高低压成套电气检验专业知识(5)

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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