高壓電器概述

　　高壓電器是電力系統中使用比較廣泛的一種設備，但在我國由于缺乏明確的標準化定義，因此各種場合使用的這一術語，其含義有一定的出入。這兒介紹的是高等教科書中介紹的并為多數人認同的概念。

　　1、高壓電器定義

　　上*的高低壓電器的分界線交流是1kV（直流則為1500V）。為交流1kV以上為高壓電器，1kV及以下為低壓電器。高壓電器是在高壓線路中用來實現關合、開斷、保護、控制、調節、量測的設備。一般的高壓電器包括開關電器、量測電器和限流、限壓電器。但有時也把變壓器列入高壓電器（如電機工程學會中高壓電器分專委會）。

　　西安高壓電器研究所是1958年在規劃的西安開關整流器廠中央試驗室基礎上由一機部批準成立的，因該所當時明確為西安建設中的開關、電瓷、電容、絕緣和變壓器廠開展研究開發、試驗服務，涉及開關、變壓器、保護電器、量測電器等各專業，因此定名為高壓電器研究所，該名稱一直延續至今。

　　2、高壓電器分類及功能

　　2.1開關電器

　　主要用來關合與開斷正常電路和故障電路，或用來隔離電源、實現安全接地的一種高壓電器設備。

　　1）高壓斷路器：不僅能關合、開斷正常的負荷電流（包括空變、空線、空纜等），也用來開合故障電流，且當發生短路故障（或其它異常運行狀態、欠壓、過流等）時可以實現自動分閘、自動重合閘。因此高壓斷路器是一種多功能的自動開關。

　　2）熔斷器：俗稱保險。當負荷電流過載到一定值，或出現故障電流時能自動熔斷而開斷。分為限流熔斷器及噴射式熔斷器。

　　3）負荷開關：能開合負荷電流（含容性、感性負載電流），有時能關合短路電流但不能開斷短路電流。

　　4）接觸器：只有一個休止位置，非手動操作就能關合、開斷及承載正常電流及規定的過載電流的開斷、關合位置。一般用來頻繁控制大型用電設備（如大電動機等）。

　　5）隔離開關：用來隔離電路或電源，在閉合位置時能承載正常電流及規定的短路電流，有時能開斷很小的電容電流及容量不大的變壓器的空載電流，有時能開合母線轉換電流。

　　6）接地開關：用來對設備或被檢修線路實現保護接地。

　　﹡有時要求負荷開關、接觸器、接地開關關合短路電流。

　　7）重合器：能夠按照預定的順序，在導電回路中進行開斷和重合操作，并在其后自動復位、分閘閉鎖或合閘閉鎖的自具（不需外加能源）控制保護功能的開關設備。

　　8）分段器：一種能夠自動判斷線路故障和記憶線路故障電流開斷的次數，并在達到整定的次數后在無電壓或無電流下自動分閘的開關設備。

　　某些分段器可具有關合短路電流（自動重關合功能）及開斷、關合負荷電流的能力，但無開斷短路電流的能力。

　　2.2量測電器

　　1）電流互感器：用來轉換和測量線路、母線的電流供計量與保護用。傳統的電流互感器是采用油紙絕緣電磁式，現在又有環氧澆注、SF6電流互感器，的有光電式電流互感器。為滿足機電一體化設備需要，現在已有線性功能的電流傳感器。

　　2）電壓互感器：用來測量線路、母線電壓，以供計量和繼電保護用。傳統電壓互感器是油紙絕緣電磁式。目前在高壓、超高壓范圍內則用重量輕、體積小的電容式電壓互感器，上已開發正在商品化的光電式互感器。

　　2.3限流與限壓電器

　　1）電抗器：是一個扼流線圈，用來限制故障電流，用包裹絕緣導線繞制。目前也有用環氧澆注法制做，其體積小，絕緣強度和機械強度比較高。

　　2）阻波器：也是一種電感線圈，主要用于載波通訊，限制高頻載波進入變電所。

　　3）避雷器：用來限制過電壓，使電力系統中電器設備免受大氣過電壓和內過電壓的危害，是一種泄能裝置。zui簡單的有保護間隙，還有管形避雷器、閥式避雷器、磁吹避雷器。的有保護特性比較好的氧化鋅避雷器。

　　注：限流熔斷器也是一種快速限流（幅值）的保護電器。

　　3高壓電器基本性能要求

　　處于電力系統中的各種戶內、戶外高壓電器，應能承受正常和異常電壓、電流作用，以及各種環境因素作用而不損壞。因而要求其具備各種性能如下。

　　3.1電氣性能方面要求

　　1）電壓

　　高壓電器絕緣應能經受規定的長期zui大工作電壓、短時過電壓、內部過電壓和大氣過電壓作用而不損壞。標志這些作用電壓的性能參數是：zui大工作電壓、短時工頻試驗電壓、操作波試驗電壓和雷電沖擊波試驗電壓。

　　2）電流

　　高壓電器應能經受長期正常工作電流，溫升不超過規定值。在短時異常和故障電流作用下也不允許因電動力、觸頭熔焊、電磁干擾等影響繼續工作的損害。

　　這方面標志參數有：額定電流、額定短時耐受電流、額定峰值耐受電流，額定短路關合電流、電動機和電容器關合涌流等。

　　3）其它要求

　　如高壓斷路器要求關合、開斷短路電流、自動重合閘、開合空載線路充電電流（過電壓不超過規定值）和開合負荷電流以及連續開斷各種電流能力的電壽命等。

　　3.2自然環境因素

　　這些因素很多，例如：

　　1）海拔：影響外絕緣和額定電流。

　　外絕緣耐壓能力隨海拔提高而降低；電器的散熱能力隨海拔提高而困難（但環境溫度則隨海拔上升而降低）。

　　2）環境溫度：影響額定電流、機械可靠性和電氣可靠性。

　　3）濕度：影響絕緣及金屬零件銹蝕。

　　4）風速：影響戶外產品機械強度。

　　5）污穢：影響外絕緣的絕緣強度。

　　其它如雨、地震、濕熱、干熱等因素也影響絕緣強度和機械可靠性。

　　4、高壓電器發展趨勢

　　隨著科技進步，高壓電器采用了高新技術，采用了新原理、新工藝、新介質，正在醞釀新一代高壓電器，其發展趨勢如下：

　　4.1組合化、成套化

　　為滿足尺寸小、占地少、高性能、高可靠性需要，出現了各種各樣的組合電器和成套電器。除了開關柜、FC柜、多層柜外，出現了負荷開關—熔斷器組合電器、高壓接觸器—熔斷器組合電器（用于FC柜）、負荷開關、跌落熔斷器和避雷器組合，以及避雷器、隔離開關、電壓和電流互感器等各種組合，并已發展到型式的組合成套裝置，如充氣柜（C—GIS）、全封閉組合電器（GIS），以及全變電站組合如預裝式變電站（含變壓器和高低壓電器的箱變）。