高低压供配电系统电气设备教程PPT
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工厂供配电技术PPT课件第三章 供配电一次系统.ppt
LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器
EXIT
SN10-10型断路器
EXIT
ZN28-12型
EXIT
ZN28A-12型 VD4型
瓷柱式
EXIT
落地罐式
真空断路器 开关触头在真空的容器内闭合和断开。灭弧 能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能 力强。结构简单，重量轻，体积小。寿命长， 易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。 注意：由于开断速度高, 易产生截流过电压, 对变压器等感性负载易造成危害,应配置过电 压吸收装置。
（1）复合 复合是异性带电质点彼此的中和。 （2） 扩散 扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介质中的
现象。
EXIT
5、灭弧的基本方法如下：
利用介质灭弧 利用气体或油吹动电弧 采用特殊的金属材料作灭弧触头 电磁吹弧 使电弧在固体介质的狭缝中运动 将长弧分隔成短弧 采用多断口灭弧 提高断路器触头的分离速度
EXIT
2. 常用变压器的容量系列
我国目前的变压器产品容量系列为R10系列，
即变压器容量等级是按 R10 10 10为倍1数.2确6
定的，如：100kVA、125 kVA、160 kVA、 200 kVA、250 kVA、315 kVA、500 、 630 kVA、800 kVA、1000 kVA、1250 kVA、 1600 kVA等。
第三章 供配电一次系统
3.1 供配电系统常用电器设备 3.2 变电所的低压设备 3.3 变电所主变压器数量及容量的确定 3.4 变电所的电气主接线 3.5 配电网常用电气主接线形式 3.6 互 感 器 3.7 组合式成套变电所
EXIT
供配电一次系统
本章重点讲述供配电系统的一次设备和主 接线图，对一次设备着重介绍其功能、结构 特点、基本原理，对主接线图着重阐述其基 本要求及一些典型接线的分析。本章是本课 程的重点，也是从事供配电系统运行、维护 和设计必备的基础知识。
低压配电系统演示PPT课件
d、安全监视。各种仪表监视、电气监视和计算机监视不 能因停电而丢失数据。采用UPS不间断电源。
19
4。低压配电系统的电源
4、保安电源的设计 由于电网是一个整体，一旦电网发上大事故，则从电
网取的电源可能全部消失。因此，原则上保安电源应独 立与电网之外。
a.、长期保安电源的设计 容量大的负荷，选用能自启动的柴油发电机为宜。 容量小的负荷，选用不停电电源（UPS）较方便。 属于本电源供电的支流操作电源和信号电源，选用蓄 电池。
交 铁 压流 企 。系 业统 内高 不压采与用低660压V的标划准分额，定按电绝压缘，电因压此等低级压应配以电1系00统0V的为电分压界定线为。3由80V于线钢电
24
控制电压：常用AC220V，一般采用380V±5%/220V的控制变压器供电。
5。低压配电系统的电压
（2）电压偏移值
电气设备对电压偏移值的要求，见表3、表4（国家标准220/380V电压允许偏差为 额定电压的+7%~ -10%）。
22
5。低压配电系统的电压
（1）标准额定电压，见下面表1、表2。 表1 按GB156—80规定的标准额定电压摘录
① 仅用于仪表用互感器、继电器等控制系统；
② 仅用于矿井下、热工仪表和机床控制；
③ 仅适用于单台设备的特殊供电要求；
④ 仅用于煤矿井下及特殊场合。
23
5。低压配电系统的电压
表2 按GB156—80规定的开关装置控制电压和辅助电路的标准额定电压
设备，因此应符合各种低压用电设备的技术条件，它又要从 高压系统取得电能，所以必须与高压系统的技术要求相协调。
2
1。 概述与特点
• 低压配电系统的范围是指从低压降压变压器到用电设备
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4。低压配电系统的电源
4、保安电源的设计 由于电网是一个整体，一旦电网发上大事故，则从电
网取的电源可能全部消失。因此，原则上保安电源应独 立与电网之外。
a.、长期保安电源的设计 容量大的负荷，选用能自启动的柴油发电机为宜。 容量小的负荷，选用不停电电源（UPS）较方便。 属于本电源供电的支流操作电源和信号电源，选用蓄 电池。
交 铁 压流 企 。系 业统 内高 不压采与用低660压V的标划准分额，定按电绝压缘，电因压此等低级压应配以电1系00统0V的为电分压界定线为。3由80V于线钢电
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控制电压：常用AC220V，一般采用380V±5%/220V的控制变压器供电。
5。低压配电系统的电压
（2）电压偏移值
电气设备对电压偏移值的要求，见表3、表4（国家标准220/380V电压允许偏差为 额定电压的+7%~ -10%）。
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5。低压配电系统的电压
（1）标准额定电压，见下面表1、表2。 表1 按GB156—80规定的标准额定电压摘录
① 仅用于仪表用互感器、继电器等控制系统；
② 仅用于矿井下、热工仪表和机床控制；
③ 仅适用于单台设备的特殊供电要求；
④ 仅用于煤矿井下及特殊场合。
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5。低压配电系统的电压
表2 按GB156—80规定的开关装置控制电压和辅助电路的标准额定电压
设备，因此应符合各种低压用电设备的技术条件，它又要从 高压系统取得电能，所以必须与高压系统的技术要求相协调。
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1。 概述与特点
• 低压配电系统的范围是指从低压降压变压器到用电设备
供配电系统学习课件
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作用：供配电系统是电力系统的重要 组成部分，负责将电能从发电厂输送 到用户端，满足用户的用电需求。
重要性：供配电系统是电力系统的 基础，其稳定运行直接影响到电力 系统的可靠性和用户的用电质量。
组成：电源、配电 设备、用电设备、 控制设备、保护设 备等
分类：按电压等级 可分为高压配电系 统和低压配电系统
调度中心的职责：负责供配电系统的运行、维护和管理 调度中心的功能：监控供配电系统的运行状态，及时发现和处理故障 调度中心的设备：包括调度台、监控系统、通信系统等
调度中心的人员：包括调度员、技术员、维修员等，负责供配电系统的运行和管理
定期检查：对供配电系统进行定期检查，确保设备正常运行 故障处理：及时发现和处理供配电系统的故障，保证供电连续性 设备维护：对供配电系统的设备进行定期维护，延长设备使用寿命 安全管理：加强供配电系统的安全管理，防止安全事故发生
发电站和变电所 的作用：为供配 电系统提供稳定 的电能，满足各 种用电需求
变压器是供配电 系统中的重要设 备，用于改变电 压和电流
变压器的工作原 理是电磁感应， 通过电磁感应实 现电压和电流的 变换
变压器的主要参 数包括电压比、 电流比、功率因 数等
变压器的分类包 括电力变压器、 特种变压器等， 其中电力变压器 是供配电系统中 最常用的变压器 类型
采用高效节能设备，如高效变压器、节能电 机等
实施能源管理，监测和优化能源消耗
采用可再生能源，如太阳能、风能等
推广节能技术，如变频调速、无功补偿等
加强用电安全，减少事故发生，降低能源消 耗
采用节能型设 备：如高效节 能变配电系 统设计：如采 用分布式电源、 优化配电网络
高低压供配电系统.ppt
高低压供配电系统.ppt1、2.3供配电系统建筑供配电系统有沟通电源、供配电线路、配电掌握和用电设备组成。
在设计建筑电气供配电系统时，首先应确定供配电方案，确定各种用电设备功率，在此基础上进行用电负荷计算，并选择各种配电掌握设备和配电导线。
一、用电设备的工作制是指用电设备的工作方式。
其对于用电负荷的大小有直接影响。
根据工作制的不同，可将用电设备分为三类。
〔1〕长期工作制的设备是指长期连续运行，可以到达稳定温升，负荷比较平稳的用电设备。
如照明灯具、锅炉用风机、生产生活用水泵等。
〔2〕短期工作制的设备是指工作时间较短常达不到稳定温升，而停用时间很长可冷却到四周环境温度的用电设备。
如房间换气扇。
锅炉补水泵等。
〔3〕反复短期工2、作制的设备是指时而工作，时而停用，反复交替变换，工作时间很短，常达不到稳定温升，停用时间也很短，常冷却不到环境温度，工作周期一般不超过10分钟。
运行一段时间后温升稳定在某一稳定范围内反复波动的用电设备。
二、用电负荷计算〔电力负荷〕用电负荷——通过供电线路的电流和功率。
1、计算的目的〔1〕选择合适的电气设备〔2〕选择合适的导线截面〔3〕选择电力变压器额定容量2、用电设备的计算负荷〔1〕电力负荷曲线有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。
单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用3、来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。
凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。
由于它不对外做功，才被称之为“无功”。
无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。
建筑物的电力负荷曲线一般用典型的日负荷曲线为代表〔2〕负荷种类实际负荷曲线是波动改变的。
在进行设计和其它工作时，为满足不同的需要，将负荷表示成三种类型最大负荷:是指消耗电能最多的半小时的平均功率，亦即连续3Omin的最大平均负荷，又称计算负荷。
《供配电系统》PPT课件 (2)
工 程
⑵供电要求
无特殊要求，可由单电源供电。
·
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精选课件ppt
9
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12.1 供电系统
负荷分级实例：
建
筑
一级负荷：
设
备
重要办公建筑：
工 程
——客梯电力；
——主要办公室、会议室、总值班室、档案室、 主要通道照明。
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精选课件ppt
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12.1 供电系统
一级负荷：
建
筑
一、二级旅馆（四星以上酒店）：
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12.1 供电系统
供配电系统：
建
筑
利用电气设备将电源与用电设备联系在一起的整
设 备
体。
工 程
分界开关：
城市电网与建筑供配电系统的分界点。
之前由供电部门管理，之后由建筑用电单位管理。
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精选课件ppt
3
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12.1 供电系统
一、负荷分级和供电电源
建
筑
㈠负荷等级
设
备
按电力负荷性质和停电造成的损失程度划分。
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12.2 建筑用电负荷
·
·
一、负荷容量
建 筑
1. 设备容量（装机容量）
设 备
——所有安装的用电设备的额定功率之总和，kW
工 程
。
2. 计算容量
——通过计算求出的实际使用负荷容量，kW。
3. 装表容量
——计量用电度表所表明的容量，A。
用户限定在装表容量下使用电力。
装表容量在20A及以下时，允许采用单相供电，一
一级负荷中因停电导致：
实时处理计算机及网络工作异常；
发生爆炸、火灾以及严重中毒。
供配电课件.ppt
供配电课件
目录
• 供配电系统概述 • 供配电系统的电源与负荷 • 供配电系统的设计与运行 • 供配电系统的保护与控制 • 供配电系统的安全与维护 • 供配电系统的未来发展与挑战
01
供配电系统概述
供配电系统的定义与组成
定义
供配电系统是指将电能从电源输 送到用户的整个过程所涉及的设 备和设施的总称。
供配电系统的保护装置
断路器
用于在电流超过预定值时断开电路， 保护电路和设备不受损坏。
熔断器
当电流超过预定值时，熔断器会熔断 ，断开电路。
过流保护继电器
监测电流并当电流超过预定值时触发 保护机制。
漏电保护装置
检测漏电电流，并在漏电发生时断开 电路。
供配电系统的控制方式
手动控制
自动控制
通过人工操作开关或按钮来控制电源的通 断。
ABCD
分布式控制系统（DCS）
用于集中监控和管理供配电系统。
能源管理系统（EMS）
用于监控、管理和优化供配电系统的能源使用。
05
供配电系统的安全与维护
供配电系统的安全措施
确保设备接地Leabharlann 配置过流保护为了防止触电事故，供配电设备应进 行接地处理，并定期检查接地电阻是 否符合标准。
为了防止电流过大导致设备损坏或火 灾事故，应配置过流保护装置，如熔 断器或断路器。
术创新、完善政策法规、提高投资回报等方面的对策。
智能电网的建设与发展
智能电网概述
智能电网是指通过先进的传感量测、通信、信息技术以及控制手段 ，实现电网的智能化管理和运行。
智能电网的主要功能
智能电网的主要功能包括需求响应、分布式电源接入、储能系统管 理、电网安全与控制等，能够提高供电可靠性和能源利用效率。
目录
• 供配电系统概述 • 供配电系统的电源与负荷 • 供配电系统的设计与运行 • 供配电系统的保护与控制 • 供配电系统的安全与维护 • 供配电系统的未来发展与挑战
01
供配电系统概述
供配电系统的定义与组成
定义
供配电系统是指将电能从电源输 送到用户的整个过程所涉及的设 备和设施的总称。
供配电系统的保护装置
断路器
用于在电流超过预定值时断开电路， 保护电路和设备不受损坏。
熔断器
当电流超过预定值时，熔断器会熔断 ，断开电路。
过流保护继电器
监测电流并当电流超过预定值时触发 保护机制。
漏电保护装置
检测漏电电流，并在漏电发生时断开 电路。
供配电系统的控制方式
手动控制
自动控制
通过人工操作开关或按钮来控制电源的通 断。
ABCD
分布式控制系统（DCS）
用于集中监控和管理供配电系统。
能源管理系统（EMS）
用于监控、管理和优化供配电系统的能源使用。
05
供配电系统的安全与维护
供配电系统的安全措施
确保设备接地Leabharlann 配置过流保护为了防止触电事故，供配电设备应进 行接地处理，并定期检查接地电阻是 否符合标准。
为了防止电流过大导致设备损坏或火 灾事故，应配置过流保护装置，如熔 断器或断路器。
术创新、完善政策法规、提高投资回报等方面的对策。
智能电网的建设与发展
智能电网概述
智能电网是指通过先进的传感量测、通信、信息技术以及控制手段 ，实现电网的智能化管理和运行。
智能电网的主要功能
智能电网的主要功能包括需求响应、分布式电源接入、储能系统管 理、电网安全与控制等，能够提高供电可靠性和能源利用效率。
低压三相四线制及三相五线制供配电系统PPT课件
变压器 M 10/0.4kv
200m
负荷60kw
1
40m 40m
30m N
负荷110KW
3
2
负荷25KW
解：总有功负荷为: P总=负荷①+负荷②+负荷③×K =60+25+110×0.6=117KW 故由S=PL/C△U=117×200/50×5=93.6 mm² 或由S=4M=4117×0.2=93.6 mm² 故可选YJLV-95,而实际中应选大于95一级规格的线应 为120 mm²,而N线、PE应为S/2即60mm²,故选70 mm² 如果三相负载基本对称,则N取70 mm²,若不对称应取 120 mm².所以按上述分析MN段干线采用组合电缆即五芯 电缆：YJLV-0.6/1KV-3×120+2×70 或YJLV-0.6/1KV-4×120+70
MEB-总等电位连接；LEB-局部等电位连接
3．等电位连接导线的选择
1总等电位连接主母线的截面积,应不小于其中最大PE线 截面积的一半,但不小于6平方毫米.采用铜导线,其截面积 可不超过25 平方毫米.
2连接两个外露可导电部分的局部等电位线,其截面积不 应小于接至该两个外露可导电部分的较小PE线的截面积.
三相四线制和三相五线制配电系统
工作接地与保护接地
1．工作接地
为保证电力系统和电气设备在正常和事故情况 下可靠地运行,人为地将电力系统的中性点及电气设 备的某一部分直接或经消弧线圈与大地作金属连接, 称为工作接地.
2．保护接地
将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设 备外露可导电部分进行接地称为保护接地.
故此N线、PE线、PEN线应遵守以下规定来选截面： 1、变压器低压母线,低压开关柜中性母线N及保护
供配电技术基本知识 PPT课件
6.3及6.6 10.5及11
38.5
66
110
121
154
169
220
242
330
363
500
525
15
15
学习单元一
电力系统的概念
1. 电网的额定电压 电网的额定电压必须符合国家规定的电压等级。当电网的电压
选定后，其他各类电力设备的额定电压即可根据电网的电压来确定。 2. 用电设备的额定电压
由于线路通过电流时要产生电压降，因此线路上各点的电压都 略有不同，如图1-4中虚线所示。但是成批生产的用电设备，规定用 电设备的额定电压与同级电网的额定电压相同。 3. 发电机的额定电压
模块一 供配电技术基本知识
2020/3/31
1
供配电技术研究工厂所需电能的供应和分配的问题。 电能是现代工业生产的主要能源和动力，在现代工业生 产和整个国民经济的各个领域中有着极为广泛的应用。 本模块主要介绍供配电技术有关的一些基本知识，包括 电力系统的组成及基本要求，供配电系统的构成，电力 系统的中性点运行方式等供配电技术的基本知识，使学 生对供配电系统有初步的认识和了解，为今后从事供配 电技术方面的工作奠定一定的基础。
2020/3/31
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学习单元一 电力系统的概念
3.工厂供配电系统的质量要求 1）安全性要求 保证供电的安全性是对工厂供配电系统的最基本要求，
供配电系统在电能的供应、分配及使用过程中，不应发生人身和 设备事故。
2）电压的质量要求 提高工厂供配电系统的电能质量主要是提高电压的质量，
分为电压幅值和波形两个方面。电压质量对各类用电设备的性能、 使用寿命、安全以及经济运行等方面有直接的影响。
2020/3/31
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第4章 供配电系统的常用电气设备
§4.1 概 述 §4.2 电弧的产生及灭弧方法 §4.3 电力变压器 §4.4 互感器 §4.5 熔断器 §4.6 高压开关设备 §4.7 低压开关设备 §4.8 避雷器 §4.9 成套配电装置
小结
§4.1 概 述
4.1.1 电气设备的定义 供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备， 包括发电机、变压器、控制电器、保护设备、测量仪表、线路器材和用电设 备（如电动机、照明用具）等。 4.1.2 电气设备的分类 1. 按电压等级分 （1）高压设备 交流50Hz、额定电压1200V以上 直流、额定电压1500V以上 （2）低压设备 交流50Hz、额定电压1200V及以下 直流、额定电压1500V及以下 2．按设备所属回路分 （1） 一次回路及一次设备 一次回路 供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路 一次设备或一次电器 设置在一次回路中的电气设备 （2） 二次回路及二次设备 二次回路 指用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路 二次设备或二次电器 设置在二次回路中的电气设备。
§4.1 概 述
3．按在一次电路中的功能分 （1）变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设 备，如变压器、互感器等。 （2）控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电 气设备，如高低压断路器、开关等。 （3）保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气 设备，如熔断器、避雷器等。 （4）补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备， 如并联电容器等。 （5）成套设备(装置) 按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设 备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压开关柜、低 压配电屏、动力和照明配电箱等。
4.2.2 电弧的产生
1．产生电弧的根本原因 触头间很大电场强度和很高的温度导致触头本身的电子及触头周围介质中 的电子被游离而形成电弧电流。 2．产生电弧的游离方式 （1）高电场发射 强电场把触头表面的电子拉出，形成自由电子并发射到 触头间隙中。 （2）热电发射 触头表面的电子吸收足够的热能而发射到触头间隙中形成 自由电子向间隙四周发射出去。 （3）碰撞游离 高速移动的自由电子碰撞中性质点，使中性质点游离成带 正电的正离子和自由电子。不断的碰撞使触头间隙中正离子和自由电子数 越来越多，形成“雪崩”现象，当离子浓度足够大时，介质被击穿而产生 电弧。 （4）高温游离 电弧形成后的高温，加强了正离子和自由电子的游离。触 头越分开，电弧越大，高温游离也越显著。 注：高电场发射和热电发射的游离方式在触头分开之初占主导作用 碰撞游离和高温游离使电弧持续和发展 它们是互相影响，互相作用的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 （2）按施加等。 如图4–2所示的低压刀开关迅速拉开刀闸时电动力吹弧使电弧加速拉长。
如图4–3所示采用专门的磁吹线圈来吹弧。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 如图4–4所示利用铁磁物质钢片来吸动电弧，这相当于反向吹弧。
§ 4.2 电弧的产生及灭弧方法
4.2.1 电弧及其主要危害 电弧— 一种高温、强光的电游离现象，开关电器和线路中一种必然的 物理现象，是电流的延续。 1．电弧的主要特征 （1）能量集中，发出高温、强光。 （2）自持放电，维持电弧稳定燃烧所需电压很低。 （3）游离的气体，质轻易变。 2．电弧的危害 （1）延长了电路的开断时间，从而使故障对供配电系统造成更大的损 坏。 （2）高温使开关触头变形、熔化，从而导致接触不良甚至损坏。 （3）高温可能造成人员灼伤甚至直接或间接的死亡，强光可能损害人 的视力。 （4）引起弧光短路，严重时造成爆炸事故。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 1．速拉灭弧法 是开关电器中最基本的灭弧方法。高低压断路器中都装有强力的断路弹簧， 目的就是加速触头的分断速度。 2．冷却灭弧法 利用介质如油等来降低电弧的温度从而增强去游离来加速电弧的熄灭。 3．吹弧灭弧法 利用外力如气流、油流或电磁力来吹动电弧，使电弧拉长，同时也使电弧 冷却，电弧中的电场强度降低，复合和扩散增强，加速电弧熄灭。 （1）按吹弧的方向(相对电弧方向)分 纵吹和横吹，如图4–1a和图4–1b所示。
4.2.3 电弧的熄灭
1．电弧熄灭的条件 去游离率大于游离率，即其中离子消失的速率大于离子产生的速率。 2．去游离方式
（1）复合 正、负带电质点重新结合为中性质点 电弧中温度越低，电场强度越弱，截面越小，介质的性质越稳定，密度越 高，复合愈快。
（2）扩散 电弧中的带电质点向电弧周围介质散发开去，使弧区带电质 点的浓度减少。 电弧与周围介质的浓度差越大，电弧与周围介质的温度差越大，电弧截面 越小，扩散就越强烈。 3．交流电弧的熄灭 电流过零时，电弧将暂时熄灭，弧柱温度急剧下降，高温游离中止，去游 离大大增强，阴极附近空间的绝缘强度迅速增高。由于交流电流每一个周 期两次过零值，在熄灭交流电弧时，就是充分利用这一特点来加速电弧的 熄灭。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
7．真空灭弧法 将开关触头装在真空容器内，产生的电弧（真空电弧）较小，且在电流第 一次过零时就能将电弧熄灭。真空断路器就是利用这种原理来熄灭电弧的。 8．六氟化硫（SF6）灭弧法 SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，绝缘强度约为空气的3倍，而绝 缘强度的恢复速度约比空气快100倍，可极大的提高开关的断流容量和减少 灭弧所需时间。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
4．长弧切短灭弧法 如图 4–5所示，利用金属片（如钢栅片）将长弧切成若干短弧。当外施电压 (触头间)小于电弧上的电压降时，电弧不能维持而迅速熄灭。低压断路器和部 分刀开关的灭弧罩就是利用这个原理来灭弧的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 5．粗弧分细灭弧法 将粗弧分成若干平行的细小电弧，增大了接触面，降低电弧的温度，从而使 带电质点的复合和扩散得到加强，使电弧加速熄灭。 6．狭沟灭弧法 如图4-6所示，陶瓷制成的绝缘灭弧栅使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃 烧，冷却条件改善，电弧与介质表面接触使带电质点的复合增强，从而加速 电弧的熄灭。如有的熔断器在熔管中充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。
§4.1 概 述 §4.2 电弧的产生及灭弧方法 §4.3 电力变压器 §4.4 互感器 §4.5 熔断器 §4.6 高压开关设备 §4.7 低压开关设备 §4.8 避雷器 §4.9 成套配电装置
小结
§4.1 概 述
4.1.1 电气设备的定义 供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备， 包括发电机、变压器、控制电器、保护设备、测量仪表、线路器材和用电设 备（如电动机、照明用具）等。 4.1.2 电气设备的分类 1. 按电压等级分 （1）高压设备 交流50Hz、额定电压1200V以上 直流、额定电压1500V以上 （2）低压设备 交流50Hz、额定电压1200V及以下 直流、额定电压1500V及以下 2．按设备所属回路分 （1） 一次回路及一次设备 一次回路 供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路 一次设备或一次电器 设置在一次回路中的电气设备 （2） 二次回路及二次设备 二次回路 指用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路 二次设备或二次电器 设置在二次回路中的电气设备。
§4.1 概 述
3．按在一次电路中的功能分 （1）变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设 备，如变压器、互感器等。 （2）控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电 气设备，如高低压断路器、开关等。 （3）保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气 设备，如熔断器、避雷器等。 （4）补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备， 如并联电容器等。 （5）成套设备(装置) 按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设 备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压开关柜、低 压配电屏、动力和照明配电箱等。
4.2.2 电弧的产生
1．产生电弧的根本原因 触头间很大电场强度和很高的温度导致触头本身的电子及触头周围介质中 的电子被游离而形成电弧电流。 2．产生电弧的游离方式 （1）高电场发射 强电场把触头表面的电子拉出，形成自由电子并发射到 触头间隙中。 （2）热电发射 触头表面的电子吸收足够的热能而发射到触头间隙中形成 自由电子向间隙四周发射出去。 （3）碰撞游离 高速移动的自由电子碰撞中性质点，使中性质点游离成带 正电的正离子和自由电子。不断的碰撞使触头间隙中正离子和自由电子数 越来越多，形成“雪崩”现象，当离子浓度足够大时，介质被击穿而产生 电弧。 （4）高温游离 电弧形成后的高温，加强了正离子和自由电子的游离。触 头越分开，电弧越大，高温游离也越显著。 注：高电场发射和热电发射的游离方式在触头分开之初占主导作用 碰撞游离和高温游离使电弧持续和发展 它们是互相影响，互相作用的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 （2）按施加等。 如图4–2所示的低压刀开关迅速拉开刀闸时电动力吹弧使电弧加速拉长。
如图4–3所示采用专门的磁吹线圈来吹弧。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 如图4–4所示利用铁磁物质钢片来吸动电弧，这相当于反向吹弧。
§ 4.2 电弧的产生及灭弧方法
4.2.1 电弧及其主要危害 电弧— 一种高温、强光的电游离现象，开关电器和线路中一种必然的 物理现象，是电流的延续。 1．电弧的主要特征 （1）能量集中，发出高温、强光。 （2）自持放电，维持电弧稳定燃烧所需电压很低。 （3）游离的气体，质轻易变。 2．电弧的危害 （1）延长了电路的开断时间，从而使故障对供配电系统造成更大的损 坏。 （2）高温使开关触头变形、熔化，从而导致接触不良甚至损坏。 （3）高温可能造成人员灼伤甚至直接或间接的死亡，强光可能损害人 的视力。 （4）引起弧光短路，严重时造成爆炸事故。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 1．速拉灭弧法 是开关电器中最基本的灭弧方法。高低压断路器中都装有强力的断路弹簧， 目的就是加速触头的分断速度。 2．冷却灭弧法 利用介质如油等来降低电弧的温度从而增强去游离来加速电弧的熄灭。 3．吹弧灭弧法 利用外力如气流、油流或电磁力来吹动电弧，使电弧拉长，同时也使电弧 冷却，电弧中的电场强度降低，复合和扩散增强，加速电弧熄灭。 （1）按吹弧的方向(相对电弧方向)分 纵吹和横吹，如图4–1a和图4–1b所示。
4.2.3 电弧的熄灭
1．电弧熄灭的条件 去游离率大于游离率，即其中离子消失的速率大于离子产生的速率。 2．去游离方式
（1）复合 正、负带电质点重新结合为中性质点 电弧中温度越低，电场强度越弱，截面越小，介质的性质越稳定，密度越 高，复合愈快。
（2）扩散 电弧中的带电质点向电弧周围介质散发开去，使弧区带电质 点的浓度减少。 电弧与周围介质的浓度差越大，电弧与周围介质的温度差越大，电弧截面 越小，扩散就越强烈。 3．交流电弧的熄灭 电流过零时，电弧将暂时熄灭，弧柱温度急剧下降，高温游离中止，去游 离大大增强，阴极附近空间的绝缘强度迅速增高。由于交流电流每一个周 期两次过零值，在熄灭交流电弧时，就是充分利用这一特点来加速电弧的 熄灭。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
7．真空灭弧法 将开关触头装在真空容器内，产生的电弧（真空电弧）较小，且在电流第 一次过零时就能将电弧熄灭。真空断路器就是利用这种原理来熄灭电弧的。 8．六氟化硫（SF6）灭弧法 SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，绝缘强度约为空气的3倍，而绝 缘强度的恢复速度约比空气快100倍，可极大的提高开关的断流容量和减少 灭弧所需时间。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
4．长弧切短灭弧法 如图 4–5所示，利用金属片（如钢栅片）将长弧切成若干短弧。当外施电压 (触头间)小于电弧上的电压降时，电弧不能维持而迅速熄灭。低压断路器和部 分刀开关的灭弧罩就是利用这个原理来灭弧的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 5．粗弧分细灭弧法 将粗弧分成若干平行的细小电弧，增大了接触面，降低电弧的温度，从而使 带电质点的复合和扩散得到加强，使电弧加速熄灭。 6．狭沟灭弧法 如图4-6所示，陶瓷制成的绝缘灭弧栅使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃 烧，冷却条件改善，电弧与介质表面接触使带电质点的复合增强，从而加速 电弧的熄灭。如有的熔断器在熔管中充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。