第二章
供 配电系统的主要电气设备
本章首先概述供配电系统电气设备按其功能的分类，然后
分别讲述电力变压器和互感器、高低压开关电器、熔断器
和避雷器、无功补偿设备等的功用、结构特点、主要性能
及使用注意事项，最后介绍高低压成套配电装置的类型和
结构特点等，为后面进一步学习供配电技术知识打下一个
基础。
第一节 电气设备概述
供配电系统中担负输送和分配电力这一主要任务的电路
，称为“一次电路”，也称为“主电路”。供配电系统中
用来控制、指示、监测和保护一次电路及其中设备运行的
电路
称为“二次电路”，通称“二次回路”。相应地，供配电
系统中的电气设备也分为两大类：一次电路中的所有电气
设备，称为“一次设备”。二次回路中的所有电气设备，
称为“二次设备”。
一次设备按其功能可分以下几类：（ 1）交换设备（ 2
）控制设备（ 3）保护设备（ 4）无功补偿设备（ 5）成套
配电装置
第二节 电力变压器和互感器
一, 电力变压器
（ 一 ） 概述
电力变压器是变电所中最关键的一次设备, 其功能是将电
力系统中的电力电压升高或降低, 以利于电力的合理输送
,分配和使用 。
1,电力变压器的类型
电力变压器按功用分, 有升压变压器和降压变压器两
大类 。 工厂变电所都采用降压变电器 。
电力变压器按容量系列分有 R8容量系列和 R10容量系列两
大类 。 R10系列的容量等级较密, 便于合理选用, 是国际
电工委员会 （ IEC） 推荐的, 我国新的变压器容量等级均
采用此系列 。
电力变压器按相数分有单相和三相两大类, 用户变
电所通常都采用三相变压器 。
电力变压器按调压方式分为无载调压和有载调压两大
类, 用户变电所大多采用无载调压变压器 。
电力变压器按绕组导体材质分为铜绕组变压器和铝绕
组变压器两大类 。
电力变压器按绕组型式分为双绕组变压器、三绕组变
压器
用户变电所大多采用双绕组变压器 。
电力变压器按绕组绝缘和冷却方式分为油浸式, 干式
和充气式 （ SF6） 等变压器,其中油浸式变压器,又分为油浸
自冷式, 油浸风冷式, 油浸水冷式和强迫油循环冷却式等
。 用户变电所大多采用油浸自冷式变压器 。
电力变压器按结构性能分为普通变压器, 全密封变压器和
防雷变压器等 。 用户变电所大多采用普通变压器 。
2,电力变压器的联结组别
我国过去差不多全采用 Y,yn0联结的配电变压器, 但
近年来 D,yn11联结的配电变压器已得到推广应用 。
配电变压器采用 D,yn11联结较之采用 Y,yn0联结有下列优
点,
1） 对 D,yn11联结变压器来说, 其 3n 次 （ n为正整数 ） 谐
波励磁电流在其三角形联结的一次绕组不致注入高压公用
电网中去 。 更有利于抑制高次谐波电流 。
2） D,yn11连接变压器的零序阻抗较之 Y,yn0连接变压器的
零序阻抗小得多, 因此 D,yn11联结变压器二次侧的单相接
地短路电流较之 Y,yn0联结变压器二次侧的单相接地短路
电流大得多, 从而更有利于低压侧单相接地故障的保护和
切除
3） 当接地单相不平衡负载时, 由于 Y,yn0联结变压器要
求中性线 （ N线 ） 电流不超过二次侧绕组额定电流的 25%
,因而严重限制了接用单相负荷的容量, 影响了变压器设
备能力的充分发挥 。 为此, GB500252—1995<供配电系统
设计规范 〉 规定, 低压为 TN及 TT系统接地形式的低压电
网中, 宜选用 D,yn11联结变压器 。 D,yn11联结变压器
的中性线电流允许达到相电流的 75%以上, 其承受单相不
平衡负载能力远比 Y,yn0联结变压器大
。
（ 2） Y,zn11联结的防雷变压器 Y,zn11联结变压器的接
线和向量图 。 其结构特点是每一铁心上的二次绕组都分为
两半个匝数相等的绕组, 而且采用曲折形 （ z形 ） 联结 。
（ 二 ） 电力变压器的容量和过负载能力
1,电力变压器的额定容量和实际容量
电力变压器的额定容量是指他在规定的环境温度条件下,
室外安装时, 在规定的使用年限 （ 一般为 20年 ） 内所能连
续输出的最大视在功率 （ kv.A）
我国国家标准 GB1094-1996,电力变压器, 规定, 变
压器正常使用的最高年平均气温为 +20摄氏度 。 如果变压
器安装地点的年平均温度, 则每升高 1摄氏度, 变压器的
容量就减少 1%。
必须指出：气象部门提供的环境温度是指室外温度，
而室内温度，对变压器室来说，由于变压器运行发热的影
响而有所升高，一般室内温度比室外温度高 8摄氏度。
因此室内变压器的实际容量 S’T 应按下式计算,
2,电力变压器的正常过负载 这种正常过负载与下列因
素有关 ；
（ 1） 昼夜负荷不均衡,变压器因昼夜负荷不均衡而允许
的过负荷系数 KoL,可根据日负荷填充系数 （ 日负荷率 ）
和最大负荷持续时间 t去查图 2-5的曲线求得 。
（ 2） 季节性负载差异,如果夏季的平均日负载曲线中的
最大负荷 Sm低于变压器的实际容量 St时, 则每低 1%,可
在各季过负荷 1%。 但此项过负荷不得超过 15%,
这称之为“百分之一规则” 。因此其允许的过负荷系数 K
oL可按下式计算,
但是油浸式电力变压器总的正常过负荷系数不得超过 20%
（户内变压器） ~30% （户外变压器），即变压器的正常
过负载能力（最大出力）可达
式中，系数 1.2适于户内变压器；系数 1.3适于户外变压器
。干式电力变压器一般不考虑正常过负荷
3,电力变压器的事故过负荷
电力变压器在事故情况下 （ 例如并列运行的两台变压器因
故障切除一台时 ）, 允许短时间较大幅度地过负荷运行,
而不论故障前的复合情况如何, 但这种事故过负荷运行的
时间不得超过表 2-1所示的时间
必须注意；变压器事故过负荷对使用寿命是有影响的
油浸自冷式变压器
过负荷百分值 （ %）
30
45
60
75
100
200
过负荷时间 / min
120
80
45
20
10
1.5
干式变压器
过负荷百分值 （ %）
10
20
30
40
50
60
过负荷时间 / min
75
60
45
32
16
5
（ 三 ） 电力变压器的并列运行条件
两台或多台变压器并列运行时, 必须满足以下三个基
本条件,
（ 1） 所有并列变压器的额定一次电压和二次电压必须对
应相等
（ 2） 所有并列变压器的阻抗电压必须相等
（ 3） 所有并列变压器的联结组别必须相同
此外, 并列运行的变压器容量应尽量相同或相近, 其最大
容量与最小容量之比, 一般不宜超过 3∶ 1。
二, 电流互感器
（ 一 ） 概述
1,电流互感器的功能
（ 1） 用来使仪表, 继电器等二次设备与主电路绝缘 从而
提高整个一, 二次电路运行的安全和可靠性, 并有利于
保障人身安全 。
（ 2） 用来扩大仪表, 继电器等二次设备应用的电流范围
可使仪表, 继电器等二次设备的规格统一, 有利于这些设
备的批量生产 。
2,电流互感器的结构原理和结线方案
电流互感器的结构原理图如图 2-1所示 他的结构特点是：
一次绕组匝数很少, 有的型式电流互感器还没有一次绕组
,而是利用穿过其铁心的一次电路导线作为一次绕组一次
绕组导体相当粗：而二次绕组匝数很多, 导体较细 。 工作
时, 一次绕组串联在一次电路中, 而二次绕组则与仪表,
继电器等的电流线圈串联, 形成一个闭合回路, 由于这些
电流线圈的阻抗很小, 因此电流互感器工作时二次回路接
近于短路状态 。 二次绕组的额定电流一般为 5A,电流互
感器的一次电流 I1与其二次电流 I2之间有下列关系,
电流互感器在三相电路中有如图所示的四中常见的结线方
案 。
（ 1） 一相式结线 （ 见图 2-2a） 通常用于负荷平衡的三相
电路如低压动力线路中, 供测量电流和接过负荷保护装置
之用
（ 2） 两相 V形结线 （ 见图 2-2b） 这种结线也称为两相不
完全星形结线, 在继电保护装置中这种结线称为两相两继
电器结线或两相的相电流结线 。 在中性点不接地的三相
三线制电路中 （ 例如 6~10KV高压电路中 ）, 广泛用于测
量三相电流, 电能及作过电流继电保护之用 。
（ 3） 两相电流差结线 （ 见图 2-2c） 这种结线也称为两相
交叉结线 这种结线适用于中性点不接地的三相三线制电
路中 （ 例如 6~10KV高压电路中 ） 供作过电流继电保护之
用, 也称作两相一继电器结线 。
（ 4） 三相星形结线 （ 见图 2-2d） 这种结线中的三个电流
线圈, 正好反应各相的电流, 广泛用在符合一般不平衡的
三相四线制系统 如 TN 系统中, 也用在负荷可能不平衡的
三相三线制系统中, 做三相电流, 电能测量及过电流继电
保护之用 。
（ 二 ） 电流互感器的类型和型号
电流互感器的类型很多 。 按一次绕组的匝数分为单匝
式 （ 包括母线式, 芯柱式, 套管式等 ） 和多匝式 （ 包括线
圈式, 线环式, 串级式等 ） 按一次电压分, 有高压和低压
两大类 。 按用途分, 有测量用和保护用两大类 。 按准确
等级分, 有 0.1,0.2,0.5,1,3,5等级 。 按绝缘和冷却
方式分, 有油浸式和干式两大类, 油浸式主要用于户外电
流互感器, 而现在应用最广泛的是环氧树脂浇注绝缘的干
式电流互感器, 特别是在户内配电装置中, 油浸式电流互
感器已基本上淘汰不用了 。
图 2-3是户内高压 LQ-10型电流互感器的外形图 。 他有
两个铁心和两个二次绕组, 准确级有 0.5级和 3级, 0.5级用
于测量, 3级用于继电保护 。
图 2-4电压互感器的结构原理图 图 2-3户内低压 LMZJ-0.
5型电流互感器
图 2-3是户内低压 LMZJ-0.5型电流互感器的外形图 。
它不含一次绕组, 穿过其铁心的母线就是其一次绕组 （ 相
当于 1匝 ） 它用于 500V及以下的低压配电装置中
（ 三 ） 电流互感器的使用注意事项
1,电流互感器在工作时二次侧不得开路
2,电流互感器的二次侧必须有一端接地
3,电流互感器连接时必须注意其端子极性
三, 电压互感器
（ 一 ） 概述
1,电压互感器的功能
（ 1） 用来使仪表, 继电器等二次设备与主电路绝缘 以提
高一, 二次电路运行的安全性和可靠性, 并有利于保障人
身安全 。
（ 2） 用来扩大仪表, 继电器等二次设备应用的电压范围
也有利电压表, 继电器等二次设备的规格统一和批量生产
。
2,电压互感器的结构原理和结线方案
电压互感器的结构原理图如 2-4所示 。 它的结构特点是：
一次绕组匝数很多, 二次绕组匝数很少, 相当于降压变压
器 。 由于这些电压线圈的阻抗很大, 所以电压互感器工作
时二次侧接近于空载状态 。 二次绕组的额定电压一般为 10
0v。 电压互感器的一次电压 U1与二次电压 U2之间有下列关
系,
电压互感器在三相电路中有如图 2-5所示的四种常见的结
线方案 。
（ 1）一个单相电压互感器结线（见图 2-5）供仪表、继电
器接于三相电路的一个线电压。
（ 2） 两个单项电压互感器接成 v/v形供仪表, 继电器接于
三项三线制电路的各个线电压, 广泛应用在企业变配电所
6~10kv高压配电装置中 。
（ 3） 三个单相电压互感器结成 Yo/Yo形 （ 见图 2-8） 供电
给要求线电压的仪表, 继电器, 并供电给接相电压的绝缘
监视电压表, 因此绝缘监视电压表不能接入按相电压选择
的电压表, 而要按线电压选择其量程, 否则再一次系统发
生单相接地时, 电压表可能被烧坏 。
（ 4） 三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕
组电压互感器接成 Yo/Yo/ （ 开口三角 ） 形 （ 见图 2-5）
其接成 Yo的二次绕组, 供电给需线电压的仪表, 继电器
及接相电压的绝缘监视用电压表 。 其接成 （ 开口三角 ） 形
的辅助二次绕组, 接电压继电器 。 当某一相接地时, 则开
口三角形两端将出现近 100v的电压 （ 零序电压 ）, 使电压
继电器动作, 发出接地故障信号 。
（ 二 ） 电压互感器的类型和型式
电压互感器按相数分, 有单相和三相两大类 。 按绝缘
和冷却方式分, 有油浸式和干式 （ 含环氧树脂浇注 ） 两大
类, 图 2-6是应用广泛的 JDZJ-10型电压互感器 。 它为单相
三绕组, 环氧树脂浇注绝缘, 其额定电压为 10000V/,100
V/:100V/3.三个 JDZJ-10型电压互感器接成如图 2-6所示 Yo/
Yo/ 形的结线形式, 供小电流接地的电力系统中作电压,
电能测量及绝缘监视之用 。
（ 三 ） 电压互感器的使用时注意事项
1,电压互感器在工作时二次侧不得短路
2,电压互感器的二次侧必须有一端接地
3,电压互感器在连接时也必须注意其极性
图 2-6电压互感器接图
第三节 高低压开关电器
一, 开关触头间电弧的产生和熄灭问题
高低压开关电器用于高压的电路的通, 断 。 为开关电
器, 其触头间电弧的产生和熄灭问题值得关注, 因为开关
的灭弧结构直接影响到开关的通断性能
（ 一 ） 电弧的产生
产生电弧的游离方式有,
（ 1） 热电发射
（ 2） 高电场发射
（ 3） 碰撞游离
（ 4） 热游离
（ 二 ） 电弧的熄灭
要使电弧熄灭, 必须使触头间电弧中的去游离率 （ 速率 ）
大于游离率 （ 速率 ）
熄灭电弧的去游离方式有,
（ 1） 正负带电质点的, 复合,
（ 2） 正负带电质点的, 扩散,
（ 三 ） 开关电器中常用的灭弧方法
（ 1） 速拉灭弧
（ 2） 冷却灭弧法
（ 3）吹弧或吸弧灭弧法 按吹弧方向分，有横吹（见图 2-
7a）和纵吹（见图 2-7b）按外力的性质分，有气吹、油吹
、电动力吹及磁吹力弧或吸弧。低压刀开关在拉开刀闸时
，开关的电流回路产生的电动力会使电弧拉长,如图 2-8
所示,有的开关采用专门的磁吹线圈来吹动电弧，如图 2-
9所示。也有的开关利用铁磁物质如钢片来吹动电弧，也
有的开关利用铁磁物质如钢片来吹动电弧，如图 2-10所示
图 2-7
图 2-8 电动力吹弧 图 2-9磁力吹弧
（ 4） 长弧切短灭弧法 图 2-10为钢灭弧栅 （ 又称, 去离子
栅, ） 将长弧切割成若干短弧的情形 图 2-10所示的铁磁吸
弧
图 2-10钢灭弧栅灭弧
（ 5） 粗弧分细灭弧法
（ 6） 狭沟灭弧法
（ 7） 真空灭弧法
（ 8）六氟化硫（ SF6） 灭弧法
二, 高压隔离开关和负荷开关
（ 一 ） 高压隔离开关
高压隔离开关的功能, 主要是用来隔离高压电源, 以
保证其他设备和线路的安全检修 。 因此它的结构有如下特
点, 即断开后有明显可见的断开间隙, 而且断开间隙的绝
缘及相间绝缘都是足够可靠的, 能充分保障人身和设备的
安全 。 但是隔离开关没有专门的灭弧装置, 因此它不允许
带负荷操作 。 然而可用来通断一定的小电流, 高压隔离开
关按安装地点, 分户内式和户外式两大类 。
（ 二 ） 高压负荷开关
高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因此能通断一定
的负荷电流和过负荷电流，但它不能断开短路电流，因此
他必须与高压熔断器串联使用，以借助熔断器来切断短路
故障。负荷开关断开后，与隔离开关一样，他有明显可见
的断开间隙，因此它也具有隔离电源、保证安全检修的功
能。
负荷开关的灭弧能力不足以熄灭短路电弧, 因此负荷开关
不能配以保护短路的继电器保护来自动跳闸 。 但可以配以
热脱扣器, 当发生过负荷时, 使负荷开关自动跳闸, 实现
过负荷保护 。
三, 高压断路器
高压断路器的功能是, 不仅能通断正常负荷电流, 而
且能通断一定的短路电流, 并能在保护装置作用下自动跳
闸, 切除短路故障 。
高压断路器有相当完善的灭弧结构 。 按其采用的灭弧
介质分, 有油断路器, 六氟化硫 （ ＳＦ ６ ） 断路器, 真空
断路器以及压缩空气断路器, 磁吹断路器等 。 油断路器按
其油量多少和油的功能, 又分为多油断路器和少油断路器
两类 。 企业变配电所中的高压断路器多为少油断路器, 六
氟化硫断路器和真空断路器的应用也日益广泛 。
（ 一 ） SN10-10型高压少油断路器
SN10-10型高压少油断路器是我国统一设计, 推广应用一
种少油断路器 。 按其断流容量分, 有 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 型 。
（ 二 ） 高压六氟化硫断路器
六氟化硫断路器是利用ＳＦ ６ 气体作灭弧和绝缘介质的一
种断路器 。
ＳＦ ６ 断路器的结构, 按其灭弧方式, 有双压式和单
压式两类 。 双压式具有两个气压系统, 压力低的作为绝缘
,压力高的作为灭弧 。 单压式只有一个气压系统, 灭弧时
,ＳＦ ６ 的气流靠压气活塞产生 。 单压式结构简单, 我国
现在生产的ＬＮ１, ＬＮ２型短路器均为单压式
（ 三 ） 高压真空断路器
高压真空断路器是利用, 真空, （ 气压为 10 –2~10-6Pa
） 灭弧的一种断路器, 其触头装在真空灭弧室内 。 由于真
空
中不存在气体游离的问题, 所以这种断路器的触头断开时
很难发生大的电弧 。 但是在感性电路中, 灭弧速度过快,
瞬间切断电流 I使 di/dt极大, 从而使电路出现过电压 （ ul=L
di/dt）, 这对供电系统是很不利的 。 因此这, 真空 ‘ 不能
是绝对的真空, 实际上也不可能是绝对的真空, 因此在触
头断开时, 因高电场发射和热电发射而产生一点电弧, 这
电弧称为, 真空电弧, 。 它能在交流电流第一次过零时熄
灭 。 这样, 燃弧时间既短 （ 至少半个周期 0.01s） 又不致产
生危险的过电压 。
四, 低压刀开关和负荷开关
（ 一 ） 低压刀开关
低压刀开关按操作方式分为单投和双投两种 。 按极数
分为单极, 双极和三极三种 。 按灭弧结构分为不带灭弧罩
和带灭弧罩的来年各种 。
不带灭弧罩的刀开关一般只能在无负荷下操作 。 由于刀开
关断开后有明显可见的断开间隙, 因此可作隔离开关使用
。
带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流, 能使负荷
电流产生的电弧有效的熄灭 。
（ 二 ） 低压刀熔开关
低压刀熔开关又称, 熔断器式刀开关, 是一种由低压
刀开关与低压熔断器相组合的开关电器 。 常见的 HR3型刀
熔开关, 就是将 HD型开关的闸刀换以 RT0型熔断器的具
有刀形触头的熔断管 。
刀熔开关具有刀开关和熔断器的双重功能 。 采用这种
组合型开关电器, 可以简化低压配电装置的结构, 经济实
用, 因此广泛应用在低压配电装置上 。
（ 三 ） 低压负荷开关
低压负荷开关由低压刀开关与低压熔断器串联组合而
成,
外装封闭式铁壳或开启式胶盖 。 装铁壳的俗称, 铁壳开关
” ；装胶盖的俗称, 胶壳开关, 。 低压负荷开关具有带灭
弧罩的刀开关和熔断器的双重功能, 既可带负荷操作, 又
能进行短路保护, 但熔断后, 要更换熔体后才能恢复供电
。
五, 低压断路器
低压断路器又称, 低压自动开关, 。 低压断路器既能
带负荷通断电路, 又能在短路, 过负荷和低电压 （ 或失压
） 时自动跳闸, 其功能与高压断路器类似 。
低压断路器按其灭弧介质分有空气断路器和真空断路
器等；按其用途分有配电用断路器, 电动机保护用断路器
,照明用断路器和漏电保护断路器等；按保护性能分有非
选择型断路器, 选择型断路器和智能型断路器；按结构型
式分有万能式断路器和塑料外壳式断路器两大类 。
非选择型断路器一般为瞬间动作, 只作短路保护用；也有
的为长延时动作, 限流用 。
选择型断路器, 有两段保护和三段保护, 两段保护指具有
瞬时或短延时动作和张延时动作 。 三段保护指具有瞬时,
短延时和长延时或者瞬时, 长延时和接地短路等三种动作
特性 。
智能型断路器, 其脱扣器为微机控制, 其保护功能很多,
其保护性能的整定非常方便灵活, 因此有, 智能型, 之称
。
（ 一 ） 万能式低压断路器
万能式低压断路器因其保护方案和操作方式较多, 装
设地点也相当灵活, 故有, 万能式, 之名, 又由于它具有
框架式结构, 因此它又称, 框架式断路器, 。
目前推广应用的万能式低压断路器有 DW15,DW15X
,DW16,DW17（ ME）, DW48（ CB11） 和 DW914（ A
H） 等型 。 其中 DW16型低压断路器保留了 DW10型结构简
单, 使用维修方便和价格低廉的优点, 而又克服了 DW10
型的一些缺点, 技术性能显著改善, 且其安装尺寸与 DW1
0型
因此可以极方便的取代 DW10型, 将成为新的应用广泛的
一种万能式低压断路器 。
（ 二 ） 塑料外壳式低压断路器
塑料外壳式低压断路器因其全部机构和导电部分均装
设在一个塑料外壳内, 仅在壳盖中央露出操作手柄, 故有
,塑料外壳式, 之名, 又由于它通常装设在低压配电装置
之中, 因此它又称, 装置式断路器, 。
低压断路器的操作机构一般采用四连杆机构, 可自由
脱扣 。 从操作方式分有手动和电动两种 。
低压断路器的操作手柄有三个位置,（ 1） 合闸位置 （
2） 自由脱扣位置 （ 3） 分闸和再扣位置
目前推广应用的塑料外壳式低压断路器有 DZ15,DZ20
和 DZX10等型及引进技术生产的 H,C45N,3VE等型，此
外还有智能型低压断路器如 DZ40等型。
第四节 高地压熔断器和避雷器
一, 高压熔断器
熔断器是一种应用极广的过电流保护电器 。 其主要功
能是对电路及电路设备进行短路保护, 但有的也具有过负
荷保护的功能 。
工厂供电系统中, 室内广泛采用 RN1,RN2等型高压管式
熔断器, 室外广泛采用 RW4,RW10（ F） 等型跌开式熔
断器 。
（ 一 ） RN1和 RN2型户内高压熔断器
RN1型与 RN2型的结构基本相同, 都是瓷质熔管内充石英
砂填料的密闭管式熔断器 。 RN1型主要用作高压线路和设
备的短路保护, 也能起过负荷保护的作用, 其熔体在正常
情况下要通过主电路的负荷电流, 因此其结构尺寸较大 。
RN2型只用作电压互感器一次侧的短路保护, 其熔体额定
电流一般为 0.5A,因此其结构尺寸较小 。
（ 二 ） RW4和 RW10（ F） 型户外高压跌开式熔断器
跌开式熔断器又称跌落式熔断器, 广泛用于环境正常
的室外场所, 其功能是既可作 6—10KV线路和设备的短路
保护, 又可在一定条件下, 直接用高压绝缘棒来操作熔管
的分合 。 一般的跌开式熔断器如 RW4-10（ G） 型等, 只能
无负荷下操作, 或通断小容量的空载变压器和空载线路等
,其操作要求与前面讲的高压隔离开关相同 。 而负荷型跌
开式熔断器如 RW10—10（ F） 型, 则能带负荷操作, 其操
作要求与前面讲的高压负荷开关相同 。
二, 低压熔断器
低压熔断器的功能, 主要是实现低压配电系统的短路
保护, 有的也能实现过负荷保护 。
低压熔断器的类型很多, 如插入式, 螺旋式, 无填料
密封管式, 有填料密封管式以及引进技术生产的有填料管
式 Gf,aM系列, 高分断能力的 NT型等 。
（ 一 ） RM10型低压密封管式熔断器
RM10型熔断器由纤维熔管, 变截面锌熔片和触头底
座等部分组成 。
（ 二 ） RT0型低压有填料管式熔断器
RT0型熔断器主要由瓷熔管, 栅状铜熔体和触头底座
等部分组成 。
（ 三 ） RZ1型低压自复式熔断器
一般熔断器包括上述 RM型和 RT型熔断后, 都有一个
共同的缺点, 就是熔体一但熔断后, 必须更换熔体才能恢
复供电, 从而十中断供电的时间延长, 给供电系统和用电
负荷造成一定的停电损失 。 这里介绍的自复式熔断器就弥
补了这一缺点, 它既能切断短路电流, 又能在短路故障消
除后自动恢复供电, 无需更换熔体 。
我国设计生产的 RZL型自复式熔断器它采用金属钠作熔体
。 在常温下, 钠的电阻率很小, 可以顺畅的通过正常负荷
电流 。 但在短路时, 钠受热迅速气化, 其电阻率变的很大
,从而可限制短路电流 。 在金属钠气化限流的过程更中,
装在熔断器一端的活塞将压缩氩气而迅速后退, 降低了由
于钠汽化产生的压力, 以免熔管因承受不了过大气压而爆
破 。 在限流动作结束后, 钠蒸气冷却, 又恢复为固态钠 。
此时活塞在被压缩的氩气作用下, 将金属钠推回原位, 使
之恢复正常工作状态此时活塞在被压缩的氩气作用下, 将
金属钠推回原位, 使之恢复正常工作状态, 这就是自复式
熔断器能自动限流又自动复原的基本原理 。
三, 高低压避雷器
避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变
配电所或其他建筑物内, 以免危及被保护的电气设备的绝
缘 。 避雷器应与被保护设备并联, 装在被保护设备的电源
侧 。
避雷器按结构型式分有阀式避雷器, 排气式避雷器, 保
护间隙和金属氧化物避雷器等 。
（ 一 ） 阀式避雷器
阀式避雷器或称阀型避雷器, 主要由火花间隙和阀片
组成, 装在蜜蜂的瓷套官内 。
阀式避雷器中火花间隙和阀片的多少, 与工作电压高
低成比例 。 高压阀式避雷器串联很多单元火花间隙, 目的
是将长弧分割成多段弧, 加速电弧的熄灭 。 但阀电阻的限
流作用是加速灭弧的主要因素 。
普通阀式避雷器除上述 FS型外，还有一种 FZ型。 FZ型
避雷器内的火花间隙旁并联有一串分流电阻。这些并联电
阻主要起均压作用，十与之并联的火花江西上的电压分布
比较均匀，火花间隙未并联电阻时，由于个火花间隙对地
和对高压端都存在着不同的杂散电容，从而造成个火花间
隙的电压分布也不均匀，这就使得某些电压较高的火花
间隙的电压分布也不均匀, 这就使得某些电压较高的火花
间隙容易击穿重燃, 导致其他火花间隙也相继重燃而难以
灭弧, 使工频放电点压降低 。 火花间隙并联电阻后, 相当
于增加了一条分流支路 。 在工频电压作用下, 通过冰凉电
阻的电导电流远大于通过火花间隙的电容电流, 着时火花
间隙上的电压分布主要取决于并联电阻的电压分布 。 由于
各火花间隙的并联电阻是相等的, 因此各火花间隙上的电
压分布也相应的比较均匀, 从而大大改善了阀式避雷器的
保护性能 。
FS型主要用于中小变配电缩, 所以称为所用阀式避雷
器； FZ型则用于发电厂和大型变配电站, 通称站用阀式避
雷器 。
阀式避雷器除上述两种普通型外, 还有一种磁吹型,
即磁吹阀式避雷器, 它内部附加有磁吹装置来加速火花间
隙中电弧的熄灭, 从而进一步改善其保护性能, 降低残压
,专用来保护重要的而绝缘又薄弱的旋转电机等 。
（ 二 ） 排气式避雷器
排气式避雷器又称, 管型避雷器,, 由产气管, 内部
间隙和外部间隙等三部分组成, 产气管由纤维, 有机玻璃
或塑料制成 。 内部间隙装在产气管内, 其一个电极为棒形
,另一个电极为环形 。
排气式避雷具简单经济, 残压很小的优点, 但它动作
时有电弧和气体从管中喷出, 因此它只能用室外架空场所
主要是架空线路上 。
（ 三 ） 保护间隙
保护间隙又称角型避雷器, 它简单经济, 维修方便
,但灭弧能力小, 保护性能差, 容易造成接地或短路故
障, 引起线路开关跳闸或熔断器熔断, 是线路停电 。 因此
对于装有保护间隙的线路, 一般哟哀求装设自动重合闸装
置, 一提高供电可靠 。
保护间隙的安装是一个电极接线路, 另一个电极接地 。 但
为了防止间隙被外物短接而造成接地或短路故障, 只有一
个间隙的保护间隙这样即使主间隙被外物短接, 也不制造
成线路接地或短路 。
保护间隙只用于室外且负荷不重的线路上 。
（ 四 ） 金属氧化物避雷器
金乌氧化物避雷器有两种类型 。 最常见的一种是无火
花间隙只有压敏电阻片的避雷器 。 压敏电阻片是由氧化锌
或氧化铋等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件,
具有理想的阀特性 。
另一种是火花间隙并有金属氧化物 电阻片的避雷器
,其结果与前述普通阀式避雷器类似, 只有普通阀式采用
的为碳化硅电阻片, 但有幻化间隙金属氧化物避雷器的保
护性能更优异, 运行更安全可靠, 是普通碳化硅阀式避雷
器的更新换代产品 。
第五节 无功补偿设备和成套配电装置
一, 无功补偿设备
无功补偿, 就是无功功率人工补偿, 以提高供电系统
（ 电网 ） 的功率因数 。
我国电力工业部 1996年颁布实行的, 供电营业规则, 规定
：, 用户应在提高用电自然功率因数的基础上, 按有关标
准设计和安装无功补偿设备, 并做到随其负荷和电压变动
及时投入或切除, 防止无功电力倒送 。 应达到下列规定：
100KV.A及以上高压送电的用户功率因数为 0.90以上 。 其
他电力用户和大, 中型电力排灌站, 泵购转售电企业, 功
率因数为 0.85以上, 农业拥护, 功率因数为, 0.8,凡功率
因数不能达到上述规定的新拥护, 供电企业可拒绝接电 。
对已送电的用户, 供电企业应督促和帮助拥护采取措施,
提高功率因数 。 对在规定期限内仍未采取措施达到上述要
求的拥护, 供电企业可中指或
限制供电 。, 国家还规定了安功率因数调整电费的办法,
以极力拥护进行无攻补偿, 提高功率因数的积极性 。
无攻补偿设备就是专用来补偿供电系统的感性无攻
补偿设备和动态无攻功率的无攻补偿设备两类 。
（ 一 ）, 稳态无攻功率补偿设备
稳态无攻功率补偿设备, 主要有同步补偿机和并联电
容器 。
1） 同步补偿机
同步补偿机是一种专用来无攻补偿的空载运行的同步
电动机, 通过调节其励磁电流可以起到补偿系统无攻功
率的作用 。 在企业供配电系统中很少应用 。
2） 并联电容器
并联电容器是一种专用来无攻补偿的电力电容器, 具
有安装简单, 运行维护方便, 有功损耗小以及组装灵活,
扩
容方便等优点, 因此变脸电容器应用最为普遍 。 但是他有
损坏后不便维修以及从电网中切除后有危险的参与电压等
缺点 。
3） 无攻功率自动补偿装置
采用并联电容器作为无攻补偿元件 /通过自动控制装置
,可根据电网的感性无攻功率的变化情况, 自动控制并联
电容器的投切, 使电网的无攻功率保持在最小状态, 从而
提高电网的功率因数, 保证电网的电压质量, 降低供配电
系统的电能损耗 。
常用的低压无攻自动补偿屏有 PGLJ型等 。
PGLJ型低压无攻自动补偿屏可与 PGLJ型低压配电屏配套
使用, 也可以单独使用, 双面维护 。
PGLJ型补偿屏有 1.2.3.4等四种方案,
（ 二 ）, 动态无攻功率补偿设备
用于积聚变动的冲击负荷如炼钢电弧炉, 轧钢机等的无攻
补偿 。
动态无攻补偿设备为, 静止性无攻功率自动补偿装置
“, 简称, 静补装置,, 她具有响应快, 平滑调节性能好
,补偿效率高, 维修方便以及谐波, 燥声, 损耗均小等优
点, 因此得到越来越广的应用静补装置有多种类型, 而以
自饱和电抗器型 （ SR型 ） 的效能最好, 其电子元件少,
可靠性高, 维修方便, 而且我国一般变压器厂均能制造,
所以 GB50052-1995<供电系统设计规范 〉 认为, 我国应迅
速发展自饱和电抗器式的 SVC。
我国现在生产的低压静补装置有 GRJ-4型
GRJ-4型静补装置采用晶闸管无触点开关来控制并联
电容器实现精确的选相和闸, 电容器在合闸瞬间没有冲击
电流 。 它用于快速补偿, 其响应速度快, 从电网无功波动
到补偿容量改变仅 3~4周波 （ 0.06~0.08s）,
二, 成套配电装置
成套配电装置是按一定的线路方案将有关一, 二次
设备组装为成套设备的产品, 供供配电系统作控制, 监测
和保护之用 。 其中按装有开关电器, 监测仪表, 保护和自
动装置以及母线, 绝缘子等 。
成套配电装置分高压配电装置和低压配电装置两大类
（ 一 ） 高压开关柜
高压开关柜按其结构形式分, 有固定式和手车式 （ 移
开式 ） 两种类型 。 在一般中小厂中, 普遍采用较为经济的
固定式高压开关柜, 我国现在大量生产和广泛应用的固定
式高压开关柜主要为 GG-1A(F)型 。 这种防护型开关柜装
设了防治电气误操作和保障人身安全的闭锁装置, 实现了
,五防, ------1,防止误跳, 误合断路器； 2,防止带负荷
拉, 合隔离开关； 3,防止带电挂接地线； 4,防止带接地
线误合隔离开关； 5,防止人员误入带电间隔
目前国内已有十多种环网开关柜产品 。 环网柜一般由三个
间隔组成, 即两个电缆进出线间隔和一个变压器回路间隔
,其主要电器元件包括负荷开关, 熔断器 隔离开关, 接
地开关, 电流互感器, 电压互感器 。 避雷器等 。 环柜具有
可靠的防误操作设施, 达到前面所说的, 五防, 要求 。 环
网柜在我国城市电网改造和小型变配电所中得到了广泛的
应用 。
（ 二 ） 低压配电屏
低压配电屏按其结构式分有固定式和抽屉式等类型 。
我国应用最光的低压配电屏为 PGL1和 PGL2型，该幸
产品取代了 BDL,BSL等型 低压配电屏。为了提高 PGL系
列配电屏的性能指标，有关单位又联合设计出 PGL3型配
电屏，低压断路器该用 ME,DWX15,DZ20等型，可使
用在变压器容量 2000KVA及以下，额定电流 3200A以下、
分断能力为 50KA的低压配电系统中。
（ 三 ） 动力和照明配电箱
动力配电箱主要用于对动力设备配电, 但也可兼向照
明设备配电, 照明配电箱主要用于照明配电, 但也可配电
给一些小容量的动力设备和家用电器 。
动力和照明配电箱的类型很多, 按安装方式分有靠墙
式, 悬挂式和嵌入式等, 靠墙式是靠墙安装, 悬挂式是挂
墙明装, 嵌入式是嵌墙安装 。
供 配电系统的主要电气设备
本章首先概述供配电系统电气设备按其功能的分类，然后
分别讲述电力变压器和互感器、高低压开关电器、熔断器
和避雷器、无功补偿设备等的功用、结构特点、主要性能
及使用注意事项，最后介绍高低压成套配电装置的类型和
结构特点等，为后面进一步学习供配电技术知识打下一个
基础。
第一节 电气设备概述
供配电系统中担负输送和分配电力这一主要任务的电路
，称为“一次电路”，也称为“主电路”。供配电系统中
用来控制、指示、监测和保护一次电路及其中设备运行的
电路
称为“二次电路”，通称“二次回路”。相应地，供配电
系统中的电气设备也分为两大类：一次电路中的所有电气
设备，称为“一次设备”。二次回路中的所有电气设备，
称为“二次设备”。
一次设备按其功能可分以下几类：（ 1）交换设备（ 2
）控制设备（ 3）保护设备（ 4）无功补偿设备（ 5）成套
配电装置
第二节 电力变压器和互感器
一, 电力变压器
（ 一 ） 概述
电力变压器是变电所中最关键的一次设备, 其功能是将电
力系统中的电力电压升高或降低, 以利于电力的合理输送
,分配和使用 。
1,电力变压器的类型
电力变压器按功用分, 有升压变压器和降压变压器两
大类 。 工厂变电所都采用降压变电器 。
电力变压器按容量系列分有 R8容量系列和 R10容量系列两
大类 。 R10系列的容量等级较密, 便于合理选用, 是国际
电工委员会 （ IEC） 推荐的, 我国新的变压器容量等级均
采用此系列 。
电力变压器按相数分有单相和三相两大类, 用户变
电所通常都采用三相变压器 。
电力变压器按调压方式分为无载调压和有载调压两大
类, 用户变电所大多采用无载调压变压器 。
电力变压器按绕组导体材质分为铜绕组变压器和铝绕
组变压器两大类 。
电力变压器按绕组型式分为双绕组变压器、三绕组变
压器
用户变电所大多采用双绕组变压器 。
电力变压器按绕组绝缘和冷却方式分为油浸式, 干式
和充气式 （ SF6） 等变压器,其中油浸式变压器,又分为油浸
自冷式, 油浸风冷式, 油浸水冷式和强迫油循环冷却式等
。 用户变电所大多采用油浸自冷式变压器 。
电力变压器按结构性能分为普通变压器, 全密封变压器和
防雷变压器等 。 用户变电所大多采用普通变压器 。
2,电力变压器的联结组别
我国过去差不多全采用 Y,yn0联结的配电变压器, 但
近年来 D,yn11联结的配电变压器已得到推广应用 。
配电变压器采用 D,yn11联结较之采用 Y,yn0联结有下列优
点,
1） 对 D,yn11联结变压器来说, 其 3n 次 （ n为正整数 ） 谐
波励磁电流在其三角形联结的一次绕组不致注入高压公用
电网中去 。 更有利于抑制高次谐波电流 。
2） D,yn11连接变压器的零序阻抗较之 Y,yn0连接变压器的
零序阻抗小得多, 因此 D,yn11联结变压器二次侧的单相接
地短路电流较之 Y,yn0联结变压器二次侧的单相接地短路
电流大得多, 从而更有利于低压侧单相接地故障的保护和
切除
3） 当接地单相不平衡负载时, 由于 Y,yn0联结变压器要
求中性线 （ N线 ） 电流不超过二次侧绕组额定电流的 25%
,因而严重限制了接用单相负荷的容量, 影响了变压器设
备能力的充分发挥 。 为此, GB500252—1995<供配电系统
设计规范 〉 规定, 低压为 TN及 TT系统接地形式的低压电
网中, 宜选用 D,yn11联结变压器 。 D,yn11联结变压器
的中性线电流允许达到相电流的 75%以上, 其承受单相不
平衡负载能力远比 Y,yn0联结变压器大
。
（ 2） Y,zn11联结的防雷变压器 Y,zn11联结变压器的接
线和向量图 。 其结构特点是每一铁心上的二次绕组都分为
两半个匝数相等的绕组, 而且采用曲折形 （ z形 ） 联结 。
（ 二 ） 电力变压器的容量和过负载能力
1,电力变压器的额定容量和实际容量
电力变压器的额定容量是指他在规定的环境温度条件下,
室外安装时, 在规定的使用年限 （ 一般为 20年 ） 内所能连
续输出的最大视在功率 （ kv.A）
我国国家标准 GB1094-1996,电力变压器, 规定, 变
压器正常使用的最高年平均气温为 +20摄氏度 。 如果变压
器安装地点的年平均温度, 则每升高 1摄氏度, 变压器的
容量就减少 1%。
必须指出：气象部门提供的环境温度是指室外温度，
而室内温度，对变压器室来说，由于变压器运行发热的影
响而有所升高，一般室内温度比室外温度高 8摄氏度。
因此室内变压器的实际容量 S’T 应按下式计算,
2,电力变压器的正常过负载 这种正常过负载与下列因
素有关 ；
（ 1） 昼夜负荷不均衡,变压器因昼夜负荷不均衡而允许
的过负荷系数 KoL,可根据日负荷填充系数 （ 日负荷率 ）
和最大负荷持续时间 t去查图 2-5的曲线求得 。
（ 2） 季节性负载差异,如果夏季的平均日负载曲线中的
最大负荷 Sm低于变压器的实际容量 St时, 则每低 1%,可
在各季过负荷 1%。 但此项过负荷不得超过 15%,
这称之为“百分之一规则” 。因此其允许的过负荷系数 K
oL可按下式计算,
但是油浸式电力变压器总的正常过负荷系数不得超过 20%
（户内变压器） ~30% （户外变压器），即变压器的正常
过负载能力（最大出力）可达
式中，系数 1.2适于户内变压器；系数 1.3适于户外变压器
。干式电力变压器一般不考虑正常过负荷
3,电力变压器的事故过负荷
电力变压器在事故情况下 （ 例如并列运行的两台变压器因
故障切除一台时 ）, 允许短时间较大幅度地过负荷运行,
而不论故障前的复合情况如何, 但这种事故过负荷运行的
时间不得超过表 2-1所示的时间
必须注意；变压器事故过负荷对使用寿命是有影响的
油浸自冷式变压器
过负荷百分值 （ %）
30
45
60
75
100
200
过负荷时间 / min
120
80
45
20
10
1.5
干式变压器
过负荷百分值 （ %）
10
20
30
40
50
60
过负荷时间 / min
75
60
45
32
16
5
（ 三 ） 电力变压器的并列运行条件
两台或多台变压器并列运行时, 必须满足以下三个基
本条件,
（ 1） 所有并列变压器的额定一次电压和二次电压必须对
应相等
（ 2） 所有并列变压器的阻抗电压必须相等
（ 3） 所有并列变压器的联结组别必须相同
此外, 并列运行的变压器容量应尽量相同或相近, 其最大
容量与最小容量之比, 一般不宜超过 3∶ 1。
二, 电流互感器
（ 一 ） 概述
1,电流互感器的功能
（ 1） 用来使仪表, 继电器等二次设备与主电路绝缘 从而
提高整个一, 二次电路运行的安全和可靠性, 并有利于
保障人身安全 。
（ 2） 用来扩大仪表, 继电器等二次设备应用的电流范围
可使仪表, 继电器等二次设备的规格统一, 有利于这些设
备的批量生产 。
2,电流互感器的结构原理和结线方案
电流互感器的结构原理图如图 2-1所示 他的结构特点是：
一次绕组匝数很少, 有的型式电流互感器还没有一次绕组
,而是利用穿过其铁心的一次电路导线作为一次绕组一次
绕组导体相当粗：而二次绕组匝数很多, 导体较细 。 工作
时, 一次绕组串联在一次电路中, 而二次绕组则与仪表,
继电器等的电流线圈串联, 形成一个闭合回路, 由于这些
电流线圈的阻抗很小, 因此电流互感器工作时二次回路接
近于短路状态 。 二次绕组的额定电流一般为 5A,电流互
感器的一次电流 I1与其二次电流 I2之间有下列关系,
电流互感器在三相电路中有如图所示的四中常见的结线方
案 。
（ 1） 一相式结线 （ 见图 2-2a） 通常用于负荷平衡的三相
电路如低压动力线路中, 供测量电流和接过负荷保护装置
之用
（ 2） 两相 V形结线 （ 见图 2-2b） 这种结线也称为两相不
完全星形结线, 在继电保护装置中这种结线称为两相两继
电器结线或两相的相电流结线 。 在中性点不接地的三相
三线制电路中 （ 例如 6~10KV高压电路中 ）, 广泛用于测
量三相电流, 电能及作过电流继电保护之用 。
（ 3） 两相电流差结线 （ 见图 2-2c） 这种结线也称为两相
交叉结线 这种结线适用于中性点不接地的三相三线制电
路中 （ 例如 6~10KV高压电路中 ） 供作过电流继电保护之
用, 也称作两相一继电器结线 。
（ 4） 三相星形结线 （ 见图 2-2d） 这种结线中的三个电流
线圈, 正好反应各相的电流, 广泛用在符合一般不平衡的
三相四线制系统 如 TN 系统中, 也用在负荷可能不平衡的
三相三线制系统中, 做三相电流, 电能测量及过电流继电
保护之用 。
（ 二 ） 电流互感器的类型和型号
电流互感器的类型很多 。 按一次绕组的匝数分为单匝
式 （ 包括母线式, 芯柱式, 套管式等 ） 和多匝式 （ 包括线
圈式, 线环式, 串级式等 ） 按一次电压分, 有高压和低压
两大类 。 按用途分, 有测量用和保护用两大类 。 按准确
等级分, 有 0.1,0.2,0.5,1,3,5等级 。 按绝缘和冷却
方式分, 有油浸式和干式两大类, 油浸式主要用于户外电
流互感器, 而现在应用最广泛的是环氧树脂浇注绝缘的干
式电流互感器, 特别是在户内配电装置中, 油浸式电流互
感器已基本上淘汰不用了 。
图 2-3是户内高压 LQ-10型电流互感器的外形图 。 他有
两个铁心和两个二次绕组, 准确级有 0.5级和 3级, 0.5级用
于测量, 3级用于继电保护 。
图 2-4电压互感器的结构原理图 图 2-3户内低压 LMZJ-0.
5型电流互感器
图 2-3是户内低压 LMZJ-0.5型电流互感器的外形图 。
它不含一次绕组, 穿过其铁心的母线就是其一次绕组 （ 相
当于 1匝 ） 它用于 500V及以下的低压配电装置中
（ 三 ） 电流互感器的使用注意事项
1,电流互感器在工作时二次侧不得开路
2,电流互感器的二次侧必须有一端接地
3,电流互感器连接时必须注意其端子极性
三, 电压互感器
（ 一 ） 概述
1,电压互感器的功能
（ 1） 用来使仪表, 继电器等二次设备与主电路绝缘 以提
高一, 二次电路运行的安全性和可靠性, 并有利于保障人
身安全 。
（ 2） 用来扩大仪表, 继电器等二次设备应用的电压范围
也有利电压表, 继电器等二次设备的规格统一和批量生产
。
2,电压互感器的结构原理和结线方案
电压互感器的结构原理图如 2-4所示 。 它的结构特点是：
一次绕组匝数很多, 二次绕组匝数很少, 相当于降压变压
器 。 由于这些电压线圈的阻抗很大, 所以电压互感器工作
时二次侧接近于空载状态 。 二次绕组的额定电压一般为 10
0v。 电压互感器的一次电压 U1与二次电压 U2之间有下列关
系,
电压互感器在三相电路中有如图 2-5所示的四种常见的结
线方案 。
（ 1）一个单相电压互感器结线（见图 2-5）供仪表、继电
器接于三相电路的一个线电压。
（ 2） 两个单项电压互感器接成 v/v形供仪表, 继电器接于
三项三线制电路的各个线电压, 广泛应用在企业变配电所
6~10kv高压配电装置中 。
（ 3） 三个单相电压互感器结成 Yo/Yo形 （ 见图 2-8） 供电
给要求线电压的仪表, 继电器, 并供电给接相电压的绝缘
监视电压表, 因此绝缘监视电压表不能接入按相电压选择
的电压表, 而要按线电压选择其量程, 否则再一次系统发
生单相接地时, 电压表可能被烧坏 。
（ 4） 三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕
组电压互感器接成 Yo/Yo/ （ 开口三角 ） 形 （ 见图 2-5）
其接成 Yo的二次绕组, 供电给需线电压的仪表, 继电器
及接相电压的绝缘监视用电压表 。 其接成 （ 开口三角 ） 形
的辅助二次绕组, 接电压继电器 。 当某一相接地时, 则开
口三角形两端将出现近 100v的电压 （ 零序电压 ）, 使电压
继电器动作, 发出接地故障信号 。
（ 二 ） 电压互感器的类型和型式
电压互感器按相数分, 有单相和三相两大类 。 按绝缘
和冷却方式分, 有油浸式和干式 （ 含环氧树脂浇注 ） 两大
类, 图 2-6是应用广泛的 JDZJ-10型电压互感器 。 它为单相
三绕组, 环氧树脂浇注绝缘, 其额定电压为 10000V/,100
V/:100V/3.三个 JDZJ-10型电压互感器接成如图 2-6所示 Yo/
Yo/ 形的结线形式, 供小电流接地的电力系统中作电压,
电能测量及绝缘监视之用 。
（ 三 ） 电压互感器的使用时注意事项
1,电压互感器在工作时二次侧不得短路
2,电压互感器的二次侧必须有一端接地
3,电压互感器在连接时也必须注意其极性
图 2-6电压互感器接图
第三节 高低压开关电器
一, 开关触头间电弧的产生和熄灭问题
高低压开关电器用于高压的电路的通, 断 。 为开关电
器, 其触头间电弧的产生和熄灭问题值得关注, 因为开关
的灭弧结构直接影响到开关的通断性能
（ 一 ） 电弧的产生
产生电弧的游离方式有,
（ 1） 热电发射
（ 2） 高电场发射
（ 3） 碰撞游离
（ 4） 热游离
（ 二 ） 电弧的熄灭
要使电弧熄灭, 必须使触头间电弧中的去游离率 （ 速率 ）
大于游离率 （ 速率 ）
熄灭电弧的去游离方式有,
（ 1） 正负带电质点的, 复合,
（ 2） 正负带电质点的, 扩散,
（ 三 ） 开关电器中常用的灭弧方法
（ 1） 速拉灭弧
（ 2） 冷却灭弧法
（ 3）吹弧或吸弧灭弧法 按吹弧方向分，有横吹（见图 2-
7a）和纵吹（见图 2-7b）按外力的性质分，有气吹、油吹
、电动力吹及磁吹力弧或吸弧。低压刀开关在拉开刀闸时
，开关的电流回路产生的电动力会使电弧拉长,如图 2-8
所示,有的开关采用专门的磁吹线圈来吹动电弧，如图 2-
9所示。也有的开关利用铁磁物质如钢片来吹动电弧，也
有的开关利用铁磁物质如钢片来吹动电弧，如图 2-10所示
图 2-7
图 2-8 电动力吹弧 图 2-9磁力吹弧
（ 4） 长弧切短灭弧法 图 2-10为钢灭弧栅 （ 又称, 去离子
栅, ） 将长弧切割成若干短弧的情形 图 2-10所示的铁磁吸
弧
图 2-10钢灭弧栅灭弧
（ 5） 粗弧分细灭弧法
（ 6） 狭沟灭弧法
（ 7） 真空灭弧法
（ 8）六氟化硫（ SF6） 灭弧法
二, 高压隔离开关和负荷开关
（ 一 ） 高压隔离开关
高压隔离开关的功能, 主要是用来隔离高压电源, 以
保证其他设备和线路的安全检修 。 因此它的结构有如下特
点, 即断开后有明显可见的断开间隙, 而且断开间隙的绝
缘及相间绝缘都是足够可靠的, 能充分保障人身和设备的
安全 。 但是隔离开关没有专门的灭弧装置, 因此它不允许
带负荷操作 。 然而可用来通断一定的小电流, 高压隔离开
关按安装地点, 分户内式和户外式两大类 。
（ 二 ） 高压负荷开关
高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因此能通断一定
的负荷电流和过负荷电流，但它不能断开短路电流，因此
他必须与高压熔断器串联使用，以借助熔断器来切断短路
故障。负荷开关断开后，与隔离开关一样，他有明显可见
的断开间隙，因此它也具有隔离电源、保证安全检修的功
能。
负荷开关的灭弧能力不足以熄灭短路电弧, 因此负荷开关
不能配以保护短路的继电器保护来自动跳闸 。 但可以配以
热脱扣器, 当发生过负荷时, 使负荷开关自动跳闸, 实现
过负荷保护 。
三, 高压断路器
高压断路器的功能是, 不仅能通断正常负荷电流, 而
且能通断一定的短路电流, 并能在保护装置作用下自动跳
闸, 切除短路故障 。
高压断路器有相当完善的灭弧结构 。 按其采用的灭弧
介质分, 有油断路器, 六氟化硫 （ ＳＦ ６ ） 断路器, 真空
断路器以及压缩空气断路器, 磁吹断路器等 。 油断路器按
其油量多少和油的功能, 又分为多油断路器和少油断路器
两类 。 企业变配电所中的高压断路器多为少油断路器, 六
氟化硫断路器和真空断路器的应用也日益广泛 。
（ 一 ） SN10-10型高压少油断路器
SN10-10型高压少油断路器是我国统一设计, 推广应用一
种少油断路器 。 按其断流容量分, 有 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 型 。
（ 二 ） 高压六氟化硫断路器
六氟化硫断路器是利用ＳＦ ６ 气体作灭弧和绝缘介质的一
种断路器 。
ＳＦ ６ 断路器的结构, 按其灭弧方式, 有双压式和单
压式两类 。 双压式具有两个气压系统, 压力低的作为绝缘
,压力高的作为灭弧 。 单压式只有一个气压系统, 灭弧时
,ＳＦ ６ 的气流靠压气活塞产生 。 单压式结构简单, 我国
现在生产的ＬＮ１, ＬＮ２型短路器均为单压式
（ 三 ） 高压真空断路器
高压真空断路器是利用, 真空, （ 气压为 10 –2~10-6Pa
） 灭弧的一种断路器, 其触头装在真空灭弧室内 。 由于真
空
中不存在气体游离的问题, 所以这种断路器的触头断开时
很难发生大的电弧 。 但是在感性电路中, 灭弧速度过快,
瞬间切断电流 I使 di/dt极大, 从而使电路出现过电压 （ ul=L
di/dt）, 这对供电系统是很不利的 。 因此这, 真空 ‘ 不能
是绝对的真空, 实际上也不可能是绝对的真空, 因此在触
头断开时, 因高电场发射和热电发射而产生一点电弧, 这
电弧称为, 真空电弧, 。 它能在交流电流第一次过零时熄
灭 。 这样, 燃弧时间既短 （ 至少半个周期 0.01s） 又不致产
生危险的过电压 。
四, 低压刀开关和负荷开关
（ 一 ） 低压刀开关
低压刀开关按操作方式分为单投和双投两种 。 按极数
分为单极, 双极和三极三种 。 按灭弧结构分为不带灭弧罩
和带灭弧罩的来年各种 。
不带灭弧罩的刀开关一般只能在无负荷下操作 。 由于刀开
关断开后有明显可见的断开间隙, 因此可作隔离开关使用
。
带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流, 能使负荷
电流产生的电弧有效的熄灭 。
（ 二 ） 低压刀熔开关
低压刀熔开关又称, 熔断器式刀开关, 是一种由低压
刀开关与低压熔断器相组合的开关电器 。 常见的 HR3型刀
熔开关, 就是将 HD型开关的闸刀换以 RT0型熔断器的具
有刀形触头的熔断管 。
刀熔开关具有刀开关和熔断器的双重功能 。 采用这种
组合型开关电器, 可以简化低压配电装置的结构, 经济实
用, 因此广泛应用在低压配电装置上 。
（ 三 ） 低压负荷开关
低压负荷开关由低压刀开关与低压熔断器串联组合而
成,
外装封闭式铁壳或开启式胶盖 。 装铁壳的俗称, 铁壳开关
” ；装胶盖的俗称, 胶壳开关, 。 低压负荷开关具有带灭
弧罩的刀开关和熔断器的双重功能, 既可带负荷操作, 又
能进行短路保护, 但熔断后, 要更换熔体后才能恢复供电
。
五, 低压断路器
低压断路器又称, 低压自动开关, 。 低压断路器既能
带负荷通断电路, 又能在短路, 过负荷和低电压 （ 或失压
） 时自动跳闸, 其功能与高压断路器类似 。
低压断路器按其灭弧介质分有空气断路器和真空断路
器等；按其用途分有配电用断路器, 电动机保护用断路器
,照明用断路器和漏电保护断路器等；按保护性能分有非
选择型断路器, 选择型断路器和智能型断路器；按结构型
式分有万能式断路器和塑料外壳式断路器两大类 。
非选择型断路器一般为瞬间动作, 只作短路保护用；也有
的为长延时动作, 限流用 。
选择型断路器, 有两段保护和三段保护, 两段保护指具有
瞬时或短延时动作和张延时动作 。 三段保护指具有瞬时,
短延时和长延时或者瞬时, 长延时和接地短路等三种动作
特性 。
智能型断路器, 其脱扣器为微机控制, 其保护功能很多,
其保护性能的整定非常方便灵活, 因此有, 智能型, 之称
。
（ 一 ） 万能式低压断路器
万能式低压断路器因其保护方案和操作方式较多, 装
设地点也相当灵活, 故有, 万能式, 之名, 又由于它具有
框架式结构, 因此它又称, 框架式断路器, 。
目前推广应用的万能式低压断路器有 DW15,DW15X
,DW16,DW17（ ME）, DW48（ CB11） 和 DW914（ A
H） 等型 。 其中 DW16型低压断路器保留了 DW10型结构简
单, 使用维修方便和价格低廉的优点, 而又克服了 DW10
型的一些缺点, 技术性能显著改善, 且其安装尺寸与 DW1
0型
因此可以极方便的取代 DW10型, 将成为新的应用广泛的
一种万能式低压断路器 。
（ 二 ） 塑料外壳式低压断路器
塑料外壳式低压断路器因其全部机构和导电部分均装
设在一个塑料外壳内, 仅在壳盖中央露出操作手柄, 故有
,塑料外壳式, 之名, 又由于它通常装设在低压配电装置
之中, 因此它又称, 装置式断路器, 。
低压断路器的操作机构一般采用四连杆机构, 可自由
脱扣 。 从操作方式分有手动和电动两种 。
低压断路器的操作手柄有三个位置,（ 1） 合闸位置 （
2） 自由脱扣位置 （ 3） 分闸和再扣位置
目前推广应用的塑料外壳式低压断路器有 DZ15,DZ20
和 DZX10等型及引进技术生产的 H,C45N,3VE等型，此
外还有智能型低压断路器如 DZ40等型。
第四节 高地压熔断器和避雷器
一, 高压熔断器
熔断器是一种应用极广的过电流保护电器 。 其主要功
能是对电路及电路设备进行短路保护, 但有的也具有过负
荷保护的功能 。
工厂供电系统中, 室内广泛采用 RN1,RN2等型高压管式
熔断器, 室外广泛采用 RW4,RW10（ F） 等型跌开式熔
断器 。
（ 一 ） RN1和 RN2型户内高压熔断器
RN1型与 RN2型的结构基本相同, 都是瓷质熔管内充石英
砂填料的密闭管式熔断器 。 RN1型主要用作高压线路和设
备的短路保护, 也能起过负荷保护的作用, 其熔体在正常
情况下要通过主电路的负荷电流, 因此其结构尺寸较大 。
RN2型只用作电压互感器一次侧的短路保护, 其熔体额定
电流一般为 0.5A,因此其结构尺寸较小 。
（ 二 ） RW4和 RW10（ F） 型户外高压跌开式熔断器
跌开式熔断器又称跌落式熔断器, 广泛用于环境正常
的室外场所, 其功能是既可作 6—10KV线路和设备的短路
保护, 又可在一定条件下, 直接用高压绝缘棒来操作熔管
的分合 。 一般的跌开式熔断器如 RW4-10（ G） 型等, 只能
无负荷下操作, 或通断小容量的空载变压器和空载线路等
,其操作要求与前面讲的高压隔离开关相同 。 而负荷型跌
开式熔断器如 RW10—10（ F） 型, 则能带负荷操作, 其操
作要求与前面讲的高压负荷开关相同 。
二, 低压熔断器
低压熔断器的功能, 主要是实现低压配电系统的短路
保护, 有的也能实现过负荷保护 。
低压熔断器的类型很多, 如插入式, 螺旋式, 无填料
密封管式, 有填料密封管式以及引进技术生产的有填料管
式 Gf,aM系列, 高分断能力的 NT型等 。
（ 一 ） RM10型低压密封管式熔断器
RM10型熔断器由纤维熔管, 变截面锌熔片和触头底
座等部分组成 。
（ 二 ） RT0型低压有填料管式熔断器
RT0型熔断器主要由瓷熔管, 栅状铜熔体和触头底座
等部分组成 。
（ 三 ） RZ1型低压自复式熔断器
一般熔断器包括上述 RM型和 RT型熔断后, 都有一个
共同的缺点, 就是熔体一但熔断后, 必须更换熔体才能恢
复供电, 从而十中断供电的时间延长, 给供电系统和用电
负荷造成一定的停电损失 。 这里介绍的自复式熔断器就弥
补了这一缺点, 它既能切断短路电流, 又能在短路故障消
除后自动恢复供电, 无需更换熔体 。
我国设计生产的 RZL型自复式熔断器它采用金属钠作熔体
。 在常温下, 钠的电阻率很小, 可以顺畅的通过正常负荷
电流 。 但在短路时, 钠受热迅速气化, 其电阻率变的很大
,从而可限制短路电流 。 在金属钠气化限流的过程更中,
装在熔断器一端的活塞将压缩氩气而迅速后退, 降低了由
于钠汽化产生的压力, 以免熔管因承受不了过大气压而爆
破 。 在限流动作结束后, 钠蒸气冷却, 又恢复为固态钠 。
此时活塞在被压缩的氩气作用下, 将金属钠推回原位, 使
之恢复正常工作状态此时活塞在被压缩的氩气作用下, 将
金属钠推回原位, 使之恢复正常工作状态, 这就是自复式
熔断器能自动限流又自动复原的基本原理 。
三, 高低压避雷器
避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变
配电所或其他建筑物内, 以免危及被保护的电气设备的绝
缘 。 避雷器应与被保护设备并联, 装在被保护设备的电源
侧 。
避雷器按结构型式分有阀式避雷器, 排气式避雷器, 保
护间隙和金属氧化物避雷器等 。
（ 一 ） 阀式避雷器
阀式避雷器或称阀型避雷器, 主要由火花间隙和阀片
组成, 装在蜜蜂的瓷套官内 。
阀式避雷器中火花间隙和阀片的多少, 与工作电压高
低成比例 。 高压阀式避雷器串联很多单元火花间隙, 目的
是将长弧分割成多段弧, 加速电弧的熄灭 。 但阀电阻的限
流作用是加速灭弧的主要因素 。
普通阀式避雷器除上述 FS型外，还有一种 FZ型。 FZ型
避雷器内的火花间隙旁并联有一串分流电阻。这些并联电
阻主要起均压作用，十与之并联的火花江西上的电压分布
比较均匀，火花间隙未并联电阻时，由于个火花间隙对地
和对高压端都存在着不同的杂散电容，从而造成个火花间
隙的电压分布也不均匀，这就使得某些电压较高的火花
间隙的电压分布也不均匀, 这就使得某些电压较高的火花
间隙容易击穿重燃, 导致其他火花间隙也相继重燃而难以
灭弧, 使工频放电点压降低 。 火花间隙并联电阻后, 相当
于增加了一条分流支路 。 在工频电压作用下, 通过冰凉电
阻的电导电流远大于通过火花间隙的电容电流, 着时火花
间隙上的电压分布主要取决于并联电阻的电压分布 。 由于
各火花间隙的并联电阻是相等的, 因此各火花间隙上的电
压分布也相应的比较均匀, 从而大大改善了阀式避雷器的
保护性能 。
FS型主要用于中小变配电缩, 所以称为所用阀式避雷
器； FZ型则用于发电厂和大型变配电站, 通称站用阀式避
雷器 。
阀式避雷器除上述两种普通型外, 还有一种磁吹型,
即磁吹阀式避雷器, 它内部附加有磁吹装置来加速火花间
隙中电弧的熄灭, 从而进一步改善其保护性能, 降低残压
,专用来保护重要的而绝缘又薄弱的旋转电机等 。
（ 二 ） 排气式避雷器
排气式避雷器又称, 管型避雷器,, 由产气管, 内部
间隙和外部间隙等三部分组成, 产气管由纤维, 有机玻璃
或塑料制成 。 内部间隙装在产气管内, 其一个电极为棒形
,另一个电极为环形 。
排气式避雷具简单经济, 残压很小的优点, 但它动作
时有电弧和气体从管中喷出, 因此它只能用室外架空场所
主要是架空线路上 。
（ 三 ） 保护间隙
保护间隙又称角型避雷器, 它简单经济, 维修方便
,但灭弧能力小, 保护性能差, 容易造成接地或短路故
障, 引起线路开关跳闸或熔断器熔断, 是线路停电 。 因此
对于装有保护间隙的线路, 一般哟哀求装设自动重合闸装
置, 一提高供电可靠 。
保护间隙的安装是一个电极接线路, 另一个电极接地 。 但
为了防止间隙被外物短接而造成接地或短路故障, 只有一
个间隙的保护间隙这样即使主间隙被外物短接, 也不制造
成线路接地或短路 。
保护间隙只用于室外且负荷不重的线路上 。
（ 四 ） 金属氧化物避雷器
金乌氧化物避雷器有两种类型 。 最常见的一种是无火
花间隙只有压敏电阻片的避雷器 。 压敏电阻片是由氧化锌
或氧化铋等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件,
具有理想的阀特性 。
另一种是火花间隙并有金属氧化物 电阻片的避雷器
,其结果与前述普通阀式避雷器类似, 只有普通阀式采用
的为碳化硅电阻片, 但有幻化间隙金属氧化物避雷器的保
护性能更优异, 运行更安全可靠, 是普通碳化硅阀式避雷
器的更新换代产品 。
第五节 无功补偿设备和成套配电装置
一, 无功补偿设备
无功补偿, 就是无功功率人工补偿, 以提高供电系统
（ 电网 ） 的功率因数 。
我国电力工业部 1996年颁布实行的, 供电营业规则, 规定
：, 用户应在提高用电自然功率因数的基础上, 按有关标
准设计和安装无功补偿设备, 并做到随其负荷和电压变动
及时投入或切除, 防止无功电力倒送 。 应达到下列规定：
100KV.A及以上高压送电的用户功率因数为 0.90以上 。 其
他电力用户和大, 中型电力排灌站, 泵购转售电企业, 功
率因数为 0.85以上, 农业拥护, 功率因数为, 0.8,凡功率
因数不能达到上述规定的新拥护, 供电企业可拒绝接电 。
对已送电的用户, 供电企业应督促和帮助拥护采取措施,
提高功率因数 。 对在规定期限内仍未采取措施达到上述要
求的拥护, 供电企业可中指或
限制供电 。, 国家还规定了安功率因数调整电费的办法,
以极力拥护进行无攻补偿, 提高功率因数的积极性 。
无攻补偿设备就是专用来补偿供电系统的感性无攻
补偿设备和动态无攻功率的无攻补偿设备两类 。
（ 一 ）, 稳态无攻功率补偿设备
稳态无攻功率补偿设备, 主要有同步补偿机和并联电
容器 。
1） 同步补偿机
同步补偿机是一种专用来无攻补偿的空载运行的同步
电动机, 通过调节其励磁电流可以起到补偿系统无攻功
率的作用 。 在企业供配电系统中很少应用 。
2） 并联电容器
并联电容器是一种专用来无攻补偿的电力电容器, 具
有安装简单, 运行维护方便, 有功损耗小以及组装灵活,
扩
容方便等优点, 因此变脸电容器应用最为普遍 。 但是他有
损坏后不便维修以及从电网中切除后有危险的参与电压等
缺点 。
3） 无攻功率自动补偿装置
采用并联电容器作为无攻补偿元件 /通过自动控制装置
,可根据电网的感性无攻功率的变化情况, 自动控制并联
电容器的投切, 使电网的无攻功率保持在最小状态, 从而
提高电网的功率因数, 保证电网的电压质量, 降低供配电
系统的电能损耗 。
常用的低压无攻自动补偿屏有 PGLJ型等 。
PGLJ型低压无攻自动补偿屏可与 PGLJ型低压配电屏配套
使用, 也可以单独使用, 双面维护 。
PGLJ型补偿屏有 1.2.3.4等四种方案,
（ 二 ）, 动态无攻功率补偿设备
用于积聚变动的冲击负荷如炼钢电弧炉, 轧钢机等的无攻
补偿 。
动态无攻补偿设备为, 静止性无攻功率自动补偿装置
“, 简称, 静补装置,, 她具有响应快, 平滑调节性能好
,补偿效率高, 维修方便以及谐波, 燥声, 损耗均小等优
点, 因此得到越来越广的应用静补装置有多种类型, 而以
自饱和电抗器型 （ SR型 ） 的效能最好, 其电子元件少,
可靠性高, 维修方便, 而且我国一般变压器厂均能制造,
所以 GB50052-1995<供电系统设计规范 〉 认为, 我国应迅
速发展自饱和电抗器式的 SVC。
我国现在生产的低压静补装置有 GRJ-4型
GRJ-4型静补装置采用晶闸管无触点开关来控制并联
电容器实现精确的选相和闸, 电容器在合闸瞬间没有冲击
电流 。 它用于快速补偿, 其响应速度快, 从电网无功波动
到补偿容量改变仅 3~4周波 （ 0.06~0.08s）,
二, 成套配电装置
成套配电装置是按一定的线路方案将有关一, 二次
设备组装为成套设备的产品, 供供配电系统作控制, 监测
和保护之用 。 其中按装有开关电器, 监测仪表, 保护和自
动装置以及母线, 绝缘子等 。
成套配电装置分高压配电装置和低压配电装置两大类
（ 一 ） 高压开关柜
高压开关柜按其结构形式分, 有固定式和手车式 （ 移
开式 ） 两种类型 。 在一般中小厂中, 普遍采用较为经济的
固定式高压开关柜, 我国现在大量生产和广泛应用的固定
式高压开关柜主要为 GG-1A(F)型 。 这种防护型开关柜装
设了防治电气误操作和保障人身安全的闭锁装置, 实现了
,五防, ------1,防止误跳, 误合断路器； 2,防止带负荷
拉, 合隔离开关； 3,防止带电挂接地线； 4,防止带接地
线误合隔离开关； 5,防止人员误入带电间隔
目前国内已有十多种环网开关柜产品 。 环网柜一般由三个
间隔组成, 即两个电缆进出线间隔和一个变压器回路间隔
,其主要电器元件包括负荷开关, 熔断器 隔离开关, 接
地开关, 电流互感器, 电压互感器 。 避雷器等 。 环柜具有
可靠的防误操作设施, 达到前面所说的, 五防, 要求 。 环
网柜在我国城市电网改造和小型变配电所中得到了广泛的
应用 。
（ 二 ） 低压配电屏
低压配电屏按其结构式分有固定式和抽屉式等类型 。
我国应用最光的低压配电屏为 PGL1和 PGL2型，该幸
产品取代了 BDL,BSL等型 低压配电屏。为了提高 PGL系
列配电屏的性能指标，有关单位又联合设计出 PGL3型配
电屏，低压断路器该用 ME,DWX15,DZ20等型，可使
用在变压器容量 2000KVA及以下，额定电流 3200A以下、
分断能力为 50KA的低压配电系统中。
（ 三 ） 动力和照明配电箱
动力配电箱主要用于对动力设备配电, 但也可兼向照
明设备配电, 照明配电箱主要用于照明配电, 但也可配电
给一些小容量的动力设备和家用电器 。
动力和照明配电箱的类型很多, 按安装方式分有靠墙
式, 悬挂式和嵌入式等, 靠墙式是靠墙安装, 悬挂式是挂
墙明装, 嵌入式是嵌墙安装 。
