第03章 电气设备的结构和工作原理.pdf

第三章 电气设备的结构和工作原理 3－1 绝缘子和母线 一、绝缘子 1．作用——绝缘子广泛应用在发电厂和变电所的配电装置、变压器、 开关电器及输电线路上。 1）用来支持和固定载流导体； 2）使非全绝缘载流导体与接地部分绝缘； 3）使装置中处于不同电位的非全绝缘载流导体之间绝缘。 2．分类 1）按额定电压：高压绝缘子和低压绝缘子； 2）按安装地点：户内式和户外式； 3）按结构形式和用途：支柱式、套管式和盘形悬式。 3．组成——高压绝缘子主要由绝缘件和金属附件两部分组成。 1）绝缘件通常用电工瓷制成。盘形悬式绝缘子的绝缘件也有用钢化 玻璃制成的。 2）金属附件的作用是将绝缘子固定在支架上和将载流导体固定在绝 缘子上。金属附件装在绝缘件的两端，两者通常是用水泥胶合剂胶合在一 起。 4．主要参数 支柱绝缘子和套管绝缘子的机械强度用机械破坏负荷（或称抗弯破坏 负荷）表示，单位为 kN。同一电压级的绝缘子，按机械破坏负荷的不同 分为四组，在其型号中分别用A、B、C、D 表示，也有些绝缘子直接用kN 数表示。 盘形悬式绝缘子按机电破坏负荷分级，单位为t 或kN。 5．分类介绍 （1）支柱绝缘子 1）户内式支柱绝缘子。 户内式支柱绝缘子分内胶装、外胶装、联合胶装三种，主要应用在 3～35kV 屋内配电装置。 a）外胶装式支柱绝缘子。有效高度减少，电气性能降低，但其机 械强度较高。这类产品在逐步淘汰。 b）内胶装式支柱绝缘子。体积小、质量轻、电气性能好等优点， 但机械强度较低。 c）联合胶装式支柱绝缘子。属实心不可击穿结构，它兼有内、外 胶装式支柱绝缘子之长，尺寸小、泄漏距离大、电气性能好、机械强度高。 适用于潮湿和湿热带地区。 户外式绝缘子的瓷裙大于户内式 2）户外式支柱绝缘子 户外式支柱绝缘子分针式和棒式两种，主要应用在6kV 及以上屋外 配电装置。 a）户外针式支柱绝缘子。属空心可击穿结构，较笨重，易老化。 b）户外棒式支柱绝缘子。属实心不可击穿结构。与同级电压的针 式绝缘子相比，具有尺寸小、质量轻、便于制造和维护等优点，因此，它 将逐步取代针式绝缘子。 （2）盘形悬式绝缘子 悬式绝缘子主要应用在35kV 及以上屋外配电装置和架空线路上，根 据装置电压的高低组成绝缘子串。 普通型有球形、钢化玻璃；防污型有双层伞形、钟罩形和草帽形等。 （3）套管绝缘子 套管绝缘子也称穿墙套管，或简称套管。用于母线在屋内穿过墙壁或 天花板，以及从屋内向屋外引出；或用于使有封闭外壳的电器的载流部分 引出壳外。 按安装地点分户内式和户外式两种；据结构型式分带导体型和母线型 两种。 1）户内式穿墙套管。户内式穿墙套管额定电压为 6～35kV，其中 带导体型的额定电流为200～2000A。 2）户外式穿墙套管。其户外部分有较多的伞裙或棱边和较大的尺 寸。户外式也有母线型。 二、母线 1．母线材料 常用的母线材料有铜、铝和铝合金。 铜母线只用在持续工作电流较大、且位置特别狭窄的发电机、变压器 出口处，以及污秽对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀较轻的场所。 铝母线广泛用于屋内、外配电装置。在铜、铝连接时，需要采用铜、 铝过渡接头，或在铜、铝的接触表面搪锡。 2．敞露母线 常用硬母线的截面形状有矩形、槽形、管形。母线与地之间的绝缘依 靠绝缘子维持，相间绝缘依靠空气距离维持。 与采用软母线相比，硬母线具有占地少、节省钢材和基础工程量、布 置清晰、运行维护方便等优点。 （1）矩形母线 散热条件较好、便于固定和连接，但机械强度不高、集肤效应较大。 矩形母线一般用于35kV 及以下、持续工作电流在4000A 及以下的配电装 置中。 （2）槽形母线 一般成对使用，每相由两根槽形母线相对地固定在同一绝缘子上。其 集肤效应系数较小，机械强度高，与利用几条矩形母线比较，在相同截面 下允许载流量大得多，但散热条件受到一定的限制