔板隔开，他们的垂直母线是组装在阻燃型塑料功能板中更可靠。而GCK水平母线是设在柜顶上，垂直母线没有阻燃型塑料功能板，电缆出线可后出，也可做成右侧电缆室出线，但抽屉推进机构和GCS、MNS不同，比较简单。

(d)抽屉： GCS最小只能有1/2抽屉，MNS有1/4抽屉，MNS抽屉另有联锁机构，而GCS只是开关本身有。

12.3.7 GCS与MNS的区别

(a)原产地不同：GCS是国内自主设计开发的。MNS是从ABB公司引进的。GCS是从96年开始投放市场，很多方面都是仿照MNS，例如水平母线，进出线方式等。

(b)钢型拼装不同：GCS是由8MF（KS）型钢拼装而成，而MNS是由C（KB）型钢拼装的。从强度上讲GCS要优于MNS。但是从美观上讲， MNS要比GCS好看，很多厂家都采用C型材做GCS。GCS原始设计最大电流只能做到4000A，而MNS可以达到更高，经过很多改进GCS现在达到6300A。

(c)抽屉机构不同：GCS采用旋转推进机构（CJG-1～3），而MNS采用的是大联锁。相比之下GCS抽屉比MNS抽屉插拔更省力一点。

(d)安装模数不同：MNS柜安装模数是25mm而GCS是20mm，GCS最多可做11层抽屉，MNS可以做9层，但是MNS可以做双面柜（正反两均装抽屉）。因此GCS最多可做22个抽屉，而MNS可做72个抽屉,（GCS没四分之一单元抽屉而MNS有）。MNS在小电流方面有优势。而GCS在大电流方面有一些优势。

14.4低压成套无功功率补偿装置

低压成套无功功率补偿装置是由一个或多个低压开关设备、低压电容器和与之相关的控制、测量、信号、保护及调节等设备。由制造厂完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。

14.5什么是额定绝缘电压 在规定条件下，用来度量电器及其部件的不同电位部分的绝缘强度，电气间隙和爬电距离的标准电压值。

15.箱式变电站(箱变)的特点

箱式变电站由高压配电装置、电力变压器、低压配电装置等部分组成，安装于一个金属箱体内，三部分设备各占一个空间，相互隔离。箱式变电站是一种比较新型的设备。它由刚开始比较简单的设备发展成了现在的比较完善的可靠的设备了。它具有以下的优点：

(a)占地面积小，征用土地方便，适用在一般城市负荷密集地区、农村地区、住宅小区等安装，有

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利于高压延伸，减少低压线路的供电半径，降低线损。

(b）减少土建基础费用，可以工厂化生产，缩短现场施工周期，投资较少，收效明显。 (c)体积小，重量轻便于运输或移位。

(d)可采用全密封变压器，SF6环网柜等新型设备，具有长周期，免维护、功能比较齐全的特点，可用于终端，又可用于环网。

(e)外形新颖美观，广泛用于建筑施工的临时用电，工业园区、居民小区、商业中心等用电的需求，与环境较为协调。

15.1箱式变电站(箱变)的型式

箱式变电站的型式可以分为普通和紧凑型两类。普通型箱式变电站有ZBW-12型和XWB型等，紧凑型箱式变电站有YBP8-12型和GE箱式变电站等。箱式变电站10KV配电装置常用负荷开关加熔断器和环网供电装置，并从邻近架空线支接到变压器高压端。进线方式可采用电缆线或架空绝缘线，按照使用环境和不同用途任意选择。作为公用箱式变电站时，箱式变电站的低压出线视变压器容量而定，一般不超过4回，最多不超过6回，也可以一回总出线，到临近的配电室再进行分支供电。作为独立用户用箱式变电站时，可以采用一回路供电。

15.2箱变型号含义

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五、电器试验知识

1.电器的分类

电器是接通和断开电路或调节。控制和保护电路及电气设备用的电工器具。完成由控制电器组成的自动控制系统，称为继电器—接触器控制系统，简称电器控制系统。

电器的用途广泛，功能多样，种类繁多，结构各异。下面是几种常用的电器分类。

1.1按工作电压等级分类

(a)高压电器,用于交流电压1200V.直流电压1500V及以上电路中的电器。例如高压断路器。高压隔离开关。高压熔断器等。

(b)低压电器,用于交流50Hz(或60Hz),额定电压为1200V以下；直流额定电压1500V及以下的电路中的电器。例如接触器。继电器等。

1.2按动作原理分类

(a)手动电器,用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关。控制按钮。行程开关等主令电器。 (b)自动电器,借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器。各种类型的继电器。电磁阀等。

1.3按用途分类

(a)控制电器,用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器。继电器。电动机起动器等。 (b)主令电器,用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮。行程开关。万能转换开关等。 (c)保护电器,用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器。热继电器。各种保护继电器。避雷器等。 (d)执行电器,指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁。电磁离合器等。

(e)配电电器,用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。

1.4按工作原理分类

(a)电磁式电器,依据电磁感应原理来工作，如接触器。各种类型的电磁式继电器等。 (b)非电量控制电器,依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。

2. TT、TN和IT供电系统

工程施工用电的基本供电系统有(380V)三相三线制和(380/220V)三相四线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。国际电工委员会(IEC)对此作了统一规定，称为TT系统、TN系统、IT系统。其中TN 系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。

2.1 TT方式供电系统，TT方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 系统。第一个符号 T 表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图10所示。这种供电系统的特点如下：

图10 TT方式供电系统

(a)当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高

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于安全电压，属于危险电压。

(b)当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此 TT 系统难以推广。

(c)TT系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。

2.2 TN方式供电系统，这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用 TN 表示。它的特点如下：

(a)一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是TT系统的5.3倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。

(b)TN系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比TT系统优点多。TN方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C和TN-S等两种。

(c)TN-C方式供电系统它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用PEN表示。 (d)TN-S方式供电系统它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统，称作TN-S供电系统。

2.2.1 TN-S 供电系统的特点如下：

(a)系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是工作零线上有不平衡电流。 PE 线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。

(b)工作零线只用作单相照明负载回路。

(c)专用保护线PE不许断线，也不许进入漏电开关。

(d)干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而PE线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。

(e)TN-S方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。 2.2.2 TN-C-S方式供电系统。前部分是TN-C，后部分为TN-S的供电方式，如图11所示。 TN-C-S系统的特点如下：

图11 TN-C-S方式供电系统

(a)工作零线N与专用保护线PE相联通，如果TN-C这部分线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。而TN-S这部分线上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此，TN-C-S系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于负载不平衡的情况以及线路的长度。负载越不平衡，线路又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在PE线上应作重复接地。

(b)PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。

(c)对PE线除了在总箱处必须和N线相接以外，其他各分箱处均不得把N线和PE线相联，PE线上不许安装开关和熔断器，也不得用大顾兼作PE线。

2.3 IT方式供电系统I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。每二个字母 T 表示负载侧电气设备进行接地保护。如图12所示。

图12 IT方式供电系统

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TT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。运用IT方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。

3.开关设备的型式试验和出厂试验区别

型式试验是全面验证高压开关设备性能是否符合国家标准和有关产品技术条件，能否定型生产而进行的试验。出厂试验是在定型产品的正常生产过程中，为保证产品制造质量而进行的检查性试验。

4. 什么是高压开关柜的出厂试验？它包括哪些项目

高压开关柜出厂试验是制造厂为保证出厂产品与通过型式试验样机的一致性所必须进行的试验。对开关柜来说，是每一面要出厂的开关柜都必须逐次进行出厂试验规定的项目并合格，才能允许出厂。 它的试验项目包括： (a) 外观检查

(b) 主回路工频耐用压试验

(c) 辅助回路和控制回路的耐压试验

(d) 主回路的电阻测量 (e) 机械操作试验 (f) 机械特性试验

(g) 二次接线正确性检查及动作试验 (h) 手车互换性检查

5. 什么叫耐压测试、工频交流耐压试验,试验的目的是什么。

耐压测试又称作高压测试或介电强度测试。

对试品施加频率50Hz的正弦交流电压的试验称为工频交流耐压试验。

其试验的目的是为了有效地发现试品的绝缘缺陷，是考验试品的绝缘承受内部过电压能力的有效办法，对保障试品安全运行具有重要的意义。

5.1交直流耐压实验的区别

测试电压，大部分的安全标准允许在耐压测试中使用交流或直流电压。若使用交流测试电压，当达到电压峰值时，无论是正极性还是负极性峰值时，待测绝缘体都承受最大压力。因此，如果决定选择使用直流电压测试，就必须确保直流测试电压是交流测试电压的 倍，这样直流电压才可以与交流电压峰值等值。例如： 1500V 交流电压，对于直流电压若要产生相同数量的电应力必须为 1500 3 1.414 即 2121V 直流电压。

使用直流测试电压的其中一个好处在于在直流模式下，流过耐压测试仪报警电流测量装置的是真正的流过样品的电流。采用直流测试的另一个好处在于可以逐渐的施加电压。在电压增加时通过监视流过样品的电流，操作者可以在击穿发生前察觉到。

直流耐压测试的不足在于它只能在一个方向施加测试电压，不能像交流测试那样可以在两个极性上施加电应力，而多数电子产品正是在交流电源下进行工作的。另外，由于直流测试电压较难产生，因此直流测试比交流测试成本要高。

交流耐压测试的优点在于 , 它可以检测所有的电压极性，这更接近与实际的实用情况。

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