2015注冊造價(jià)工程師安裝工程：電氣開(kāi)關(guān)設備

高壓開(kāi)關(guān)設備是指在電壓1kV及以上的電力系統中運行的戶(hù)內和戶(hù)外交流開(kāi)關(guān)設備，主要用于電力系統（包括發(fā)電廠(chǎng)、變電站、輸配電線(xiàn)路和工礦企業(yè)等用戶(hù)）的控制和保護，既可根據電網(wǎng)運行需要將一部分電力設備或線(xiàn)路投入或退出運行，也可在電力設備或線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)將故障部分從電網(wǎng)中快速切除，從而保證電網(wǎng)中無(wú)故障部分的正常運行及設備、運行維修人員的安全。

高壓開(kāi)關(guān)設備按其功能和作用的不同，分為斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、重合器、分斷器、負荷開(kāi)關(guān)、接觸器、熔斷器等，以及上述元件組合而成的負荷開(kāi)關(guān)—熔斷器組合電器、接觸器—熔斷器（F-C）組合電器、隔離負荷開(kāi)關(guān)、熔斷器式開(kāi)關(guān)、敞開(kāi)式組合電器等；與其他電氣產(chǎn)品（諸如變壓器、電流互感器、電壓互感器、電容器、電抗器、避雷器、母線(xiàn)、進(jìn)出線(xiàn)套管、電纜終端和二次元件等）進(jìn)行合理配置，有機地組合于金屬封閉外殼內，構成具有相對完整使用功能的產(chǎn)品稱(chēng)為成套設備。如金屬封閉開(kāi)關(guān)設備（開(kāi)關(guān)柜）、氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設備（GIS）和高壓/低壓預裝式變電站等。

（一）斷路器

高壓斷路器也稱(chēng)高壓開(kāi)關(guān)，是高壓供電系統中最重要的電器之一。高壓斷路器具有一套完善的滅弧裝置，能在有負荷的情況下接通或斷開(kāi)電路；在系統發(fā)生短路故障時(shí)，能迅速切斷短路電流。

1.分類(lèi)和性能

根據斷路器安裝地點(diǎn)，可分為戶(hù)內和戶(hù)外兩種。根據斷路器使用的滅弧介質(zhì)，可分為以下幾種類(lèi)型：

（1）油斷路器。是以絕緣油為滅弧介質(zhì)，可分為多油斷路器和少油斷路器。

（2）空氣斷路器。是以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)，此種介質(zhì)防火、防爆、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，取用方便?？諝鈹嗦菲骺繅嚎s空氣吹動(dòng)電弧使之冷卻，在電弧達到零值時(shí)，迅速將弧道中的離子吹走或使之復合而實(shí)現滅弧?？諝鈹嗦菲鏖_(kāi)斷能力強、開(kāi)斷時(shí)間短，但結構復雜、工藝要求高、有色金屬消耗多。

（3）六氟化硫（SF6）斷路器。采用具有優(yōu)良滅弧能力和絕緣能力的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，具有開(kāi)斷能力強、動(dòng)作快、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但金屬消耗多、價(jià)格較貴。近年來(lái)SF6斷路器發(fā)展很快，在高壓和超高壓系統中得到廣泛應用，尤其以SF6斷路器為主體的封閉式組合電器，是高壓和超高壓電器的重要發(fā)展方向。

（4）真空斷路器。是在高度真空中滅弧。真空中的電弧是在觸頭分離時(shí)電極蒸發(fā)出來(lái)的金屬蒸汽中形成的。電弧中的離子和電子迅速向周?chē)臻g擴散。當電弧電流到達零值時(shí)，觸頭間的粒子因擴散而消失的數量超過(guò)產(chǎn)生的數量時(shí)，電弧即不能維持而熄滅。真空斷路器開(kāi)斷能力強、開(kāi)斷時(shí)間短、體積小、占用面積小、無(wú)噪聲、無(wú)污染、壽命長(cháng)，可以頻繁操作，檢修周期長(cháng)。

此外，還有磁吹斷路器和自產(chǎn)氣斷路器，它們具有防火防爆、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但是一般額定電壓不高、開(kāi)斷能力不大，主要用作配電系統。

2.對高壓斷路器的基本要求

根據以上所述，斷路器在電力系統中承擔著(zhù)非常重要的任務(wù)，不僅能接通或斷開(kāi)負荷電流，而且還能斷開(kāi)短路電流。因此，斷路器必須滿(mǎn)足以下基本要求：

（1）工作可靠；

（2）具有足夠的開(kāi)斷能力；

（3）具有盡可能短的切斷時(shí)間；

（4）具有自動(dòng)重合閘性能；

（5）具有足夠的機械強度和良好的穩定性能；

（6）結構簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。

（二）隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)

1.隔離開(kāi)關(guān)的作用

隔離開(kāi)關(guān)是在高壓電氣裝置中保證工作安全的開(kāi)關(guān)電器。結構簡(jiǎn)單，用來(lái)設置明顯斷口，沒(méi)有滅弧裝置，不能用來(lái)接通和斷開(kāi)負荷電流電路。隔離開(kāi)關(guān)的作用為：隔離電源，倒閘操作，接通和切斷小電流電路。

2.接地開(kāi)關(guān)的用途與分類(lèi)

接地開(kāi)關(guān)是用以將回路接地的一種機械式開(kāi)關(guān)裝置。主要用來(lái)保護檢修工作的安全。接地開(kāi)關(guān)按安裝場(chǎng)所的不同，分為戶(hù)內與戶(hù)外型；按操作方式不同，分為用鉤棒和用操動(dòng)機構；按使用特性不同，分為一般接地開(kāi)關(guān)與快速接地開(kāi)關(guān)。

（三）負荷開(kāi)關(guān)

負荷開(kāi)關(guān)是指關(guān)合、開(kāi)斷及承載運行線(xiàn)路正常電流（包括規定的過(guò)載電流），并能關(guān)合和承載規定的異常電流（如短路電流）的開(kāi)關(guān)設備。

負荷開(kāi)關(guān)的品種很多，通常按滅弧介質(zhì)和滅弧方式分類(lèi)。

（四）接觸器

接觸器是指除手動(dòng)操作外只有一個(gè)休止位置，能關(guān)合、承載正常電流及規定的過(guò)載電流的開(kāi)斷和關(guān)合裝置。借助于鎖扣裝置，可防止運動(dòng)元件返回休止位置。使鎖扣接觸器獲得了第二個(gè)休止位置。接觸器適用于控制操作頻繁的回路，主要控制對象為高壓電動(dòng)機、變壓器和電容器組等。接觸器與限流熔斷器組合作為電動(dòng)機的控制和保護，其技術(shù)簡(jiǎn)便，效果更佳。

（五）熔斷器

熔斷器是電力系統中過(guò)載和短路故障的保護設備。當電流超過(guò)給定值一定時(shí)間，通過(guò)融化一個(gè)或幾個(gè)特殊設計和配合的組件，分斷電流來(lái)切斷電路。熔斷器具有結構簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格便宜、維護方便、保護動(dòng)作可靠和消除短路故障時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，但也有如不能分合操作、動(dòng)作后需更換熔斷件、易造成單相供電等不足之處。

（六）操動(dòng)機構

操動(dòng)機構是高壓開(kāi)關(guān)的重要組成部分。當它接受操作指令后，能使開(kāi)關(guān)設備準確地合閘和分閘。有的操作機構與開(kāi)關(guān)集于一體；有的則做成獨立的產(chǎn)品，供各類(lèi)開(kāi)關(guān)設備本體配用。操動(dòng)機構的基本要求：

（1）具有足夠的操作功率；

（2）具有維持合閘的裝置；

（3）具有盡可能快的分閘速度；

（4）具有自由脫扣裝置。所謂自由脫扣，是指在斷路器合閘過(guò)程中如操動(dòng)機構又接到分閘命令，則操動(dòng)機構不應繼續執行合閘命令而應立即分閘；

（5）具有“防跳躍”功能；

（6）具有自動(dòng)復位功能；

（7）具備工作可靠、結構簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、操作方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。

操動(dòng)機構一般以操動(dòng)觸頭系統分合閘時(shí)的主要驅動(dòng)能源來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，有人（手）力、電動(dòng)機、電磁、彈簧、液壓、氣動(dòng)、重錘操動(dòng)機構。其中，人（手）力、電動(dòng)機操動(dòng)機構直接操動(dòng)時(shí)只能做成慢速機構，操動(dòng)開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的分合閘時(shí)間在0.5s以上或更長(cháng)；其余的一般做成快速機構，分閘時(shí)間多在0.1s以下。

（七）防爆配電裝置

防爆配電裝置指用于爆炸危險環(huán)境而不會(huì )引起周?chē)ǖ拈_(kāi)關(guān)設備。

爆炸危險環(huán)境與防爆措施：工廠(chǎng)爆炸危險場(chǎng)所按危險程度和物質(zhì)狀態(tài)的不同，分為兩類(lèi)五區。采取防爆措施，可從改善爆炸危險環(huán)境條件著(zhù)手，如加強場(chǎng)所通風(fēng)換氣或將產(chǎn)品集中隔離等，使危險環(huán)境變成一般環(huán)境條件，從而可以使用通用的高壓開(kāi)關(guān)設備或其派生產(chǎn)品，如礦用一般型開(kāi)關(guān)柜等。這在工廠(chǎng)企業(yè)和高壓供電系統中，比較容易實(shí)現，但對于多數煤礦環(huán)境則難于做到。另一方面也可在產(chǎn)品上采取防爆措施，通常從消除爆炸危險的兩個(gè)必要條件采取措施：消除產(chǎn)品內部爆炸性混合物的措施；消除或隔離產(chǎn)品中的危險火花、電弧或危險溫度的措施。

（八）敞開(kāi)式組合電器

敞開(kāi)式組合電器由幾種常規的高壓電器按主接線(xiàn)要求，在結構上相互依托借用，有機地構成一個(gè)整體，其中各電器仍保持原有性能和基本特點(diǎn)，產(chǎn)品結構緊湊，占場(chǎng)地少。但目前習慣上僅指以隔離開(kāi)關(guān)為主體，將隔離開(kāi)關(guān)的靜觸頭置于相鄰的組合元件上，從而減少絕緣支柱，縮小整體安裝場(chǎng)地的一種電器裝置。被組合的電器有：電流互感器、電壓互感器、電纜終端等，有時(shí)亦包括同類(lèi)隔離開(kāi)關(guān)和斷路器。

（九）金屬封閉開(kāi)關(guān)設備

金屬封閉開(kāi)關(guān)設備（簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)關(guān)柜）是由封閉于接地的金屬外殼內的主開(kāi)關(guān)（如斷路器）、隔離開(kāi)關(guān)（或隔離觸頭）、互感器、避雷器、母線(xiàn)等一次元件及控制測量、保護裝置組成的成套電器。

（十）氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設備

氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設備是指采用（至少部分地采用）高于大氣壓的氣體作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開(kāi)關(guān)設備，簡(jiǎn)稱(chēng)GIS.GIS是由斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、避雷器、母線(xiàn)、電纜終端盒或（和）出線(xiàn)套管等高壓電器元件按主接線(xiàn)要求組合而成。

功能單元是GIS的基本組合單元。每個(gè)功能單元包括共同完成一種功能的所有主回路和輔助回路單元。通常每套GIS具有若干不同功能單元，如架空進(jìn)（出）線(xiàn)單元、電纜進(jìn)（出）線(xiàn)單元、變壓器單元、母線(xiàn)聯(lián)絡(luò )單元、計量與保護單元等。

GIS外殼的主要作用如下：

1）氣體容器

2）接地電極

3）安全保護 　

4）散熱

5）機械支撐