高压电气设备主要有哪些?
通常将 1kV以上的电器设备称为高压电气设备,主要用于控制发电机、电力变压器和电力线路,也可用来启动和保护大型交流高压电动机。常用的高压电气设备有以下几种。
①高压断路器;②高压熔断器;③隔离开关;④负荷开关;⑤避雷器;⑥电压互感器与电流互感器;⑦电抗器。
①高压断路器
高压断路器是变电所作为闭合和开断电器的主要设备。它有熄灭电弧的机构,正常供电时利用它通断负荷电流,当供电系统发生短路故障时,它与继电保护及自动装置配合能快速切断故障电流,防止事故扩大而保证系统安全运行。高压断路器中采用的灭弧介质主要有液体、气体和固体介质。根据灭弧介质及作用原理,高压断路器可分为油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、自产气断路器、磁吹
断路器6个类型。
在污水处理厂中广泛使用 SF6断路器,它是应用SF6气体在电弧作用下分解为低氟化合物,大量吸收电弧能量,使电弧迅速冷却而熄灭。虽然这种断路器价格偏高,维护要求严格,但动作快,断流容量大,电寿命长,无火灾和爆炸危险,可频繁通断,体积小,一直被人们广泛使用。
②高压熔断器
高压熔断器是一种利用熔化作用而切断电路的保护电器,熔断器主要由熔体和熔断管两部分组成。其中熔体是主要部分,既是敏感元件又是执行元件。当它的电流达到或超过一定值时,由于熔体本身产生的热量使其温度升高到金属的熔点而自行熔断,从而切断电路,熔断器的工作包括以下几个物理过程。
——流过过载或短路电流时,熔体发热至熔化;
——熔体气化,电路断开;
——电路断开后的间隙又被击穿产生电弧;
——电弧熄灭。熔断器的切断能力取决于最后一个过程。熔断器的动作时间为上述四个过程的时间的总和。
熔断器视其额定电压的不同有低压熔断器与高压熔断器之别,在工作原理上它们之间没有什么区别。
③隔离开关
隔离开关是与高压断路器配合使用的设备,主要用途是保证电气设备(变压器、线路、断路器等)检修时的工作安全,起到电压隔离作用。隔离开关没有灭弧装置,不能切断负荷电流和短路电流,必须先将与之连接的断路器开断后,才能进行操作。某些情况下,隔离开关也可以用来进行电路的切合操作,例如在双母线电路中将线路从工作母线切换到备用母线上;分合一定容量的空载变压器;分合一定长度的空
裁线路等。各种操作都应从隔离开关触头间不产生强大的电弧为条件,并应严格遵服电力操作规程的规定。
④负荷开关
负荷开关是介于断路器与隔离开关之间的电器。就其结构而言,它与隔离开关相似,价格较便宜。在断开的状态下有可见的触点。由于它具有特殊的灭弧结构,能断开相应的负荷电流,而不能切断短路电流,一般它与高压熔断器配合使用,多用于10V及以下的额定电压等级。切断短路电流由熔断器来完成。负荷开关均采用手动操作机构。
⑤避雷器
避雷器是保护电力系统和电气设备使其不受过电压侵袭的电器。避雷器应尽量靠近变压器安装,其接地线应与变压器低压侧接地中性点及金属外壳连在一起接地。如果进线是具有一段引人电缆的架空线路,则阀式避雷器或排气式避雷器应装在架空线终端的电缆头处。
⑥电压互感器与电流互感器
电压互感器与电流互感器是电能变换元件。用电压、电流互感器可将测量仪表、继电器和自动调整装置接人高压线路,这样就可以达到:
——测最安全和保证仪表及继电器处于正常工作范围;
——使仪表和继电器的参数标准化,减小误差;
——当线路发生短路时,保护测量仪表,使其不受或少受大电流的影响。
⑦电抗器。
电抗器的主要功能是限制短路电流,以减轻开关电器的工作。当短路发生以后,由于电抗器的使用可以维持电厂或变电所母线上的电压在一定的水平,可以保证其他没有短路分支上的用户能继续用电。