工业与民用供配电设计手册---第五章：高压电器及开关设备的选择

5.1 概述

5.1.1 内容及范围

5.1.2 高压电器及开关设备的选择条件

5.2 按主要额定特性参数选择高压电器及开关设备

5.2.1 按工作电压选择

（1）选用的高压电器及开关设备，其额定电压应符合所在回路的系统标称电压，高压电器及开关设备的最高电压不应小于所在回路的系统最高电压。

为了控制电晕放电，电压在110kV及以上的电器及金具在1.1倍最高工作相电压下.晴天的夜晚不应出现可见晕光，户外晴天无线电干扰电压不宜大于500pV，并应由生产厂家在产品设计中考虑。

在海拔不超过1000m的地区，常用相间距离情况下，对于电压110kV线路，当采用LGJ导体且截面积不小于70mm²时，或采用管型导体的外径不小于20mm时，可不进行电晕校验。

5.2.2 按工作电流选择

5.2.3 按开断电流选择

5.2.3.1 高压交流断路器

当短路电流中直流分量不超过交流分量幅值的20%时，可只按开断短路电流的交流分量均方根值选择断路器；当短路电流中直流分量超过交流分量幅值的20%时，应分别按额定短路开断电流的交流分量均方根值和开断直流分量百分比选择。

按开断电流的交流分量均方根值选择高压交流断路器时，宜取断路器实际开断时间(继电保护动作时间与断路器固有分闸时间之和)的短路电流作为选择条件，即满足式（5.2-6）的要求

高压断路器额定短路开断电流的直流分量采用对交流分量幅值的百分数表示，可按式（5.2-7）计算

5.2.3.2 高压交流断负荷开关

5.2.3.3 高压交流熔断器

熔断器的开断电流应大于回路中可能出现的最大预期短路电流交流分量均方根值。

对于没有限流作用、不能在短路电流达到冲击值之前熄灭电弧的高压熔断器，应采用不对称短路开断电流。

对于有限流作用、能在短路电流达到冲击值之前完全熄灭电弧的高压熔断器，可不考虑短路电流中直流分量的影响，即满足式(5.2-10)要求

5.2.4 高压电器及开关设备绝缘配合的校验

5.2.5 按接线端子静态拉力选择

5.3 按环境条件选择高压电器、开关设备及导体

5.3.1 正常使用条件

5.3.2 特殊使用条件

5.3.3 环境温度的影响

高压电器的正常使用环境条件为周围空气温度不高于40°C，当周围空气温度高于或低于40°C时，其额定电流应相应减少或者增加。当环境温度高于40°C但不高于60°C时，环境温度每增高1K，应减少额定电流1.8%；当环境温度低于40°C时，环境温度每降低1K，可相应增加额定电流0.5%，但其最大过负荷不得超过额定电流的20%。

5.3.4 环境湿度的影响

5.3.5 高海拔的影响

当海拔增加时，空气密度降低，散热条件变坏，使高压电器和开关设备在运行中的温升增加。但空气温度则随海拔的增加而相应递减，其值足以补偿由于海拔增加对高压电器温升的影响。因而在高海拔（不超过4000m）地区使用时，高压电器和开关设备的额定电流可以保持不变。

海拔增加时，由于空气稀薄气压降低，空气绝缘强度减弱，高压电器外绝缘水平降低而对内绝缘没有影响。对于海拔高于1000m但不超过4000m的高压电器外绝缘，海拔每升高100m，其外绝缘强度降低0.8%~1.3%。

5.3.6 污秽的影响

5.3.7 地震的影响

5.4 高压电器、开关设备和导体的短路稳定校验要求

5.4.1 概述

5.4.2 短路稳定校验的一般要求

5.4.3 稳定校验所需用的短路电流

5.4.4 短路形式和短路点的选择

5.4.5 短路电流持续时间

（1）校验开关设备的开断能力时，开断短路电流的持续时间宜采用开关设备的实际开断时间，即主保护动作时间加上断路器的开断时间。

（2）校验导体的热稳定时，短路电流持续时间宜采用主保护动作时间加相应断路器的全分闸时间之和，当主保护有死区时应采用对该死区起作用的后备保护动作时间，并采用相应的短路电流。

（3）校验电器的热稳定时，短路电流持续时间宜采用后备保护动作时间与断路器的全分闸时间之和。

（4）校验电缆的热稳定时，对电动机馈线的电缆宜采用主保护动作时间与断路器开断时间之和，对其他电缆宜采用后备保护动作时间与断路器的开断时间之和。对于火力发电厂厂用电动机直馈线电缆回路的热稳定校验，还应考虑电动机的反馈电流的影响，见5.6.2。

（5）校验跌落式交流高压熔断器的开断能力和灵敏性时，开断电流的持续时间应取0.01s.

（6）采用IEC标准的校验方法，对高压电器和导体进行热效应校验时，应采用IEC标准中确定的短路电流的持续时间，该时间应由继电保护装置确定。

5.5 短路电流的电磁效应和高压电器、开关设备及导体的动稳定校验

5.5.1 采用IEC标准的计算方法

5.5.1.2 作用于硬导体电磁力的计算

硬导体的应力和支架的受力，还与导体和安装系统的相关固有频率与电气系统频率之间的比率有关。在共振或接近共振的情况下，硬导体的应力和支架的受力将会被放大。

5.5.1.5 硬导体的应力计算

5.5.1.6 硬导体支架的受力计算

5.5.2 采用短路电流实用计算方法

5.5.3 高压电器及开关设备的动稳定校验

5.5.4 短路动稳定校验的计算公式及符号说明

5.6 短路电流的热效应和高压电器、开关设备及导体的短时热稳定(热强度)校验

5.6.1 采用IEC国际标准的计算方法

5.6.2 采用短路电流实用计算方法

5.6.3 短路热稳定校验的计算公式及符号说明

5.7 选择高压电器及开关设备的其他要求

5.7.1 高压交流断路器

5.7.2 高压交流负荷开关

5.7.3 高压交流熔断器

5.7.4 高压交流负荷开关熔断器组合电器

高压电气设备选择及校验

5.7.5 高压交流接触器

5.7.6 高压交流隔离开关和接地开关

5.7.7 高压阻容吸收器

5.7.8 限流电抗器

5.7.9 中性点接地设备

5.7.10 高压绝缘子

5.8 交流金属封闭高压开关设备选择的基本要求

5.8.1 概述

5.8.2 交流金属封闭高压开关设备的分类及附加要求

5.8.3 交流金属封闭高压开关设备的主要特点

5.8.4 交流金属封闭高压开关设备使用环境条件的选择

5.8.5 选择高压开关柜和环网负荷开关柜的一般要求

5.8.6 选择充气式(C-GIS)或气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的一般要求

5.8.7 使用气体绝缘金属封闭开关设备的防护措施

5.9 并联电容器装置的电器和导体的选择

5.9.1 电容器的选择

5.9.2 高压交流断路器的选择

5.9.3 高压交流熔断器的选择及性能要求

5.9.4 串联电抗器的选择

5.9.5 放电器件的选择

5.9.6 避雷器的选择

5.9.7 导体及其他

5.10 高压电器及导体短路稳定校验数据表

来源：黄life笔记

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