高压电器的选择

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《电工手册》第677页（2843字）

为了保证高压电器的可靠运行，高压电器应按正常工作条件下的额定电压、额定电流等来选择，并按短路电流校验动稳定和热稳定，对断路器和熔断器还要按断流容量选择。此外，尚应根据安装、使用的环境条件(如环境温度、海拔高度、空气介质状况等)选用不同类型的高压电器(如户内型、户外型、热带型、加强绝缘型等)。

对有些电器的选用还要作更多的考虑，如断路器、开关的操作频繁程度、互感器的负载和准确等级、熔断器的上下级选择性配合等。

1．校验项目

选择高压电器时应校验的项目见表5－31。

表5－31 选择高压电器时应校验的项目

注：表中“〇”为选择电器时应进行校验的项目。

2．选择原则

高压电器的选择原则有以下几点：

(1)按工作电压和工作电流选择：电器的额定电压或最高工作电压不应小于所在回路的工作电压。熔断器、避雷器、电压互感器的额定电压应符合所在回路的工作电压。

电器的额定电流不应小于该回路的工作电流。

当电器的额定环境温度与实际环境温度不一致时，电器的最大允许工作电流按表5－32修正。

表5－32 高压电器最高工作电压及在不同环境温度下的允许最大工作电流

表中 U_e——高压电器额定电压(kV)；

I_e——高压电器额定电流(A)；

θ——实际环境温度(℃)；

θ_e——额定环境温度，普通型和湿热带为+40℃，干热带型为+45℃。

(2)按断流容量选择：断路器、熔断器及带熔断器的负荷开关的额定断流容量(或额定开断电流)不应小于装设处的超瞬变(即次暂态，下同)短路容量(或超瞬变短路电流)。

(3)高海拔地区的高压电器：高海拔对电器的影响，主要是温升和外绝缘的问题。

当海拔升高时，空气密度降低，散热条件变坏，使高压电器在运行中温升增加，但空气温度则随海拔高度的增加而相应递减，其值足以补偿由海拔升高对电器温升的影响，因而高压电器在高海拔地区(不超过4000m)使用时，其额定电流可以保持不变。

海拔升高，气压随之降低，空气绝缘强度减弱，使电器外绝缘降低而对内绝缘没有影响。

当海拔为1000～2000m时，对用于3～10kV的变压器、断路器、互感器等电器，其绝缘尚有一定裕度，实际运行中未发现由于高海拔影响而造成绝缘事故，因此在设计中可暂时采用一般产品。

当海拔为2000～3500m时，对用于3～10kV的高压电器，暂时采用额定电压提高一级的办法来增加绝缘强度，或与制造厂协商解决。

避雷器的问题比较复杂，因为避雷器不密封，其火花间隙的放电电压易受空气密度影响，所以要注明海拔高度向制造厂提出特殊订货要求。目前已生产高原系列阀型避雷器，基本上可以解决这个问题。

3．选择高压电器的一些问题

(1)油断路器：当油断路器用于自动重合闸时，如果该产品说明可作自动重合闸使用，则其断流量不必降低，否则，要与制造厂协商作适当的降低。

少油断路器断流量与操动机构型式有关。当配用的是电动操动机构或弹簧操动机构，其断流量为额定值。如果配用手力操动机构，其断流量应按制造厂的规定适当降低，如SN10－10型配用手力操动机构时，其开断电流不大于6kA。

频繁操作的断路器，宜采用真空断路器。

(2)熔断器：使用充石英砂的熔断器(如RN系列)时，其工作电压要与额定电压相符，不应降低电压使用。例如额定电压10kV的就不能用于6kV的线路上。

(3)跌落式熔断器：选择户外跌落式熔断器时，要使被保护线段的三相短路电流计算值大于其断流容量的下限值。如三相短路电流计算值小于其断流窗口量的下限值时，则所产生的气体有可能不足以灭弧。

(4)限流电抗器：限流电抗器的电抗值要满足下列要求：

①将电抗器后的短路电流限制到最大允许值以内，这时，电抗器的额定电抗百分数按下式计算：

②在电抗器后短路时要使母线剩余电压保持一定水平，这时，额定电抗按下式计算：

式中 X_ek(%)——电抗器在其额定参数条件下的额定电抗百分数；

U_j——基准电压，取连接电抗器线路的平均额定电压(kV)；

I_j——基准电流(kA)；

X_lxt——电抗器前的系统电抗标幺值，以U_j、I_j为基准；

U_ek——电抗器额定电压(kV)；

I_ek——电抗器额定电流(kA)；

I_dy——短路电流的最大允许值(kA)；

u_y(%)——母线必须保持的剩余电压百分数，一般大于60%～70%；

I^″——电抗器后短路时超瞬变短路电流值(kA)。

对母线分段电抗器以及其他具有快速保护的馈电线电抗器，不必验算额定电抗。