修改后的第一章翻译.docVIP

开关装置基础 P19 早在1799年，Alessandro Volta发明了第一个在闭合回路里可以提供连续电流的电源，这个电源可以根据需要改变电流。因此打开或闭合电路时，电流随之导通或断开。 这种用来控制电流开断的电气装置被称作开关器件。所有具有改变电流流向能力，可以开启和关闭电气设备，闭合或开断电路，导通或断开电流的所有电器设备都被定义为开关器件， 开断电路最简单的方法是使一组触点在空气中打开。触点断开时会产生电弧。在触头间电压较低时，电弧电压也较低，金属触点间的电弧会在空气中自动熄灭。当触头间电压较高时，必须通过拉伸电弧以增大电弧电压，直至电弧不能由触头间的电压维持稳定的燃烧。 电路在早期的时候用这种方法进行开断的；然而，随着电力系统电压等级的不断提高这种方法很快就已经不能适用。 在很多种不同类型的开关器件中，一种可以在高电压等级电力系统中控制电流流向的开关器件引起更多的关注。 在实际应用中，更多的是使用复合开关。例如，在通信设备中，传统的机械开关已经被半导体开关取代，因为半导体材料更利于智能化和自动化。 在目前的电力系统中，半导体技术还未达到大电流的开断能力足以应用在高压开关设备中。因此传统的机电工艺仍然不能被取代。 P20 1.1 开关设备的目标 因为不同的情况和和条件下开断电路的要求不同，开关设备的发展有以下几个方向： 无负载状态下的开断，如隔离开关，接地开关。 正常工作状态下的开断，如开关，接触器；; 短路状态下的开断，如断路器，高速接地开关，关合开关，熔断器，限流器； 过电压状态下的开断，如火花间隙，避雷器。 除了从目的进行分类之外，还可以通过开关设备的特性进行分类。 例如，根据额定电压等级，开断设备可以分为：低压开关（LV:kV）和高压开关(HV:kV)。随着输电系统电压等级的提高又出现了超高压开关（EHV:245kV800kV）和特高压开关(UHV: kV)。 也可以根据开断电流的类型分为：直流（DC）开关和交流(AC)开关。根据开关设备的使用地点可以分为:室内和室外。 根据开关设备的工作方式是由电路控制或者人为操作，可以将开关分为自动开关设备和非自动开关设备。 以灭弧介质为分类比较常见：空气，油，压缩空气，真空（金属蒸气），SF6，和沙子（熔断器） 1.2 开关设备的定义 开关设备是用来关合和开断一个或多个电路的装置 机械开关设备是通过触头分离来实现关合和开断一个或多个电路的开关装置。 半导体开关设备是通过控制半导体元件导通来闭合和开断电路中的电流的开关装置。 1.2.1隔离开关 隔离开关是机械开关设备,根据需要它能满足不同的要求，关合时它能在两回路之间提供很好的电气连接，断开时能够保证有效的电气隔离。 P21 绝缘间隔是开关设备触点断开后触点间的介电强度值。设备的绝缘性能必须满足保护人员和绝缘性能的特殊要求，隔离开关必须是可看得见的。 隔离开关通常可以很明显地将断电的部分电路同导电回路断开。它们的主要任务是提供保护,增加工作人员在断电区域工作的安全性。 户外隔离开关无论是在开断还是闭合位置，占地面积小是至关重要的。 一方面，隔离开关的功能防止在极端外界因素作用下的自动作；如短路、地震或者大风。通过适合的触点系统和联锁机制的设计实现，以及避免由于导体错误连接导致在电动力动作作用下，触点断开。 隔离开关一般不用于开断短路电流。然而，可以开断或关合电路当电路中的空载电流忽略不计时。同样地，如果隔离开关的端电压没有大变化时，如线路上残余电荷忽略不计时。在正常工作状态下，隔离开关也能够承受并开断额定电流。在异常条件下，比如短路，在特定周期内，可以承受额定短路电流和峰值电流 通常空载电流值 0.5A时，包括套管、母线、节点、短电缆和电压互感器等电容充电电流可以忽略不计；。当隔离开关开断这类电流时，由于触点动作延迟会导致重燃。为减少这种情况发生，隔离开关的触点系统需要配备辅助触点，使触头间的距离达到有效的开断距离以便有效的防止电弧重燃。另外，隔离开关可以用来切换当前支路，如第二母线，在这种情况下，切换电流可高达正常负载电流,因为开关触头间的电压很小，也称为环路开关。 1.2.2接地开关 接地开关是电路接地部分的机械式开关。 接地开关能在一定时间内承载非正常工作状态下的短路电流和峰值电流，如短路状态。但不要求它多次承载正常额定电流。 接地开关和隔离开关经常一起使用。在这种情况下，除了具有主触点，隔离开关还配备用于接地的常开触点。主触点和接地开关通常是通过机械互锁的方式进行连接，当接地开关不能断开时，要求隔离开关断开，当主触点不能关断时，要求接地开关进行关断。 1.2.3 快速接地开关 快速接地开关是在短路条件下能够快速关合或开断的接地开关。 1.2.4开关 开关是在正常工作情况下，能够持续承载和开断额定电流的机械设备。这