作者：何发武 陈继杰主编
出版社：中国铁道出版社
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高电压设备测试试读：
前言
本教材根据全国铁道职业教育教学指导委员会确定的规划教材编写计划及要求进行撰写。
由于高压测试涉及绝缘和防护方面的理论知识和操作技能，理论与实践比较难以融合理解，在授课时也存在“理论涩，实训难”的问题。所以本教材涉及电力变压器、互感器、高压开关、避雷器、电力电容器、电力电缆、套管、绝缘子、GIS等常见高压设备，并以设备分类为主线，介绍了绝缘介质（气体、液体、固体）的基本电气特性，阐述了高压设备绝缘基本概念，并全面讲解了测试方法及过程。通过本教材的学习，能掌握电气设备绝缘结构的基本知识和测试方法，掌握高电压试验和绝缘预防性试验中常用的试验装置及测试仪器的原理与用法、基本测试程序和安全防护技能等。
本书具有以下几个特点：
1.标准化测试。本教材依据国标（GB 50150—2006）《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（以下简称《试验标准》）和电力行标（DL-T596）《电力设备预防性试验规程》（以下简称《规程》）进行编写，通过标准化测试训练，强化标准化意识，规范测试行为。
2.项目化强。本课程以高压测试案例进行教学，从大量现场高压案例分析中导入与高压相关的基本理论知识，激发学生学习和参与的兴趣，提高动手能力。在教学设计上，将内容按设备分成多个高压试验项目，形成一个高压实践课程教学系列，以项目任务为载体实施教学，让学生在完成项目任务的过程中逐步提高职业能力，在教材中也增加现场中新设备检测技术的介绍。通过实训与案例教学，能正确理解高压的基本概念及成因，具有一定程度的现场综合操作能力，基本能从事高电压相关技术工作。
3.操作性强。实现教学中的学做一体，工学结合。本套教材立足于高压试验工的核心岗位，紧扣试验工的核心技能要求，以中、高级技能人才培训为主，同时引入输配电高压试验的工艺和技术标准，把《中华人民共和国职业技能鉴定规范电力行业：电气试验工（11057）》引入教材内容，保持学习和实际工作的一致性，力求教学过程中在提高专业能力的同时培养职业素质。本教材采用项目教学形式，反映最新的高职教学理念，实现真正意义上的“教、学、做”一体，培养学生的职业能力和职业素质。本教材填补了高压试验项目教学教材的空白。
4.实用性强。本教材将根据《中华人民共和国职业技能鉴定规范电力行业》电气试验工职业技能鉴定培训的要求编写的。教材突出了以实际操作技能为主线、将相关专业理论与生产实践紧密结合的特色，反映了当前我国高压试验技术发展的水平，体现了实用可操作性的原则，融入最新的高压测试与试验技术。
5.配套资源丰富。除纸质教材之外，本教材还将高压试验项目开发成虚拟学习资源，与广州供电段联合录制教学项目视频，创建包括文档、课件、动画、录像等的教学资源库，建立网络课程学习平台，以供学习参考之用。
本书由广州铁路职业技术学院何发武、陈继杰主编，陈瑞源主审。本书项目一、二、三及附录由广州铁路职业技术学院何发武编写，项目六、七由广州铁路职业技术学院陈继杰编写，项目四和项目五之任务一、二由西安铁路职业技术学院方彦编写，项目五之任务三、四由西安铁路职业技术学院苗斌编写。
在本书编写过程中，多次到广铁集团供电段、广东电力设备厂等单位进行项目调研，张仕斌、张明凯、骆世忠等专家提出了宝贵意见，同时得到广州铁路职业技术学院电气化铁道供电技术团队王亚妮、刘让雄、余木鳌、谭慧铭、陈海军、何桂娥、陈健鑫、赵华军、刘文革、张红等审核，同时也得到了杨洪琳、何泽南、冼明珍、何发文、车水轩、何安洋、李逸捷、李俊、李雅、何凤华、何发贤、何月华等同志的大力支持，在内容、体例、案例等给予充分研讨和支持，在此一并表示衷心感谢。
由于作者水平有限，书中难免有错漏，希望读者多多指正。
作 者2014年6月于广州项目一高压设备绝缘综述【项目描述】 对变电所电力一次设备实物进行辨识，着重从高压绝缘的防护和介质设置上，结合设备功能及特性，理解一次主要设备在高压安全测量和防护措施。【知识要求】
◆能辨别电力变压器、互感器、高压开关、避雷器、电力电容器、电力电缆、套管、绝缘子、GIS等常见高压设备。
◆辨识常用电气设备高压绝缘结构和绝缘特性，了解绝缘水平下降的成因及解决方法。
◆掌握常用的气体、液体、固体绝缘介质特性，介绍其在高压设备中的应用。
◆掌握安全距离的范围及安全接地要求。
◆掌握常用绝缘安全用具测试方法、检测周期和使用方法。【技能要求】
◆能掌握常用电气设备绝缘性能指标。
◆能准确把握高压电气设备的结构、功能和绝缘水平。
◆能掌握电气设备测试电气连接关系。
◆掌握验电、接地和拆除地线的正确步骤及方法。【安全须知】
◆树立高压安全意识。
◆掌握不同电压对应的最小安全距离。
◆掌握接地线和拆除的顺序及方法。
变配电所中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路或称为主电路、主接线。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备或一次元件。
一次设备按其功能来分，可分为以下几类：（1）变换设备。其功能是按电力系统运行的要求改变电压或电流、频率等，例如电力变压器、电压互感器、电流互感器、变频机等。（2）开关设备。其功能是按电力系统运行的要求来控制一次电路的通断装置，例如断路器、隔离开关。（3）保护设备。其功能是用来对电力系统进行过电流和过电压故障等的保护，例如熔断器和避雷器等。（4）补偿设备。其功能是用来补偿电力系统中的无功功率，提高系统的功率因数，例如电容补偿装置等。（5）成套设备。按一次电路接线方案的要求，将有关一次设备及控制、指示、监测和保护一次设备的二次设备组合为一体的电气装置，例如高压开关柜、GIS柜等。
高压设备的安全运行是整个电力系统安全运行的基础。高压电气设备在电网中运行时，如果其内部存在因制造不良、老化以及外力破坏造成的绝缘缺陷，会发生影响设备和电网安全运行的绝缘事故。在设备投运后，进行预防性试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷，防止发生绝缘事故。因此，认识绝缘是高压设备测试中非常重要的环节，只有提高设备的绝缘水平，才能在产品设计制造、高压输变电设备运行中，提高绝缘耐压水平，使电力系统稳定地安全运行。下面针对主要的一次设备，着重介绍设备的绝缘材料及结构等内容。任务一高压试验安全常识
电气设备绝缘预防性试验是对运行的电气设备进行检验鉴定，防止设备在运行中发生故障的重要措施。由于试验过程中采用了高电压、大电流，并且许多设备属于容性储能设备（如电容器、电缆等），在试验后依然残存静电，常常会危及人身安全。在每年各地的试验中，因安全防护不到位或操作不当而引发的事故时有发生。因此，在试验过程中必须做好安全工作。
一、安全距离
在规定的安全距离下，带电作业中才能确保人身和设备安全。
安全距离是指为了保证人身安全，作业人员与带电体之间所保持各种最小空气间隙距离的总称。具体地说，安全距离包括下列五种间隙距离：最小安全距离、最小对地安全距离、最小相间安全距离、最小安全作业距离和最小组合间隙。最小安全距离是指地电位作业人员与带电体之间应保持的最小距离。最小对地安全距离是指带电体上等电位作业人员与周围接地体之间应保持的最小距离。最小相间安全距离是指带电体上作业人员与邻相带电体之间应保持的最小距离。最小安全作业距离是指为了保证人身安全考虑到工作中必要的活动地电位作业人员在作业过程中与带电体之间应保持的最小距离。最小组合间隙是指在组合间隙中的作业人员处于最低的50％操作冲击放电电压位置时人体对接地体与带电体两者应保持的距离之和。
各种安全距离可以参考表1-1、表1-2。
表1-1 各种不同电压等级的安全距离
表1-2 人身与带电体的安全距离
在试验中，为保证人员及设备安全，试验人员与带电体之间、带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与其他设备之间，都要保持一定的安全距离。安全距离的大小因电压高低、设备类型、安装方式及天气状况的差异而变化。对于各项安全距离，国家都有明确的规定，不再赘述。有一点值得注意，带电体往往被习惯性地认为是试验中的试验仪器和电气设备，忽视了与设备相连的导线、导线排也同时带电，若工作时距离过近易发生危险。故应将所有带电部位整体看作是带电体，对其所占空间范围均须保持安全距离。特别是做母排耐压试验时，所有人员都要远离柜体，不可进行柜内工作，以免发生危险。
另外，试验工作与其他工作禁止交叉进行。对于非试验人员，由于不熟悉试验工作和带电范围，不得进入试验区域观看或帮助。试验区域围绳或警示牌就是为其划定的安全距离线。若试验中带电体与人体、其他设备、带电线路之间的距离达不到规定要求，此时要进行试验，必须装设临时遮栏、绝缘挡板、绝缘皮垫等进行隔离。试验时若产生火花或放电声，说明距离不够或绝缘介质表面不干净，立即停止试验，调整好距离，擦净绝缘表面，然后再行试验。
二、高压接地
接地是试验中一项重要的工作，也是一项重要的安全措施。试验中的接地包括两部分：即工作接地和保护接地。
高压接地线是用于线路和变电施工，为防止临近带电体产生静电感应触电或误合闸时保证安全之用。高压接地线由绝缘操作杆、导线夹、短路线、接地线、接地端子、汇流夹、接地夹组成。
工作接地是利用大地作为导线或根据正常运行方式的需要将网络的某一点接地，借以形成电气回路，这也是进行试验（特别是耐压试验）的必备条件。以测量避雷器的工频放电电压为例，在升压变压器的高压输出侧，其高压首端与避雷器首端相连，而两者尾端接地，这样工频电源、调压器、升压变压器、避雷器和大地经导线连接就构成一条电压回路，工频电压经升压变压器升压，将高电压加到避雷器上。对高压柜手车上的真空断路器进行耐压试验，测试其对地电气绝缘水平，但此时手车已从柜内拉出，金属外壳脱离接地网，失去了大地导线，若不将其金属外壳接地，则无电压回路，耐压试验无法进行。对耐压试验而言，需要将电气设备金属外壳接地，此时的接地属工作接地。
保护接地是将电气设备正常工作时不带电的金属外壳接地，以防止设备内部故障时碰壳带电危及人身安全。保护接地在供电系统运行中比较完备，而在试验过程中却常常被忽略。试验中因保护接地出现的问题多集中在试验仪器上，因为电气设备（少数需脱离原位置的除外）都有保护接地。由于试验仪器的接线多、拆接频繁、移动性大，加之一些试验人员省事图快，并抱有一定的侥幸心理，对于试验仪器的保护接地往往不做或疏于检查，留下了事故隐患。
接地关系到试验能否正常进行，能否保证人身安全。接地线前应先验电确认已停电，在设备上确认无电压后进行。先将接地线夹连接在接地网或扁铁件上，然后用接地操作棒分别将导线端线类拧紧在设备导线上。拆除短路接地线时，顺序正好与上述相反。装设接地线时须两人进行，装、拆时均应使用绝缘棒和绝缘手套。
安装接地线首先检查接地线是否完好，有无断裂和破损。接地线两端尽量地采用压接方式，不能缠绕，避免接触不良，因此应焊接上金属叉或导线夹。试验仪器或者电气设备上接地点的螺丝和螺母要保证良好的电气接触，若有氧化锈蚀或者绝缘漆覆盖，将其彻底清除、打磨干净。接地体的选择首选地排，若与地排距离较远时，选择临近电气设备的金属外壳接地点，不要挂在如柜门把手、绝缘挡板紧固螺丝等接地状况不可靠的部位。接线地与工作设备之间不能连接刀闸或者熔断器，以防断开失去接地时，检修人员发生触电事故。高压接地线按照电压等级可分为：10kV接地线，35kV高压接地线，110kV接地线，220kV高压接地线，500kV高压接地线。如图1-1所示是220kV高压接地线。
短路接地线应妥善保管。每次使用前，均应仔细检查其是否完好，软铜线无祼露，螺母不松脱，否则不得使用。短路接地线检验周期为每五年一次，检验项目同出厂检验。经试验合格的携带型短路接地线在经受短路后，应根据经受短路电流大小和外观检验判断，一般应予以报废。
三、常用绝缘工具
电气安全管理中，把绝缘工具分为基本安全用具和辅助安全用具。所谓基本安全用具，是指绝缘强度足以承受电气运用电压的安全用具，如绝缘棒、绝缘夹钳、绝缘台（梯）。而辅助安全用具，是指不足以承受电气运行电压，在电气作业中，配合基本安全用具，例如绝缘垫、绝缘鞋，不可以接触带电部分，可以防止跨步电压对人身的伤害。
图1-2是常用绝缘工具，包括绝缘棒、绝缘手套、绝缘鞋、安全帽、绝缘拉杆、验电器等。绝缘工具最小有效绝缘长度参考表1-3。
图1-1 220kV高压接地线
图1-2 常用绝缘工具
表1-3 绝缘工具最小有效绝缘长度
按照《电业安全工作规程》的要求，这些安全用具必须进行定期耐压试验，满足高压使用安全标准。安全用具应半年进行定期检查。
绝缘操作杆主要用于闭合或打开高压隔离开关，装拆携带式接地线以及进行测量和试验等。绝缘操作杆要有专人保管，半年要对绝缘操作杆进行一次交流耐压试验，不合格的要立即报废，不可降低其标准使用。绝缘操作杆一般有三节，由工作、绝缘、握手三部分组成。工作部分大多是由铜、铸钢、铝合金等金属材料制成，根据需要可以做成不同的形状，装在操作杆的顶端。要注意的是，工作部分的金属钩，在满足需要的情况下，应尽量做得短一些，以免在操作时造成接地或相间短路。工作部分的长度，一般为50～80mm。绝缘部分起到绝缘隔离作用，一般由电木、胶木、塑料带、环氧玻璃布管等绝缘材料制成，握手部分用与绝缘部分相同的材料制成，为操作人员手握部分。为保证操作时有足够的绝缘安全距离，绝缘操作杆的绝缘部分长度不得小于0.7m；要求外观上不能有裂纹、划痕等外部损伤，耐压强度高、耐腐蚀、耐潮湿、机械强度大、质轻、便于携带，一个人能够单独操作。使用绝缘拉杆进行验电时必须戴绝缘手套，穿绝缘靴。
35kV及以下电气设备用的绝缘操作杆，其交流耐压试验电压不应小于线与线间电压的3倍，且不应低于44kV。对于电压在100kV及以上电气设备用的绝缘操作杆，试验电压应为线与地间（相电压）电压的3倍。试验电压须持续5min。在耐压试验时，如果不发生放电或爆裂声，试验后无局部发热现象，即认为合格。泄漏电流则不定标准。各式绝缘操作杆，应每年试验一次。存放在无人值班的变电所的操作杆及测验用绝缘操作杆除外应每两年试验一次。测验用绝缘操作杆应每6个月试验一次。
绝缘鞋是属于辅助安全用具，可防止跨步电压对人身的伤害，其电压等级有6kV、20kV、25kV、35kV绝缘靴。注意应根据作业场所电压高低正确选用绝缘鞋，低压绝缘鞋禁止在高压电气设备上作为安全辅助用具使用，高压绝缘鞋可以作为高压和低压电气设备上辅助安全用具使用。但不论是穿低压或高压绝缘鞋，均不得直接用手接触电气设备。根据新标准要求，电绝缘鞋外底的厚度不含花纹不得小于4mm，花纹无法测量时，厚度不应小于6mm，绝缘鞋的鞋面或鞋底应有标准号、绝缘字样及电压数值。
绝缘手套每次使用前应进行外部检查查看表面有无损伤、磨损或破漏、划痕等。如有砂眼漏气情况，禁止使用。检查的方法是，将手套朝手指方向卷曲，当卷至一定程度时，内部空气因体积减小，压力增大，手指鼓起，不漏气即为良好。使用绝缘手套时，应将外衣袖口放入手套的伸长部分里。绝缘手套要在干燥并且无尖锐物体的地方存放，每半年应进行预防性试验检测。【事故案例】 忘记拆除短接线引起事故。
事故经过：在6kV进线开关进行耐压试验后，试验人员忘记拆除用做短接线的熔丝，运行人员复查时又未能发现（光线较暗），导致开关投入后短路，引发上级电站跳闸，开关触头有一定的烧损。
事故教训：根据规程，做短接线时，试验专用软线和熔丝必要时可配合使用。为保证安全，必须做到“谁短接、谁拆除，专人检查、组长检查和联合检查相结合”。
复习与思考
1.110kV带电设备的安全距离是多少？
2.安全距离有哪几种？10kV发电机出线端子与人体的电气安全距离是多少？任务二电力变压器绝缘
一、电力变压器绝缘结构
变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。在电力系统中，变压器的地位十分重要，要求安全可靠，所以绝缘要求高。
变压器除了应用在电力系统中，还在特种电源的工矿企业中。例如：冶炼用的电炉变压器，电解或化工用的整流变压器，焊接用的电焊变压器，试验用的试验变压器，交通用的牵引变压器以及补偿用的电抗器，保护用的消弧线圈，测量用的互感器等。所以不同场合中的变压器，对绝缘的要求是不同的。
变压器主要结构如图1-3所示，主要包括以下部分。（1）器身：包括铁芯、绕组、绝缘部件及引线。（2）调压装置：即分接开关，分为无励磁调压和有载调压。（3）冷却装置：包括油箱、油枕及散热管等冷却装置。（4）保护装置：包括安全气道、吸湿器、气体继电器、净油器和测温装置等。（5）绝缘套管：包括高压绝缘套管、低压绝缘套管。
变压器的铁芯与绕组，铁芯由硅钢片叠成，硅钢片导磁性能好、磁滞损耗小。在铁芯上有A、B、C三相绕组，每相绕组又分为高压绕组与低压绕组，一般在内层绕低压绕组，外层绕高压绕组。图1-4所示左边是高压绕组引出线，右边是低压绕组引出线。如图1-5所示为三相电力变压器内部结构图，如图1-6所示为电力变压器铁芯实物图。
图1-3 三相电力变压器外观结构
图1-4 三相电力变压器内部铁芯与绕组
图1-5 三相电力变压器内部结构图
图1-6 电力变压器铁芯实物图
把铁芯与绕组放入箱体，绕组引出线通过绝缘套管内的导电杆连到箱体外，导电杆外面是瓷套管，通过它固定在箱体上，保证导电杆与箱体绝缘。为减小因灰尘与雨水引起的漏电，瓷套管外型为多级伞形。右边是低压绝缘套管，左边是高压绝缘套管，由于高压端电压很高，高压绝缘套管比较长，如图1-7所示。
变压器主要结构的箱体（即油箱）里灌满变压器油，铁芯与绕组浸在油里，如图1-8所示。变压器油比空气绝缘强度大，可加强各绕组间、绕组与铁芯间的绝缘，同时流动的变压器油也帮助绕组与铁芯散热。在油箱上部有油枕，有油管与油箱连通，变压器油一直灌到油枕内，可充分保证油箱内灌满变压器油，防止空气中的潮气侵入。
图1-7 变压器高低压绝缘套管
图1-8 变压器油枕与散热管
变压器运行时会发热，绕组和铁芯温度升高，根据A级绝缘，绕组间、绕组与铁芯间的绝缘材料耐受温度一般不能超过95℃，所以油箱外排列着许多散热管，运行中的铁芯与绕组产生的热能使油温升高，温度高的油密度较小上升进入散热管，油在散热管内温度降低密度增加，在管内下降重新进入油箱，铁芯与绕组的热量通过油的自然循环散发出去，如图1-9所示。
一些大型变压器为保证散热，装有专门的变压器油冷却器。冷却器通过上下油管与油箱连接，油通过冷却器内密集的铜管簇，由风扇的冷风使其迅速降温。油泵将冷却的油再打入油箱内，图1-10是一台容量为400000kV·A的特大型电力变压器模型，其低压端电压为20kV，高压端电压为220kV。
图1-9 变压器油对流散热图
图1-10 变压器外观结构图
采用油冷却的变压器结构较复杂，存在安全性问题。目前，在城市内、大型建筑内使用的变压器已逐渐采用干式电力变压器，变压器没有油箱，铁芯与绕组安装在普通箱体内。干式变压器绕组用环氧树脂浇筑等方法保证密封与绝缘，容量较大的绕组内还有散热通道，大容量变压器并配有风机强制通风散热。由于材料与工艺的限制，目前多数干式电力变压器的电压不超过35kV，容量不大于20000kV·A，大型高压的电力变压器仍采用油冷方式。
电力系统所使用的变压器，其中性点的绝缘结构有两种：一种是全绝缘结构，其特点是中性点的绝缘水平与三相端部出线电压等级的绝缘水平相同，此种绝缘结构主要用于绝缘要求较高的小接地电流接地系统，目前我国40kV及以下电压等级电网均属小电流接地系统，所用的变压器基本是全绝缘结构。另一种是分级绝缘结构，其特点是中性点的绝缘水平低于三相端部出线电压等级的绝缘水平。分级绝缘的变压器主要用于110kV及以上电压等级电网的大电流接地系统。采用分级绝缘的变压器可以使内绝缘尺寸减小，从而使整个变压器的尺寸缩小，这样可降低造价。电气设备中，绝缘投资比较大，为了节省变压器的投资，分级绝缘使靠近中性点的部分绕组的绝缘投资减少，绝缘水平下降，但是中性点电位正常很低，不会造成绝缘击穿，能够满足正常运行要求。而全绝缘是绕组所有部分的绝缘水平是一样的，投资较大。
变压器的绝缘水平也称绝缘强度，是与保护水平以及其他绝缘部分相配合的水平，即耐受电压值，由设备的最高电压U 决定。设备m最高电压U 对于变压器来说是绕组最高相间电压有效值，从绝缘方m面考虑，U 是绕组可以联结的那个系统的最高电压有效值，因此，mU 是可以大于或者等于绕组额定电压的标准值。绕组的所有出线端m都具有相同的对地工频耐受电压的绕组绝缘称全绝缘；绕组的接地端或者中性点的绝缘水平较线端低的绕组绝缘称分级绝缘。
绕组额定耐受电压用下列字母代号标志：
LI——雷电冲击耐受电压；SI——操作冲击耐受电压；AC——工频耐受电压。
变压器的绝缘水平是按高压、中压、低压绕组的顺序列出耐受电压值来表示（冲击水平在前）的，其间用斜线分隔开，分级绝缘的中性点绝缘水平加横线列于其线端绝缘水平之后。如：LI850AC360—LI400AC200/LI480AC200—LI250AC95/LI75AC35，其含义为：220kV三侧分级绝缘的主变压器，高压侧引线端雷电冲击耐受电压是850kV，工频耐受电压是360kV，高压侧中性点引线端雷电冲击耐受电压是400kV，工频耐受电压是200kV；中压侧引线端雷电冲击耐受电压是480kV，工频耐受电压是200kV，中压侧中性点引线端雷电冲击耐受电压是250kV，工频耐受电压是95kV；低压侧引线端雷电冲击耐受电压是75kV，工频耐受电压是35kV。
二、变压器分类
变压器的分类有很多种，常用的变压器分类有以下几种。（1）按冷却方式分类：有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。由于变压器绕组内容的绝缘材料主要是由绝缘漆和绝缘纸组成的A级绝缘材料，耐受温度不能超过95℃，所以需要对运行中的变压器内部发热绕组进行冷却，其中常见的是油浸式变压器，迫使油循环的油泵安装在变压器底部。（2）按冷却介质分类：有干式变压器（绝缘介质是空气）、油浸变压器（绝缘介质是变压器油）及SF 气体变压器（绝缘介质是SF 6 ）等。6（3）按中性点绝缘水平分类：有全绝缘变压器、半绝缘（分级绝缘）变压器。
变压器型号包括变压器绕组数、相数、冷却方式、是否强迫油循环、有载或无载调压、设计序号、容量、高压侧额定电压，如：SFPZ9-120000/110指的是三相（双绕组变压器省略绕组数，如果是三绕则前面还有个S）双绕组强迫油循环风冷有载调压，设计序号为9，容量为120000kV·A，高压侧额定电压为110kV的变压器。
电网中各种电气设备绝缘（包括变压器绝缘），在运行中承受长时间的正常工作电压、操作过电压，并在避雷器的保护下承受大气过电压的作用。也就是说，电气设备既要能承受正常工作电压和操作过电压的作用，还应承受避雷器残压的作用，且应有一定的绝缘裕度。
变压器的电气绝缘强度是变压器能否投入电网可靠运行的基本条件之一，变压器中的任何部位如绕组、引线、开关等零部件的绝缘若有损伤，就可能引起整台变压器的损坏，甚至会由此危及整个电网的安全运行。变压器生产出厂时，应具备耐受试验电压的水平，而且有一定的绝缘裕度。变压器出厂试验合格，表明变压器绝缘具备上述水平。
变压器的绝缘可分为内绝缘和外绝缘，是以变压器器身为界分类，外面是外绝缘，里面是内绝缘。外绝缘是指变压器外部绝缘部分。内绝缘包括绕组绝缘、引线绝缘、分接开关绝缘和套管下部绝缘。内绝缘还可分为主绝缘和纵绝缘，如表1-4所示。
表1-4 变压器绝缘分类
主绝缘是指绕组对它本身以外的其他结构部分的绝缘，包括对油箱、对铁芯、夹件和压板、对同一相内其他绕组的绝缘以及对不同相绕组的绝缘。变压器高压绕组线圈主要分为饼式和圆桶式，如图1-11所示为饼式结构。绕组端部至铁轭或者相邻组端部间的绝缘又称为端绝缘，属主绝缘。纵绝缘是指绕组本身内部的绝缘，包括匝间、层间、线段间绝缘以及线段与静电板间的绝缘。主绝缘和纵绝缘分别按工频耐压试验和冲击电压试验来检验。
变压器器身表面是散热器，散热面越大，散热效果越好，当变压器上层油温和下层油温产生温差时，通过散热器产生对流经散热器冷却后流回油箱，起到降低变压器的温度的作用，为提高变压器油的冷却效果可用强油风冷或强油水冷的措施。
变压器内绝缘是油箱内的各部分绝缘，外绝缘是套管上部对地和彼此之间的绝缘。主绝缘是绕组与接地部分之间以及绕组之间的绝缘。在油浸式变压器中，主绝缘以油纸屏障绝缘结构最为常用。纵绝缘是同一绕组各部分之间的绝缘，如不同绕段间、层间和匝间的绝缘等。通常以冲击电压在绕组上的分布作为绕组纵绝缘设计的依据，但匝间绝缘还应考虑长时期工频工作电压的影响。变压器绝缘为油纸组合绝缘，是用变压器油和绝缘纸组成的绝缘。
图1-11 变压器绕组绝缘结构图
相对于变压器的主绝缘，即绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间的绝缘而言，变压器还有另外一项重要的绝缘性能指标——纵绝缘。纵绝缘是变压器绕组具有不同电位的不同点和不同部位之间的绝缘，主要包括绕组匝间、层间和段间的绝缘性能，而国家标准和国际电工委员会（IEC）标准中规定的“感应耐压试验”则是专门用于检验变压器纵绝缘性能的测试方法之一。
变压器的纵绝缘主要依赖于绕组内的绝缘介质——漆包线本身的绝缘漆、变压器油、绝缘纸、浸渍漆和绝缘胶等等（不同种类的变压器可能包含其中一种或多种绝缘介质）；纵绝缘电介质很难保证100％的纯净度，难免混含固体杂质、气泡或水分等，生产过程中也会受到不同程度的损伤；变压器工作时的最高场强集中在这些缺陷处，长期负载运作的温升又降低绝缘介质的击穿电压，造成局部放电，电介质通过外施交变电场吸收的功率即介质损耗会显著增加，导致电介质发热严重，介质电导增大，该部位的大电流也会产生热量，就会使电介质的温度继续升高，而温度的升高反过来又使电介质的电导增加。如此长期恶性循环下去，最后导致电介质的热击穿和整个变压器的毁坏。这故障表现在变压器的特性上就是空载电流和空载功耗显著增加，并且绕组有灼热、飞弧、振动和啸叫等不良现象。可见利用感应耐压试验检测出变压器是否含有纵绝缘缺陷是极其必要的。
三、变压器绝缘套管
变压器绝缘套管分为高低压套管，分别用于进线和出线连接。
绝缘套管按用途分为电站类和电器类。前者主要是穿墙套管；后者有变压器套管、电容器套管和断路器套管。按绝缘结构又分为单一绝缘套管、复合绝缘套管和电容式套管。
单一绝缘套管是用纯瓷或树脂绝缘，常制成穿墙套管，如图1-12所示，用于35kV及以下电压等级。其绝缘件为管状，中部卡装或胶装法兰以便固定在穿孔墙上。法兰一般为灰铸铁，当工作电流大于1500A时常用非磁性材料以减少发热。单一绝缘套管的绝缘结构分为有空气腔和空气腔短路两类。空气腔套管用于10kV及以下电压等级，导体与瓷套之间有空气腔作为辅助绝缘，可以减少套管电容，提高套管的电晕电压和滑闪电压。当电压等级较高时（20～30kV），空气腔内部将发生电晕而使上述作用失效，这时采用空气腔短路结构。这种瓷套管的瓷套内壁涂半导体釉，并用弹簧片与导体接通使空气腔短路，用以消除内部电晕。但法兰附近仍可能发生电晕和滑闪。通常在法兰附近两侧瓷套表面各设一个很大的伞裙，并在法兰附近涂以半导电层使电场均匀分布，提高套管的放电特性。
复合绝缘套管以油或气体作绝缘介质，一般制成变压器套管或断路器套管，如图1-13所示，常用于35kV以下的电压等级。复合绝缘套管的导体与瓷套间的内腔充满变压器油，起径向绝缘作用。当电压超过35kV时，在导体上套以绝缘管或包电缆线，以加强绝缘。复合绝缘套管的导体结构有穿缆式和导杆式两种。穿缆式是利用变压器的引出电缆直接穿过套管，安装方便。当工作电流大于600A时，穿缆式结构安装比较困难，一般采用导杆式结构。
图1-12 穿墙套管
图1-13 复合绝缘套管
电容式套管由电容芯子、瓷套、金属附件和导体构成，如图1-14、图1-15所示。主要用于超高压变压器和断路器。其上部在大气中、下部在油箱中工作。电容式套管的电容芯子作为内绝缘，瓷套作为外绝缘，也起到保护电容芯子的作用。瓷套表面的电场受内部电容芯子的均压作用而分布均匀，从而提高了套管的电气绝缘性能。金属附件有中间连接套筒（法兰）、端盖、均压球等。导体为电缆或硬质钢管。
图1-14 变压器电容型套管
图1-15 牵引电力变压器外观
电容式套管的电容芯子用胶纸制造时，机械强度高，可以任何角度安装，抗潮气性能好，结构和维修简单，可不用下套管，还可将芯子下端车削成短尾式，缩小其尺寸。缺点是在高电压等级时，绝级材料和工艺要求较高，芯子中不易消除气隙，以致造成局部放电电压低。胶纸电容式套管由于介质损耗偏高和局部放电电压低等问题，已逐渐为油纸电容式套管所取代。采用油纸作电容芯子，一般要有下瓷套，下部尺寸较大，对潮气比较敏感，密封要求高；优点是绝缘材料和工艺易于解决，介质损耗小，局部放电性能好。20世纪70年代开始，中国已广泛使用110～500kV超高压油纸电容式套管。
四、变压器油绝缘介质
由于变压器的绝缘材料不同，作用也不同，但是都是为了确保高压绝缘。变压器油箱中都是充满变压器油。
绝缘介质中变压器油是一种极其重要的液体电介质，在起绝缘、冷却和灭弧作用，在变压器中起绝缘、冷却作用，在少油断路器中起灭弧作用。变压器油是天然石油中经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油，是石油中的润滑油馏分经酸碱精制处理得到纯净稳定、黏度小、绝缘性好、冷却性好的液体天然碳氢化合物的混合物，俗称方棚油，浅黄色透明液体，主要成分为环烷烃（约占80％），其他的为芳香烃和烷烃。
良好的变压器油应该是清洁而透明的液体，不得有沉淀物、机械杂质悬浮物及棉絮状物质。如果其受污染和氧化，并产生树脂和沉淀物，变压器油油质就会劣化，颜色会逐渐变为浅红色，直至变为深褐色的液体。当变压器有故障时，也会使油的颜色发生改变。一般情况下，变压器油呈浅褐色时就不宜再用了。另外，变压器油可表现为浑浊乳状、油色发黑、发暗。变压器油浑浊乳状，表明油中含有水分。油色发暗，表明变压器油绝缘老化。油色发黑，甚至有焦臭味，表明变压器内部有故障。
DL/T 572-1995《变压器运行规程》规定油浸式变压器运行上层油温不许超过95℃。一般油浸式变压器的绝缘多采用A级绝缘材料，其耐油温度为105℃。在国标中规定变压器使用条件最高气温为40℃，因此绕组的温升限值为105-40=65（℃）。非强油循环冷却，顶层油温与绕组油温约差10℃，故顶层油温升为65-10=55（℃），顶层油温度为55+40=95（℃）。强油循环顶层油温升一般不超过40℃。
变压器中的吸湿器内装有硅胶干燥剂，储油柜（油枕）内的绝缘油通过吸湿器与大气连通，干燥剂吸收空气中的水分和杂质，以保持变压器内部绕组的良好绝缘性能。一般干燥的干燥剂是蓝色的，当变成粉红色或者白色时，表示已经受潮，需要更换了。油枕是调节油箱油量，防止变压器油过速氧化，上部有加油孔。
五、变压器保护装置
大型电力变压器的基本构成分功能部分和保护部分。其中，保护部分又包括预防性保护和抢救性保护。预防性保护是对电场应力、热应力和机械应力的破坏作用进行防御，以达到预防事故的目的。抢救性保护只是在变压器发生事故之后，限制事故扩大，减少事故损失。保护部分是为电力变压器功能部分服务的，如果抢救性保护部分本身不合理或不可靠，就会影响变压器功能的发挥，导致“功能反被保护误”。然而，由于抢救性保护部分出问题而引起的变压器停电事故在今天仍然频频发生，应该引以为戒。（1）气体继电器：当变压器内部故障，绝缘击穿，产生瓦斯气体，重瓦斯动作跳闸；（2）油位计：当变压器油位下降到警戒值时能及时发出报警信号或跳闸；（3）压力释放阀：保护本体油箱，当发生内部故障，内部压力过大时可以及时卸压，使油箱不至于爆炸；（4）温度指示控制器：当油温过高时，超出警戒值时及时报警或跳闸。
变压器内部出现故障后，如油箱没有变形损坏，在现场可以抢修，否则，就必须返厂修理。这不仅大大增加运输费用和修理费用，也大大延长停电时间，给电力用户带来更大损失。更严重的是油箱开裂后，油箱内便会进入空气，从而引起火灾。变压器一旦着火，往往是烧完为止，只能彻底报废。
气体继电器的重瓦斯保护。电驱动继电器拒动或延长时，油箱内压力很快增加，当油箱内压力与储油柜油室内的压力发生逆差后，油箱内的油便涌入储油柜，冲动气体继电器的挡板，接通跳闸电路，切断电源，同样起到限止油箱内压力增加的作用。正确动作后，也能保住油箱。
在内部故障严重未能很快控制住油箱内部压力的条件下，启动压力释放装置。压力释放装置以前是采用安全气道，现在采用压力释放阀。安全气道是破防爆膜（一般用玻璃片）排油，而压力释放阀是顶开由弹簧压紧的阀门排油。它们都要在油箱压力上升至超过其启动压力后才会动作。压力释放装置的作用是以排油来限制油箱压力。排油越多，油箱内压力下降越快，保住油箱的可能性就越大。
六、安全须知
变压器运行，发出“嗡嗡”的声音，请勿靠近，要保持在安全距离之外。
七、特别提示（1）变压器是变电所的“心脏”，故障时对供电影响极大，必须由专业技术人员来使用和维护变压器。在任何情况下，必须采取必要的安全和防护措施。（2）对于变电所和供电段，由于是属于一级负荷，一般都是采用两台完全相同的变压器互为备用。（3）作业时人员与带电部分之间须保持足够的安全距离，并注意相应的“止步，高压危险”标示牌，如表1-5所示为最小安全距离。
表1-5 最小安全距离
复习与思考
1.请说明变压器SF3-QY-25000/110GY的含义。
2.变压器绝缘分类有几种？所依据的标准是什么？
3.变压器油的成分是什么？请说明变压器油在绝缘主要起到什么作用。还应用在哪些高压设备上？
4.请简要说明变压器的组成部分，阐述结构与绝缘部分是如何考虑的。
5.请说明油浸式变压器的基本结构和原理。任务三互感器绝缘
互感器是一种特殊的变压器，按用途分为电流互感器和电压互感器两种。
电流互感器能将一次系统中的大电流，按比例变换成额定电流为1A或5A的小电流；电压互感器则是将一次系统高电压，按比例变换成额定电压为100V或其他的低电压，向测量仪表、继电保护和自动装置提供电流或电压信号。互感器使测量仪表、保护及自动装置与高压电路隔离，从而保证了低压仪表、装置以及工作人员的安全。电压互感器的工作原理与一般的变压器相同，仅在结构形式、所用材料、容量、误差范围等方面有所差别。
一、电流互感器
电流互感器是升压降流变压器，它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。
电流互感器工作原理和变压器相似，是利用变压器在短路状态下电流与匝数成反比的原理制成的。其一次绕组通常只有一匝或几匝，串接于大电流电路中；二次绕组匝数越多，并且通常有互相独立的几个绕组，分别与测量仪表和继电保护装置的电流线圈连接，负载阻抗很小；为了满足不同的测量要求，互感器也可以有多个铁芯。因此，电流互感器实质上相当于一台容量很小，励磁电流可以忽略不计的短路变压器。
电流互感器按绝缘介质分有干式、浇筑式、油浸式、气体绝缘。干式电流互感器由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘，浇筑式电流互感器是用环氧树脂或其他树脂混合材料浇筑成型的电流互感器，油浸式电流互感器是由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型，目前我国在各种电压等级均为常用。气体绝缘电流互感器，主绝缘由气体构成。
电流互感器按安装方式分贯穿式、支柱式、套管式、母线式。贯穿式电流互感器是用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。支柱式电流互感器是安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。套管式电流互感器是没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。母线式电流互感器是没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感器。
电流互感器安装在开关柜内，与电流表等连接，实现测量仪表和继电保护之用。因为每个仪表不可能接在实际值很大的导线或母线上，所以要通过互感器将其转换为数值较小的二次值，在通过变比来反映一次的实际值。这不仅可靠地隔离开高压，保证了人身和装置的安全，此外，电流互感器的二次额定电流一律为5A，这就增加了使用上的方便，并使仪表和继电器制造标准化。由于电流互感器原边绕组串联在被测电路中，匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路，所以原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，与电流互感器副边负载无关。
二、电压互感器
电压互感器的结构、原理和接线都与变压器相同，区别在于电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安。电压互感器实质上就是一台小容量的空载降压变压器。
电压互感器的绝缘方式较多，有干式（普通绝缘材料经浸漆绝缘）、浇筑式（环氧树脂等混合材料浇筑成型）、油浸式（由绝缘纸和绝缘油绝缘）和充气式（气体绝缘，以SF 为主）等。干式（浸6绝缘胶）的绝缘结构、绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内配电装置；浇筑式结构紧凑，适用于3～35kV户内配电装置；油浸式绝缘性能好，可用于10kV户内外配电装置；充气式用于SF 全封闭组合6电器中，此外还有电容式互感器。目前使用较多的是油浸式和电容式结构的电压互感器。
电压互感器的绝缘方式较多，有干式、浇筑式、油浸式和充气式等。干式（浸绝缘胶）的绝缘结构、绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内配电装置；浇筑式结构紧凑，适用于3～35kV户内配电装置；油浸式绝缘性能好，可用于10kV户内外配电装置；充气式用于SF 6全封闭组合电器中。此外还有电容式互感器。目前使用较多的是油浸式和电容式结构的电压互感器。电压互感器按其运行承受的电压不同，可分为半绝缘和全绝缘电压互感器。半绝缘电压互感器在正常运行中只承受相电压，全绝缘电压互感器运行中可以承受线电压。
三、特别提示（1）电压互感器二次侧不允许短路。由于电压互感器内阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。（2）为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕组必须有一点接地。因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。（3）电压、电流互感器二次侧是否允许开路或者短路，容易让人混淆，为了方便理解，可以这样理解：电压互感器是将大电压变成小电压，自然将小电流变成大电流，所以不能短路，否则烧坏；电流互感器是将大电流变成小电流，自然将小电压变成大电压，所以不能开路，否则由于高电位差会使人有触电危险。
复习与思考
1.在高压设备中，互感器主要起着什么作用？其绝缘部分是如何考虑的？
2.电压互感器和电流互感器二次侧接线时要注意什么？为什么？任务四断路器与隔离开关绝缘
断路器的作用在于不仅能通断正常负荷电流，而且能够接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。
一、高压断路器的绝缘分类
按断路器灭弧介质的不同，可分为真空断路器、压缩空气断路器、油断路器、SF （六氟化硫）断路器。SF 断路器和真空断路器目66前应用较广，很多变电所已经实现了油改气的升级改造，从原来的少油断路器升级为用SF 的GIS。少油断路器因其成本低，结构简单，6依然被广泛应用于不需要频繁操作及要求不高的各级高压电网中，如图1-16所示，但压缩空气断路器和多油断路器已基本淘汰。真空断路器常用于高压室“手车”上，集成了操作机构，方便故障维修。
图1-16 户外110kV少油断路器
二、高压断路器的主要结构
高压断路器的主要结构为：导流部分、灭弧部分、绝缘部分、操作机构。
高压断路器型号的表示和含义如图1-17所示。
图1-17 断路器型号示意图
三、SF 6 绝缘介质
SF 断路器是使用SF 气体作为绝缘介质材料，具有结构简66单，体积小，重量轻，断流容量大，灭弧迅速，允许开断次数多，检修周期长等优点，不仅在系统正常运行时能切断和接通高压线路及各种空载和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用能自动、迅速、可靠地切除各种过负荷电流和短路电流，防止事故范围的发生和扩大。它比少油断路器串联断口要少，可使制造、安装、调试和运行比较方便和经济。
GIS（Gas Insulated Switchgear）中文叫气体绝缘全封闭组合开关电器。GIS全部采用SF 气体作为绝缘介质，并将所有的高压电器6元件密封在接地金属筒中金属封闭开关设备。它是由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、接地开关、套管8种高压电器组合而成的高压配电装置，如图1-18、图1-19所示。
图1-18 某地铁110kV室内GIS
图1-19 某变电站220kV户外GIS
GIS详细介绍见项目七。
SF 气体是无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，它的灭弧6能力强，绝缘强度高，开断电流大，断开电容电流或电感电流时无重燃，过电压低等。具有很高的抗电强度和良好的灭弧性能，介电强度远远超过传统的绝缘气体。它的绝缘能力约高于空气2.5倍，而灭弧能力则高达上百倍。因此将其应用于断路器、变压器和电缆等电气设备，可以缩小设备尺寸，改善电力系统的可靠性和安全性。
纯净SF 气体是无色、无味、无臭、不燃，在常温下化学性质6稳定，属惰性气体。气体密度是空气密度的5.1倍。SF 气体在60.29MPa压力时，绝缘强度与变压器油相当，灭弧能力是空气的100倍。在1.2MPa时液化，为此SF 断路器中都不采用过高压力，使其6保持气态。SF 气体有很强的电负性（SF +e - =），而66正负离子容易复合成中性质点或原子，这是一般气体所没有的，则SF 气体较其他气体有更强的灭弧性能。6
SF 不含碳元素，对于灭弧和绝缘介质来说，是极为优越的特6性，而且它不含氧元素，因此不存在触头氧化问题。SF 具有优良6的绝缘性能，在电流过零时，电弧暂时熄灭后，具有迅速恢复绝缘强度的能力，从而使电弧难以复燃而很快熄灭。SF 断路器是利用SF 6 气体为绝缘介质和灭弧介质的无油化开关设备，其绝缘性能和灭弧6特性都大大高于油断路器，属于气吹式断路器，其特点是工作气压比较低，在吹弧的过程中，气体不排向大气，而在封闭系统中循环使用。
在断路器和GIS操作过程中，由于电弧、电晕、火花放电和局部放电、高温等因素影响下，SF 气体会进行分解，它的分解物遇到6水分后会变成腐蚀性电解质。尤其是有些高毒性分解物，如SF 、S 4 F 、S F SOF 、HF和SO ，它们会刺激皮肤、眼睛、粘膜，2221022如果吸入量大，还会引起头晕和肺水肿，甚至致人死亡。
GIS室内空间较封闭，一旦发生SF 气体泄漏，流通极其缓慢，6毒性分解物在室内沉积，不易排出，从而对进入GIS室的工作人员产生极大的危险。而且SF 气体的比重较氧气大，当发生SF 气体泄66漏时SF 气体将在低层空间积聚，造成局部缺氧，使人窒息。另一6方面SF 气体本身无色无味，发生泄漏后不易让人察觉，这就增加6了对进入泄漏现场工作人员的潜在危险性。如果怀疑发生中毒现象，应组织人员立即撤离现场，开启通风系统，保持空气流通。观察中毒者，如有呕吐应使其侧位，避免呕吐物吸入，造成窒息。其他人员自身应立即用清水冲洗，换衣服，眼部伤害或污染用清水冲洗并摇晃头部。
四、真空断路器
空气是良好的电介质，一般用在设备绝缘上，但是容易受到湿度等因素影响，所以高压设备还可以使用高真空。真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名，其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。其额定电流可达5000A，开断电流达到50kA的较好水平，一般为10kV居多，现已发展到电压达35kV等级，如图1-20所示。
图1-20 ZN28G-12系列户内高压真空断路器
真空断路器利用高真空中电流流过零点时，等离子体迅速扩散而熄灭电弧，完成切断电流的目的。真空不存在导电介质，使电弧快速熄灭，因此该断路器的动静触头之间的间距很小。真空断路器具有真空间隙的绝缘性能好和灭弧能力强的特点。
真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。真空断路器的燃弧时间短，绝缘强度高，电气寿命也较高，触头的开距与行程小，操作的能量小，因此，机械寿命也较高，维护工作量较小。
五、隔离开关
高压隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备，主要用来断开无负荷的电路，隔离开关在分闸状态时有明显的断开点，以保证其他电气设备的安全检修，在合闸状态时能可靠的通过正常负荷电流及短路故障电流。因为没有专门的灭弧装置，不能为断负荷电流及短路电流，因此，隔离开关只能在电路已被断路器断开的情况下才能进行操作，严禁带负荷操作，以免发生意外，只有电压互感器，避雷器励磁电流不超过2A的空载线路，才能用隔离开关进行直接操作。
图1-21 户外110kV隔离开关
高压隔离开关的绝缘介质通常以空气为绝缘介质，也有油绝缘介质。按照绝缘和灭弧介质的不同，高压隔离开关可以分成油隔离开关、隔离开关、户内高压隔离开关、ZW32隔离开关等，图1-21为户外110kV隔离开关。
六、特别提示
断路器与隔离开关从作用上来说，都是属于高压绝缘设备，但是有明显的区别。（1）隔离开关主刀和接地刀闸互相实现连锁，当主刀QS打开后才能合接地刀闸，接地刀打开后才能合主刀QS。（2）高压断路器与隔离开关在串联回路中互相连锁：打开电路时应先打开断路器，然后打开隔离开关。闭合电路时应先合上隔离开关QS，最后合上断路器QF。（3）断路器俗称开关；而隔离开关俗称闸刀。（4）断路器有专门的灭弧装置；而隔离开关没有灭弧装置且严禁带负荷操作。（5）断路器看不到空气断开点；而隔离开关有明显的空气断开点。（6）断路器符号表示为QF；而隔离开关符号表示为QS。
复习与思考
1.断路器按灭弧介质可分为哪几种？各自主要应用在什么场合中？电压等级有何不同？
2.请说明断路器ZW32C-12P/630-20的含义。
3.SF 在绝缘中有什么作用？有什么特性？6
4.隔离开关和断路器有什么区别？在使用上是如何配合的？任务五避雷器
避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。
避雷器是连接在导线和地之间的一种防止雷击的设备，通常与被保护设备并联。避雷器可以有效的保护电力设备，一旦出现不正常电压，避雷器产生作用，起到保护作用。当被保护设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电。避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而达到保护电力设备的作用。
避雷器的最大作用也是最重要的作用就是限制过电压，达到保护电气设备的目的。避雷器是使雷电流流入大地，而电气设备不产生高压的一种装置，主要类型有管式避雷器、阀式避雷器和氧化锌避雷器等。每种类型避雷器的主要工作原理是不同的，但是他们的工作实质是相同的，都是为了保护设备不受损害。
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