一、交流高压配电系统
较大的通信局、长途通信枢扭大楼为保证高质量的稳定市电，以及供电规范要求（超过600KVA变压器），一般都由市电高压电网供电。为保证供电的可靠性，通常都从两个不同的变电站引入两路高压，其运行方式为用一、备一，并且不实行与供电局建立调度关系的调度管理，同时要求两路电源开关（或母联开关）之间加装机戒连锁或电气连锁装置，以避免误操作或误并列。为控制两路高压电源，常用成套高压开关柜，开关柜的一次线路可根据进出线方案、电路容量、变压器台数和保护方式先用若干一次线路方案的高压开关柜组成高压供电系统。目前大多数较大的通信局、长途通信枢扭大楼多选用单母线用断路器分段的方式供电，其系统图1-2-1如下：
图1-2-1 10kv高压系统图
来自两个不同供电局变电站的两路高压经户外隔离开关、电流互感器、高压断路器接到高压母线，然后经隔离开关、计量柜、测量及避雷器柜、出线柜接到降压变压器。
我国发电厂的发电机组输出额定电压为3.15～20kV。为了减少线路能耗、压降，经发电厂中的升压变电所升压至35～500kV，再由高压输电线传送到受电区域变电所，降压至6～10kV，经高压配电线送到用户配电变电所降压至380V低压，供用电设备使用。
我国目前采用的输电标准电压有：35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。配电标准电压有6kV、10kV等。
在电能的传送和分配过程中，要求电力系统供电安全可靠，停电次数少而且停电时间短，电压变动小，频率变化小，波形畸变小等。
我国规定，10kV及以下配电网低压电力设备的额定电压偏差范围为±7％额定电值，低压照明用户为+5%；-10%额定电压值，频率为50±0.5Hz，正弦波畸变率极限小于5％。
电压和频率是衡量电力系统电能质量的两个基本参数。依据我国GBl56—80《额定电压》标准，交流电力网和电力设备的额定电压如表1-2-1所示：
表1-2-1 我国交流电力网与电力设备的额定电压
用电设备
电网和用电设备额定电压
（kV）
发电机额定电压
（kV）
电力变压器额定电压（kV）
一次线圈
二次线圈
低压
0.22
0.38
0.66
0.23
0.40
0.69
0.22
0.38
0.66
0.23
0.40
0.69
高压
3
6
10
35
63
110
220
330
500
750
3.15
6.3
10.5
13.8,15.75,18.20
—
—
—
—
—
—
3及3.15
6及6.3
10及10.5
13.8,15.75,18.20
63
110
220
330
500
750
3.15及3.3
6.3及6.6
10.5及11
38.5
69
121
242
263
550
—
对于用电设备来说，它的额定电压规定与同级电力网线路额定电压相等。发电机的额定电压比电网电压高5％是考虑到负荷电流导致在线路上产生压降损失。变压器在与发电机直接相联时(通常为升压变压器)，它的一次线圈额定电压应与发电机额定电压相同。即高于同级线路额定电压的5%；不与发电机直接相联时，即相当于线路上的用户设备时(通常为降压变压器)，其一次线圈的额定电压应与线路的额定电压相等。变压器二次线圈的额定电压是指变压器一次侧加入额定电压，而二次侧开路的电压即空载电压，而在满载时二次线圈内有约5％的电压降。因此。如果变压器二次侧供电线路较长，则变压器二次侧线圈的额定电压一方面要考虑补偿变压器内部5％的阻抗电压降，另一方面还要考虑线路上的压降损失需高于线路额定电压5％。所以它要比线路额定电压高10％。如果变压器二次侧供电线路不太长，则变压器二次侧线圈的额定电压只需高于线路额定电压5％。仅考虑补偿变压器内部电压降。
对于电信局(站)中的配电变压器，其一次线圈额定电压即为高压配电网电压，即6kV或10kV。二次线圈额定电压因其供电线路距离较短。一般选400／230V，而用电设备受电端电压为380／220v。
（二）、用户变、配电所的供电方式
用户变、配电所的供电方式取决于用户负荷的性质、负荷容量及网络条件。一般情况下，有保安负荷的用户应以双路电源供电。一般负荷用户多为单路电源供电，以架空线或电缆引入电源。
配电网中的用户根据所处在的位置及电网规划要求，可能是辐射式的负荷终端，也可能是环网中的一个单元节点。
对于双路电源供电的用户和35Kv及以上电压供电的用户的运行方式由电力调度部门实行统一调度。
（三）、用户变、配电所的主接线
主接线是指由变、配电所的一次设备，即通常所称高压与电力网直接连接的主要电气设备组成的变、配电所主电路接线关系。根据现有通信局站的高压供电方式，这里着重介绍10kV两种常用主接线。
对于10Kv供电的用户的变、配电所的主接线多采用线路变压器组或单母线接线方式。10kV容量为160-600kVA的工企用电单位的变、配电所多采用高供低量的供电方式，既高压供电、在低压则计量但应加计变压器损失。对于这种供电方式的用户常采用线路、变压器组方式的主接线系统（如图1-2-2）。
图1-2-2单母线接线方式图
对于受电变压器总容量超过600kVA的中型企业的变、配电所可采用单路电源供电，单母线用隔离开关或断路器分段的主接线方式。双路电源供电，两台变压器采用单母线用断路器分段的主接线方式。这种方式接线的变、配电所适用于容量1000kVA及以上的双路供电的企业，供电比较可靠，运行方式灵活，倒闸操作比较方便，通信系统大型局站常采用这种主接线。（如图1-2-3）。
图1-2-3分段的主接线方式图
倒闸操作就是将电气设备由一种状态转换到另一种状态，即接通或断开高压断路器、高压隔离开关、自动开关、刀开关、直流操作回路、整定自动装置（或继电保护装置）、安装（或拆除）临时接地线等。
高压电气设备倒闸操作的技术要求
（1）高压断路器和高压隔离开关（或自动开关及刀开关）的操作顺序规定如下：停电时，先断开高压断路器（或自动开关），后断开高压隔离开关（或到开关）；送电时，顺序与此相反。严禁带负荷拉、合隔离开关（或刀开关）。
（2）高压断路器（或自动开关）两侧的高压隔离开关（或刀开关）的操作顺序规定如下：停电时先拉开负荷侧隔离开关（或刀开关），后拉开电源侧隔离开关（或刀开关）；送电时，顺序与此相反。
（3）变压器两侧开关的操作顺序规定如下：停电时，先拉开负荷开关，后拉开电源侧开关；送电时，顺序与此相反。
（4）单极隔离开关及跌落保险的操作顺序规定如下：停电时，先拉开中相，后拉开两边相；送电时，顺序与此相反。
（5）双母线接线的变电所，当出线开关由一条母线倒换至另一条母线供电时，应先合母线联络开关，而后再切换出线开关母线册的隔离开关。
（6）操作中，应注意防止通过电压互感器二次返回高压。
（7）用高压隔离开关和跌落保险拉、合电气设备时，应按照制造厂的说明和实验数据确定的操作范围进行操作。缺乏此项资料时，可参照下列规定(指系统运行正常情况下的操作)：
①可以分、合电压互感器、避雷器；
②可以分、合母线充电电流和开关旁路电流；
③可以分、合变压器中性点直接接地点；
④10kv室外三级、单极高压隔离开关和跌落保险，可以分、合的空载变压器容量不大于560KVA；可以分、合的空载架空线路不大于10KM。
⑤10KV室内三极隔离开关可以分、合的空载变压器容量不大于320KVA；可以分、合的空载架空线路不大于5km。
（8）当采用电磁操动机构合高压断路器时，应观察直流电流表的变化，合闸后电流表应返回。连续操作高压断路器时，应观察直流母线电压的变化。
（一）概述
变压器是一种变换电压的静止电器，它是靠电磁感应原理，把某种频率的电压变换成同频率的另一种或多种数值不等（或相等）电压的功率传输装置，以满足不同负荷的需要。
当多个电站联合起来组成一个电力系统时，除需要输电线路等设备外，也要依靠变压器把各种电压不相等的线路连接起来，形成一个系统。所以变压器是不可缺少的主要电气设备，就现有的通信局站的低压配电系统基本是通过10KV/400V的变压器受电。
电力变压器可以按相数/绕组数目/铁心形式/冷却方式等特征分类。 按相数分：单相/三相/多相等； 按绕组数：双绕组/自耦/三绕组/多绕组 ；铁心形式：心式/壳式 ；冷却方式：干式/油浸式等 。如表2-2所示，但是，这样的分类包含不了变压器的全部特征，所以在变压器型号中往往要把所有特征均表达出来，并标记以额定容量和高压绕组额定电压等级。图1-2-4时电力变压器产品型号的表示方法。
图1-2-4电力变压器产品型号的表式方法
表2-2电力变压器的分类及其代表符号
分 类
类 别
代 表 符 号
绕组耦合方式
自 耦
O
相 数
单相
三相
D
S
冷 却 方 式
油浸自冷
干式空气自冷
干式浇主绝缘
油浸风冷
油浸水冷
强迫油循环风冷
强迫油循环水冷
―(或J)
G
C
F
S
FP
SP
绕 组 数
双绕组
三绕组
―
S
绕组导线材质
铜
铝
―
L
调 压 方 式
无励磁调压
有载调压
―
Z
（二） 变压器的工作原理
变压器是根据电磁感应原理工作的。图1-2-5是单相变压器的原理图。其基本工作原理当一次侧绕组上加上电压U1时，流过电流I1，在铁芯中就产生交变磁通Ø1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势E1，E2，感应电势公式为：E=4.44fNØm式中：E--感应电势有效值
f--频率
N--匝数
Øm--主磁通最大值
由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压U1和U2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（I0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流I2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流I0，一部分为用来平衡I2，所以这部分电流随着I2变化而变化。当电流乘以匝数时，就是磁势。
上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。
图1-2-5是单相变压器的原理图
（三）变压器的主要技术参数
(1) 额定电压U1N/U2N。单位为V或者kV。U1N为正常运行时1次侧应加的电压。U2N为1次侧加额定电压、2次侧处于空载状态时的电压。 三相变压器中，额定电压指的是线电压。
(2) 额定容量SN。单位为VA/kVA/MVA 。SN为变压器的视在功率。通常把变压器1、2次侧的额定容量设计为相同。
(3) 额定电流I1N/I2N。单位为A/kA。是变压器正常运行时所能承担的电流，在三相变压器中均代表线电流。 对三相： I1N=SN/[sqrt(3)U1N] I2N=SN/[sqrt(3)U2N]
在实际工作中，为了粗略地掌握变压器的一次侧和二次侧的额定电流，以了解变压运行是否过负荷或选择变压器的熔丝，常用以下经验公式计算：
一次侧额定电流I1N近似为0.06SN
二次侧额定电流I2N近似为1.5SN
(4) 额定频率fN
单位为Hz,fN=50Hz
此外，铭牌上还会给出三相联接组以及相数m/阻抗电压Uk/型号/运行方式/冷却方式/重量等数据。
（四）变压器结构
为了使变压器的运行更加完全、可靠，维护更加简单，更广泛地满足用户的需要，近年来油浸式变压器采用了密封结构，使变压器油和周围空气完全隔绝，从而提高了变压器的可靠性。目前，主要密封形式有空气密封型、充氮密封型和全充油密封型。其中全充油密封型变压器的市场占有率越来越高，它在绝缘油体积发生变化时，由波纹油箱壁或膨胀式散热器的弹性变形做补偿。油浸式变压器主要部件是绕组和铁心(器身)。 绕组是变压器的电路，铁心是变压器的磁路。二者构成变压器的核心即电磁部分。 除了电磁部分，还有油箱/冷却装置/绝缘套管/调压和保护装置等部件。其结构如图1-2-6所示，主要部件为：
图1-2-6中小型油浸式变压器
（1）铁芯。变压器铁芯的作用是构成磁路以利于导磁，并增强磁场以取得预定的感应电势。为减少涡流与磁滞损耗，增强磁导率，变压器的铁芯是用许多涂有绝缘的导磁性能好的薄硅钢片（厚0.35-0.5mm）叠成。
铁心交叠：相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻，便于磁通流通。
铁心柱截面形状：小型变压器做成方形或者矩形；大型变压器做成阶梯形。容量大则级数多。叠片间留有间隙作为油道(纵向/横向)。
（2）绕组
一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。 绕组套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，低压绕组和铁芯之间、高压绕组和低压绕组之间，都用绝缘材料做成的套筒分开，以便于绝缘。
（3）变压器油
变压器油的成份是很复杂的，主要是由环烷烃、烷烃和芳香烃构成，它的相对介电常数ε在2.2-2.4之间，纯净的变压器油的耐电强度是很高的，可达4000kV/cm以上，但是工程上用的净化的变压器油，只能达到50～60kV／2．5mm，这主要是因为在制造和运行过程中不可避免地会有杂质、水分、气泡等混入，而且在运行中受电场和热的影响，油会分解出气体和聚合物。在高电场中，这些分解出来的气体，以及油中的水分和纤维等杂质，在电场作用下，顺着电场方向，排列成“小桥”，成为泄漏的通道，情况严重时，导致“小桥”击穿，使油的耐压强度降低。因此，变压器内部绝缘的结构，要考虑上述因素，采取必要措施，防止形成“小桥”。
热老化在所有变压器油中都存在，油箱中既有原来残留的氧，而纤维分解时也会产生氧。运行温度较高时，变压器油的氧化过程就进行得比较快，使得粘度增高、颜色变深、泊泥增多、tgδ值增大、击穿电压下降等。
另外，还存在着电老化的问题，随着加压时间的延长，油间隙的击穿电压下降。油浸电力变压器中，高场强处产生局部放电，促使油分子进一步互相缩合成更高分子量的腊状物质，同时逸出低分子的气体。腊状物质积聚于高场强区附近的绕组绝缘上，堵塞油道、影响散热、产生的气体增多，放电更易发展。
因此在运行中需经常对油进行检查、试验，并及时进行处理(滤油等)。现在不少大型变压器采用充氮保护或隔膜保护措施。隔膜保护是用一略小于储油柜的耐油橡胶胶囊填充于储油柜的油面上，胶囊与大气相通，因而隔绝了变压器油与大气的接触。这样就保证了油性能的稳定。
常用的变压器油有10号、25号和45号三种规格，其标号表示油在零下开始凝固时的温度，例如“25号”油表示这种油在零下25℃时开始凝固。应该根据当地的气候条件选择油的规格。
（4） 油箱
器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。 变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用：①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。②变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。 油箱有许多散热油管，以增大散热面积。 为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置。
常用的变压器油有10号、25号和45号三种规格，其标号表示油在零下开始凝固时的温度，例如“25号”油表示这种油在零下25℃时开始凝固。应该根据当地的气候条件选择油的规格。
（5）油枕
油枕也称储油柜，油枕装在油箱的顶盖上。油枕的体积是油箱提及的10%左右。在油枕和油箱之间有管子连通。当变压器的体积随着油的温度变化而膨胀或缩小时，油枕起着储油和补油的作用，保证铁芯和绕组浸在油内；同时由于装了油枕，缩小了油和空气的接触面，减少了油的劣化速度。
油枕侧面有油标，在玻璃管的旁边有油温在-30℃、+20℃和+40℃时的油面高度标准线，表示未投入运行的变压器应该达到的油面；标准线主要可以反映变压器在不同温度下运行时，油量是否充足。
油枕上装着呼吸孔，使油枕上部空间和大气相通。变压器油热胀冷缩时，油枕上部的空气可以通过呼吸孔出入，油面可以上升或下降，防止油箱变形甚至损坏。
（6）气体继电器
主要作为变压器内部故障的一种保护装置。气体继电器装于变压器油箱与油枕的连接管中间，气体继电器与控制电路连通构成瓦斯保护装置。气体继电器上接点与轻瓦斯信号构成一个单独回路，气体继电器下接点连接外电路构成重瓦斯保护，重瓦斯动作使高压断路器跳闸并发出重瓦斯动作信号。
（7） 防暴管
是变压器一种安全保护装置，装于变压器大盖上面，防爆管与大气相通，管口用玻璃密封，在玻璃上用刀刻划“+”字。故障时,热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源。 如果是严重事故，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。
（8）呼吸器
呼吸器主要作用干燥和过滤油枕上部空间和大气相通的空气中的水分和杂质，以保证变压器内绝缘油的良好性能。呼吸器内的硅胶在干燥情况下成浅兰色，当吸潮达到饱和状态时，渐渐变为淡红色，这时，应将硅胶取出在140℃高温下烘焙8h，即可恢复原色仍然保持原有的性能继续使用。
（9）高、抵押绝缘套管
它是变压器箱外的主要绝缘装置，大部分变压器绝缘套管采用瓷质绝缘套管。变压器通过高、低压绝缘套管，把变压器高、低压绕组的引线从油箱内引至油箱外，使变压器绕组的对地（外壳和铁心）绝缘，并且还是固定引线与外电路连接的主要部件。高压瓷套管比较高大，低压瓷套管比较矮小。
（10）分接开关
是变压器高压绕组改变抽头的装置，调整分接开关的位置，可以增加或减少一次绕组部分匝数，以改变电压比，使输出电压得到调整。
分接开关，分为有载调压和无载调压两种，电力变压器在有载运行中，能自行变换分接开关为止，而调整输出电压的称为有载调压；电力变压器在退出运行，并从电网上断开后以手动变换分接开关位置的方式，而调整输出电压的称为无载调压。
6-10kv双绕组电力变压器用得较多的是三相星形中性点改变抽头的调压方法。
（四）油浸式变压器
油浸式电力变压器如图1-2-7所示在运行中，绕组和铁芯的热量先传给油，然后通过油传给冷却介质。油浸式电力变压器的冷却方式，按容量的大小，可分为以下几种：
1、自然油循环自然冷却（油浸自冷式）
2、自然油循环风冷（油浸风冷式）
3、强迫油循环水冷却
4、强迫油循环风冷却
油浸式变压器应特别注意其防火安全措施。
图1-2-7油浸式变压器
（五）干式变压器
相对于油式变压器,干式变压器因没有油，也就没有火灾、爆炸、污染等问题，故电气规范、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。特别是新的系列，损耗和噪声降到了新的水平，更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。 干式变压器种类很多，主要有浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器两类。干式变压器结构如图1-2-8所示。
图1-2-8干式变压器
使用中的注意事项：
1、干式变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。
2、根据使用环境特征及防护要求，干式变压器可选择不同的外壳。通常选用IP23防护外壳，可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入，造成短路停电等恶性故障，为带电部分提供安全屏障。若须将变压器安装在户外，则可选用IP23防护外壳，除上述IP20防护功能外，更可防止与垂直线成60°角以内的水滴入。但IP23外壳会使变压器冷却能力下降，选用时要注意其运行容量的降低。
3、干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。
4、干式变压器的过载能力与环境温度、过载前的负载情况(起始负载)、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关，若有需要，可向生产厂索取干变的过负荷曲线。
高低压电器，一般是根据工作电压来划分的。
低压电器通常是工作在交流或直流500V以下的电路中，而高压电器则是工作在500V以上的电路中。其作用是对电能的产生、输送、分配起控制、保护的调节作用。
高压电器在通信电源的交流供电系统中，种类也很多。归纳起来分以下三种：
（一）高压开关电器
主要用于高压交流配电系统中。要求工作可靠。能分断高压交流电源，能在正常负荷下控制系统的通与断。这类高压电器有高压隔离开关、高压断路器等。
（1）高压隔离开关
隔离开关用于隔离检修设备与高压电源。当电气设备检修时，操作隔离开关使须检修的设备与同电压的其它部分呈明显的隔离。
隔离开关无特殊的灭弧装置，因此它的接通与切断不允许在有负荷电流的情况下进行，否则断开隔离开关的电弧会烧毁设备，甚至造成短路故障。所以须要接通或断开隔离开关时，应先将高压电路中断路器分断之后才能进行，典型GN8型高压隔离开关如图1-2-9所示。
在电力系统中，隔离开关的主要用途是：
将电器设备与带电的电网隔离，以保证被隔离的电气设备有明显的断开点能安全地进行检修。
改变运行方式。在双母线的电路中，可利用隔离开关将设备或线路从一母线切换到另一组母线上去。
接通和断开小电流电路。例如可以用隔离开关进行下列操作：
接通和断开电压互感器和避雷器电路；接通和断开电压为10KV，长5KM以内的空载输电线路；接通和断开电压为35KV,容量为1000KVA及以下的和电压为110KV,容量为320KVA及以下的空载变压器；接通和断开电压为35KV，长度在10公里以内的空载输电线路。
图1-2-9GN8型高压隔离开关
（2）高压断路器
①少油断路器
少油断路器（又称油开关），属户内式高压断路器，是高压开关设备最重要、最复杂的一种设备，既能切断负载又能自动保护，广泛应用于发电厂和变电所的高压开关柜内。
SN10—10型高压少油断路器的基本结构有框架、传动机械及油箱，油箱外部用绝缘筒包裹，内部下端为基座，导电杆的转轴和传动机构装在基座内，基座上又固定着滚动触头。油箱上端是铝帽，帽下部为瓣形静触头，帽上部为油气分离室，中部为灭弧室。
一旦断路器触头断开时，传动杆因分闸弹簧放松而使导电动触杆迅速下移，导电动触杆与静触头之间便产生电弧。由于绝缘油因高温而气化，灭弧室内气压随之升高，迫使静触头的小钢球压住中心上，于是油和气相混合以横吹的方式冷却电弧，当断路器合闸时上出线端、静触头、导电触头、导电动触杆、中间滚动触头、下出线端组成导电通路，结构图如图1-2-10所示。
图1-2-10 SN10—10少油断路器
少油断路器的运行检查既注意事项：
* 应经常巡视断路器的油面位置在规定的标准线上。油色应正常。桶壳、油阀、油位计等处是否清洁、无渗漏油现象。
* 瓷绝缘部分应无破裂、掉瓷、闪络放电痕迹和电晕现象。表面应无脏污。
* 拉、合闸指示器标志是否清楚、位置是否正确，并与指示等的指示一致。
* 操作机构应保证经常的灵活可靠，无卡塞现象，并定期在转动部家润滑油。
* 用手力操动机构时，必须由熟练人员操作，保证机构一次合到位，中途不的停顿。
* 经常注意油面高度，当油面低于油标线时，可以通过注油螺钉加油。
* 油箱无油情况下，不能进行带电分、合闸。
②真空断路器
ZNL系列三相户内高压真空断路器（以下简称断路器）可用于额定频率50HZ，额定电压6至12KV,额定电流至630A，额定短路开断电流至12.5KA的电力系统中，作为高压电器设备的控制和保护开关。断路器主要由操作机构、真空灭弧室、绝缘框及绝缘子等组成，整个布局成立体形。操作机构安装在前部，由薄板组成的箱体内。真空灭弧室固定在箱体后面，由DMC不饱和聚酯模塑料压制而成的绝缘框架内。每相真空灭弧室都有单独的绝缘框、绝缘子作绝缘隔离。箱体内还装有记载断路器合分次数的机械计数器。
操作机构主要由储能机构、合分弹簧、连锁机构、机构主轴、分闸缓冲器、分励脱扣器、过流脱扣器、辅助开关等控制装置组成。贮能机构通过连接件与机构主轴相连，主轴的旋转通过固定在其上的拐臂推动绝缘子，使真空灭弧室的动导电杆作合、分动作。合闸弹簧可由电动机或手柄来使弹簧拉伸贮能。分闸弹簧则是在断路器合闸的同时，由机构主轴拐臂拉伸贮能。联锁机构是保证断路器在合闸状态时，机构不能再进行合闸操作。须分闸后，机构才能进行合闸操作。断路器的合、分动作均可用手动或电动来完成。
真空灭弧室的灭弧原理：灭弧室里有一对动、静导电触头，触头合上和分开，形成通断。断路器大电流的开断是否成功，关键是在于电流过零后，触头间的绝缘恢复速度是否比恢复电压上升快。实践证明，真空中的绝缘恢复之所以快，是因为在燃弧过程中所产生的金属蒸汽、电子和离子，能在很短的时间内扩散，并被吸附在触头和屏蔽罩等表面上，当电流在自然过零时，电弧就熄灭了，触头间的介质强度迅速恢复起来。本断路器真空灭弧室内的触头采用CuCr合金材料，开断能力强，截流水平低，电寿命长。
（二）高压保安电器
主要是用于交流高压配电系统中。配电系统对电器要求是：当线路发生过载、短路、过电压故障时，对电源设备起到保护工作。这类电器有高压熔断器、避雷器。高压熔断器按使用场合可分为户内管型熔断器和户外跌落式熔断器。避雷器有阀式避雷器和管式避雷器。通信电力系统采用阀式避雷器。阀式避雷器按工作电压等级可分为高压阀式避雷器和低压阀式避雷器。
（三）高压测量电器
低压配电设备是将由降压电力变压器输出的低电压电源或直接由市电引入的低电压电源进行配电，用作市电的通断、切换控制和监测，并保护接到输出侧的各种交流负载。低压配电设备由低压开关、空气断路开关、熔断器、接触器、避雷器和监测用各种交流电表及控制电路等组成。
配电设备产品主要指各种在发电厂、变电站和厂矿企业的低压配电系统中作动力、配电和照明用的成套设备。如低压配电屏、开关柜、照明箱和电动机控制中心等。
配电系统的构成形式，可分为放射式、树干式和单独组装的控制屏三种类型。放射式配电系统从一个中心点放射式的向各负载供电，各负载与中心点之间用固定安装的电缆连接，向各负载供电的馈电系统成套装配在一起形成配电中心。该配电中心可以制成配电开关柜、开关板和组合式配电控制箱。树干式配电系统由敷设在金属或塑料线槽中的母线系统组成。这些母线和用电设备并排敷设，将电源送到用电设备附近，通过可拆式熔断器插入单元和很短的电缆与负载连接起来。单把配电设备都归入配电系统后，设备的控制系统也可以单独组装在一起构成配电控制屏安装在设备内部或近傍。
（1）刀开关
刀开关是一种带有刀刃楔形触头的，结构比较简单而使用广泛的开关电器。其主要作用是：在检修及维护其它方面的工作时，隔离电源，以确保线路和设备维修的安全，不濒繁地接通和分割小容量的低压电路或直接起动的小容量电动机。
刀开关的操作使用注意事项：
①刀开关应垂直安装在开关板或条架上，并使夹座位于上方，以避免在分断位置由于刀架松动或闸刀脱落而造成误合闸。
②到开关做隔离开关使用时，要注意操作顺序。分闸时，应先拉开负荷开关，后拉开隔离开关。合闸时顺序与分闸顺序刚好相反。
③到开关在合闸时，应保证三相同时合闸，并接触良好。如果接触不良，常会引发热而造成短路。如果负载是三相电动机，还会导致单相运行而损坏电机。
④没有灭弧室的刀开关，不应用作负载开关来分断电流。有分断能力的刀开关，应按产品使用说明书中的规定的分断负载能力使用。否则，会引起持续然弧，甚至造成相间短路，造成事故。
（2）熔断器
熔断器是借助熔体当电流超过限定值而融化，分断电路的一种用于过载和短路的保护电器。由于它具有结构简单、使用维护方便、价格低廉、可靠性高的特点，因而无论在强电系统或弱电系统中都获得广泛的应用。
熔断器主要有熔体、触头插座和结缘底板组成，熔体是核心部分，它既是敏感元件又是执行元件。使用时把它串接在被保护电路中，在正常情况下，它相当一根导线，在发生过在或短路时，电流过大，熔体受过热而溶化把电路切断。
熔断器的熔断过程大致分为升温、熔化和蒸发、间隙的击穿和电弧的产生、电弧的熄灭四个阶段。
熔断器的操作使用注意事项：
①一定容量的负载宜接只对应容量的容体上，防止熔断器保险过大，当负载严重过流时，保险不起作用。匹配方法：2*负载电流=熔体额定电流。
②在配电系统中，各级熔断器应互相配合以实现选择型。一般要求前级熔体比后一级熔体的额定电流大2-3级，以发生越级动作而扩大故障停电范围。
③熔断器及熔体必须安装可靠，防止某相断开。熔断器周围介质温度与被保护对象的周围介质温度基本一致，防止保护动作产生误差。
④使用时经常清除熔断器表面积有的尘埃，拆换熔断器时，应使用同一型号规格的熔断器，不允许用其它型号规格熔断器代用，更不允许用金属导线代替熔断器接通电器。
（3）接触器
接触器是电力拖动和自动控制系统中应用最普遍的一种电器。主要用来频繁地远距离接通和分断交、直流主电路或大容量控制电路。除了控制电动机外，还可用于控制照明、电热、电焊机和电容器等负载。组成部分有：电磁系统、主触头和灭弧系统、辅助触头、支架和外壳等。主触头接在主电路中，作用是接通和分断主电路，允许通过的电流较大；辅助触头接在辅助电路中，起信号的控制、保护和连锁作用，允许通过的电流较小。
接触器只能断开正常负载电流，而不能切断短路电流，所以不可单独使用，应与闸刀、熔断器和空气开关配合使用。
接触器按触头控制的电路不同，可分为交流接触器（单相、三相）和直流接触器。选用时一般交流负载用交流接触器，直流负载用直流接触器，值得注意的是，接触器的额定电压有主触点上的额定电压和线圈上的额定电压之分，两者不能混淆。如某负载是380V的三相感应电动机，则应选用380V（主触点额定电压）的三相交流接触器。
（4）自动空气断路器
自动空气断路器简称自动空气开关或自动开关。它相当于刀闸开关、熔断器、热继电器和欠压继电器的组合，是一种自动切断电路故障的保护电器，主要是用来保护交、直流电路内的电气设备，不濒繁地启动电动机及操作或转换电路。自动空气开关与接触器不同的是允许切断短路电流，但允许操作次数较低。
自动空气断路器的合闸与分闸，可用人工手动操作，也可装置电动操作机构远距离控制。操作机构中，还设有自动跳闸保护装置，及在设备过载或电压很低时，断路器的保护元件动作，使开关自动跳闸而切断主电路。断路器的全部机构装于胶木或塑料盒内，盒盖仅路出操作手柄，操作手柄可以显示不同的工作位置，即手柄在上端位置时表示开关闭合，手柄在下端表示断开，当断路器因故障自动断开时，手柄处在中间位置。
断路器的主要参数是额定电压、额定电流和允许切断的极限电流。选择时自动空气开关的允许切断极限电流应略大于线路最大短路电流。
（5）电流表：测量电流用的仪表，称为电流表。在配电系统中常以电流互感器配合使用用测量和监视配电柜和配电单元的负荷变化情况。
(6) 电流互感器：
它是用来测量大电流的一种仪器，在电路中能把大电流变成小电流，供给测量仪表和继电保护装置。
上图是电流互感器原理图,使用中是将匝数少的初级绕组A、B两端串联接在被测电路中，将匝数多的次级绕组两端串接一只低阻抗电流表，因而互感器相当于一个有载运动变压器，此时绕组电流与匝数的关系为：
I1/I2=N2/N1=K或I1=N2/N1*I2=KI2 式中：K为变流比
在测量时，将电流互感器所标变流比K值与电流表读数相乘，即是被测电路的电流值，如果是配套的电流表，可直接读出被测电流值。
使用中，必须注意：电流互感器的次级二端不允许开路，因为在正常工作时，初级绕组产生的磁通被次级绕组产生的磁通相互抵消。当次级开路时，次级磁通为零，造成初级磁通增大，致使开路的次级绕组二瑞出现很高的感应电压，给操作人员带来一定的危险性，因此使用中需将次级绕组一端同铁芯一起接地。
(7) 电压表：电压表是用来测量电路中电压高低的一种仪表通常用符号V表示。它的特点就是其内电阻大。在配电系统中常以电压互感器配合使用，用以测量和监视电网电压的变化情况。
(8)电压互感器：电压互感器是一种特殊的变压器 是把高电压变换成低电压，使电压测定、继电保护等二次回路与高压电路隔开，它是专供测量和继电保护用的变压器。下图是电压互感器原理图。
使用时将匝数多的初级绕组并联接在被测的电压线路上，如图中A、B两点；将匝数少的次级绕组与一块阻抗较高的电压表相串联，因此次级绕组中的电流很小，相似于开路，也就相当于一个空截运行的变压器，此时初、次级绕组电压关系为：
U1/U2=E1/E2=N1/N2=K 或 U1=N1/N2*U2=K*U2 式中K为变比
由此看出，只要将电压互感器所标变压比K的值与次级电压表的读数相乘，就是被测高压值，如果是配套的电压表，便可直接读出被测电压值。
二、电力电缆
1、电力线的种类
（1）电力电缆：具有导体、绝缘层和外层护套的电力线。
（2）绝缘电线：只有导体，或有简单绝缘层和保护层的低压电力线（裸电线、绝绝电线）。绝缘导线按芯线材料分，有铜芯和铝芯两种。
（3）母线：供电系统中常把主干线称为母线。电力线中的母线，指导线截面积很大或截面形状特殊的一类导线，截面形状有圆形、矩形和筒形等几种。母线分两类：一类为软母线（多股铜纹线或钢芯铝线）。钢母线虽价廉，机械强度又高，但其电阻率太大，用于交流时还存在集肤效应，仅适用于高压小容量电路（如电压互感器）和电流在200A以下的低压直流电路中。接电装置中的接地线也多用于钢母线。
2、电力电缆结构
电力电缆是一种特殊的导线，主要由电缆芯、绝缘层和保护层三部分组成。
（1）电缆芯
由单根或几根绞绕的导线构成，导线多为铜、铝两种材料制作。铜导电性能好、机械强度也高，但是铜资源较少、成本高，因此实用中多用铝芯线作为电力电缆线。每根缆芯线由多根导线构成，而电缆又由数量不等的缆芯线组成。缆芯线数量常见的有单芯、双芯、三芯和四芯等多种。缆芯线的截面积有圆形、半圆形和扇形三种。
（2）绝缘层
绝缘层分匀质和纤维质两类。前者有橡胶、沥青、聚乙烯等。后者包括棉麻、丝绸、纸等。两类材料差异在于吸收水分的程度不同。匀质材料的绝缘层防潮性好，但受空气和光线直接作用时易“老化”，橡胶遇油时分子结构会遭破坏，且耐热性差，因此只能在较低温度下运用。另外，橡胶容易在高压下受电晕作用而产生裂缝，但橡胶绝缘层有优良的可曲性，可作垂直安装。纤维质材料易吸水，这种电缆外层应有保护包皮，不可作倾斜和大弯曲安装。
（3）保护层
电缆线的保护层分为内保护层和外保护层两部分。其作用是防止电缆在运输、储存、施工和供电运行中受到空气、水气、酸碱腐蚀和机械外力的作用，使其绝缘性能降低，使用年限缩短。内保护层多用麻筋、铅包、涂沥青麻被或聚氯乙烯等制作。外保护层多用钢铠、麻被或铅铠、聚氯乙烯外套等制作。有的低压电缆直接用橡胶作外保护层。
3、 电力线的命名
（1）、绝缘方式代号
Z—纸 M—纱包 V—聚氯乙烯 X—橡皮
YF—泡沫聚乙烯 Y—聚乙烯 YD—聚乙烯垫片 B—聚苯乙烯
S—丝包 F—复合物
（2）、内护套代号
Q—铅包 L—铝包 H—橡套 V—聚氯乙烯
A—铝—聚氯乙烯 Y—聚乙烯 B—编织涂蜡
W—双层聚氯乙烯
（3）、派生特性代号
P—屏蔽芯线 Z—综合电缆 C—自承式 L—防雷
J—加强 R—软式 G—镀锌 X—橡皮
B—扁型、硬型聚苯乙烯
（4）、电缆芯线导体代号
T—铜 L—铝 G—铁
（5）、外护层代号
02—聚氯乙烯外护套 03—聚乙烯外护套
1—麻被护层 2—钢带铠装麻被护层
3—单层细圆钢丝铠装麻被护层 4—双层细圆钢丝铠装被护护层
5—单层粗圆钢丝铠装麻被护层 6—双层粗圆钢丝铠装麻被护层
11—裸金属护套一级外护套 12—钢带铠装一级外护套
13—单层细圆钢丝麻被一级外护套 14—双层细圆钢丝铠装一级外护套
20—裸钢带铠装护套 21—钢带铠装纤维外套
22—钢带铠装二级外护套 23—单层细圆钢线铠装麻被二级外护层
24—双层细圆钢丝铠装二级外护套 30—裸单层圆钢丝铠装护层
31—细钢丝铠装纤维外护套 32—细钢丝铠装聚氯乙烯护套
33—细钢丝铠装聚氯乙烯护套 41—粗钢丝纤维外护套
42—粗钢丝铠装聚氯乙烯护套 43—粗钢丝铠装聚乙烯护套
50—裸单层粗圆钢丝铠装护套 332—双细钢丝铠装聚氯乙烯护套
441—双粗钢丝纤维外护套
4、 电力线常用型号
常用电线电缆和母线的型号见表2-3-2-1
表2-3-2-1 常用电线电缆和母线的型号
序号
型 号
名 称
备 注
铝芯
铜芯
1
LJ
TJ
铝（铜）绞线
2
LGJ
铜芯铝绞线
3
BLX
BX
铝（铜）芯橡皮线
4
BLXF
BXF
铝（铜）芯氯丁橡皮线
5
BLV
BV
铝（铜）芯聚氯乙烯绝缘线
6
BLVV
BVV
铝（铜）芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电线
7
ZLQ
ZQ
铝（铜）芯油浸纸绝缘裸铜包电力电缆
8
ZLQ××
ZLQ××
9
ZLL
ZL
铝（铜）芯油浸纸绝缘裸铝包电力电缆
××表示电力电缆外护层代号
1—麻被护层
2—钢带铠装麻被护层
20—裸钢带铠层
3—细钢丝铠装麻被护套
30—裸细钢丝铠装
5—粗钢丝铠装
11—防腐护层
12—钢带铠装有防腐层
120—裸钢带铠装有防腐层
10
ZLQ××
ZLQ××
11
ZLQP
ZQP
铝（铜）芯油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆
12
ZLQP
ZQD
铝（铜）芯不滴流浸渍剂纸绝缘铜包电力电缆
13
YJLV
YJV
铝（铜）芯交联电力聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护
套电缆
14
VLV
VV
铝（铜）芯聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套电力
电缆
15
XLV
XV
铝（铜）芯橡皮绝缘聚氯乙烯护套电力电缆
16
LMY
TMY
硬铝（铜）母线
17
LMR
TMR
软铝（铜）母线
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