高壓電器的定義與概述
高壓電器是電力系統中使用比較廣泛的一種設備,但在我國由于缺乏明確的標準化定義,因此各種場(chǎng)合使用的這一術(shù)語(yǔ),其含義有一定的出入。這兒介紹的是高等教科書(shū)中介紹的并為多數人認同的概念。
高壓電器概述
高壓電器是電力系統中使用比較廣泛的一種設備,但在我國由于缺乏明確的標準化定義,因此各種場(chǎng)合使用的這一術(shù)語(yǔ),其含義有一定的出入。這兒介紹的是高等教科書(shū)中介紹的并為多數人認同的概念。
1、高壓電器定義
國際上公認的高低壓電器的分界線(xiàn)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(xiàn)路中用來(lái)實(shí)現關(guān)合、開(kāi)斷、保護、控制、調節、量測的設備。一般的高壓電器包括開(kāi)關(guān)電器、量測電器和限流、限壓電器。但有時(shí)也把變壓器列入高壓電器(如電機工程學(xué)會(huì )中高壓電器分專(zhuān)委會(huì ))。
西安高壓電器研究所是1958年在規劃的西安開(kāi)關(guān)整流器廠(chǎng)中央試驗室基礎上由一機部批準成立的,因該所當時(shí)明確為西安建設中的開(kāi)關(guān)、電瓷、電容、絕緣和變壓器廠(chǎng)開(kāi)展研究開(kāi)發(fā)、試驗服務(wù),涉及開(kāi)關(guān)、變壓器、保護電器、量測電器等各專(zhuān)業(yè),因此定名為高壓電器研究所,該名稱(chēng)一直延續至今。
2、高壓電器分類(lèi)及功能
2.1開(kāi)關(guān)電器
主要用來(lái)關(guān)合與開(kāi)斷正常電路和故障電路,或用來(lái)隔離電源、實(shí)現安全接地的一種高壓電器設備。
1)高壓斷路器:不僅能關(guān)合、開(kāi)斷正常的負荷電流(包括空變、空線(xiàn)、空纜等),也用來(lái)開(kāi)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(guò)流等)時(shí)可以實(shí)現自動(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(kāi)關(guān)。
2)熔斷器:俗稱(chēng)保險。當負荷電流過(guò)載到一定值,或出現故障電流時(shí)能自動(dòng)熔斷而開(kāi)斷。分為限流熔斷器及噴射式熔斷器。
3)負荷開(kāi)關(guān):能開(kāi)合負荷電流(含容性、感性負載電流),有時(shí)能關(guān)合短路電流但不能開(kāi)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(kāi)斷及承載正常電流及規定的過(guò)載電流的開(kāi)斷、關(guān)合位置。一般用來(lái)頻繁控制大型用電設備(如大電動(dòng)機等)。
5)隔離開(kāi)關(guān):用來(lái)隔離電路或電源,在閉合位置時(shí)能承載正常電流及規定的短路電流,有時(shí)能開(kāi)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(kāi)合母線(xiàn)轉換電流。
6)接地開(kāi)關(guān):用來(lái)對設備或被檢修線(xiàn)路實(shí)現保護接地。
﹡有時(shí)要求負荷開(kāi)關(guān)、接觸器、接地開(kāi)關(guān)關(guān)合短路電流。
7)重合器:能夠按照預定的順序,在導電回路中進(jìn)行開(kāi)斷和重合操作,并在其后自動(dòng)復位、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(kāi)關(guān)設備。
8)分段器:一種能夠自動(dòng)判斷線(xiàn)路故障和記憶線(xiàn)路故障電流開(kāi)斷的次數,并在達到整定的次數后在無(wú)電壓或無(wú)電流下自動(dòng)分閘的開(kāi)關(guān)設備。
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(kāi)斷、關(guān)合負荷電流的能力,但無(wú)開(kāi)斷短路電流的能力。
2.2 量測電器
1)電流互感器:用來(lái)轉換和測量線(xiàn)路、母線(xiàn)的電流供計量與保護用。傳統的電流互感器是采用油紙絕緣電磁式,現在又有環(huán)氧澆注、SF6電流互感器,最新的有光電式電流互感器。為滿(mǎn)足機電一體化設備需要,現在已有線(xiàn)性功能的電流傳感器。
2)電壓互感器:用來(lái)測量線(xiàn)路、母線(xiàn)電壓,以供計量和繼電保護用。傳統電壓互感器是油紙絕緣電磁式。目前在高壓、超高壓范圍內則用重量輕、體積小的電容式電壓互感器,國際上已開(kāi)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(xiàn)圈,用來(lái)限制故障電流,用包裹絕緣導線(xiàn)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(xiàn)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(lái)限制過(guò)電壓,使電力系統中電器設備免受大氣過(guò)電壓和內過(guò)電壓的危害,是一種泄能裝置。最簡(jiǎn)單的有保護間隙,還有管形避雷器、閥式避雷器、磁吹避雷器。最新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
處于電力系統中的各種戶(hù)內、戶(hù)外高壓電器,應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