常用配电线路材料及设备选择

一、配电线路常用材料的选择

农村低压架空配电线路的常用材料主要有导线、电杆、绝缘子、横担、线路金具等。

(一)架空导线的选择

1.架空导线

低压架空配电线路中常用的导线主要有裸导线和绝缘导线。

(1)裸导线。裸导线具备结构简单,线路工程造价成本低,施工、维护方便等特点。中、低压架空配电线路中常用的裸导线主要有铝绞线、钢芯铝绞线、合金铝绞线等;常用铝绞线和钢芯铝绞线的基本技术指标见表5-8和表5-9。

表5-8　常用铝绞线的基本技术指标

表5-9　常用钢芯铝绞线的基本技术指标

注 上述表格指标数据来源于《农村低压电力技术规程》(DL/T499—2001)附录D。

(2)架空绝缘导线。架空绝缘导线或称架空绝缘电缆。架空绝缘线广泛应用于低压架空配电线路,相对裸导线而言,架空绝缘导线的配电线路运行的稳定性和供电可靠性要好于裸导线配电线路,且线路故障明显降低。线路与树木矛盾问题基本得到解决,同时也降低了维护工作量,提高了线路的运行安全可靠性。与用裸导线架设的线路相比,绝缘导线电力线路主要优点有如下几点。

1)有利于改善和提高配电系统的安全可靠性。减少人身触电危险,防止相间短路,减少线路时的停电次数,减少维护工作量,减少了因检修而停电的时间,提高了线路的供电可靠性。

2)有利于城镇建设和绿化工作,减少线路沿线树木的修剪量。

3)可以简化线路杆塔结构,甚至可沿墙敷设,既节约了线路材料,又美化了环境。

4)节约了架空线路所占空间。缩小了线路走廊,与架空裸线相比较,线路走廊可缩小1/2。

5)节约线路电能损失,降低电压损失,线路电抗仅为普通裸导线线路电抗的1/3。

6)减少导线腐蚀,因而相应提高线路的使用寿命和配电可靠性。

7)降低了对线路支持件的绝缘要求,提高同杆线路回路数。

缺点是:架空绝缘导线的允许载流量比裸导线小,易遭受雷电流侵害,绝缘层导致导线的散热较差;因此,架空绝缘导线选型时应比裸导线高一个档次,这就导致线路的单位造价高于裸导线。

(3)架空绝缘导线的型号、规格。架空绝缘导线型号特征符号表示方法主要有三部分组成,如图5-11所示。

图5-11　绝缘导线的型号特征的表示方法

架空绝缘导线有铝芯和铜芯两种。铝芯线在配电网中应用比较多,铜芯线主要是作为变压器及开关设备的引下线。架空绝缘导线的绝缘材料主要有:交联聚乙烯和轻型聚乙烯;其中,交联聚乙烯的绝缘性能优于聚乙烯。绝缘保护层的厚度有厚绝缘(3.4mm)和薄绝缘(2.5mm)两种。厚绝缘的绝缘导线运行时允许与树木频繁接触,薄绝缘的只允许与树木短时接触。0.4kV和10kV架空配电线路常用绝缘导线的型式见表5-10和表5-11所示。

表5-10　常用低压架空绝缘导线的型号

表5-11　常用10kV架空绝缘导线的型号

(4)架空绝缘线的基本技术要求。对架空绝缘线的基本技术要求有如下几点。

1)中压、低压架空绝缘线的技术要求必须符合GB14049的规定。

2)安装导线前,应先进行外观检查。绝缘线的导体应紧压,无腐蚀;绝缘线端部应有良好的密封措施;绝缘层紧密挤包,表面平整圆滑,色泽均匀,无尖角、颗粒,无烧焦痕迹。

2.导线截面的选择

(1)导线截面选择。为保证线路安全稳定、连续可靠的运行,对导线截面的选择方法如下所述。

1)按允许载流量选。按允许载流量选择导线的目的是使负荷电流长期流过导线所引起的温升不至于超过最高允许温度。导线通过工作电流的热效应会使导线温度升高,加快导线接头氧化,甚至造成接头处松脱或熔融。同时,温度升高还将导致导线的机械强度、导电能力下降,绝缘导线的绝缘损坏,甚至造成导线烧断。

2)按经济电流密度选。按规定,电压等级在35kV及以上架空电力线路应按经济电流密度进行导线截面的选择。导线的电流密度J为导线计算电流I与线路导线年运行费用最小的截面S(称经济截面)的比值,导线的经济电流密度J可从相关规程手册中查得,于是有S=I/J。

3)按允许电压损失选择。由于农村农村配电线路延伸较长,导线上的电压降相对较大,电压的变化将直接影响负荷的正常工作;因此,在10kV及以下的架空线路中,为确保用户的电压质量,必须按允许电压损失选择导线截面,将线路电压损失限制在一定范围内。

4)按机械强度校验导线截面。架空导线本身具有一定的重量,同时还要承受风雪、覆冰等外力,温度变化时还会因热胀冷缩引起受力变化,所以为了防止断线事故,导线应具有一定的机械强度,为此规定了导线的最小允许截面,见表5-12。

表5-12　导线的最小截面　单位:mm2

按规定,三相四线制的零线截面,70mm2以下与导线截面相同,70mm2及以上不宜小于相线截面的一半;分相制的零线截面应与相线截面相同。

(2)架空导线的主要技术要求。配电线路中架空导线在使用安装前应进行外观质量检查,其检查质量的基本要求有以下几点。

1)裸导线不应有松股、交叉、折叠、断股等明显缺陷。

2)导线表面不应有严重腐蚀现象。

3)钢绞线、镀锌铁线表面镀锌层应良好,无锈蚀。

4)绝缘线表面应平整、光滑、色泽均匀,无尖角、颗粒,无烧焦痕迹。

5)绝缘线导体紧压,无腐蚀,绝缘层应挤包紧密,且易剥离。

6)绝缘线端部应有密封措施,绝缘层厚度应符合规定。

(二)电杆的选择

电杆是架空配电线路中的基本设备之一,由于水泥电杆具有使用寿命长、维护工作量小等优点,在低压配电线路中使用较为广泛。

1.常用电杆的规格

低压架空电力线路常用水泥电杆。低压架空电力线路常用水泥电杆的结构如图5-12所示,其电杆的规格及基本技术参数参考表5-13。

图5-12　钢筋混凝土电杆结构示意图

d—杆顶直径;D—杆根直径;h—电杆长度;H—电杆重心高度;t—电杆壁厚

表5-13　低压架空电力线路常用预应力钢筋混凝土电杆规格

2.电杆长度的确定

(1)影响电杆长度的主要因素。架空电力线路的弧垂、导线对地安全距离、电杆埋深、线路挡距等是决定电杆长度的主要因素。

图5-13　架空线路电杆、导线结构示意图

1)弧垂。在挡距内,挡中点导线与两电杆上导线的悬挂点(或固定点)A、B连线的垂直距离,称导线的弧垂,也称弛度,如图5-13所示;f为中点的弧垂,fC为跨越点C处的导线弧垂。

2)电杆埋深。为使电杆在运行中有足够的抗倾覆能力,电杆的埋设深度h应根据设计的要求或电杆所处地段土壤情况而定,一般情况下应不小于杆长的1/6,以保证电杆在正常情况能承受风、冰等荷载而稳定不致倒杆。

3)对被跨越物的安全距离D。当架空电力线路跨越其他设施时,必须对被跨越物有足够的安全距离,架空配电线路与其交叉跨越的最小垂直安全距离D应不小于表5-14的规定值。

(2)确定电杆长度的计算方法。在地势平坦地带,电杆的长度可按下式计算

式中 H——电杆的长度,m;

h——电杆的埋深,m;

H1——被跨越物的高度,m;

D——导线对地或其他设施的安全距离,m;

fC——导线在跨越点C处的弧垂,m;

h1——横担到杆顶距离,m;低压配电线路一般取为0.15m若有两个及以上横担时,还应加上横担间的垂直距离。

表5-14　架空配电线路最大弧垂时与其交叉跨越的最小垂直距离　单位:m

一般情况下,中压10kV线路用12～15m水泥杆,低压线路则用8～10m水泥杆。由于电杆的长度是固定的,因此,在计算的长度值不足1m的整数时,可直接向上一个级别取值。如计算电杆的长度为8.74m时,可直接选择9m的电杆。

3.电杆的选择

根据DL499—2001及配电线路工程施工的有关规定,电杆除应满足上述长度选择的要求外,对电杆结构本身的基本技术要求如下。

(1)电杆表面应光滑、平整,壁厚均匀,无偏心、无混凝土脱落、露筋、跑浆等缺陷。

(2)预应力混凝土电杆及构件不得有纵向、横向裂缝。

(3)普通钢筋混凝土电杆及细长预制构件不得有纵向裂缝,横向裂缝宽度不应超过0.1mm,(允许宽度在出厂时为0.05mm,运至现场时不得超过0.1mm,运行中为0.2mm)长度不超过1/3周长。

(4)平放地面检查时,不得有环向或纵向裂缝,但网状裂纹、龟裂、水纹不在此限。

(5)杆身弯曲不应超过杆长的1‰。

(6)电杆的端部应用混凝土密封。

(三)绝缘子的选择

1.配电线路常用绝缘子

配电线路常用的绝缘子主要有针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子和拉线绝缘子;其中,农村低压架空配电线路中常用的有针式绝缘子、蝶式绝缘子和拉线绝缘子等,如图5-14所示。

(1)针式绝缘子。针式绝缘子主要用于中、低压配电线路的用于直线杆及非耐张的转角、分支杆的及耐张跳线等非耐张或张力不大的绝缘子。其典型应用见图5-14(a)。低压针式绝缘子的符号为PD,常用PD型低压针式绝缘子规格型号见表5-15。

(2)蝶式绝缘子。蝶式绝缘子主要用于低压绝缘配电线路,在直线杆或接户线终端杆上,通常用穿心螺栓固定在横担上;也可用铁夹板夹在中间连接在耐张横担上,如图5-14(b)所示。蝶式绝缘子的符号为“ED”,按尺寸大小分为1号、2号、3号、4号。具体规格型号见表5-16。

图5-14　绝缘子在配电线路中的典型应用

(a)针式绝缘子的应用;(b)蝶式绝缘子的应用;(c)悬式绝缘子的应用;(d)拉线绝缘子的应用

表5-15　PD型低压针式绝缘子规格型号

说明: 1.针式绝缘子按耐压能力可分为1号和2号两种;
2.“T”表示短脚,用于铁横担;“M”表示长脚,用于木横担;“W”表示弯脚,可直接拧入木电杆上使用。

(3)悬式绝缘子。悬式绝缘子通常是多片串联使用,材料符号为“XP”,当低压线路采用大截面导线时,其耐张可选用悬式绝缘子,如图5-14(c)所示。

表5-16　ED型低压蝶式绝缘子规格型号

(4)拉线绝缘子。设置拉线绝缘子的目的是防止拉线万一带电可能造成人身触电事故而采取的绝缘措施。拉线绝缘子的典型应用如图5-15所示。陶瓷拉线绝缘子的符号为“J”,外形如图5-15所示,其规格见表5-17。

图5-15　拉线绝缘子

(a)J-2型拉线绝缘子;(b)J-4.5型拉线绝缘子;(c)J-9型拉线绝缘子

2.绝缘子选择的要求

(1)绝缘子应具有足够的机械强度。绝缘子的使用机械强度安全系数应符合表5-18的要求。在空气污秽地区,配电线路的电瓷外绝缘应根据地区运行经验和所处地段外绝缘污秽等级,增加绝缘的泄漏距离或采取其他防污措施。

表5-17　陶瓷拉线绝缘子规格

(2)绝缘子使用前的外观检查。按规定,绝缘子在使用安装前应进行外观检查,主要外观质量要求有如下几点。

1)瓷绝缘子与铁部件结合紧密。

2)铁部件镀锌良好,螺杆与螺母配合紧密。

3)瓷绝缘子轴光滑,无裂纹、缺釉、斑点、烧痕和气泡等缺陷。

表5-18　常用低压绝缘子的机械强度安全系数

(四)配电线路金具的选择

1.横担金具

(1)U形抱箍。用φ16mm的圆钢或中间用4mm×40mm或5mm×50mm的扁铁与φ16mm的螺杆焊接制作而成,用于将横担固定在直线杆上,如图5-16(a)所示。

图5-16　低压架空线路常用横担固定金具

(a)U形横担抱箍;(b)羊角抱箍;(c)带凸抱箍;(d)横担垫铁

(2)圆凸形抱箍又称羊角抱箍。用4mm×40mm或5mm×50mm的扁钢制作而成,用于将横担支撑扁铁固定在电杆上。如图5-16(b)、(c)所示。

(3)横担垫铁又称瓦形垫铁或M形垫铁。用4mm×40mm或5mm×50mm的扁钢制成,其中凸形面与电杆接触,平面直接与铁横担并接,使横担与电杆连接牢固,如图5-16(d)所示。

(4)支撑扁铁。用4mm×40mm或5mm×50mm的扁钢或5mm×50mm×50mm的等边角钢制作,用于支撑横担,防止横担倾斜。支撑扁铁的常用规格如表5-19所示。

表5-19　常用支撑扁铁规格表　单位:mm

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2.拉线金具

(1)楔形线夹俗称上把。它是利用楔的臂力作用,使钢绞线紧固,如图5-17(a)所示。

(2)UT形线夹(可调式)俗称下把或底把。UT形线夹既能用于固定拉线,同时又可调整拉线,如图5-17(b)所示。

(3)拉线抱箍又称圆形抱箍或两合抱箍。用4mm×40mm或5mm×50mm的扁钢制作而成,用于将拉线固定在电杆上,如图5-17(c)所示。

(4)延长环。延长环主要用于拉线抱箍与楔型线夹之间的连接,如图5-17(d)所示。

(5)钢线卡也称元宝螺栓。主要用于低压架空线路小型电杆的拉线回头绑扎,由于钢线卡握着力的限制,不宜作为较大截面拉线的紧固工具,其结构如图5-17(e)所示。

图5-17　常用拉线金具

(a)楔形线夹;(b)UT形线夹;(c)拉线抱箍;(d)延长环;(e)钢线卡;(f)U形挂环

(6)拉线用U形挂环,俗称鸭嘴环。是用来和拉线金具和楔形线夹配套,安装在杆塔拉线抱箍上,其结构如图5-17(f)所示

3.导线线夹

导线线夹包括悬垂线夹和耐张线夹,如图5-18所示,其中悬垂线夹主要用于导线在直线杆塔上的悬挂,配电线路常用悬垂线夹的主要技术指标见表5-20所示;耐张线夹主要用于导线在耐张杆塔上的固定,配电线路常用耐张线夹的主要技术指标见表5-21所示。

图5-18　导线固定金具

(a)悬垂线夹;(b)耐张线夹

表5-20　固定型悬垂线夹规格

注 表中型号字母及数字意义为:C—悬垂线夹;G—固定;U—U形螺丝;数字一适用导线组合号。

表5-21　螺栓型耐张线夹规格

注 表中型号字母及数字意义为:N—耐张线夹;L—螺栓;数字一产品序号。

4.金具的选择

(1)配电线路所使用的金具必须满足使用过程中足够的机械强度,还应具备良好的抗腐性能,即有良好的镀锌层。

(2)金具在使用安装前,应进行外观检查,主要内容如下。

1)金具构件表面光洁,无裂纹、毛刺、飞边、砂眼、气泡等缺陷。

2)线夹转动灵活,与导线接触的表面光洁,螺杆与螺母配合紧密适当。

3)金具构件镀锌良好,无剥落、锈蚀。

二、常用配电线路设备的选择

配电线路的设备除线路自身以外,其他常用设备主要包括配电变压器、避雷器、断路器、隔离开关、熔断器等。

(一)常用配电设备选择的基本原则

1.按正常工作条件选择

(1)根据设备的使用环境条件选择。按设备使用的环境温度、海拔、风速、湿度、污秽等条件的不同,具体选择要求如下。

1)环境温度:户内为-5～40℃;户外下限对一般地区不低于-30℃,高寒地段为-40℃。

2)海拔高度:海拔高度1000m以下为一般地区;高于1000m为高原地区。

3)风速:不大于35m/s。

4)户内相对湿度:不大于90%。

5)地震烈度:不超过8度。

6)无严重污秽、化学腐蚀及剧烈振动等。

(2)按工作电压选择。规定电气设备的额定电压应不低于设备安装处电网的额定电压。

(3)按工作电流选择。规定配电设备的额定电流应不小于流过设备的计算电流。

2.按最大短路电流校验

(1)热稳定校验。对于一般电气设备,要求其短路电流的热效应不大于设备的允许发热。

(2)动稳定校验。要求通过设备的最大可能短路电流应不大于设备额定动稳定电流的峰值。

(二)配电变压器的选择

配电变压器是配电线路中一种可靠实现电压变换的静止电器。随着现代科学的发展,无论是城网还是农网配电系统,对配电系统中配电变压器的要求,除满足基本技术性能外,还要求有较高的安全可靠性。

1.常用配电变压器

(1)油浸配电变压器。如图5-19(a)所示为新型S9系列10kV的电力变压器,S9、S11是目前生产的低损耗产品,其损耗值与传统的S7系列对比,空载损耗可降低10%,负载损耗平均降低25%,节能效果较为显著,是目前农村电网建设和改造工程中应积极推广使用这一产品。

图5-19　常用配电变压器

(a)S9油浸式变压器;(b)全密封式变压器;(c)环氧树脂浇注干式变压器

(2)密封型变压器。如图5-19(b)所示。密封式变压器采用全密封结构和先进的工艺从根本上隔绝了变压器油和空气的接触。与油浸配电变压器相比,密封型变压器的结构特点如下。

1)全密封型变压器的铁芯和绕组与普通油浸式变压器相同,无储油柜,高度比同类产品低。

2)全密封型变压器的油箱,采用波纹式油箱,使油箱壁具有一定的弹性,以满足变压器运行中油的热胀冷缩的需要。

3)密封型变压器采用真空注油工艺,完全去除了变压器中的潮气,密封后变压器油不与空气接触,有效地防止氧气和水分侵入变压器而导致绝缘性能下降,因此不必定期进行油样试验。

4)被洪水浸泡后,无需修复可立即投入运行。

5)全密封型变压器在上桶盖装有压力释放阀。当变压器内部压力达到一定值时,压力释放阀动作,可排除油箱内的过压。内部压力经释放后,释放阀自动关闭。

6)全密封型变压器在正常运行方式下,提高了电网运行的安全性与可靠性。

(3)非晶态合金铁芯配电变压器。非晶态合金铁芯配电变压器俗称非晶合金变压器。铁芯是采用非晶态合金的高导磁率软磁材料,使其变压器的磁化性能得以改善。在使用寿命期内,其空载特性稳定、空载损耗低,有较高的可靠性。非晶合金变压器是当前损耗最少的节能变压器。

(4)干式变压器。常见有干式变压器主要有:环氧树脂干式变压器、气体绝缘干式变压器。

1)环氧树脂干式变压器如图5-19(b)所示。环氧树脂干式变压器具有电气强度、机械强度高;防火阻燃、防尘等优点,被广泛应用于对消防有较高要求的场合;较好的过负荷运行能力,能耗、噪声低,结构简单、体积小、重量轻;安装简单、维护方便,免去日常维护工作。

2)气体绝缘变压器为在密封的箱壳内充以六氟化硫(SF6)气体代替绝缘油,利用六氟化硫气体作为变压器的绝缘介质和冷却介质。具有防火、防爆、无燃烧危险,绝缘性能好,防潮性能好,运行可靠性高,维修简单等优点。

2.配电变压器的选择

(1)合理选择变压器容量。正确的选择变压器容量和考核现有变压器的运行状态是电网降损节能的重要措施之一。如果容量选择过大,不仅会使一次性投资增加,同时也使得变压器的空载损耗增加。如果选择容量太小,则有可能引起变压器超负荷运行,使得过载损耗增加,甚至有可能导致变压器过热而烧毁。

进行农网配电变压器容量选择时,应按实际负荷及5～10年农村电力发展计划来选定,一般按变压器容量的45%～70%来选择。有条件的村庄可采用母子变压器或调容变压器供电,以满足不同季节、不同时间的需求。

(2)满足经济运行节约能源的要求。变压器运行的经济性,是指变压器的功率损耗最小,运行效率最高时,负载损耗与空载损耗相等。对于1000kVA以下的变压器,按负载系数在40%～60%范围内处于经济运行区,即半载状态时运行最经济;处于额定容量的30%以下的轻载或空载状态时经济性极差。在条件许可的情况下,农用配电变压器采用容量可调式变压器,尽可能使变压器处在经济运行区。

(3)配电变压器的结构要简洁、体积尽可能的要小,以方便安装施工及运行与维护。

(4)满足环境保护的要求。根据现代化的电网设备应坚持科技进步、安全可靠和节约能源的原则,实现电网设备小型化、无油化、自动化、免维护或少维护及环境保护的要求。在特殊地区应选用优质铁芯材料并有自然冷却能力的变压器,确保变压器有合理运行方式,必要时要有隔音措施。

(三)常用配电设备的选择

1.避雷器的选择

避雷器是配电系统中的一种主要保护电器,主要用于限制雷电过电压和系统内部操作过电压对系统设备可能造成的损伤。

常用配电系统中使用较为广泛的避雷器有金属氧化物避雷器和阀形避雷器两大类。避雷器在实际应用选择时,除保证电压等级符合使用场所的电压等级要求外,还应重点做好以下外观检查。

(1)外观检查。外观检查的主要内容包括以下几点。

1)避雷器瓷表面不应有破损与裂纹。

2)避雷器的密封胶合物未出现龟裂或脱落。

3)引出线桩头无松动、脱焊等现象,摇动避雷器应无响声。

4)避雷器各节的组合及其导线与端子的连接,均不应对避雷器产生应力,各处螺栓应紧固。

(2)由两个或两个以上元件组成的避雷器,各个元件应单独试验。

(3)具有并联电阻的避雷器,其电导电流值大于650μA或与前次比较有显著增加者,说明其内部已受潮。如电导电流显著下降。则说明并联电阻已经老化、接触不良或断裂,应于更换或检修。

(4)测量有并联电阻的阀型避雷器的电导电流时,在高压整流回路中应加0.1μF以上滤波电容器。在直流高压输出端加装电容器后,在正半波充电时储存电荷,补偿负半波放电时引起的电压幅值的衰减,使试验电压基本保持不变。

(5)无并联电阻的阀型避雷器工频放电升压速度应满足。

1)能够准确读出所升电压值时,可以快速升压直到避雷器击穿为止,当所升电压超过额定电压后的时间要尽可能缩短。

2)当在低压侧测量高压侧所升电压值时,升压速度应控制在:对10kV及以下避雷器为3～5kV/s;对20～35kV避雷器为15～20kV/s;一般升压至避雷器放电3.5～7s即可满足要求。

(6)在进行工频耐压试验时,为了避免避雷器放电时烧损火花间隙,应限制通过火花间隙的电流不大于0.7A,放电后应在0.5s内切断试验电源,所以在被试品回路中应选择限流电阻,且在试验变压器低压侧装设过流速断装置。

如放电后,在0.5s内不能切断试验电源,则所选择的保护电阻应保证避雷器放电以后流过的电流一般不大于15～20mA。

(7)阀型避雷器在进行工频放电电压试验时,应避开试验电源上电焊机的工作,以免波形畸变,影响测试值的准确性。

(8)避雷器的工频放电电压值与气温有关,所以应记录试验时的气温。如现场所测得的工频放电电压超过规定范围,应换算成标准大气条件下的工频放电电压值,以判断是否在合格范围内。

2.断路器选择的基本要求

断路器是电力系统中重要的控制和保护设备。在系统正常运行时,断路器可以可靠的接通和断开电路;故障状态下,断路器通过自身或与其他保护设备配合,迅速切断故障电流,并将故障电路断开,从而实现对电气设备的保护。

配电系统中的断路器包括高压和低压两大类,其中高压断路器具备良好的灭弧能力,主要用于10kV及以上的配电设备的控制和保护;低压断路器主要用于10kV以下低压配电设备的控制和保护。

(1)高压断路器的选择。根据高压断路器的工作环境及系统运行的要求,选择高压断路器时,应重点注意以下几点。

1)根据安装处的环境条件选择断路器的类型。电压在6～110kV的断路器,可选真空断路器、SF6断路器或少油断路器。

2)合理地选择断路器的安装类别。户外的高压断路器选择时,应根据实际环境污秽和等级情况,合理地选择断路器的安装类别,以保证断路器在户外工作环境中能够安全稳定的运行。

3)正确选择断路器的工作电压。为保证断路器能可靠稳定工作,断路器在运行中长期承受的电压不得超过其额定值。断路器的额定电压应等于或大于系统最高电压见表5-22。

表5-22　断路器的额定电压

4)正确选择断路器的额定电流和开断、关合短路电流。高压断路器的额定电流是指高压断路器在正常运行时,断路器允许的最大工作电流;即可以持续运行的负荷电流。高压断路器的开断短路电流是指额定短路电流中的交流分量有效值;高压断路器的关合短路电流是指额定短路电流中的最高峰值,是额定短路开断电流值的2.5倍。

高压断路器没有规定的持续过电流能力,在选定断路器的额定电流时应计及运行中可能出现的任何负荷电流,把它们当作长期作用对待。断路器开断、关合短路电流值应大于或等于所在网络短路电流的计算值。

5)断路器热稳定校验短路电流热效应不大于规定时间内的允许热效应。

6)动稳定校验的冲击短路电流应不大于断路器的额定动稳定电流的峰值。

7)断路器的操作机构应与操作的断路器及其负荷等级相匹配。室内一般选用电磁操作机构,室外选用弹簧机构为佳。

8)选用国家质量认证的产品。

(2)低压断路器的选择。低压断路器(也有称为自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流,还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外,还具有过负荷、短路、欠压和漏电保护等保护功能。低压断路器可以手动直接操作和电动操作,也可以远方遥控操作。

低压断路器的选用:额定电流在600A以下,且短路电流不大时,可选用塑壳断路器;额定电流较大,短路电流亦较大时,应选用万能式断路器。选用原则如下所述。

1)断路器额定电流应不小于负载工作电流。

2)断路器额定电压应不小于电源和负载的额定电压。

3)断路器脱扣器额定电流应不小于负载工作电流。

4)断路器极限通断能力应不小于电路最大短路电流。

5)线路末端单相对地短路电流/断路器瞬时(或短路时)脱扣器整定电流应不小于1.25。

6)断路器欠电压脱扣器额定电压应与线路额定电压相等。

3.隔离开关的选择

隔离开关也被称为隔离刀闸,是电气系统中重要的开关电器。隔离开关的触头全部敞露在空气中,使电路形成明显的断开点,便于线路检修和重构系统运行方式。

隔离开关的选择时除不选择开断电流和关合电流外,其他选择要求与高压断路器的选择要求基本相一致。

隔离开关的形式按安装地点不同分为屋内式和屋外式;按绝缘支柱数目分为单柱式、双柱式和三柱式;按操作级数可分为三极联动、单极操作两种;按隔离开关的动作方式可分为闸刀式、旋转式、插入式。因此,选择隔离开关的类型时,应根据其使用场所和相应的电流、电压及最大短路冲击电流合理地选择其隔离开关的型号。

4.高压熔断器的选择

高压熔断器是配电系统动力和照明线路的一种保护器件,当发生短路或过大电流故障时,能迅速切断电源,保护线路和电气设施的安全,但熔断器不能准确保护过负荷。

熔断器分为高压和低压两大类。用于3～35kV的为高压熔断器;用于交流220V、380V和直流220V、440V的为低压熔断器。高压熔断器又分为户内式和户外式两种;具体选择要求如下所述。

(1)首先根据安装地点的工作环境和使用条件,选择采用户外或户内型。

(2)熔断器的额定电压一般不应小于安装处被保护设备的电网额定电压。

(3)根据负载特性熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流(一般熔体的额定电流可选为熔断器具的0.3～1.0倍);熔断器熔体的额定电流可选为负荷电流的2倍左右。

(4)对所选定的熔断器的开断电流进行校核;要求流过限流熔断器的可能最大短路电流应小于其最大开断电流;当电源在最小运行方式时,短路电流应大于其最小开断电流;而通过户外跌落式熔断器的最大短路电流应在熔断器开断电流的上限和下限之间。

(5)熔断器的动稳定校验和热稳定校验,其结果应符合对熔断器和被保护设备动稳定和热稳定的有关规定的要求。